500噸/天地埋式污水處理設(shè)備裝置

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臭氧-生物活性炭技術(shù)

臭氧-生物活性炭工藝是采用活性炭物理化學(xué)吸附、臭氧化學(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術(shù)合為一體的工藝。首先利用臭氧預(yù)氧化作用，初步氧化分解水中的有機(jī)物及其它還原性物質(zhì)，降低生物活性炭濾池的有機(jī)負(fù)荷，同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化成簡單的脂肪烴，改變其生化特性。臭氧除了自身能將某些有害有機(jī)物氧化變成無害物外，在客觀上還可以增加小分子的有機(jī)物，使活性炭的吸附功能得到更好的發(fā)揮?；钚蕴磕軌蜓杆俚匚剿械娜芙庑杂袡C(jī)物，同時也能富集微生物，使其表面能夠生長出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有機(jī)物為養(yǎng)料大量生長繁殖好氣菌，致使活性炭吸附的小分子有機(jī)物充分生物降解。臭氧-生物活性炭工藝能夠有效地去除水中的有機(jī)物和氨氮，對水中的無機(jī)還原性物質(zhì)、色度、濁度也有很好的去除效果，并且能有效地降低出水致突變活性，保證了飲用水的安全。但該法對污染源水的指標(biāo)(如氨氮含量)及原處理工藝(如預(yù)氯化)部分有一定的要求。

CCAS工藝，即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（ContinuousCycleAerat*tem），是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng)。這種工藝是在SBR（SequencingBatchReactor，序批式處理法）的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。SBR工藝早于1914年即研究開發(fā)成功，但由于人工操作管理太煩瑣、監(jiān)測手段落后及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應(yīng)用。SBR工藝曾被普遍認(rèn)為適用于小規(guī)模污水處理廠。進(jìn)入60年代后，自動控制技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)有了飛速發(fā)展，新型不堵塞的微孔曝氣器也研制成功，為廣泛采用間歇式處理法創(chuàng)造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學(xué)與美國ABJ公司合作開發(fā)了“采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水，周期排水，延時曝氣好氧活性污泥工藝”。1986年美國國家*正式承認(rèn)CCAS工藝屬于革新代用技術(shù)（I/A），成為目前*的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。

CCAS工藝對污水預(yù)處理要求不高，只設(shè)間隙15mm的機(jī)械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應(yīng)池，除磷、脫氮、降解有機(jī)物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成，出水可達(dá)標(biāo)排放。

活性炭在水處理中的作用

目前,城市飲用水處理工藝以去除懸浮物、濁度和病原微生物的混凝→沉淀→過濾→消毒常規(guī)處理工藝為主，并根據(jù)水源水的特性選擇適當(dāng)?shù)奶幚順?gòu)筑物類型,組合成飲用水處理工藝流程。消毒方式主要以氯消毒為主，也有少數(shù)水廠采用二氧化氯、臭氧或紫外線消毒。出水水質(zhì)一般要求達(dá)到國家頒布的生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

對于水質(zhì)良好的水源，傳統(tǒng)的水處理工藝可獲得安全合格的飲用水。但隨著水源水的污染，在對有機(jī)物去除、降低三氮含量這些目前飲用水急需解決的問題上，傳統(tǒng)的水處理工藝滿足不了要求[3]，大部分地區(qū)的飲用水雖然經(jīng)過了常規(guī)處理，但仍然含有多種多樣的微量有機(jī)物，特別是有毒有害、致畸、致癌和致突變物質(zhì)逐漸增多，人們長期飲用，會出現(xiàn)眩暈、疲勞、脫發(fā)、癌癥發(fā)病率增高等現(xiàn)象[4]。隨著城市化和工業(yè)化的迅猛發(fā)展，飲用水中不斷出現(xiàn)新的病原微生物因子，加氯消毒也不能有效殺滅水中的病原菌、病毒和抗氯型的病原寄生蟲如賈第蟲胞囊和隱孢子蟲卵囊等?？孤刃筒≡⑸锶珉[孢子蟲的出現(xiàn)也使人們對傳統(tǒng)的加氯消毒工藝產(chǎn)生了質(zhì)疑[5]。

為了改善和提高飲用水水質(zhì)，有效地去除飲用水中微量有機(jī)物以及鐵、錳、重金屬離子等有害物質(zhì)，防止THMs等致畸、致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，世界上眾多的國家都開展了這方面的研究，并采取了相應(yīng)的措施。從現(xiàn)有的資料來看,飲用水深度凈化主要采取預(yù)氧化、活性炭吸附和臭氧氧化等措施[6]。

