鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理一體化設(shè)備
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CANON工藝具有脫氮途徑短、節(jié)省曝氣量、無(wú)需外加碳源、溫室氣體產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn), 成為了目前具前景的污水脫氮工藝.
CANON工藝適合處理高溫、高氨氮污水, 而生活污水是常溫、低氨氮水質(zhì).如何將CANON工藝推廣到市政污水處理廠中是長(zhǎng)久以來(lái)的難點(diǎn).目前, 國(guó)外CANON工藝的研究主要以高氨氮廢水處理為主, 國(guó)內(nèi)雖然有常溫低氨氮環(huán)境中運(yùn)行CANON工藝的報(bào)道, 也僅局限于人工配水和短期運(yùn)行, 實(shí)際污水處理廠中長(zhǎng)期運(yùn)行CANON工藝的研究極少.

常溫低氨氮環(huán)境中, CANON工藝的難點(diǎn)在于硝化細(xì)菌的抑制.如果硝化細(xì)菌過(guò)量增殖, 將會(huì)出現(xiàn)總氮去除率下降、出水總氮超標(biāo)的現(xiàn)象.在常溫、低氨氮條件下, 只調(diào)節(jié)DO從而抑制NOB活性已被證明難以實(shí)現(xiàn).因此, 在工程應(yīng)用中, 需要通過(guò)其他策略抑制硝化細(xì)菌的活性.有研究表明, 在CANON生物膜反應(yīng)器中, NOB主要分布在生物膜的外層.對(duì)生物膜進(jìn)行沖洗, 理論上洗脫生物膜表面的NOB。

活性生物濾池在進(jìn)水時(shí)由于采用了較多的活性污泥回流，濾床中具有大量的活性微生物，濾池中就發(fā)生了較高的微生物的同化作用，也就是說(shuō)活性生物濾池猶如高效的微生物合成器，進(jìn)水中大量的有機(jī)物首先在此被活性污泥所吸附和氧化，并進(jìn)行微生物的大量合成。但由于污水與活性污泥在此濾池中的停留時(shí)間較短，微生物對(duì)吸附在活性污泥上的有機(jī)物還未*氧化，故濾池出水尚需在曝氣池中進(jìn)一步曝氣處理以達(dá)到良好的出水水質(zhì)。也正是由于活性生物濾池的這種作用，使得后續(xù)曝氣池的負(fù)荷大為減輕且波動(dòng)減小。

設(shè)備構(gòu)造
活性生物濾池的構(gòu)造基本上同塔式生物濾池,只是濾床高度較低而已,采用的濾料一般有水平安放的木板條(20mm×15mm~20mm×20mm),這些板條再濾床中逐層交錯(cuò)排列，板條凈間距為20mm。此外，還可以采用塑料蜂窩填料、空心多面球等。
    活性生物濾池的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算也主要是確定其容積，一般多采用容積負(fù)荷率法。活性生物濾池的負(fù)荷率按總處理效率90%考慮，一般情況下對(duì)有機(jī)物的去除率為65%~70%時(shí)，容積負(fù)荷率為3~5kgBOD5/(m3d)，相應(yīng)水力負(fù)荷率為120~200m3/(m2d)；曝氣池有機(jī)負(fù)荷率為0.5~0.6kgBOD5(kgd)相應(yīng)曝氣時(shí)間為1.5~2.0h。

與傳統(tǒng)脫氮工藝相比, 厭氧氨氧化工藝節(jié)省了62.5%曝氣量、脫氮途徑短、無(wú)需外加碳源、溫室氣體產(chǎn)量低, 成為目前具前景的污水脫氮工藝.
厭氧氨氧化菌適合處理高溫、高氨氮污水, 而城市生活污水是典型的低溫、低氨氮水質(zhì), 如何將厭氧氨氧化工藝應(yīng)用于市政污水處理廠是長(zhǎng)久以來(lái)的難點(diǎn).在國(guó)外, 厭氧氨氧化工藝已成功應(yīng)用于污水處理廠中, 以處理垃圾滲濾液、消化上清液、養(yǎng)殖業(yè)廢水等高氨氮廢水, 而市政污水處理廠厭氧氨氧化工藝的研究仍處于小試階段.國(guó)內(nèi), 厭氧氨氧化工藝主要局限于實(shí)驗(yàn)室研究, 在實(shí)際污水處理廠中長(zhǎng)期運(yùn)行厭氧氨氧化工藝的報(bào)道鮮見(jiàn).

