200m3/d一體化地埋式污水處理設(shè)備

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生物脫氮除磷工藝
近年來(lái)，隨著對(duì)生物脫氮除磷的機(jī)理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷運(yùn)用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡(jiǎn)單介紹幾種我國(guó)各污水處理廠的生物脫氮除磷工藝。
(1)A/O法
流程如下:
污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉淀池——過(guò)濾池——出水——污泥回流
A/O脫氮工藝處理高濃度城市污水,不但熊夠效穩(wěn)定地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和穩(wěn)定性更好。雖然其基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用均高于設(shè)有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當(dāng)要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),建議首先采用A/O脫氮工藝。但A/O法中如果有硝化發(fā)生，除磷效果會(huì)降低，而且脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響，另外，此工藝的靈活性較差。

200m3/d一體化地埋式污水處理設(shè)備A2/O法
A2/O工藝是通過(guò)厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應(yīng)。在厭氧條件下,回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量,以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有機(jī)物來(lái)維持生存,在這個(gè)過(guò)程中完成了磷的厭氧釋放;在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮?dú)忉尫懦鰜?lái),完成反硝化過(guò)程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解,釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽,隨剩余污泥排出系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷;采用A2/O系統(tǒng)可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時(shí)去除,處理出水可優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),接近三級(jí)處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。
生物接觸氧化法
生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達(dá)到凈化的目的，通過(guò)填料上的生物膜和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來(lái)將氧化分解廢水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。農(nóng)村生活污水分散式處理技術(shù)分析
人工濕地
人工濕地主要是模擬自然濕地，將水體、微生物、植物與基質(zhì)等組合在一起而設(shè)計(jì)、建造復(fù)合系統(tǒng)。人工濕地的實(shí)現(xiàn)主要是利用生物、化學(xué)、物理中生態(tài)系統(tǒng)的原理，通過(guò)對(duì)污水過(guò)濾、沉淀、吸附、分解等步驟，實(shí)現(xiàn)凈化污水的目的，具有成本低、低耗、高效等優(yōu)點(diǎn)。潛流、表面流與垂直流為人工濕地形式，其中潛流與表面流兩種形式常用于農(nóng)村生活污水的處理中。
自動(dòng)增氧潛流形式在抗沖擊方面具有較強(qiáng)的能力，當(dāng)TP、NH4+-N、COD的進(jìn)水濃度為3.6~13.2mg/L、21.6~50.3、132~393mg/L時(shí)，其去除負(fù)荷與進(jìn)水濃度呈正相關(guān)關(guān)系，去除負(fù)荷的大值分別是10.4kg/(hm2•d)、44.4kg/(hm2•d)、226kg/(hm2•d)。另外，石蕾等學(xué)者通過(guò)對(duì)美人蕉、再力花與蘆葦研究發(fā)現(xiàn)：美人蕉濕地的生物產(chǎn)量與TN、BOD5、COD的去除率成正相關(guān)，且能夠迅速、穩(wěn)定的形成規(guī)模;再力花濕地在脫氮方面具有較強(qiáng)的效用;蘆葦濕地則具有的穩(wěn)定性。綜合上述學(xué)者的研究，人工濕地的去除污染物的效果較好。
穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘通過(guò)有機(jī)顆粒截濾與沉降、有機(jī)物吸附、微生物降解等方式，在利用菌藻之間的相互作用關(guān)系，實(shí)現(xiàn)去除污染物的目的。通常情況下，穩(wěn)定塘能夠去除80%以上的BOD5;去除氮機(jī)制的過(guò)程為：反硝化/硝化、水生植物吸收以及NH3揮發(fā);去除磷的機(jī)制涉及到吸附PO43-、磷擴(kuò)散、有機(jī)磷氨化以及水生植物吸收之間的共同作用，但以磷主要介質(zhì)的去除方式為生物吸收，這與化學(xué)沉降之間存在較大的分歧。
由于穩(wěn)定塘方式應(yīng)用過(guò)程中會(huì)散發(fā)臭味，同時(shí)占地面積較大、停留水力的時(shí)間較長(zhǎng)、積泥嚴(yán)重，加之自然環(huán)境會(huì)影響凈化污水的效果，因此研究出移動(dòng)式曝氣塘、高效藻類(lèi)塘、水生植物塘、活性藻類(lèi)塘等新型塘。黃翔峰等學(xué)者經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：高效藻類(lèi)塘在凈化太湖流域農(nóng)村污水中具有良好的效果，其菌藻共生體系能夠增加塘中的溶解氧濃度，PO43-、NH4+-N、COD的去除率平均值分別為50%、90%與70%，酸堿值呈現(xiàn)周期性的變化規(guī)律。
在研究穩(wěn)定塘中，藻、菌為活動(dòng)主體，線索主要是P、N、C元素的遷移，建立塘中化學(xué)、生物反應(yīng)之間的聯(lián)系是穩(wěn)定塘的主要設(shè)計(jì)方式，如生態(tài)綜合系統(tǒng)塘、高級(jí)穩(wěn)定塘、多級(jí)串聯(lián)塘等。其中，高級(jí)穩(wěn)定塘有熟化塘、藻類(lèi)沉淀塘、高效藻類(lèi)塘以及兼性塘組成，核心為高效藻類(lèi)塘與兼性塘。這種工藝除了能夠保留傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的優(yōu)點(diǎn)之外，其水力停留的時(shí)間較短，有效的減少藻類(lèi)的衍生數(shù)量以及臭味，提高去除生活污水的負(fù)荷率。結(jié)合吉祝美等學(xué)者對(duì)穩(wěn)定塘中浮床技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，建立生態(tài)塘對(duì)于TP、TN、NH4+-N、COD的去除率能夠達(dá)到50%、80%、70%以及55%甚至以上，其去除水平較高。

