MBR地埋式生活污水處理系統(tǒng)
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水解酸化工藝與單獨(dú)的厭氧或好氧工藝相比,具有以下特點(diǎn):
1.由于在厭氧階段可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機(jī)物,其后續(xù)好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少,從而設(shè)備容積也可縮小。有報(bào)道,在實(shí)踐中,厭氧-好氧工藝的總?cè)莘e不到單獨(dú)好氧工藝的一半;
2.厭氧工藝的產(chǎn)泥量遠(yuǎn)低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/10～1/6),并已高度礦化,易于處理。同時(shí)其后續(xù)的好氧處理所產(chǎn)生的剩余污泥必要時(shí)可回流至厭氧段,以增加厭氧段的污泥濃度同時(shí)減少污泥的處理量;
3.厭氧工藝可對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的變化起緩沖作用,從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進(jìn)水條件;
4.厭氧處理運(yùn)行費(fèi)用低,且其對(duì)廢水中有機(jī)物的去除亦可節(jié)省好氧段的需氧量,從而節(jié)省整體工藝的運(yùn)行費(fèi)用;
5.重要的是當(dāng)將厭氧控制在水解酸化階段時(shí),可為好氧工藝提供優(yōu)良的進(jìn)水水質(zhì)(即提高廢水的可生化性)條件,提高好氧處理的效能,同時(shí)可利用產(chǎn)酸菌種類多、生長(zhǎng)快及對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),以利于運(yùn)行條件的控制和縮小處理設(shè)施的容積。
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。
影響活性污泥過(guò)程工作效率(處理效率和經(jīng)濟(jì)效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)及運(yùn)行。
基本組成
① 曝氣池：反應(yīng)主體② 二沉池：
1)進(jìn)行泥水分離，保證出水水質(zhì);
2)保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。
③ 回流系統(tǒng)：
1)維持曝氣池的污泥濃度;
2)改變回流比，改變曝氣池的運(yùn)行工況。
④剩余污泥排放系統(tǒng)：
1)是去除有機(jī)物的途徑之一;
2)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
⑤供氧系統(tǒng):主要由供氧曝氣風(fēng)機(jī)和曝氣器構(gòu)成向曝氣池內(nèi)提供足夠的溶解氧.
曝氣池 是所有活性污泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式，一種是使同時(shí)進(jìn)曝氣池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免發(fā)生短路現(xiàn)象。曝氣池采用長(zhǎng)條形就是以保證同時(shí)入池的泥和水都同時(shí)出池,使同時(shí)入池的廢水有相同的曝氣時(shí)間。另一種攪拌方式是使進(jìn)入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合，達(dá)到混合液的水質(zhì)均勻,有可能使微生物的生長(zhǎng)處在*的生活環(huán)境中,使過(guò)程處在的條件下運(yùn)行。還有一種環(huán)形曝氣長(zhǎng)槽，深度較淺，混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時(shí)間接近24小時(shí)，特稱氧化槽或氧化溝。實(shí)際上是延時(shí)曝氣活性污泥法的一種曝氣池。
除按要求設(shè)計(jì)幾何形狀外，曝氣方法和設(shè)備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法(又稱鼓風(fēng)曝氣法)和表面曝氣法(也稱機(jī)械曝氣法)兩種。20世紀(jì)70年代末問(wèn)世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣，以增加氣泡與混合液的接觸時(shí)間來(lái)提高曝氣效率。
在表面曝氣法中借設(shè)在液面的曝氣器使池液回流，并使液面劇烈波動(dòng)與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪，也有采用臥式旋刷或旋槳的。環(huán)形曝氣槽都采用臥式曝氣器。
為加快氧的溶解，70年代開(kāi)始出現(xiàn)了“純氧”曝氣，以含氧濃度*的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。
