根據(jù)工程的進(jìn)水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn),選擇最優(yōu)的污水處理工藝,合理確定構(gòu)筑物形式和工藝參數(shù),力求技術(shù)先進(jìn)成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥、便于維護(hù)管理、高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)合理,確保污水處理效果、減少工程投資和日常運(yùn)行費(fèi)用;
目前生活污水的生物處理技術(shù)發(fā)展較快,類型較多,除廣泛使用的傳統(tǒng)活性污泥法外,應(yīng)用較多的有A/O法、SBR法、MBR膜法、生物MBBR法等。為選擇項(xiàng)目最適合的處理工藝,對(duì)目前常用的生活污水生物處理工藝進(jìn)行比較分析和選擇。
(1)傳統(tǒng)活性污泥法
活性污泥法就是利用水中懸浮生長(zhǎng)的微生物絮體處理有機(jī)污水的一類好氧生物處理方法。典型的活性污泥法由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機(jī)站送來(lái)的壓縮空氣,通過(guò)鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置,以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中,目的是增加污水中的溶解氧含量,還使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài),呈懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸,使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行。
第一階段,污水中的有機(jī)污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團(tuán)的表面上,這是由于其巨大的比表面積和多糖類黏性物質(zhì)。同時(shí)一些大分子有機(jī)物在細(xì)菌胞外酶作用下分解為小分子有機(jī)物。第二階段,微生物在氧氣充足的條件下,吸收這些有機(jī)物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應(yīng)進(jìn)行的結(jié)果,污水中有機(jī)污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增長(zhǎng),污水則得以凈化處理。
其缺點(diǎn)是:曝氣池容積大,基建費(fèi)用高;處理效果受水質(zhì)、水量變化影響大;脫氮除磷效果差,運(yùn)行費(fèi)用高,管理難度大。
(2)A/O法
A/O工藝是由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成,作用是去除有機(jī)物的同時(shí)得到良好的脫氮效果。A/O又稱前置反硝化,最顯著的工藝特征是將脫氮池設(shè)置在除碳過(guò)程的前面,先將污水引入缺氧池,回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源,將回流混合液中的大量硝態(tài)氮還原成氮?dú)?,從而達(dá)到脫氮的目的。然后進(jìn)入后續(xù)的好氧池, O段后設(shè)沉淀池,部分沉淀污泥回流A段,以保證A段有足夠的硝酸鹽。
采用該方法優(yōu)點(diǎn)是處理效率高,流程簡(jiǎn)單,投資省,操作費(fèi)用低,缺氧反硝化過(guò)程對(duì)污染物具有較高的降解效率容積負(fù)荷高,缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。但由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng),從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥,難降解物質(zhì)的降解率較低;若要提高脫氮效率,必須加大內(nèi)循環(huán)比,因而加大了運(yùn)行費(fèi)用。另外,內(nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài),影響反硝化效果,脫氮率很難達(dá)到90%。
(3)SBR工藝
SBR(Sequencing Batch Reactor)是一種利用微生物在反應(yīng)器中按照一定的時(shí)間順序間歇式操作污水處理技術(shù)。這種技術(shù)本身是活性污泥法的一種,但又與活性污泥法的操作過(guò)程根本不同。這種技術(shù)集曝氣、沉淀于一池,而不需要設(shè)置沉淀池及污泥回流設(shè)備,也無(wú)需初沉池。在該系統(tǒng)中,反應(yīng)池在一定時(shí)間間隔內(nèi)充滿污水,以間歇處理方式運(yùn)行,處理后混合液沉淀一段時(shí)間后,從池中排除上清液,沉淀的生物污泥則留于池內(nèi),用于再次與污水混合處理污水,這樣依次反復(fù)運(yùn)行,則構(gòu)成了序批式處理工藝。
典型的SBR系統(tǒng)分為:進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水與閑置 5 個(gè)階段。該工藝也較適用于中小型污水處理工程。但具體應(yīng)用到本改造工程中,存在有一定的問(wèn)題,首先是間歇排水間歇處理操作性強(qiáng),嚴(yán)重依靠現(xiàn)代化自動(dòng)控制技術(shù),設(shè)備成本高;其次是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的素質(zhì)要求較高;再次是此工藝操作繁瑣,容易造成曝氣管的堵塞。
(4)MBR 法工藝
