生活污水B/C(可生化性)一般在0.5左右,可生物降解性能好,故本工程擬采用生化法作為主體處理工藝。
目前,國(guó)內(nèi)外用于生活污水處理的生化處理工藝主要有傳統(tǒng)活性污泥法、生物膜法,A/O法、H/O法、CASS工藝和AB法等。
成都生活污水處理設(shè)備材質(zhì)
傳統(tǒng)活性污泥法:
傳統(tǒng)活性污泥法的主要處理構(gòu)筑物為曝氣池。經(jīng)過(guò)一級(jí)處理的污水與從二沉池回流的活性污泥混合后進(jìn)入曝氣池,在曝氣池中活性污泥首先對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附,而后菌膠團(tuán)中的微生物在曝氣作用下對(duì)其進(jìn)行降解,隨后曝氣池中的泥水混合液自流進(jìn)二沉池進(jìn)行泥水分離,污水進(jìn)入后期處理構(gòu)筑物,活性污泥部分回流至曝氣池以補(bǔ)充其中污泥的流失,另一部分活性污泥作為剩余污泥進(jìn)入污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。一般,二沉池內(nèi)的活性污泥以進(jìn)水量的25~50%返回曝氣池(即污泥回流比為25~50%)。
活性污泥法常用于低濃度生活污水處理,有機(jī)物的去除效率達(dá)85%以上。但這種方法抗沖擊負(fù)荷能力差,對(duì)水質(zhì)變化敏感;產(chǎn)生的剩余污泥量大,增加后期污泥處理的成本;運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題多,容易產(chǎn)生污泥膨脹、上浮等現(xiàn)象;池體占地面積大,土建投資高,且不適合地埋式建設(shè)。
生物膜法:
生物膜法是利用附著生長(zhǎng)于某些固體物表面的微生物(即生物膜)對(duì)污水進(jìn)行處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng),其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、兼氧層、好氧層、附著水層和運(yùn)動(dòng)水層。
成都生活污水處理設(shè)備材質(zhì)
生物膜法工藝原理:生物膜首先吸附附著水層中的有機(jī)物,在好氧層由好氧微生物將其分解為CO2和H2O,并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮,厭氧層中在反硝化菌的作用下把硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓鲃?dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜,如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。
生物膜法對(duì)有機(jī)污染物的去除效率高,運(yùn)行費(fèi)用省;對(duì)水量、水質(zhì)和水溫波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng),產(chǎn)生的污泥量較少(為傳統(tǒng)活性污泥工藝的3/4),而且避免了污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。但是其占地面積大,構(gòu)筑物建設(shè)投資高,且不適合于地埋式建設(shè)。
A/O法:
A/O法也被稱為厭氧—好氧工藝,即在常規(guī)好氧活性污泥處理系統(tǒng)前增加一段厭氧生物處理過(guò)程。其中A為厭氧段,主要用于脫氮,O為好氧段,主要用于去除水中的有機(jī)物。
A/O工藝原理:在O段,好氧微生物以氧為電子受體將水中的有機(jī)污染物進(jìn)行分解,硝化菌和亞硝化菌在一定堿度條件下,利用水中的溶解氧把氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。大量硝態(tài)氮通過(guò)內(nèi)回流作用回流至A段,在缺氧條件下,厭氧反硝化菌以污水中有機(jī)物作為電子供體,硝態(tài)氮作為電子受體,使硝態(tài)氮波還原為無(wú)污染的氮?dú)?,逸入大氣從而達(dá)到zui終脫氮的自的。
硝化反應(yīng):NH4++2O2→NO3-+2H++H2O
反硝化反應(yīng):6NO3-+5CH3OH(有機(jī)物)→5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑
A/O工藝克服了活性污泥法的污泥膨脹、污泥上浮、占地面積大等缺點(diǎn),且適合于地埋式建設(shè),對(duì)污水中總氮排放有嚴(yán)格要求的項(xiàng)目常采用此工藝。
H/O法:
H/O法也被稱為水解酸化—好氧工藝,即在常規(guī)好氧活性污泥處理系統(tǒng)前增加水解酸化生物處理階段。與A/O工藝相比省去了后端硝化混合液的回流,脫氮效果較A/O工藝差,適用于污水中氨氮濃度不高的項(xiàng)目。
H/O工藝原理:厭氧反應(yīng)一般經(jīng)歷水解、酸化和產(chǎn)甲烷三個(gè)階段,而通過(guò)縮短水力停留時(shí)間把厭氧過(guò)程控制在水解或酸化階段稱為水解酸化,從原理上看水解酸化是厭氧反應(yīng)的不*過(guò)程,
污水中的有機(jī)污染物在H段進(jìn)行水解酸化,把大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物,提高污水的可生化性;同時(shí)也將有機(jī)物中的部分有機(jī)氮(如蛋白質(zhì))轉(zhuǎn)化為氨氮,因此H段對(duì)氨氮沒(méi)有去除效果。在O段好氧微生物在氧的作用下把水中的有機(jī)物氧化分解為CO2和H2O,硝化菌以氧為電子受體,把氨氮氧化為硝態(tài)氮。
與活性污泥法相比,H/O工藝克服了污泥膨脹、污泥上浮、占地面積大等缺點(diǎn),且適合于地埋式建設(shè),對(duì)污水中總氮排放要求不嚴(yán)格或污水中總氮濃度低的的項(xiàng)目可采用此處理工藝。
CASS工藝:
