食品廠用的一體化污水處理設(shè)備
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生物膜法處理污水的基本流程
進(jìn)入生物膜反應(yīng)器,廢水在生物膜反應(yīng)器中經(jīng)需氧生物氧化去除有機(jī)物后,再通過二次沉淀池出水。
生物膜法處理污水機(jī)理
(1)、 生物膜的構(gòu)造特征
生物膜(好氧層+兼氧層+厭氧層)+附著水層(高親水性)。
(2)、 降解有機(jī)物的機(jī)理
①微生物:沿水流方向?yàn)榧?xì)菌——原生動(dòng)物――后生動(dòng)物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)。具體生物以菌膠團(tuán)為主、輔以球衣菌、藻類等,含有大量固著型纖毛蟲(鐘蟲、等枝蟲、獨(dú)縮蟲等)和游泳型纖毛蟲(楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等),它們起到了污染物凈化和清除池內(nèi)生物(防堵塞)作用。
②污染物:重→輕(相當(dāng)多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶)。
③供氧:借助流動(dòng)水層厚薄變化以及氣水逆向流動(dòng),向生物膜表面供氧。
④傳質(zhì)與降解:有機(jī)物降解主要是在好氧層進(jìn)行,部分難降解有機(jī)物經(jīng)兼氧層和厭氧層分解,分解后產(chǎn)生的H2S,NH3等以及代謝產(chǎn)物由內(nèi)向外傳遞而進(jìn)入空氣中,好氧層形成的NO3--N、NO2--N等經(jīng)厭氧層發(fā)生反硝化,產(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中。
⑤生物膜更新:經(jīng)水力沖刷,使膜表面不斷更新(DO及污染物),維持生物活性(老化膜固著不緊)。
生物膜的凈化特征
(1)、微生物相方面:
①微生物的多樣化:生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲組成(濾池蠅具有抑制生物膜過速增長的功能)。
②生物的食物鏈長:生物膜上的食物鏈要長于活性污泥,因此污泥量少于活性污泥系統(tǒng)。
③能夠存活時(shí)間長的微生物:SRT與HRT無關(guān),因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖,因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能,采取適當(dāng)運(yùn)行方式,可脫氮。
④分段運(yùn)行與優(yōu)勢菌種:生物膜法多分多段運(yùn)行,每段繁衍與本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物。
(2)、生物膜法處理污水工藝方面的特征
①對水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性:一段時(shí)間中斷進(jìn)水,對生物膜也不會(huì)有致命影響,通水后易恢復(fù)。
②污泥沉淀性良好:污泥比重較大 ,且顆粒較大,易沉淀;但厭氧層過厚時(shí),脫落的細(xì)小非活性懸浮物分散于水中,使水的澄清度下降。
③微生物量多,處理能力大、凈化功能強(qiáng):附著生長,故生物膜含水率低,單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍,因而具有較大處理能力,凈化功能顯著提高。
④能夠處理低濃度廢水:生物膜能處理活性污泥法不能處理的低濃度污水和微污染的原水,使B0D5降至5~10mg/L。
⑤易于維護(hù)運(yùn)行,節(jié)能,動(dòng)力費(fèi)用低;如生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等,去除單位BOD的耗電量較少。
CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡稱,又稱為循環(huán)活性污泥工藝,是在SBR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,即在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水,間歇排水。CASS池分預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物能通過酶的快速轉(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)快速積累過程,這對進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;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)到對污染物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。
工藝優(yōu)點(diǎn)
①無需設(shè)初沉池及二沉池,占地面積?。ū葌鹘y(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省20%~35%建設(shè)面積),基建費(fèi)用低(比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省10%~25%);
②曝氣為間歇式,下一周期開始曝氣時(shí),氧的濃度梯度大,傳遞效率高,節(jié)能*,運(yùn)行費(fèi)用可節(jié)省10%~25%;
③在沉淀階段,整個(gè)反應(yīng)區(qū)起沉淀池的作用,表面負(fù)荷低,沉淀效果好;
④運(yùn)行靈活,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),出水穩(wěn)定,每個(gè)周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3;
⑤使用范圍廣,適合分期建設(shè),對資金不足的地區(qū)更占優(yōu)勢;
⑥反應(yīng)池除COD同時(shí),兼具脫氮除磷作用,效果良好;
⑦反應(yīng)池內(nèi)存在較大的濃度梯度,且好氧、厭氧交替進(jìn)行,能有效的抑制污泥膨脹;
⑧污泥泥齢在20~35天,污泥穩(wěn)定性好,脫水性能好,產(chǎn)生剩余污泥量少。
食品廠用的一體化污水處理設(shè)備工藝缺點(diǎn)
①間歇周期運(yùn)行,對自控要求較高;
②變水位運(yùn)行,電耗增大;
③容積利用率較低;
④污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好;
⑤生物的脫氮效果很難提高;
⑥進(jìn)水閥門/啟閉機(jī)及曝氣閥門頻繁開啟,質(zhì)量要求較高。
曝氣生物濾池
1、工藝簡介
曝氣生物濾池是20世紀(jì)80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上,借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的污水處理新工藝,初用于污水的三級處理,后發(fā)展成直接用于二級處理。
曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式,也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式。即在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料,以提供微生物膜生長的載體,并根據(jù)污水流向不同分為下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流過濾料層,在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣,使空氣與污水逆向或同向接觸,使污水中的有機(jī)物與填料表面生物膜通過生化反應(yīng)得到降解,填料同時(shí)起到物理過濾作用。
工藝優(yōu)點(diǎn)
①曝氣生物濾池同時(shí)具有生物氧化降解和過濾的作用,因而可獲得很高的出水水質(zhì),可達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
②占地面積小,基建投資省。曝氣生物濾池占地面積僅為常規(guī)工藝的1/10—1/5。池容較小,基建投資比常規(guī)工藝節(jié)省至少20-30%。
③運(yùn)行費(fèi)用低。曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高,曝氣量小,供氧動(dòng)力消耗低。
⑤易掛膜,啟動(dòng)快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右,2至3周即可完成掛膜過程。
膜污染是指與膜接觸的料液中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜的物理、化學(xué)或生物作用,引起物質(zhì)在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積,造成膜孔徑減小或堵塞,使膜通量變小且分離性能降低的現(xiàn)象。由于膜污染限制了膜的滲透通量,降低了膜的使用壽命和膜的分離效率,嚴(yán)重制約著膜技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此,關(guān)于膜法處理廢水過程中的膜污染的研究一直備受關(guān)注。
筆者主要從膜前預(yù)處理工藝、膜材料、膜孔徑的選擇方面介紹了對膜污染的防治措施,旨在給膜技術(shù)處理領(lǐng)域研究人員的研究提供一個(gè)簡單的參考。
要預(yù)防和控制膜污染,首先要了解各種膜過程的過濾機(jī)理。一般來說,微/超濾過程主要遵循篩分機(jī)理,反滲透過程遵循溶解-擴(kuò)散機(jī)理。相應(yīng)地,反滲透膜的污染一般為膜面污染,而微/超濾膜的污染一般為表面凝膠層污染和孔內(nèi)吸附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般為可逆膜污染,而孔內(nèi)堵塞和吸附一般為不可逆膜污染。