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日处理70吨地埋式一体化生活污水处理设备
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常规及其强化工艺
现有水厂常规净水工艺一般由混凝、沉淀(澄清)、过滤和加氯消毒四部分组成,形成于上世纪初,已有百年历史,目前仍被广泛采用。然而,常规工艺处理出水在水质生物稳定性方面难以确保,因此有机物去除效果较差。
物(预)处理
饮用水生物处理是指借助于微生物群体的新陈代谢活动,对水中的有机污染物以及氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐的有效去除。生物氧化对有机物的去除机理包括:(l)微生物对小分子有机物的直接降解;(2)微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用;(3)生物吸附絮凝作用。目前,采用生物氧化(预)处理技术可有效地去除溶解性有机物,提高出厂水的生物稳定性,并可减少后续消毒剂的用量,因而已成为给水处理中备受关注的工艺方法。
活性炭吸附
活性炭属于一种多孔疏水性吸附剂,其具有发达的细孔结构和巨大的比表面积,有机物的极性与分子大小是活性炭对有机物去除的主要影响因素;溶解度小、亲水性差、极性弱、分子不大的有机物较易被活性炭吸附。活性炭吸附主要用于饮用水的深度处理,研究发现活性炭对中小分子量有机物具有了强吸附能力,因而对AOC和BDOC有着良好去除作用。
综合以上所言,生物稳定性和净水工艺是关系到饮用水安全性的两个重要方面。为了适应经济更快发展以及城市化进程加快的趋势,眼下应在技术研究上狠下工夫,通过*净水工艺的研究应用,提高饮用水的生物稳定性,实现开发处理出有机营养基质含量低、在给水管网中不会引起异养菌再生长的生物稳定性饮用水。根据生物除磷脱氮对环境条件的要求,构想采用序批式活性污泥反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)与序批复合式生物膜反应器(Sequencing Batch Hybrid Biofilm Reactor,SBHBR)串联工艺并结合活性污泥外循环技术,来优化除磷脱氮。SBR级,是生物悬浮生长系统,采用高负荷低泥龄运行,以除磷为主要目的,构成系统的除磷级;SBHBR 级,反应器内填加悬浮填料,是生物悬浮与附着复合生长系统,通过控制运行条件亚硝酸型硝化反硝化脱氮,兼顾同时硝化反硝化的方式脱氮,是系统的脱氮级;活性污泥外循环系统由厌氧释磷池、化学除磷池及相应的循环管线构成,采用活性污泥外循环技术可缓解城市污水中碳源不足的矛盾,强化SBR级的除磷效果。
系统的操作过程
整个系统一个周期的操作过程叙述如下。SBR级(除磷级):严格*曝气方式充水→厌氧搅拌(释磷)→曝气(摄磷、降解COD)→沉淀排泥→排水。对于城市污水(有机物浓度一般较低),充水时间可尽量短,以增大反应器内基质的浓度梯度,并在充水的同时进行搅拌,起到混合、稀释并使聚磷菌充分利用污水中的易降解有机物进行释磷;在曝气阶段,要注意合理调控曝气时间和泥龄,使系统在曝气过程中既达到充分摄磷、降解有机物,同时又要尽量避免硝化作用发生;为防止沉淀阶段发生磷的提前释放问题,可在沉淀开始后不长时间相继开始排泥,排出的富磷活性污泥(数量大于系统产生的剩余活性污泥量)直接送入厌氧释磷池;后将除磷后的含氮上清液作为下一级(SBHBR)的进水排出SBR反应器。
活性污泥外循环系统:在每一运行周期从SBR系统排出的富磷活性污泥进入厌氧释磷池的同时,投加适量原水进行搅拌释磷,然后经泥水分离,将释磷后污泥的一部分在SBR的好氧阶段回流至SBR 反应器,以强化SBR 的除磷能力;另一部分释磷后的污泥(相当于SBR级的剩余活性污泥部分)在SBHBR级的反硝化阶段随反硝化碳源一起送入SBHBR反应器,以补充该级的反硝化碳源;释磷池中的富磷上清液送化学除磷池进行化学除磷,除磷后,上清液随SBHBR的进水一起送入SBHBR反应器,化学污泥排出系统。
地下式污水处理厂工艺