污水中磷的去除主要依靠懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝生物除磷或化學(xué)除磷, 而單純利用生物膜 法實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化生物除磷(EBPR) 的成功范例至今還不多見(jiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝, 生物膜 工藝自誕生以來(lái)憑借其集約緊湊的占地、高效的除 碳硝化性能及較低的污泥產(chǎn)率等特點(diǎn)而彰顯優(yōu)勢(shì), 構(gòu)型各異的生物膜工藝一直是競(jìng)相追逐的熱點(diǎn)研究 領(lǐng)域, 如曝氣生物濾池( BAF) 、流化床生物膜反應(yīng)器 ( FBBR) 、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR) 等, 但是, 利用生物膜工藝實(shí)現(xiàn)生物除磷的研究還很有限 , 生物膜技術(shù)在實(shí)現(xiàn)EBPR 方面一直面臨挑戰(zhàn)并因此遭受質(zhì)疑 , 如連續(xù)流淹沒(méi)式生物膜系統(tǒng), 很多研究者認(rèn)為, 該工藝只能有效去除有機(jī)物及氨氮, 但卻不能有效除磷 ; 此外, 固定床生物膜工藝在常規(guī)運(yùn)行模式下難以實(shí)現(xiàn)高效生物除磷, 須輔以化學(xué)除磷方能達(dá)到嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn), 但化學(xué)除磷將產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥并導(dǎo)致運(yùn)行成本的提高, 因此, 如何提高生物膜工藝的除磷效能是擺在研究者面前的一個(gè)緊迫課題。

