200m3/d一體化地埋式污水處理設備

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生物脫氮除磷工藝
近年來，隨著對生物脫氮除磷的機理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術、新設備的不斷運用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡單介紹幾種我國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行管理費用均高于設有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運行穩(wěn)定時,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備A2/O法
A2/O工藝是通過厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應。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物來維持生存,在這個過程中完成了磷的厭氧釋放;在缺氧條件下,反硝化細菌利用污水中的有機碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進行無氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮氣釋放出來,完成反硝化過程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進行好氧分解,釋放的能量用于細胞合成、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、磷同時去除,處理出水可優(yōu)于國家排放標準,接近三級處理水平。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，為了使污水達到凈化的目的，通過填料上的生物膜和供應的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來將氧化分解廢水中的有機物。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、植物與基質等組合在一起而設計、建造復合系統(tǒng)。人工濕地的實現(xiàn)主要是利用生物、化學、物理中生態(tài)系統(tǒng)的原理，通過對污水過濾、沉淀、吸附、分解等步驟，實現(xiàn)凈化污水的目的，具有成本低、低耗、高效等優(yōu)點。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。
自動增氧潛流形式在抗沖擊方面具有較強的能力，當TP、NH4+-N、COD的進水濃度為3.6~13.2mg/L、21.6~50.3、132~393mg/L時，其去除負荷與進水濃度呈正相關關系，去除負荷的大值分別是10.4kg/(hm2•d)、44.4kg/(hm2•d)、226kg/(hm2•d)。另外，石蕾等學者通過對美人蕉、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，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的效用;蘆葦濕地則具有的穩(wěn)定性。綜合上述學者的研究，人工濕地的去除污染物的效果較好。
穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘通過有機顆粒截濾與沉降、有機物吸附、微生物降解等方式，在利用菌藻之間的相互作用關系，實現(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;去除氮機制的過程為：反硝化/硝化、水生植物吸收以及NH3揮發(fā);去除磷的機制涉及到吸附PO43-、磷擴散、有機磷氨化以及水生植物吸收之間的共同作用，但以磷主要介質的去除方式為生物吸收，這與化學沉降之間存在較大的分歧。
由于穩(wěn)定塘方式應用過程中會散發(fā)臭味，同時占地面積較大、停留水力的時間較長、積泥嚴重，加之自然環(huán)境會影響凈化污水的效果，因此研究出移動式曝氣塘、高效藻類塘、水生植物塘、活性藻類塘等新型塘。黃翔峰等學者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：高效藻類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、菌為活動主體，線索主要是P、N、C元素的遷移，建立塘中化學、生物反應之間的聯(lián)系是穩(wěn)定塘的主要設計方式，如生態(tài)綜合系統(tǒng)塘、高級穩(wěn)定塘、多級串聯(lián)塘等。其中，高級穩(wěn)定塘有熟化塘、藻類沉淀塘、高效藻類塘以及兼性塘組成，核心為高效藻類塘與兼性塘。這種工藝除了能夠保留傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的優(yōu)點之外，其水力停留的時間較短，有效的減少藻類的衍生數(shù)量以及臭味，提高去除生活污水的負荷率。結合吉祝美等學者對穩(wěn)定塘中浮床技術的研究發(fā)現(xiàn)，建立生態(tài)塘對于TP、TN、NH4+-N、COD的去除率能夠達到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活性污泥工藝生物除磷或化學除磷, 而單純利用生物膜 法實現(xiàn)強化生物除磷(EBPR) 的成功范例至今還不多見。相對于傳統(tǒng)懸浮生長活性污泥工藝, 生物膜 工藝自誕生以來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)率等特點而彰顯優(yōu)勢, 構型各異的生物膜工藝一直是競相追逐的熱點研究 領域, 如曝氣生物濾池( BAF) 、流化床生物膜反應器 ( FBBR) 、移動床生物膜反應器(MBBR) 等, 但是, 利用生物膜工藝實現(xiàn)生物除磷的研究還很有限 , 生物膜技術在實現(xiàn)EBPR 方面一直面臨挑戰(zhàn)并因此遭受質疑 , 如連續(xù)流淹沒式生物膜系統(tǒng), 很多研究者認為, 該工藝只能有效去除有機物及氨氮, 但卻不能有效除磷 ; 此外, 固定床生物膜工藝在常規(guī)運行模式下難以實現(xiàn)高效生物除磷, 須輔以化學除磷方能達到嚴格的排放標準, 但化學除磷將產(chǎn)生大量的化學污泥并導致運行成本的提高, 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緊迫課題。

