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技术方案

城市生活污水处理

 
       地埋式生活污水处理设备                MBR膜生物反应器

 
          转碟曝气机                      微孔曝气器

  城市生活污水处理越来越受到人们的重视,生活污水处理应符合以下几个发展方向:
  1、总投资省。
  2、运行费用低。
  3、占地面积小。
  4、脱氮除磷。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。
  5、先进的计算机管理和自控系统,保证了城市生活污水处理青海快3开奖的正常运行和稳定的合格出水。

  国内外城市生活污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。代表性的二级生活污水处理工艺主要有传统活性污泥法、MBR膜、氧化沟、A/O、A2/O工艺、SBR、CCAS工艺等。
  城市生活污水处理的二级生物处理多采用活性污泥法,它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好等优点。

  一、地埋式生活污水处理设备
  利用活性污泥法达到净化污水的目的,其原理:利用好氧菌自身的生命活动,在污水中,微生物形成的生物絮凝体使悬浮状和胶体状的有机污染物失稳絮凝,吸附在活性污泥表面,降解有机物,使水中的BOD、COD大幅下降。
  由一体多元化玻璃钢预制构件组合而成。装置内配有水下曝气、水流推动双功能曝气机。处理污水时,污水从装置顶部流入曝气区,曝气机水下曝气并推流搅动污水,进入的污水很快与原有的混合液充分混合,最大限度地适应进水水质的变化。曝气机通过水流推动和水下曝气双重功能,使曝气区污水有规律地循环流动,污水中的溶解氧含量迅速提高。由于污水在曝气区不断循环流动,区内各点水质比较均匀,微生物的数量、性质基本相同,因此曝气区各部分的工作情况几乎一致。这就把整个生化反应控制在良好的同一条件下。有机物被微生物逐步降解,污水得到净化。
  适用于生活小区、旅游景点、宾馆、疗养院、学校、矿山、工厂等生活污水处理及类似的工业污水处理。

  二、MBR膜生物反应器生活污水处理技术
  MBR膜生物反应器(membrane bioreactor),是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺,它用具有独特结构的MBR平片膜组件置于曝气池中,经过好氧曝气和生物处理后的水,由泵通过滤膜过滤后抽出。MBR污水处理与传统污水处理方法具有很大区别,通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池和三级处理工艺。从而得到优质的出水,解决了传统污水处理方法的出水水质达不到中水回用要求的问题。MBR膜对城市生活废水处理后的水可直接作为市政用水或进一步处理作各种工业用水。
  由于MBR膜的存在大大提高了系统固液分离的能力,从而使MBR膜生物反应器的出水,水质和容积负荷都得到大幅度提高,经膜处理后的水水质标准高(超过国家一级A标准),经过消毒,最后形成水质和生物安全性高的优质再生水,可直接作为新生水源。由于膜的过滤作用,微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中,实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离,消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。MBR膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强,可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少(只有传统工艺的1/3~1/2)、增量扩容方便、自动青海快3开奖化程度高、操作简单等优点。

  三、氧化沟生活污水处理技术
  氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化。
  氧化沟(Oxidation Ditch)污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成,采用转碟曝气机、转刷曝气机进行曝气充氧。最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。后来处理规模和范围逐渐扩大,它通常采用延时曝气,连续进出水,所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定,不需设置初沉池和污泥消化池,处理设施大大简化。不仅各国环境保护机构非常重视,而且世界卫生组织(WH0)也非常重视。在美国已建成采用氧化沟工艺的城市生活废水处理有几百座,欧洲已有上千座。氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市生活污水处理厂的首选工艺。
  利用氧化沟进行除磷脱氮处理,产生了许多新的设计方法。氧化沟不只是延时曝气低负荷系统,还出现了城市生活废水处理的“高负荷氧化沟”、“要求硝化的氧化沟”、“要求硝化反硝化及除磷的氧化沟”及“要求污泥稳定的氧化沟”等类型。
  一体化氧化沟,就是充分利用氧化沟较大的容积和水面,在不影响氧化沟正常运行的情况下,通过改进氧化沟部分区域的结构或在沟内设置一定的装置,使污水分离过程在氧化沟内完成。美国环境保护局将这一技术称之谓革新即可选择的(I/A)技术。