近些年, 強(qiáng)化生物膜法除磷技術(shù), 如固定床生物膜工藝嘗試通過(guò)運(yùn)行模式的變換實(shí)現(xiàn)EBPR、生物膜與活性污泥的復(fù)合集成工藝等逐步得到了開(kāi)發(fā)與應(yīng)用, 但是, 這些改良式的生物膜工藝在實(shí)現(xiàn)EBPR方面仍然暴露出許多矛盾和弊端。如BAF為強(qiáng)化生物除磷而采用間歇運(yùn)行模式, 但這無(wú)疑為本已較為復(fù)雜的BAF 控制回路又增加了控制系統(tǒng)上的復(fù)雜性; 此外, 如果反應(yīng)器內(nèi)部微生物主要以附著形式存在, 那么要增強(qiáng)除磷效果必須加大排泥, 這樣勢(shì)必導(dǎo)致生物膜上富磷污泥排放量與生物持有量之間的矛盾, 同時(shí), 生物膜污泥排放量在實(shí)踐中不像 常規(guī)活性污泥工藝那樣易于控制。EBPR 對(duì)厭氧/ 好氧的交替環(huán)境有著極為苛刻的要求, 與傳統(tǒng)懸浮生長(zhǎng)工藝不同, 生物膜反應(yīng)器中微生物主要以附著形式生長(zhǎng), 要使其處于交替A/ O 狀態(tài)則受時(shí)間和空間的制約, 因此, 要實(shí)現(xiàn)生物膜高效除磷將會(huì)面臨很復(fù)雜的工藝難題, 如反應(yīng)器構(gòu)型調(diào)整、運(yùn)行模式優(yōu)化及過(guò)程控制集成等一系列問(wèn)題需要解決和優(yōu)化。
EBPR 生物膜反應(yīng)器構(gòu)型的選擇
要實(shí)現(xiàn)生物膜除磷, 必須為生物膜上聚磷菌 ( PAOs) 的富集提供厭氧/ 好氧或厭氧/ 缺氧的交替環(huán)境, 同時(shí)在厭氧段要提供足夠的快速降解有機(jī)物, 為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的, 有兩種不同反應(yīng)器構(gòu)型可供選擇:
一是若采用單一生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)除磷, 則需要單一反應(yīng)器內(nèi)部順序提供厭氧/ 好氧環(huán)境, 如間歇曝氣生物膜反應(yīng)器( SBBR) 或FBBR, 常見(jiàn)的反應(yīng)器構(gòu)型, 固定床SBBR在厭氧段需要循環(huán)回流強(qiáng) 化攪拌功能(見(jiàn)圖1a) ; FBBR在中心筒升流區(qū)域曝氣進(jìn)行好氧吸磷過(guò)程, 而在外環(huán)筒區(qū)域不曝氣處于厭氧狀態(tài)進(jìn)行釋磷過(guò)程 。
二是采用兩個(gè)( 組) 單獨(dú)的生物反應(yīng)器, 即厭氧/ 好氧系統(tǒng), 生物載體在反應(yīng)器內(nèi)以懸浮流化狀態(tài)存在, 并使生物膜載體在A/ O 系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)回流循環(huán), 但問(wèn)題關(guān)鍵在于能否順利將富磷生物膜污泥適度剝落并排出系統(tǒng), 這在工程實(shí)踐中目前還難以實(shí)現(xiàn), 同時(shí)要求同步脫氮除磷時(shí)還面臨硝化液回流與污泥回流之間難以分離的矛盾。
單純生物膜工藝很難真正意義上實(shí)現(xiàn)EBPR, 但復(fù)合工藝就*有可能實(shí)現(xiàn), 近些年涌現(xiàn)的/ 活性污泥- 生物膜0組合工藝( 見(jiàn)圖1c) 為實(shí)現(xiàn)高效生 物除磷展現(xiàn)了前景, 該工藝特點(diǎn)在于系統(tǒng)中微生物以懸浮( 活性污泥) 和附著( 生物膜) 兩種形式存在, 研究證明該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效脫氮除磷 。

目前國(guó)內(nèi)城市污水的主流處理方法
(一)活性泥技術(shù)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過(guò)回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。
(1)AB法
該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段(A段)停留時(shí)間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時(shí)發(fā)生不*氧化反應(yīng),生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除BOD達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長(zhǎng)。
AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機(jī)物含量*,污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的,將增加一定的投資和費(fèi)用。另外，A段在運(yùn)行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對(duì)于污水濃度較低的場(chǎng)合，B段運(yùn)行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級(jí)處理。當(dāng)對(duì)脫氮除磷要求很高時(shí),A段不宜按AB法的原來(lái)去除有機(jī)物的分配比去除BOD,因?yàn)锽段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。

序批式反應(yīng)池(SBR)屬于"注水——反應(yīng)——排水"類(lèi)型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于*混合式，氮有機(jī)污染物確實(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有抱起或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布,形成一體化的集約構(gòu)筑物,并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置,大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。但是,SBR工藝對(duì)自動(dòng)化控制要求很高,并需要大量的電控閥門(mén)和機(jī)械撇水器,稍有故障將不能運(yùn)行,一般必須引進(jìn)全套進(jìn)口設(shè)備。