近些年, 強化生物膜法除磷技術, 如固定床生物膜工藝嘗試通過運行模式的變換實現(xiàn)EBPR、生物膜與活性污泥的復合集成工藝等逐步得到了開發(fā)與應用, 但是, 這些改良式的生物膜工藝在實現(xiàn)EBPR方面仍然暴露出許多矛盾和弊端。如BAF為強化生物除磷而采用間歇運行模式, 但這無疑為本已較為復雜的BAF 控制回路又增加了控制系統(tǒng)上的復雜性; 此外, 如果反應器內(nèi)部微生物主要以附著形式存在, 那么要增強除磷效果必須加大排泥, 這樣勢必導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, 生物膜污泥排放量在實踐中不像 常規(guī)活性污泥工藝那樣易于控制。EBPR 對厭氧/ 好氧的交替環(huán)境有著極為苛刻的要求, 與傳統(tǒng)懸浮生長工藝不同, 生物膜反應器中微生物主要以附著形式生長, 要使其處于交替A/ O 狀態(tài)則受時間和空間的制約, 因此, 要實現(xiàn)生物膜高效除磷將會面臨很復雜的工藝難題, 如反應器構型調(diào)整、運行模式優(yōu)化及過程控制集成等一系列問題需要解決和優(yōu)化。
EBPR 生物膜反應器構型的選擇
要實現(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, 同時在厭氧段要提供足夠的快速降解有機物, 為實現(xiàn)這個目的, 有兩種不同反應器構型可供選擇:
一是若采用單一生物反應器實現(xiàn)除磷, 則需要單一反應器內(nèi)部順序提供厭氧/ 好氧環(huán)境, 如間歇曝氣生物膜反應器( SBBR) 或FBBR, 常見的反應器構型, 固定床SBBR在厭氧段需要循環(huán)回流強 化攪拌功能(見圖1a) ; FBBR在中心筒升流區(qū)域曝氣進行好氧吸磷過程, 而在外環(huán)筒區(qū)域不曝氣處于厭氧狀態(tài)進行釋磷過程 。
二是采用兩個( 組) 單獨的生物反應器, 即厭氧/ 好氧系統(tǒng), 生物載體在反應器內(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)實現(xiàn)回流循環(huán), 但問題關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), 這在工程實踐中目前還難以實現(xiàn), 同時要求同步脫氮除磷時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現(xiàn)EBPR, 但復合工藝就*有可能實現(xiàn), 近些年涌現(xiàn)的/ 活性污泥- 生物膜0組合工藝( 見圖1c) 為實現(xiàn)高效生 物除磷展現(xiàn)了前景, 該工藝特點在于系統(tǒng)中微生物以懸浮( 活性污泥) 和附著( 生物膜) 兩種形式存在, 研究證明該技術可以實現(xiàn)高效脫氮除磷 。

目前國內(nèi)城市污水的主流處理方法
(一)活性泥技術
簡單來說活性泥技術就是利用活性污泥去除水中的有機物。首先是回流的活性污泥和污水同時進入曝氣池，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、混合液進入二次沉淀池進行分離操作。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荷兩段,各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負荷段(A段)停留時間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時發(fā)生不*氧化反應,生物主要為短世代的細菌群落,去除BOD達50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長。
AB法A段效率很高,并有較強的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機物含量*,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用。另外，A段在運行中如果控制不好,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。對于污水濃度較低的場合，B段運行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級處理。當對脫氮除磷要求很高時,A段不宜按AB法的原來去除有機物的分配比去除BOD,因為B段曝氣池的進水含碳有機物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。

序批式反應池(SBR)屬于"注水——反應——排水"類型的反應器，在流態(tài)上屬于*混合式，氮有機污染物確實隨著反應時間的推移而被降解的。其操作流程由進水、反應、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結束構成一個周期，所有處理過程都是在同一個設有抱起或攪拌裝置的反應器內(nèi)依次進行，混合液始終留在池中，從而不需另外設置沉淀池。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時間上的分布,形成一體化的集約構筑物,并利于實現(xiàn)緊湊的模塊布置,大的優(yōu)點是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。但是,SBR工藝對自動化控制要求很高,并需要大量的電控閥門和機械撇水器,稍有故障將不能運行,一般必須引進全套進口設備。