  四、SBR法(序批式间歇活性污泥法)
  SBR具有均化水质、无需污泥回流、耐冲击、污泥活性高、结构简单、操作灵活、占地少,投资省、运行稳定、基质去除率高于普通的活性污泥法等优点,比较适合处理间歇排放和水量水质波动大的废水。但具有污泥沉降、泥水分离时间较长的缺点,在处理高浓度废水时,要求维持较高的污泥浓度,同时,还易发生高黏性膨胀。因此,常考虑在活性污泥系统中投加粉末活性炭,减少曝气池的泡沫,改善污泥沉降性能,及液-固分离性能、污泥脱水性能等,获得较高的去除率。厌氧-好氧间歇式活性污泥法,即在进水、反应阶段充氧;在沉降、排水、空载排泥时不充氧,此时为厌氧消化。用此工艺进行生活污水处理时,不调PH值,可取得很好的效果;在进水COD浓度在1180~3060mg/L之间变化时,出水COD都小于300mg/L。并且生活废水经厌氧SBR法处理,可生化性大大提高,用于城市生活废水处理,效果稳定,运行管理灵活。

  五、连续循环曝气系统(CCAS)
  CCAS工艺,即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。随着自动控制技术和监测技术的飞速发展以及新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功,为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮城市生活污水处理工艺。
  CCAS工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。
  经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池,在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行,使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮,和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制,并可调整的程序,由计算机集中自控。
  CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在城市生活污水处理上具有独特的优势:
  1、曝气时,污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。
  2、“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。
  3、沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物(SS)极低,低的SS值也保证了磷的去除效果。
  4、CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。

  六、百乐克/百乐卡(BIOLA)污水处理技术
  百乐克工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来,经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。
  由于采用土池而大大减少了建设投资,采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率,并减少运行费用,大大提高了处理效果。工艺设计简捷,不需复杂的管理,在适宜的条件下,采用该工艺进行城市生活污水处理,具有较大的经济和社会效益。
  1、低负荷活性污泥工艺
  2、曝气池采用土池结构,敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。
  3、高效的曝气系统:曝气头悬挂在浮链上,停留在水深4~5m处,气泡在其表面逸出时,直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上,浮动链被松弛地固定在曝气池两侧,每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中,自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果,节省了混合所需的能耗。曝气池中混合作用所需的能耗仅为1~5W/m3,鼓风机就设在池边,减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。
  4、简单而有效的污泥处理:回流污泥量大,其剩余污泥比传统工艺少许多。污泥池完全可以做成土池结构,节省城市生活废水处理厂土建费用。
  5、简单易行的维修:没有水下固定部件,维修时不用排干池中的水,而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明,曝气头运行几年也不用任何维修。
  6、二次曝气和安全池:利用一个相对独立的池来进行二次曝气,以保证出水清洁,保证水中有足够的溶解氧。
  7、二沉池:曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离,并重新回到曝气池参与污水净化。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机刮吸泥机排入污泥槽回流。

  七、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用
  在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型环保填料青海快3开奖的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高,耐冲击负荷性能好,产泥量低,占地面积少,便于运行管理等优点,在城市生活污水处理中极具竞争力。

  1、生物膜法污水处理
  生活污水的有机污染物主要包括:蛋白质(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外还含有一定量的尿素。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物,由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖,由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构,因此生物膜通常具有孔状结构,并具有很强的吸附性能。
  生物膜附着在载体的表面,是高度亲水的物质,在污水不断流动的条件下,其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质,在膜的表面上和内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物,形成由有机污染物 →细菌→原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有:假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属,原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现,且主要为线虫。污水在流过载体表面时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附,并通过氧向生物膜内部扩散,在膜中发生生物氧化等作用,从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物,而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态,当生物膜逐渐增厚,厌氧层的厚度超过好氧层时,会导致生物膜的脱落,而新的生物膜又会在载体表面重新生成,通过生物膜的周期更新,以维持生物膜反应器的正常运行。
  生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上,实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离,水处理填料的存在,对水流起到强制紊动的作用,同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触,从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题,在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水处理厂的二级生物处理,而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
  通过人工强化作用将生物膜引入到城市生活废水处理的污水处理反应器中,便形成了生物膜反应器。生物膜反应器发展迅速,由单一到复合,有好氧也有厌氧,逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
  填料是生物膜技术的核心之一,它的性能对城市生活污水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。