運(yùn)行主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝氣池的活性污泥濃度(稱混合液懸浮固體)，是可以調(diào)節(jié)的，也就是活性污泥量和負(fù)荷率是可以調(diào)節(jié)的，運(yùn)行時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況注意調(diào)節(jié)。活性污泥法污水廠容易出現(xiàn)污泥膨脹，即污泥含水量*，不易沉降。這將造成污泥隨水流出沉淀池，破壞水質(zhì)，同時(shí)，污泥的流失使曝氣池中污泥減少，整個(gè)過(guò)程逐漸失效。在發(fā)現(xiàn)污泥有膨脹趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)即分析原因，采取措施。
曝氣生化系統(tǒng)主要是在有氧的情況下，廢水中的有機(jī)物通過(guò)活性污泥中的微生物吸附、氧化、還原過(guò)程，把復(fù)雜的大分子有機(jī)物氧化分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，從而達(dá)到凈化廢水的目的。
1.根據(jù)具體情況調(diào)整曝氣量，通過(guò)控制各閥門，調(diào)整進(jìn)氣量。
2.曝氣池應(yīng)通過(guò)調(diào)整污泥負(fù)荷、污泥泥齡或污泥濃度等方式進(jìn)行工藝控制。
3.曝氣池出口處的溶解氧宜為2mg/L。
4.應(yīng)經(jīng)常觀察活性污泥生物相、上清液透明度、污泥顏色、狀態(tài)、氣味等，并定時(shí)測(cè)試和計(jì)算反映污泥特性的有關(guān)項(xiàng)目。
5.因水溫、水質(zhì)或曝氣池運(yùn)行方式的變化而在沉淀池引起的污泥膨脹、污泥上浮等不正常現(xiàn)象，應(yīng)分析原因，并針對(duì)具體情況，調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行工況，采取適當(dāng)措施恢復(fù)正常。
6.當(dāng)曝氣池水溫低時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)延長(zhǎng)曝氣時(shí)間、提高污泥濃度、增加泥齡或其它方法，保證污水的處理效果。曝氣池水溫不能高于38℃，過(guò)高時(shí)，應(yīng)在采取降溫措施后，方可繼續(xù)進(jìn)水！
7.曝氣池產(chǎn)生泡沫和浮渣時(shí)，應(yīng)根據(jù)泡沫顏色分析原因，采取相應(yīng)措施恢復(fù)正常。視情況開(kāi)啟消泡水泵，撒淋消泡劑。
8.根據(jù)污泥情況向生化池內(nèi)加營(yíng)養(yǎng)劑，一般按BOD5：N：P＝100：5：1比例投加營(yíng)養(yǎng)源。N源為尿素，P源為磷酸鈉或磷酸氫二鈉。
MBR是將生物降解作用與膜的分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型的污水處理與回用工藝。膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)臺(tái)的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。80年代以來(lái)，該技術(shù)愈來(lái)愈受到重視，成為水處理技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
原理
HH-MBR反應(yīng)器主要由膜組件和膜生物反應(yīng)器兩部分構(gòu)成。MBR技術(shù)用超濾或微濾膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)的活性污泥法的二沉池和常規(guī)過(guò)濾單元，使水力停留時(shí)間（HRT）和泥齡（SRT）*分離，這樣大量的微生物（活性污泥）在生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)（廢水中的可降解有機(jī)物等）充分接觸，通過(guò)氧化分解作用進(jìn)行新陳代謝以維持自身的生長(zhǎng)、繁殖.使有機(jī)污染物降解。膜組件通過(guò)機(jī)械篩分、截留等作用對(duì)廢水和污泥混合液進(jìn)行固液分離。大分子物質(zhì)等被濃縮后返回生物反應(yīng)器，從而避免了微生物的流失。
生物處理系統(tǒng)和膜分離組件的有機(jī)結(jié)合，不僅提高了系統(tǒng)的出水水質(zhì)和運(yùn)行的穩(wěn)定程度，還延長(zhǎng)了難降解大分子物質(zhì)在生物反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間，加強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)難降解物質(zhì)的去除效果。由于出水懸浮物和濁度接近于零，并可截留大腸桿菌等生物性污染物，處理后出水可直接回用，特別適合于中水回用處理,是二十一世紀(jì)高科技在水處理中的應(yīng)用熱點(diǎn)。
工藝特點(diǎn)
1．水力停留時(shí)間短，污泥停留時(shí)間長(zhǎng)；
2．微生物濃度可提高2-3倍以上，生化效率高，剩余污泥少，排泥周期長(zhǎng)；
3．可處理氨氮濃度較高的廢水；
4．大幅度減少了占地面積，節(jié)約了土建投資；
5．出水水質(zhì)好，可達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及回用的要求，避免了水資源的浪費(fèi)；
間歇曝氣工藝