常溫低氨氮環(huán)境中, 厭氧氨氧化工藝處理負(fù)荷低.通常認(rèn)為, 常溫馴化可以使厭氧氨氧化菌逐步適應(yīng)低溫環(huán)境.前人的研究在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行, 以人工配水為基質(zhì), 氨氮濃度為100~350 mg ·L-1, 運(yùn)行溫度為18~25℃, 且馴化時(shí)間較短.而實(shí)際生活污水成分復(fù)雜, 亞硝化后的生活污水氨氮濃度為10~25 mg ·L-1, 水溫為10~24℃.因此, 在市政污水處理廠中, 研究長(zhǎng)期常低溫馴化對(duì)厭氧氨氧化菌的影響有著重大的意義.

A/O及A²/O工藝A/O是Anoxic/Oxic的縮寫(xiě)它的*性是除了使有機(jī)污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理。所以A/O法是改進(jìn)的活性污泥法。
A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=24mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化，有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基游離出氨NH3、NH4+在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N、NH4+氧化為NO3-通過(guò)回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮N2完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理。

根據(jù)以上對(duì)生物脫氮基本流程的敘述可以知道(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點(diǎn)
（1）效率高。該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時(shí)間大于54h經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過(guò)混凝沉淀可將COD值降至100mg/L以下其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)總氮去除率在70%以上。
（2）流程簡(jiǎn)單投資省操作費(fèi)用低。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后碳氮比有所提高在反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過(guò)程需要的堿耗。
（3）缺氧反硝化過(guò)程對(duì)污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36%故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過(guò)程。

預(yù)氧化技術(shù)其實(shí)質(zhì)就是將污水中二價(jià)的鐵離子轉(zhuǎn)變成三價(jià)離子，通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)令其沉淀，進(jìn)而有效保證水質(zhì)的穩(wěn)定，盡量避免后期處理期間出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)垢問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)一定藥劑及工藝對(duì)污水進(jìn)行處理，保證水質(zhì)能夠達(dá)到注入地層的標(biāo)準(zhǔn)。

預(yù)氧化技術(shù)主要有化學(xué)與電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)兩種類型?；瘜W(xué)預(yù)氧化技術(shù)就是向污水中加入一定量的次氯酸鈉、過(guò)氧化氫等氧化劑，進(jìn)而令二價(jià)鐵離子被氧化成三價(jià)鐵離子，保持水質(zhì)的穩(wěn)定性;電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)則是對(duì)油田污水中富含氯化鈉的特性加以利用，使污水在電化學(xué)的裝置中完成氧化，生成氧氣、等氧化性的物質(zhì)，污水中的二價(jià)鐵離子進(jìn)而被氧化成三價(jià)鐵離子，待pH值達(dá)到3.7時(shí)，氫氧化鐵開(kāi)始沉淀，再進(jìn)行大罐沉淀以及采用石英砂進(jìn)行過(guò)濾，便可去除掉鐵離子，有效保證水質(zhì)的穩(wěn)定。

用于污水處理的微生物的固定化方法主要有吸附法、包埋法和交聯(lián)法等。吸附法是將微生物細(xì)胞附著于固體載體上,微生物細(xì)胞與載體之間不起化學(xué)反應(yīng)。該方法操作簡(jiǎn)單,固定化條件溫和,細(xì)胞活性損失小,載體可以反復(fù)使用。其缺點(diǎn)是微生物與載體結(jié)合不牢,易脫落。載體對(duì)微生物的吸附,主要是載體與微生物之間的靜電相互作用的結(jié)果,也就是微生物細(xì)胞表面與載體材料表面間的范德華力和離子型氫鍵的靜電相互作用的結(jié)果,兩者間的ζ電位,在細(xì)胞與載體的相互作用中起重要作用。

SBR污水處理工藝
SBR是序列間歇式活性污泥SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess的簡(jiǎn)稱是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)又稱序批式活性污泥法。
與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池?zé)o污泥回流系統(tǒng)。