活性炭在凈化給水方面不僅對色、嗅去除效果良好，而且對合成洗滌劑ABS、三鹵甲烷(THMs)、鹵代烴、游離氯也有較高的吸附能力，也能有效地去除幾乎無法分解的氨基甲酸酯類殺蟲劑等?；钚蕴磕苡行У厝コ械挠坞x氯和某些重金屬(如Hg, Sb, Sn, Cr)且不易產(chǎn)生二次污染，常用于家庭用水及飲用水的凈化處理工藝中[7]?；钚蕴吭趶U水處理方面的主要優(yōu)點是處理程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定。與其他方法配合使用可獲得質(zhì)量很高的出水水質(zhì)，甚至達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在凈水技術(shù)中，一般分為預(yù)處理和深度處理技術(shù)。

缺氧池

缺氧池一般采用上流式污泥床反應(yīng)器的形式，設(shè)計水力停留時間為2—4小時，池底為污泥床，污泥床厚度通?？刂圃趌一1．2m之間，進(jìn)水系統(tǒng)可采用脈沖進(jìn)水中阻力布水系統(tǒng)，底部設(shè)布水管，運行時污泥呈懸浮狀態(tài)。污泥床平均濃度為30—359／L，污泥負(fù)荷為O．30—0．35kgBOD，(kgMLSs·d)，污水中DO濃度小于0．2m∥Lo

2好氧池

2.1基本原理

好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游離氧(分子氧)存在的條件下，消化、降解污水中的有機(jī)物，使其穩(wěn)定化、無害化的處理裝置。好氧池一般為接觸氧化池的形式，池內(nèi)設(shè)置有填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮于水中，因此它兼有生物濾池和活性污泥法的特點。接觸氧化池中微生物所需的氧通常由人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用造成部分生物膜脫落，促進(jìn)了新生物膜的生長，形成生物的新陳代謝。脫落的生物膜隨出水進(jìn)入后續(xù)的二沉池。

A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝,在進(jìn)行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷。

    在好氧段,硝化細(xì)菌將入流污水中的氨氮及由有機(jī)氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉(zhuǎn)化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉(zhuǎn)化成氮氣逸入大氣中,從而達(dá)到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機(jī)物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。以上三類細(xì)菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除實際上以反硝化細(xì)菌為主。污水進(jìn)入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至高。在缺氧段,一般認(rèn)為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩(wěn)定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,NH3-N濃度穩(wěn)中有降,至好氧段,隨著硝化的進(jìn)行,NH3-N逐漸降低。在缺氧段,由于內(nèi)回流帶入大量NO3-N,NO3-N瞬間升高,但隨著反硝化的進(jìn)行,NO3-N濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進(jìn)行,NO3-N濃度逐漸升高。

A／O工藝用于中小型生活污水處理站

AIO工藝，即缺氧—好氧污水處理工藝，該工藝具有適應(yīng)能力強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷，高容積負(fù)荷，不產(chǎn)生污泥膨脹，排泥量少，脫氮效果較好等特點，特別適合于中小型污水處理站選用。A／0工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成，在去除有機(jī)物的同時可以取得良好的脫氮效果。該工藝的顯著特點是將脫氮池設(shè)置在除碳過程的前部，即：先將污水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中的大量硝態(tài)氮(NO—x-N)還原成N：，從而達(dá)到脫氮的目的；污水接著進(jìn)入好氧池，大部分有機(jī)物在此得到消化降解，好氧池后設(shè)置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，以提供充足的微生物，同時將好氧池內(nèi)混合液回流至缺氧池，以保證缺氧池有足夠的硝酸鹽。

A-A-O脫氮除磷系統(tǒng)的工藝參數(shù)及控制

    A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機(jī)物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數(shù)應(yīng)同時滿足各種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷,一般也能同時地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現(xiàn)的某些參數(shù)上,使這些參數(shù)只能局限在某一狹窄的范圍內(nèi),這也是A-A-O系統(tǒng)工藝系統(tǒng)控制較復(fù)雜的主要原因。

    1.F/M和SRT。*生物硝化,是生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負(fù)荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當(dāng)然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般應(yīng)控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般應(yīng)控制在8-15d。

    2.水力停留時間。水力停留時間與進(jìn)水濃度、溫度等因素有關(guān)。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內(nèi),缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應(yīng)在6h。

    3.內(nèi)回流與外回流。內(nèi)回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進(jìn)水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認(rèn)為,300-500%時脫氮效率佳。內(nèi)回流比r與除磷關(guān)系不大,因而r的調(diào)節(jié)*與反硝化工藝一致。

    4.溶解氧(DO)。厭氧段DO應(yīng)控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應(yīng)控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應(yīng)控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統(tǒng)的控制與生物反硝化系統(tǒng)一致。

    5.BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應(yīng)大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應(yīng)定期核算入流污水水質(zhì)是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應(yīng)投加有機(jī)物補(bǔ)充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補(bǔ)充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。

    6.PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統(tǒng)中,污泥混合液的PH應(yīng)控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應(yīng)外加石灰,補(bǔ)充堿度不足。