地下式污水处理厂多采用主体构筑物组团布局共壁合建的箱体式构筑物,工艺多采用高效理单元技术组合、生物处理的核心段多采用改良A2/o、MBBR、MBR、BAF;深度处理依据去除对象的不同多采用深床过滤、活性砂过滤,高效沉淀、磁混凝沉淀,纤维过滤、滤布滤池、超滤等占地少、效率高的工艺。根据地下式污水处理厂特点配备,高标准除臭工艺、通风及消防、地下高效采光、应急安全设施等*技术,使整体工艺在适应污水处理厂地下模式的同时,实现高出水标准及绿色节能。
在生物处理核心段,采用改良A2/o工艺较多,该工艺目前在国内的运用已经十分成熟、可靠程度高,A2/o方案流程较长,但运行成本较低。MBBR工艺通过控制流动填料在生物反应池内的比例,可以形成活性污泥与生物膜法的共生系统,也可以形成以生物膜法为主要处理功能的生物膜系统,该工艺更适合作为地下式污水处理厂升级改造、改善出水水质的情况。
鉴于目前改善水环境和污水资源化的需要,如北京、合肥、天津、呼和浩特等多座城市均提出了更严格的出水标准,该工艺良好的弹性可为以后水质再提高奠定基础。MBR工艺生物池污泥浓度高,所需生物池体积小,深度处理多半仅需要消毒处理即可,在以上几种工艺中节省占地,但是MBR附属设备偏多,运行操作要求高且膜清洗需耗费较多的人力物力,膜更换费用较高。深度度处理部分需要对出水的氨氮、总氮进一步把关时,可选择兼具除氮、SS功能的深床滤池、活性砂滤池;以除磷、SS为目的可以选择高效沉淀、磁混凝沉淀,纤维过滤、滤布滤池、超滤等处理单元或单元组合。
平面布置与竖向上的考虑;地下式污水处理厂集中在有限的地下箱体内,要统筹协调好工艺、各种管线、通风除臭、消防、交通、运营维护各方面的关系,保证有机衔接,实现集约化的集成,从而有效节约空间减小地下箱体体积,达到节省投资的目的。
工艺选择上,宜选择高效处理单元组合,平面上满足功能分区,便于安排除臭、管线综合,供电、风机、加药、消毒、污泥脱水与工艺之间的有机衔接。尤其要注意构筑物内的电气、除臭、地下空间通风、消防、事故排水安全等设计。景观设计是地下式污水处理厂的亮点,要结合地下箱体顶部的承重能力合理配置景观、灌木、树木等。活性生物悬浮填料(流化床填料)是一种新型生物活性载体,它采用科学配方,根据不同水质需求,在高分子材料中融合不同种类有利于微生物快速成附着生长的微量元素,经过特殊工艺改性、构造而成,具有比表面积大、亲水性好、流动性好、生物活性高、易挂膜、处理效果好、使用寿命长等优点。
一、主要特点:
特殊配方及加工,加速填料挂膜;
有效比表面积大,生物附着量多;
依靠生物膜处理,可省污泥回流;
高效脱碳除氨氮,提高出水水质;
低能耗节省占地,缩短工艺流程。
二、 产品技术核心
1、按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力
2、填料比表面积大、附着生物量多
3、无需支架、易流化、节省能耗
4、节省占地,通过增加填充率提升处理能力及效果,无需新增构筑物
有机物的来源、危害与生物稳定性的提出
从来源来看,水源水中的有机物的来源可分为两大类。一类为天然有机物,是自然环境的代谢产物,包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的植物组织及动物的废弃物等。另一类是人工合成有机物,包括农药、工业废弃物等。
研究结果显示,饮用水中有机物具有众多的危害作用:(1)部分有机物为高毒性的持久性有机污染物或内分泌干扰物质,具有致癌性、生殖毒性、性等危害,对人体健康有直接的威胁;(2)部分有机物为消毒副产物的前体物质,在加氯消毒过程中可形成具有毒性的卤代有机化合物,进而危害人体健康;(3)饮用水中的可生物降解有机物将对给水管网和管网水质产生危害。这其中的第三类危害已成为近年来的关注热点。
由于管网系统微生物再生长而导致的水生疾病占43%,我国对供水量占全国42.44%的36个城市调查结果表明:出厂水中细菌总数仅为6.6个/L,而在管网水中已上升到29.2个/L。
常规净水工艺中,一般采用加氯消毒并保持管网内一定的余氛含量来控制细菌生长,但现有研究表明部分细菌或大肠杆菌在经过氯消毒过程后,能在管网中修复、重新生长;并且当出厂水中营养物质浓度足够高时,即使加大投氯量,也很难抑制细菌的生长。大量针对给水管网内生物膜的生长、管网水细菌再生长和大肠杆菌爆发的研究表明:出厂水中存在可生物降解有机物(BOM)是管网中异养细菌重新生长的主要原因,并为此提出了饮用水生物稳定性的概念。