水解――曝氣生物濾池污水處理工藝
中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2010-5-31 15:26:04
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本
水解——曝氣生物濾池污水處理工藝,是一種新的工藝型式,是將污水處理過(guò)程中二個(gè)污水處理單元(反應器)組合而成的一種新技術(shù)。它與傳統的好氧生物處理工藝相比較,具有能耗低、水力停留時(shí)間短、污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)。特別是水解反應器具有改善污水可生化性的特點(diǎn),曝氣生物濾池具有處理負荷高、出水水質(zhì)好的優(yōu)勢,兩者的結合,更凸現新工藝技術(shù)的優(yōu)勢。
污水先經(jīng)過(guò)粗格柵,以去除污水中大塊的懸浮物,再流入提升泵房的集水池,由潛污泵提升至旋流沉砂池進(jìn)水渠上的細格柵,進(jìn)一步去除細小懸浮物,并經(jīng)計量后進(jìn)入旋流沉砂池,以去除污水中的細小砂粒。沉淀下來(lái)的砂粒經(jīng)砂水分離器分離,干砂外運。砂水分離后的污水流入提升泵房集水池。經(jīng)沉砂池處理后的污水自流入水解酸化池。水解酸化池將截留污水中大部分的懸浮物并將其中的部分有機物進(jìn)行降解,且可將大分子的有機物水解為小分子的有機物。水解酸化池的出水自流入C/N上向流曝氣生物濾池進(jìn)行有機物的降解和硝化處理。C/N濾池出水進(jìn)入N濾池進(jìn)行脫氮處理,N濾池出水進(jìn)入清水池,至此即可達到排放標準,或排放或回用(若有需要可設消毒池)。
水解工藝
水解工藝屬于升流式污泥床反應器技術(shù)范疇,水解池按其內介質(zhì)分區為污泥床區和清水區,待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的微生物膜由反應器底部進(jìn)入池內,并通過(guò)布水系統及特殊的池型構造與污泥床快速而均勻的混合。污泥床較厚,類(lèi)似于過(guò)濾層,從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。污泥床內含有高濃度的兼性微生物,在池內缺氧條件下,被截留下來(lái)的有機物質(zhì)在大量水解菌作用下,將不溶性有機物水解為溶解性物質(zhì),將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉化為易于生物降解的物質(zhì)(如有機酸類(lèi));同時(shí),生物濾池反沖洗時(shí)排出的剩余污泥菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解,使細胞壁打開(kāi),使污泥液態(tài)化,重新回到污泥處理系統中被好氧菌代謝,達到剩余污泥減容化的目的。由于水解池的污泥齡較長(cháng),在污水處理的同時(shí),污泥得以消化。
水解工藝應用于城市污水處理中,具有如下特點(diǎn):
(1)在城市污水處理中,多功能的水解池較功能專(zhuān)一的傳統初沉池對各類(lèi)有機物的去除率高;
(2)水解菌世代期短,對污染物的降解過(guò)程迅速,其將污水中固體、大分子、難于生物降解的有機物質(zhì)轉化為易于生物降解的小分子有機物質(zhì),使得在后續的好氧單元可以用較短的時(shí)間和較低的電耗完成凈化過(guò)程,具有效率高能耗低的特點(diǎn);
(3)構造簡(jiǎn)單,便于維護。水解池內不裝設填料,不設三相分離器,由于上層污泥床的層流頂托作用,可以依靠水的靜壓排泥,從而降低造價(jià),便于維護;
(4)在污水處理的同時(shí),也完成了對污泥的穩定化處理,使得污水、污泥處理一元化,簡(jiǎn)化了流程,節省了投資。
曝氣生物濾池工藝
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曝氣生物濾池是一種膜法生物處理工藝,微生物附著(zhù)在載體表面,污水在流經(jīng)載體表面時(shí),通過(guò)有機營(yíng)養物質(zhì)的吸附、氧向生物膜內部的擴散以及生物膜中所發(fā)生的生物氧化等作用,對污染物質(zhì)進(jìn)行氧化分解,使污水得以?xún)艋! ∩锬さ奈阶饔弥饕怯捎谠谏锬さ谋砻娓街?zhù)一層薄薄的水層,水中的有機物被生物膜所氧化(其濃度要比濾池進(jìn)水中有機物的濃度低很多),當廢水在濾料表面流動(dòng)時(shí),有機物就會(huì )從運動(dòng)著(zhù)的廢水中轉移到附著(zhù)在生物膜表面的水中去,被生物膜所吸附?諝庵械难跬ㄟ^(guò)水層而進(jìn)入生物膜。生物膜上的微生物在氧的參與作用下對有機物進(jìn)行分解和機體的新陳代謝,產(chǎn)生了包括二氧化碳等無(wú)機物,它們又沿著(zhù)相反的方向,即從生物膜經(jīng)過(guò)附著(zhù)水層排到流動(dòng)著(zhù)的廢水及空氣中去。生物濾池中廢水的凈化過(guò)程是很復雜的,它包括廢水中復雜的傳質(zhì)過(guò)程。生物膜是由微生物細胞組成的復雜混合物的微生態(tài)系統,細胞鑲嵌在胞外聚合物的基質(zhì)中,并且附著(zhù)在固體表面。生物膜發(fā)育形成而條件和時(shí)間序列大致為:
