社區(qū)衛(wèi)生服務中心醫(yī)療污水處理設備

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傳統(tǒng)污水處理的脫氮工藝基于微生物作用,在去除有機污染物的同時,通過硝化-反硝化耦合過程將氨氮氧化為硝酸根,再還原為氮氣去除。 該工藝過程雖然可以滿足污水的脫氮要求,但一方面面臨消耗有機碳源、工藝能耗較高、污泥產(chǎn)生量大、停留時間長、構筑物占地面積大、受溫度波動限制等缺點,另一方面,其技術原理的本質(zhì)是氮元素的去除、而非資源化回收利用。 近年來,以污水資源化為核心的新型水處理概念和工藝被不斷提出。 MCCARTY 等討論了城市污水廠作為能源輸出的可能。VERSTRAETE等提出了“ zero-wastewater”概念的上游濃縮工藝,通過有機物厭氧消化最大可能實現(xiàn)生活污水中的能源回收。 BATSTONE 等提出“源分離-釋放-回收”工藝實現(xiàn)生活污水中 C、N 和 P 的回收。

一種潛在的可持續(xù)的“上游濃縮”污水處理思路是用膜將污水中有機物分離濃縮,高 COD 濃縮液進行厭氧消化回收能源,另一端含氨氮的出水利用離子交換過程實現(xiàn)氮素的富集回收。 由于膜組件的預處理可以避免固體懸浮物、有機物等造成的堵塞等問題,因此該資源化處理思路可以最大限度的發(fā)揮離子交換柱的吸收能力,實現(xiàn)氮素的回收利用。
前期研究表明,生活污水經(jīng)過超濾膜濃縮處理后,出水氨氮相對較低、存在雜質(zhì)離子,是限制氮素回收利用的主要因素。 為了盡可能回收利用污水中蘊含的資源(氮素) ,本研究探索基于離子交換法去除、回收利用生活污水中的氨氮,旨在促進水回用同時實現(xiàn)氨氮的富集回收,通過對離子交換富集回收氨氮方法的經(jīng)濟性進行初步分析,為新的污水處理方式選擇提供參考。

沸石和陽離子交換樹脂是常見的氨氮吸收劑(考慮到本研究過程同時發(fā)生物理吸附和化學離子交換,本文統(tǒng)一使用吸收) 。研究表明,氨氮吸收的影響因素包括 pH、初始濃度、其他陽離子及吸收劑用量等。針對吸收飽和后吸收劑的再生回用,有研究者通過動態(tài)吸收柱實驗研究氨氮穿透曲線和吸收性能,并探究其解吸特性。相關研究表明,不同解吸液、物料流速等因素會對再生液中氨氮的富集效果產(chǎn)生影響。

UASB反應器顆粒化過程的本質(zhì)是反應器中存在污泥顆粒的連續(xù)選擇過程。Hulshoff Pol等人的研究認為：在高選擇壓條件下，輕的和分散的污泥被洗出而較重的組分保持在反應器中。從而使細小分散的污泥生長最小化，細菌生長主要局限在有限數(shù)量由惰性有機和無機載體物質(zhì)或種泥中存在的小的細菌聚集體組成的生長核心。這些生長核心的粒徑增加直至達到顆粒污泥和生物膜部分產(chǎn)生脫落的特定最大尺寸，形成新生長核，如此反復。顆粒化初級階段出現(xiàn)的絲狀顆粒隨著時間的增長變得更致密。

    低選擇壓條件下，主要是分散微生物的生長，這產(chǎn)生膨脹型污泥。當這些微生物不附著在固體支撐顆粒上生長時，形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結(jié)構。而且，氣泡附著在這些松散纏繞的絲狀菌上時，污泥甚至有上浮的趨勢。
    在生物反應器中，因氣體流動或者液體流動和顆粒間碰撞引起的脫膜力是影響厭氧顆粒污泥的形成、生物結(jié)構及其穩(wěn)定性的關鍵因素。在一個生物膜系統(tǒng)中，高的水力剪切力能夠產(chǎn)生比較結(jié)實的生物膜，而剪切力比較弱的時候，生物膜容易成為一個異質(zhì)多孔和比較脆弱的生物膜。另一方面，有證據(jù)表明，在好氧和厭氧顆粒污泥形成的過程中需要有一定的水力剪切力。當剪切力比較弱的時候，很少觀察到污泥顆粒化現(xiàn)象。這些也表明了水力剪切力在生物附著和自固定化過程中的重要性。但是，水力剪切力對顆粒污泥的形成、結(jié)構和代謝機理的影響還不十分清楚。

強化生物除磷(EBPR)是目前應用最為廣泛的生物除磷工藝.該工藝利用聚磷菌(PAO)在厭氧條件下將儲存于體內(nèi)的聚磷酸鹽(Poly-P)水解獲取能量, 用以吸收水中的揮發(fā)性脂肪酸(VFA), 并以聚羥基烷酸酯(PHAs)的形式儲存在細胞內(nèi); 在好氧條件下PAO以儲存于細胞內(nèi)的PHAs作為碳源和能源, 吸收水中的磷并將其合成為Poly-P進行細胞增殖, 最終通過排除富磷污泥達到污水除磷的目的.在EBPR系統(tǒng)中, 還存在與PAO代謝機制相似的聚糖菌(GAO), 在厭氧條件下GAO與PAO競爭基質(zhì)(VFA), 但在好氧條件下并不攝取磷, 因此, 如何提高PAO的活性和強化其與GAO對基質(zhì)的競爭能力是保證EBPR工藝穩(wěn)定運行的重要內(nèi)容.