AB工藝改造為方便的方法, 是將B段改造為連續(xù)進(jìn)水間歇曝氣。連續(xù)流間歇曝氣工藝是在對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法的改造中發(fā)展起來(lái)的。該工藝在反應(yīng)池中實(shí)行間歇曝氣, 并連續(xù)進(jìn)出水。曝氣期完成有機(jī)物和氨氮的氧化及微生物吸磷, 停氣期完成反硝化及釋磷。間歇曝氣工藝的顯著特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單, 系統(tǒng)脫氮除磷過(guò)程在同一反應(yīng)池內(nèi)即可完。采用該工藝在對(duì)污水處理廠改造時(shí), 原有設(shè)施可不作更動(dòng), 只需定時(shí)供氣、停氣, 或數(shù)組曝氣池通過(guò)閥門的切換交替輪流供氣, 即可達(dá)到去除CODCr、BOD5、SS等常規(guī)指標(biāo), 并增加脫氮除磷功能的目的。因此在污水廠改造時(shí)十分便利。
A2/O工藝及其改良工藝
AB工藝改造的另一種常見(jiàn)方法是將B段改造為A2 /O工藝或其他改良工藝。A2 /O工藝是一種傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝, 在國(guó)內(nèi)應(yīng)用十分廣泛, 有大量的工程實(shí)例供借鑒。因此將在AB工藝改造時(shí), 將其改造為A2 /O工藝是一種較為合理的選擇。
泰安市污水處理廠在原有AB工藝的基礎(chǔ)上, 保留A 段, 將B段改造為A2 /O, 形成A+ A2 /O 工藝; 在運(yùn)行中當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷高時(shí)開(kāi)A段, 按A+ A2 /O工藝運(yùn)行; 進(jìn)水負(fù)荷低時(shí)則超越A段, 按A2 /O工藝運(yùn)行, 充分考慮不同負(fù)荷時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。但在實(shí)際運(yùn)行中, 該水廠的脫氮除磷效果并不理想, TP去除率為77% , TN去除僅為率為32% , 其原因主要是由于原水中BOD5 含量過(guò)低, 僅為130mg/L 左右, 不足以同時(shí)兼顧脫氮與除磷, 另外由于排泥量過(guò)大使得泥齡相對(duì)變短, 對(duì)除磷有利,硝化能力卻大大下降。可見(jiàn), 當(dāng)原水碳源不足時(shí)采用A2 /O工藝作為AB工藝改造方案并不理想。
MBR地埋式生活污水處理系統(tǒng)曝氣生物濾池具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
曝氣生物濾池的主要特點(diǎn)是采用粒徑較小的粒狀材料作為濾料，濾料浸沒(méi)在水中，利用鼓風(fēng)機(jī)曝氣供氧。濾料層起兩方面作用，一是作為微生物的載體，與一般的生物濾池相比，由于具有更大的比表面積，污水與生物膜實(shí)際接觸的時(shí)間長(zhǎng)，可使生化反應(yīng)進(jìn)行得更*，二是可作為過(guò)濾介質(zhì)，截留進(jìn)水中的懸浮固體和新形成的生物固體，從而省去其他生物處理法中的二次沉淀池，取得出水；
在生曝氣物濾池中可以生長(zhǎng)許多不同性質(zhì)的菌群。在距進(jìn)水端較近的濾層中，污水中的有機(jī)物含量較高，各種異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)，主要是去除BOD；在距出水口較近的濾料層中，污水中的有機(jī)物含量已經(jīng)很低，自養(yǎng)型的硝化菌將占優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)行氨氮的硝化反應(yīng)。硝化菌存在于生物膜內(nèi)側(cè)，在濾料上有很強(qiáng)的附著力，一旦形成，不易*脫落，故曝氣生物濾池具有很強(qiáng)的硝化去除氨氮的能力。
采用氣水平行上流，使得氣水進(jìn)行*的均分，防止了氣泡在濾料層中凝結(jié)和氣堵現(xiàn)象，且濾料層對(duì)氣泡的切割作用使氣泡在濾料層中的停留時(shí)間延長(zhǎng)，使氧的利用率高，能耗低；
上向流形成了對(duì)工藝有好處的半柱推條件，即使采用高過(guò)濾速度和負(fù)荷，仍能保證BAF工藝的持久穩(wěn)定性和有效性。
采用氣水平行上向流，使空間過(guò)濾能被更好的運(yùn)用，空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能保持高負(fù)荷均勻的固體物質(zhì)，從而延長(zhǎng)了反沖洗周期，減少了清洗時(shí)水、氣用量。
BAF具有生化處理和過(guò)濾的雙重功能，可以同步去除污水的有機(jī)物、氮磷和懸浮物的優(yōu)點(diǎn)。
水解（酸化）工藝屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的改進(jìn)型，適用于處理低濃度的城市污水,它的水力停留時(shí)間為3～4小時(shí)，能在常溫下正常運(yùn)行，不產(chǎn)生沼氣，流程簡(jiǎn)化，并在基本不需要能耗的條件下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，降低了造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。
水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過(guò)帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過(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。
