微動(dòng)力生活污水處理裝置
生物脫氮機(jī)理
生物脫氮理論認(rèn)為生物脫氮主要包括硝化和反硝化2個(gè)生化過程,并由有機(jī)氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。
氨化作用即水中的有機(jī)氮化合物在氨化細(xì)菌分解作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。一般氨化過程與微生物去除有機(jī)物同時(shí)進(jìn)行,氨化作用進(jìn)行得很快,有機(jī)物去除結(jié)束時(shí),氨化過程也已完成,故無需采取特殊的措施。
硝化作用即在供氧充足的條件下,水中的氨氮首先在亞硝化細(xì)菌的作用下被氧化成亞硝酸氮,然后再在硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步氧化成硝酸氮。由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的生長速率低,所以要求較長的污泥齡。
反硝化作用是由反硝化細(xì)菌完成的生物化學(xué)過程。在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌將硝化產(chǎn)生的亞硝酸氮和硝酸氮還原成氣態(tài)氮(N2)或N2O、NO。由于反硝化細(xì)菌是兼性厭氧菌,只有在缺氧或厭氧條件下才能進(jìn)行反硝化,因此需要為其創(chuàng)造一個(gè)缺氧或厭氧的環(huán)境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。
微動(dòng)力生活污水處理裝置生物除磷機(jī)理
污水中磷的去除主要由聚磷菌等微生物來完成:在好氧條件下,聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機(jī)物,產(chǎn)生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成,一部分則使ADP與H3PO4結(jié)合,轉(zhuǎn)化為ATP而儲(chǔ)存起來。細(xì)菌以聚磷(一種高能無機(jī)化合物)的形式在細(xì)胞中儲(chǔ)存磷,其能量可以超過生長所需,這一過程稱為聚磷菌磷的攝取。污水處理過程中,通過從系統(tǒng)中排除高磷污泥以達(dá)到去除磷的目的。
在厭氧和無氮氧化物存在的條件下,聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解,放出H3PO4和能量,形成ADP。這一過程為聚磷菌磷的釋放。
在生物除磷中,適宜的PH范圍是6～8,適溫度在5℃～30℃之間,較高的BOD5對(duì)除磷有利,BOD5/TP應(yīng)大于20。
傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝
幾種典型的脫氮除磷工藝:
生物除磷:A/O,A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox、AP等除磷工藝。
生物脫氮:A/O、A2/O、Bardnpho、UCT、Phoredox、改進(jìn)的AB、TETRA深床脫氮、SBR、2000型氧化溝等脫氮工藝。
A2/O工藝
此工藝中,厭氧池進(jìn)行磷的釋放和氨化,缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮,好氧池用來去除BOD、吸收磷以及硝化。A2/O工藝是較早用來脫氮除磷的方法,但是它的脫氮除磷效果難于進(jìn)一步提高。
phoredox工藝
在此工藝中,厭氧池可以保證磷的釋放,從而保證在好氧條件下有更強(qiáng)的吸磷能力,提高除磷效果。由于有兩極A2/O工藝串聯(lián)組合,脫磷效果好,則回流污泥中挾帶的硝酸鹽很少,對(duì)除磷效果影響較少,但該工藝流程較復(fù)雜。
A2NSBR工藝
A2NSBR反硝化除磷工藝由2個(gè)反應(yīng)器組成:A2/O-SBR反應(yīng)器的主要功能是去除CODCr和反硝化除磷脫氮,N-SBR反應(yīng)器主要起硝化作用。這2個(gè)反應(yīng)器的活性污泥是*分開的,只將各自沉淀后的上清液相互交換。
在N-SBR反應(yīng)器中進(jìn)水CODCr/TKN比較低的進(jìn)水和泥齡超長,直接導(dǎo)致污泥濃度和污泥負(fù)荷低,從而減小曝氣量并得到較好的硝化效果。
A2/O-SBR反應(yīng)器中,好氧區(qū)有好氧吸磷和硝化發(fā)生,進(jìn)一步去除水中殘余磷和氨氮。此工藝硝化段、反硝化脫氮吸磷段和好氧吸磷段都處于較理想的反應(yīng)條件下,顯示出非常穩(wěn)定的硝化和脫氮除磷效果。
因此該工藝特別適合處理BOD5/TP值較低的污水。(3)BCFS工藝是由荷蘭BCFS大學(xué)的DelftMark教授在氧化溝和UCT工藝工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的是目前已經(jīng)投入使用的單污泥系統(tǒng)。工藝由厭氧池、選擇池、缺氧池、混合池及好氧池等5個(gè)功能相對(duì)專一的反應(yīng)器組成。通過反應(yīng)器之間的3個(gè)循環(huán),來優(yōu)化各反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌的生存環(huán)境,充分利用反硝化除磷菌的反硝化除磷和脫氮雙重作用,來實(shí)現(xiàn)磷的*去除和氮的佳去除過程。