正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大效率提高池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)凈化效果好。
2、運(yùn)行效果穩(wěn)定污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀需要時(shí)間短、效率高、出水水質(zhì)好。
3、耐沖擊負(fù)荷池內(nèi)有滯留的處理水對(duì)污水有稀釋、緩沖作用有效抵抗水量和有
機(jī)污物的沖擊。
4、工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整、運(yùn)行靈活。
5、處理設(shè)備少構(gòu)造簡(jiǎn)單便于操作和維護(hù)管理。
6、反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度有效控制活性污泥膨脹。
7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。

MBR工藝原理:膜—生物反應(yīng)器(MembraneBioreactor)簡(jiǎn)稱MBR是生物處理與膜分離處理相結(jié)合而成的一種高效污水處理新工藝，它最初應(yīng)用于生物化工行業(yè)中的連續(xù)發(fā)酵工藝的廢水處理，逐漸發(fā)展被應(yīng)用于水處理工藝中。其工作原理是利用反應(yīng)器內(nèi)的硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化污水中的氨氮，以除去污水中產(chǎn)生的異味(污水中產(chǎn)生的異味主要由氨氮產(chǎn)生)，最后，通過(guò)中空纖維膜進(jìn)行高效的固液分離出水。MBR工藝通過(guò)膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前較有前途的污水回用技術(shù)。

MBR工藝的特點(diǎn)
MBR工藝與普通的活性污泥法相比具有以下特點(diǎn)：
(1)傳統(tǒng)的活性污泥法都是以二級(jí)沉淀池分離泥水，二級(jí)沉淀池沉淀效果不好，出水中有很多懸浮污泥，出水水質(zhì)不佳;而MBR工藝采用中空纖維膜進(jìn)行高效的固液分離，分離效果遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的二級(jí)沉淀池好，出水懸浮物接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。
(2)由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二次沉淀池合二為一，并取代了三級(jí)處理的全部工藝設(shè)施，因此可大幅度減少占地面積，節(jié)省土建投資。
3)膜的高效截流作用使微生物*截留在膜—生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間和污泥齡的*分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，傳氧效率高，節(jié)省能耗，耐沖擊負(fù)荷，處理裝置容積負(fù)荷大，減少了占地。
4)利用硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高，通過(guò)運(yùn)行方式的改變亦可有脫氮除磷功能。而且較長(zhǎng)的污泥齡大大提高了消除難降解有機(jī)物的功能。
(5)反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)污泥齡下運(yùn)行，剩余活性污泥產(chǎn)量極低，比常規(guī)活性污泥法少50%~80%，可以大大減少污泥處置費(fèi)用。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理一體化設(shè)備(6)系統(tǒng)采用PLC控制，可以實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制?？傊?，膜生物反應(yīng)器具有許多其它污水處理方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)，特別是出水水質(zhì)可以滿足目前最嚴(yán)格的中水回用標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以滿足今后更加嚴(yán)格的中水回用要求。

與傳統(tǒng)消毒法相比的優(yōu)勢(shì):試驗(yàn)研究表明，MBR膜生物反應(yīng)器能夠有效地利用微生物降解和去除水中的COD、BOD5，殺滅大量細(xì)菌和病毒，再利用泵浦提供的動(dòng)力和膜的選擇通過(guò)性過(guò)濾懸浮物和水溶性大分子物質(zhì)，出水水質(zhì)清澈，水質(zhì)指標(biāo)如濁度能夠降到0.1NTU左右。MBR膜技術(shù)能夠減少出水中的懸浮物，降低后續(xù)消毒單元消毒劑的投加量，減少污泥的產(chǎn)生及氣溶膠的排放等，在醫(yī)院污水處理領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。
利用MBR膜對(duì)醫(yī)院污水進(jìn)行處理，消毒效果好，對(duì)水中的氨氮具有較高的去除率，試驗(yàn)研究表明氨氮去除率達(dá)到90%以上，并且MBR膜生物反應(yīng)器具有較強(qiáng)的抗水負(fù)荷沖擊的能力。在運(yùn)行條件復(fù)雜的情況下，MBR膜生物反應(yīng)器去除有機(jī)物的能力比活性污泥法更強(qiáng)，出水水質(zhì)更為穩(wěn)定和良好，能實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和泥齡*分離。