MBR又稱膜生物反應(yīng)器,是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜的種類繁多,按分離機(jī)理進(jìn)行分類,有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質(zhì)分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜)按膜的結(jié)構(gòu)型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
MBR工藝的優(yōu)點(diǎn):
1.由于膜的高效分離作用,分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池,出水水質(zhì)穩(wěn)定。
2.該工藝剩余污泥產(chǎn)量低,降低了污泥處理費(fèi)用。
3.占地面積小,不受設(shè)置場(chǎng)合限制
4.操作管理方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
MBR工藝的缺點(diǎn):
1.膜造價(jià)高,膜-生物反應(yīng)器的基建投資高;
2.膜污染容易出現(xiàn),給操作管理帶來(lái)不便;
3.MBR工藝的能耗高。
(5)生物MBBR法
MBBR為移動(dòng)生物膜法。MBBR(載體流動(dòng)床移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器),其原理是通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類,從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝氣的時(shí)候,與水呈完全混合狀態(tài),另外,每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類,內(nèi)部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌,微生物生長(zhǎng)的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用,使空氣氣泡更加細(xì)小,增加了氧氣的利用率外部為好養(yǎng)菌,這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器,使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在,從而提高了處理效果。MBBR的核心就是增加填料,獨(dú)特設(shè)計(jì)的填料在鼓風(fēng)曝氣的擾動(dòng)下在反應(yīng)池中隨水流浮動(dòng),帶動(dòng)附著生長(zhǎng)的生物菌群與水體中的污染物和氧氣充分接觸,污染物通過(guò)吸附和擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi),被微生物降解。附著生長(zhǎng)的微生物可以達(dá)到很高的生物量,因此反應(yīng)池內(nèi)生物濃度是懸浮生長(zhǎng)活性污泥工藝的數(shù)倍,降解效率也因此成倍提高。
MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn),是一種新型高效的污水處理方法,依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài),進(jìn)而形成懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜,這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間,充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性,使之揚(yáng)長(zhǎng)避短,相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是,懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動(dòng)的生物膜”。
生活污水項(xiàng)目處理的重點(diǎn)是水中的化學(xué)需氧量COD、生化需氧量BOD5、懸浮物(SS)、氨氮(NH3-N)等。根據(jù)本項(xiàng)目的污水特點(diǎn)、處理要求及招標(biāo)文件要求,采用ABR厭氧 +缺氧+MBBR生物移動(dòng)床 +纖維束膜生化反應(yīng)工藝,其中,ABR厭氧工藝法也叫“折流式”三相分離厭氧工藝法,主要用于水處理厭氧段,主要作用于降低有機(jī)物COD、釋磷分離等。
缺氧段具有兼氧性微生物和好氧微生物,作用于將污水中的固體、大分子和不易降解生物進(jìn)行純化,使有機(jī)物大分子膠團(tuán)降解為小分子,極大地提高污水可生化性能。
MBBR生物移動(dòng)床為好氧段 “泥膜共生技術(shù)”, 該技術(shù)比傳統(tǒng)“A2/O”膜表面積高3―4倍,并與“A2/O”生物處理工藝優(yōu)化組合,對(duì)污水中COD、BOD、除磷、脫氮、富集、分離、純化等高效處理過(guò)程中,具有提高異養(yǎng)微生物濃度(XH)的增殖功能,較好的體現(xiàn)了高效生化纖維束膜一體化污水處理設(shè)備,各單元反應(yīng)功能良好、穩(wěn)定、高效,使用該設(shè)備具有較好的穩(wěn)定性。
纖維束膜生化反應(yīng)器,其采用纖維束作為填料,纖維束填料采用高分子纖維束作為膜過(guò)濾材料,單絲直徑可達(dá)幾十微米到幾微米,屬于微米級(jí)過(guò)濾材料(砂濾器屬于毫米級(jí)),具有巨大的比表面積,對(duì)水中的顆粒的截留和固定化微生物吸附能力有極大的提高。
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