CASS又稱為循環(huán)式活性污泥系統(tǒng),是在SBR基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的衍生工藝,即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端加設(shè)了一個(gè)生物選擇區(qū),實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水,間歇排水。生物選擇區(qū)的主要目的是選擇出適應(yīng)強(qiáng)、更有針對(duì)性的微生物菌群,其容積約占整個(gè)池容的10%。
CASS工藝原理:在生物選擇區(qū)內(nèi),微生物通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達(dá)到對(duì)污染物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。
CASS工藝抗沖擊負(fù)荷大,對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)有較好的緩沖作用;生物選擇區(qū)抑制了絲狀菌的生長(zhǎng),可有效防止污泥膨脹;整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過(guò)程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行,省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。
但是,CASS工藝設(shè)備閑置時(shí)間較長(zhǎng),池容利用率低,占地面積大,不適宜地埋式建設(shè)。
AB法:
AB工藝是吸附—生物降解工藝的簡(jiǎn)稱,是在常規(guī)活性污泥法和兩段活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的污水處理工藝。
AB工藝原理:AB工藝由快速吸附降解A段和延時(shí)氧化B段組成,污水首*入A段,在好氧微生物作用下對(duì)其中的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附分解,而后污水進(jìn)入B段,在B段硝化菌對(duì)其中的氨氮進(jìn)行充分的硝化。
AB工藝特點(diǎn):
a. 對(duì)預(yù)處理要求較低,不設(shè)初沉池;
b. A段和B段各自擁有自己獨(dú)立的回流系統(tǒng),由吸附池和中間沉淀池組成A段,由曝氣池和二次沉淀池組成B段,這樣兩段分開(kāi),有各自*的微生物群體,處理效果穩(wěn)定;
c. 污泥產(chǎn)量大,A段產(chǎn)生大量剩余污泥,后期污泥處理工作繁重;d. 建設(shè)投資費(fèi)用高,B段硝化菌時(shí)代周期長(zhǎng),增加了池容,增加土建的工程投資。
工藝流程
根據(jù)以上對(duì)處理工藝的分析,擬采用以下處理工藝流程,
① 格柵池
根據(jù)建設(shè)方提供的資料及污染源的分析,污水中含有較多的懸浮物與漂浮物,因此,必須采用簡(jiǎn)易的物理處理—格柵作為一級(jí)處理工藝單元,以去除這部分污染物,減輕后續(xù)處理工藝單元的負(fù)荷,防止其在處理工藝構(gòu)筑物與管道的沉積堵塞,保證系統(tǒng)的暢通,減輕日常清理工作量。
② 生化處理系統(tǒng):
化糞池:污水進(jìn)入化糞池在厭氧條件下厭氧菌將其中的有機(jī)物進(jìn)行消化,同時(shí)把其中難降解的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的易降解的有機(jī)物,從而提高污水的可生化性。
③ 一體化生物反應(yīng)器:
一體化生物反應(yīng)器是活性污泥法與生物膜法相結(jié)合的一種高效反應(yīng)器。在活性污泥中微生物以空氣中的氧為電子受體把污水中的有機(jī)物氧化分解為二氧化碳和水,把氨氮氧化為硝態(tài)氮,生物膜內(nèi)部的反硝化菌在缺氧環(huán)境下把硝態(tài)氮還原成氮?dú)?,逸出水面?nbsp;
④ 沉淀系統(tǒng):
沉淀池的設(shè)置旨在分離生化系統(tǒng)的泥水混合物,保證出水SS穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。在運(yùn)行期間,進(jìn)行污泥回流,能彌補(bǔ)前端生化池內(nèi)污泥的流失,縮短培菌與調(diào)試周期,增強(qiáng)生化處理的效果,減少剩余污泥排放量。
本設(shè)計(jì)在沉淀池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,采用兼有輻流的豎流式沉淀結(jié)構(gòu),并輔以導(dǎo)流系統(tǒng),以提高固、液分離效果,保證出水SS指標(biāo)穩(wěn)定。同時(shí)在沉淀池底部設(shè)置潛水式污泥回流泵,將所產(chǎn)生的少量生物污泥回流至厭氧一體化系統(tǒng),以提高二級(jí)生化系統(tǒng)的污泥濃度,使生物污泥進(jìn)行多級(jí)循環(huán)消化,剩余污泥排放量少。
⑤ 砂濾生態(tài)系統(tǒng)
砂濾生態(tài)系統(tǒng)主要是利用水生植物的根系對(duì)水中未去除的氮、磷等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行充分吸收,濾料和水生植物根系組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)水中殘余的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附攔截,從而達(dá)到進(jìn)一步凈化水質(zhì)的目的。
⑥ 污泥處理系統(tǒng)
沉淀池中的活性污泥大部分回流至前段化糞池中進(jìn)行消解,不但補(bǔ)充了水體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)源,而且增加了生物的多樣性?;S池內(nèi)污泥每隔一段時(shí)間清理一次。