  2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用
  (1)、高分子有机物的厌氧降解阶段
  在废水的厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。
  高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
  水解阶段:高分子有机物因相对分子质量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
  发酵(或酸化)阶段:在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写作VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
  产乙酸阶段:在此阶段,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
  产甲烷阶段:这一阶段里,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
  在以上阶段里,还包含着以下这些过程:a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解;b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化;c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸;d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外,当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述(见图1)
  (2)厌氧生物膜法处理工艺
  a、厌氧滤器(AF)
  传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/(m3·d)以下,而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/(m3·d)以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/(m3·d)。因此AF的发展大大提高了城市生活废水处理的厌氧反应器的处理速率,使反应器容积大大减少。
  由于采用了生物固定化的技术,AF作为高速厌氧反应器,使污泥在反应器内的停留时间(SRT)极大地延长。SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间(HRT),从而减少反应器容积,或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT,并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
  SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度,在AF内,厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成:其一是细菌在AF内固定的填料表面(也包括反应器内壁)形成生物膜;其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础,在一定的污泥比产甲烷活性下,厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时,AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好,因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥,也不需要污泥的回流。
  在AF内,由于填料是固定的,废水进入反应器内,逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷,废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部(进水处),发酵菌和产酸菌占有最大的比重,随反应器高度上升,产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关,在已酸化的废水中,发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
  细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处(例如上流式AF的内部)细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高,污泥的浓度随高度迅速减少。
  污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先,AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行(指上流式AF),AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大,因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下,AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍,同时会有较高的COD去除率。
  AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外,另一个问题是它需要大量的填料,填料的使用使其成本上升。由于以上问题,国外生产规模的AF系统应用也不是很多。
  作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床(Special Anaerobic Film Bed, SAFB),采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料,有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点:
  ·有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点;
  ·生物固体浓度高,因此可获得较高的有机负荷;
  ·在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜,以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体,因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间,耐冲击负荷能力较强;
  ·启动时间短,停止运行后再启动也较容易;
  ·不需要回流污泥,运行管理方便;
  ·在水量和负荷有较大变化的情况下,耐冲击性较好。
  b、厌氧流化床反应器(AFBR)
  在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥,液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
  流化床反应器的主要特点可归纳如下:
  流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触;
  由于颗粒与流体相对运动速度高,液膜扩散阻力小,且由于形成的生物膜较薄,传质作用强,因此生物化学过程进行较快,允许废水在反应器内有较短的水力停留时间;
  克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题;
  高的反应器容积负荷可减少反应器体积,同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器,因此可以减少占地面积。
  但是,厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一,为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失,必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度,但这几乎是难以做到的,因此稳定的流态化也难以保证。其次,一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时,为取得高的上流速度以保证流态化,流化床反应器需要大量的回流水,这样导致能耗加大,成本上升。由于以上原因,流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。
  c、厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB)
  厌氧附着膜膨胀床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比,区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计,膨胀床的膨胀率约为10%~20%,此时颗粒间仍保持互相接触,而流化床则为20%~70%。通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性,发现对于小型污水处理厂而言,厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择,能耗量少,污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
  综上所述,采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术,作为生活污水处理的核心方法,在技术上已经成熟,并且较之其它方法有独到的一些优势。但是,厌氧方法在浓缩营养物(氮和磷)方面效果不大,同时它仅能除去部分病源微生物。此外,残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术,合适的后处理手段必不可少。

  3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
  生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代,已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池,填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品,主要用于低浓度、低有机负荷的城市生活废水处理,它克服了活性污泥法在处理此类污水时,因污泥流失而不能维持正常运行的缺点,并取得了较好的效果。进入70年代,随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现,使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽,它不仅可用于处理生活污水,而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水,与其他生物处理方法相比,在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。
  与活性污泥法比较,生物接触氧化具有以下主要优点:①生物接触化法以填料作为载体,供生物群栖息生长,形成稳定的生态体系,有较高的微生物浓度,一般可达10~20g/l;氧的利用率高,可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力,剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度,易于管理和操作。随着十余年的大量实践,对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前,生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。

  八、厌氧-好氧组合处理工艺在生活污水处理中的应用
  城市生活污水处理经厌氧处理后,在现有的技术条件下,要达到二级出水标准,需要相当长的停留时间,结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势,但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲,厌氧处理仅仅提供了一种预处理,它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。厌氧生活污水处理后氮和磷基本上没有去除,因此对厌氧出水进一步处理很有必要。在实际生产中,城市生活废水处理应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度,氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中,以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中,后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧城市生活污水处理工程中,后处理方法比较多样化,二沉池+氯消毒、淹没滤池+二沉池+氯消毒、氧化沟等,最后直接排入城市生活污水处理管网或用于农灌。在日本,城镇生活污水一般采用厌氧消化+好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池+好氧滤池以及厌氧滤池+接触氧化法组合处理。
  厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧-好氧组合处理工艺,充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势,成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外,由上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点。采用UASB和淹没式曝气生物滤池(BF)组合工艺处理生活污水,两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上,并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言,有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时,厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高,使产气量增加、剩余污泥量减少,可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
  由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行,在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15h和4h的条件下,即使环境温度低于10℃(平均气温5.9℃),对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响,温度在4.5~23℃范围内,TKN的去除率在46.4~87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能,为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。

  目前在城市生活污水处理领域,普遍存在的问题有:
  1、采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。
  2、随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必要增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂。
  3、目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
  因此,城市生活污水处理朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。

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