接觸氧化池構(gòu)造

接觸氧化池由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)組成，其中填料和曝氣系統(tǒng)是接觸氧化池的重要組成部分。

填料是微生物的載體，其特性對接觸氧化池中微生物的數(shù)量、氧的利用率、水流條件及污水與生物膜的接觸狀況等起著重要的作用。填料要求具有比表面積大、空隙率大、水力阻力小、強(qiáng)度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、經(jīng)久耐用等特點。生活污水中污染物濃度較低，生物膜較薄，為增加生物膜中微生物數(shù)量，可選擇易于掛膜和比表面積較大的軟性纖維填料，如尼龍、維綸、晴綸等。一般情況下，填料層高度為3．0m左右，填料層上水層高度約0．5m，填料層與池底高度為0．5—1．5m。曝氣系統(tǒng)按供氣方式可分為鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和射流曝氣，其中，射流曝氣又可以細(xì)分為強(qiáng)制供氣式和自吸供氣式，強(qiáng)制供氣式利用鼓風(fēng)機(jī)向射流器供給空氣，自吸供氣式由射流器噴嘴噴出高速射流，使吸氣室形成負(fù)壓，將空氣吸入。中小型生活污水處理站一般建設(shè)在小區(qū)附近，且常采用地埋式或半地埋式，因此，曝氣方式宜選擇自吸供氣式射流曝氣，該曝氣方式的優(yōu)點是：氧吸收率高、充氧能力強(qiáng)；污泥活性及其沉降性能好；構(gòu)造簡單、運轉(zhuǎn)靈活、便于調(diào)節(jié)、維護(hù)管理方便；運行噪聲較低，適宜在小區(qū)內(nèi)使用。

吸附預(yù)處理技術(shù)

吸附預(yù)處理技術(shù)是指利用物質(zhì)的吸附性能或交換作用來去除水中污染物的方法。目前用于水處理的吸附劑有活性炭、硅藻土、二氧化硅、活性氧化鋁、沸石及離子交換樹脂。近年來又研制開發(fā)了一些新型吸附材料，如多孔合成樹脂、活性炭纖維等。其中用的多的是對水中有機(jī)污染物和臭味有較強(qiáng)吸附作用的疏水性物質(zhì)-活性炭。但是粉末活性炭參與混凝沉淀過程后，殘留于污泥中，目前尚無很好的回收再生方法，致使處理費用較高,難以推廣應(yīng)用。粘土礦物類吸附劑雖然貨源充足、價格便宜，具有很好的吸附性能，但大量粘土投入混凝劑中增加了沉淀池的排泥量，給生產(chǎn)運行帶來了一定困難。

一氧-活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)

活性炭是一種由大孔、中孔、微孔組成的多孔性物質(zhì), 對有機(jī)物的去除主要靠中孔和微孔的吸附作用。臭氧活性炭聯(lián)用深度處理技術(shù)采取先臭氧氧化后活性炭吸附，在活性炭吸附中又繼續(xù)氧化的方法。其基本原理是在炭層中投加臭氧，使水中的大分子轉(zhuǎn)化為小分子,改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài)，提供了有機(jī)物進(jìn)入較小孔隙的可能性，使大孔內(nèi)活性炭表面的有機(jī)物得到氧化分解，從而使活性炭可以充分吸附末被氧化的有機(jī)物，達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的[8]。當(dāng)然臭氧活性炭聯(lián)用技術(shù)也有其局限性，如臭氧在破壞一些有機(jī)物結(jié)構(gòu)的同時也可能產(chǎn)生一些有毒有害的中間產(chǎn)物。研究結(jié)果表明，水源經(jīng)臭氧2活性炭吸附深度處理,氯化后出水水質(zhì)可能仍具有致突變性。

經(jīng)預(yù)處理的污水連續(xù)不斷地進(jìn)入反應(yīng)池被活性污泥微生物吸附，并一起從主、預(yù)反應(yīng)區(qū)隔墻下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)依照“曝氣（Aeration）、閑置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期運行，使污水在“好氧-缺氧”的反復(fù)中完成去碳、脫氮，和在“好氧-厭氧”的反復(fù)中完成除磷。各過程的歷時和相應(yīng)設(shè)備的運行均按事先編制，并可調(diào)整的程序，由計算機(jī)集中自控。

CCAS工藝的*結(jié)構(gòu)和運行模式使其在工藝上具有*的優(yōu)勢：

（1）曝氣時，污水和污泥處于*理想混合狀態(tài)，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達(dá)95%。

（2）“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運行模式強(qiáng)化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達(dá)80%以上，保證了出水指標(biāo)合格。

（3）沉淀時，整個CCAS反應(yīng)池處于*理想沉淀狀態(tài)，使出水懸浮物（SS）極低，低的SS值也保證了磷的去除效果。

CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高，對設(shè)計、培訓(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴(yán)格。