。1)存在著(zhù)可用于聚居的固體表面;
。2)一種有機分子膜快速形成;
。3)聚結的細胞松散的附著(zhù);
。4)聚居的細菌牢固的附著(zhù);
。5)微生物群落形成,產(chǎn)生胞外聚合物;
。6)群落向上和向外擴展,形成規則和不規則結構;
。7)生物膜成熟,新的菌種進(jìn)入生物膜并生長(cháng),有機和無(wú)機碎片被結合,并且溶液度形成,導致了生物膜空間的異相結構;
。8)生物膜可能被吞噬細菌的原生動(dòng)物捕食;
。9)成熟的生物膜可以脫落,使這種循環(huán)交替的重復進(jìn)行;
。10)形成一種頂級群落。
生物膜形成的關(guān)鍵是在其載體表面的固定。影響微生物在載體,表面附著(zhù)、生長(cháng)的因素很多,歸納為三類(lèi),即微生物的自身性質(zhì)(種類(lèi)、培養條件、濃度、活性等)、載體表面性質(zhì)(表面親水性、表面負荷、表面化學(xué)組成、表面粗糙度等)以及環(huán)境條件(pH、離子強度、水流剪切力、溫度等)。對于曝氣生物濾池工藝而言,載體即濾料是工藝的核心,對濾料的選擇和采用有著(zhù)非常嚴格的要求,如機械強度、物理形態(tài)、穩定性、比重、親水性、表面電性、孔隙度、表面粗糙度、價(jià)格等。當載體已經(jīng)通過(guò)優(yōu)化確定后,在微生物調試過(guò)程中,主要是為微生物在載體表面的附著(zhù)、生長(cháng)、繁殖,提供良好的環(huán)境條件。
曝氣生物濾池反應器凈化有機污染物的過(guò)程是由附著(zhù)生長(cháng)在載體表面的微生物來(lái)完成的,而這些微生物又都生活在各自形成的特定環(huán)境中,與環(huán)境條件關(guān)系極為密切,反應器能否高效運行,取決于影響反應器運行的主要因素,在工程中就是設法為微生物創(chuàng )造適宜的生活環(huán)境。影響反應器運行最主要因素包括:進(jìn)水底物濃度、營(yíng)養物質(zhì)、溶解氧、酸堿度、溫度、毒性抑制、水力停留時(shí)間與負荷率等。
我公司近年來(lái)對該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收,并結合我國的實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)和開(kāi)發(fā),在國內率先應用于生活污水和工業(yè)廢水處理工程,已完成了多個(gè)示范工程。我們自行研制和開(kāi)發(fā)的上向流曝氣生物濾池(簡(jiǎn)稱(chēng)UBAF)技術(shù)是在充分吸取國外曝氣生物濾池(BAF)優(yōu)點(diǎn)的基礎上而發(fā)展起來(lái)的,它的最大特點(diǎn)是使用一種新型的類(lèi)球形輕質(zhì)陶粒填料,在其表面及內腔空間生長(cháng)有微生物膜,污水由下向上流經(jīng)濾料層時(shí),微生物膜吸收污水中的有機物作為其自身新陳代謝的營(yíng)養物質(zhì),并在濾料層下部實(shí)行強制曝氣供氧的條件下(氣與水為同向、上向流),使廢水中的有機物得到好氧降解,并進(jìn)行硝化作用。曝氣生物濾池定期利用處理后的出水對其進(jìn)行反沖洗,以排除濾料表面增殖的老化微生物膜,保證微生物的活性。曝氣生物濾池的生物除磷效果不明顯。去除用于合成微生物機體本身(同化作用除磷)外,基本無(wú)生物除磷作用。故設計中一般采用化學(xué)除磷。曝氣生物濾池工藝化學(xué)除磷藥劑投加點(diǎn)有兩種選擇。一是采用高效沉淀預處理工藝,其化學(xué)除磷為前置沉淀法,即在高效沉淀池入口處投加化學(xué)藥劑,經(jīng)混合、絮凝、沉淀作用,磷的積聚體被分離到沉淀池的污泥中,達到污水除磷的目的;另外一種是同步沉淀與絮凝過(guò)濾,即在曝氣生物濾池中投加化學(xué)藥劑,在濾床填料的作用下誘發(fā)了絮凝,沉淀物截留于濾床上,利用濾池本身存在的周期性的反沖洗,將磷排除至系統外,達到污水除磷的目的。
工藝技術(shù)特點(diǎn)
(1)較小的池容和占地面積。
曝氣生物濾池的BOD5容積負荷大,一般可達到5~6kgBOD5/(m3·d),是常規二級生物處理的6~12倍,所以它的池容和占地面積較常規二級生物處理工藝要小,同時(shí)在濾池后不需設二沉池,節省了占地面積和土建費用。采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠(chǎng)工藝構筑物占地面積只有氧化溝工藝的1/5左右;
(2)抗沖擊負荷能力強,處理效果穩定,處理出水水質(zhì)好。
由于整個(gè)濾池中分布著(zhù)較高濃度的微生物,反應速率高,而高濃度的微生物以膜狀存在于濾池的陶粒表面,其本身就耐水量的沖擊,即使濾速增大較多也不會(huì )使微生物流失;
(3)對低濃度污水適應性強,不會(huì )產(chǎn)生由于營(yíng)養物過(guò)低導致微生物無(wú)法培養的情況,且該工藝啟動(dòng)時(shí)間相對較短;
(4)氧的利用率高;
(5)硝化速率高,效果好,若增加回流等設施,可以實(shí)現非常好的脫氮效果;
(6)受氣候影響相對較;
(7)構筑物模塊化,有利于今后的擴建;
(8)主要設備和材料均可國內配套生產(chǎn),不需進(jìn)口,節省投資。來(lái)源:谷騰水網(wǎng)