5個(gè)主要反應(yīng)器中①厭氧池的厭氧條件用以確保污水中的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)只被用于除磷菌釋磷時(shí)所吸附;
②選擇池(厭氧)的設(shè)置一方面為了阻止污泥膨脹,一方面也進(jìn)一步杜絕流入缺氧區(qū)的VFA;③缺氧池的設(shè)置是通過反硝化以獲得不含硝酸鹽的污泥,進(jìn)而提高厭氧池的釋磷效率;同時(shí)利用好氧池中的硝酸鹽來除磷,強(qiáng)化了反硝化除磷菌來達(dá)到真正的同步生物除磷脫氮的目的;④缺氧/好氧池混合池的主要功能是脫氮,可以曝氣也可以缺氧,避免同步硝化反硝化,從而控制污泥膨脹;⑤好氧池與常規(guī)處理工藝中功能相同,其主要作用是去除CODCr及進(jìn)行氨氮的硝化,如果不能完成硝化,可回流至混合池,這根據(jù)進(jìn)水的情況定。
微動(dòng)力生活污水處理裝置生物曝氣流化床技術(shù)是介于生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池工藝的一種新的水處理工藝，它吸取了生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池的優(yōu)點(diǎn)，具有出水水質(zhì)好、生物量大、處理負(fù)荷高、脫氮除磷效果好、無須反沖洗等優(yōu)點(diǎn)。目前，它已經(jīng)開始在城市污水處理、小區(qū)生活污水處理、工業(yè)廢水處理、微污染源水預(yù)處理、城市污水二級(jí)出水回用處理等方面。
生物曝氣流化池技術(shù)的特點(diǎn)及能解決的關(guān)鍵問題
生物曝氣流化池的技術(shù)特點(diǎn)
與其它好氧水處理工藝相比，生物曝氣流化池工藝有以下技術(shù)特點(diǎn)：
① 生物量大。采用了新型的填料——LT型生物流化填料。這種新型填料具有比表面積大、掛膜容易、生物膜更新快等優(yōu)點(diǎn)。由于具有較大的比表面積和掛膜容易等特點(diǎn)，因而生物量大，生物量可以達(dá)到10-20g/L以上，比普通活性污泥法高出5倍以上，同接觸氧化工藝相當(dāng)；而且由于生物膜更新比較快，因而微生物具有較高的活性，大大提高了處理效率和污水處理效果。
② 傳質(zhì)效率高。由于本工藝的特點(diǎn)，填料在池中一直處于流化狀態(tài)，由于空氣攪動(dòng)使整個(gè)反應(yīng)池內(nèi)污水和填料充分接觸，生物膜和水流之間產(chǎn)生較大的相對(duì)流速，加快了細(xì)菌表面的介質(zhì)更新，增強(qiáng)了傳質(zhì)效果，加快了生物代謝速度。而接觸氧化工藝由于填料是固定的，在池中出現(xiàn)了曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)，因而降低了容積負(fù)荷。
③ 充氧效率高。由于填料在水中一直呈流化狀態(tài)，填料不斷的與氣泡進(jìn)行接觸并不斷切割，因而其充氧效率高，動(dòng)力效率在3kg/(kw·h)以上，相比其它工藝提高30%，充氧效率的提高有利于加快有機(jī)物的氧化速度。
④ 具有較高的污染物處理負(fù)荷。在污水處理工藝中，其BOD負(fù)荷可以達(dá)到5-6kg/(m3填料·d)；如果要進(jìn)行脫氮除磷處理，BOD負(fù)荷可以降低到1-3kg/(m3填料·d)。
⑤ 脫氮效果好。由于填料表面含有較多的硝化菌和反硝化菌，因而本工藝具有良好的脫氮效果。如果配合A2/O工藝，其脫氮除磷效果更佳。
⑥ 出水效果好而且穩(wěn)定，特別適用于城鎮(zhèn)污水二級(jí)出水的回用水處理工藝過程中。配合接觸沉淀工藝，其出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，*可以滿足《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 48-1999）的限值要求。如果應(yīng)用于冷卻水的回用，可以作為生物處理預(yù)處理階段，后續(xù)增加混凝—過濾—消毒等工藝階段。
⑦ 在應(yīng)用方面。同接觸氧化工藝相比，省卻了填料框架，填料投加方便；同曝氣生物濾池相比，不用進(jìn)行反沖洗，降低了投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定。
能夠解決的關(guān)鍵問題
在現(xiàn)在的城鎮(zhèn)污水回用技術(shù)研究過程中，一般較多采用的是直接將二級(jí)出水進(jìn)行物化處理，即加藥、混凝、過濾、消毒等工藝。在這套工藝中，由于二級(jí)出水中有機(jī)污染物濃度依然比較高，因而需要消耗大量的絮凝劑和消毒劑，而且產(chǎn)生了大量的化學(xué)污泥，造成了二次污染；同時(shí)操作復(fù)雜，特別是加藥程序比較難以控制。如果城鎮(zhèn)污水廠沒有進(jìn)行脫氮除磷處理，還要面臨一個(gè)脫氮除磷的問題。
