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污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種好氧生物處理技術。這種處理法的實質是使細菌和真菌類的微生物、原生動物和后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁殖,并在其上形成膜狀生物污泥,當污水與膜接觸后,使污水得到凈化得方法。包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法等形式。
序批式曝氣法(SBR 法)
序批式曝氣法(SBR) 是一種古老的工藝,初是在一個池中間歇進水、間歇曝氣,然后沉淀、排水、排泥,處理工序相當簡化。如采用延時曝氣的SBR 法,還可省去污泥消化、沼氣貯存利用工序,整個污水廠只需要幾個構筑物。目前,我國只在一些規(guī)模不大的城市污水廠應用,規(guī)模為每天1000m3以下,但由于其突出的簡易特點,已顯示出管理簡單、運行穩(wěn)定等優(yōu)點,引起人們廣泛的重視。該工藝不僅工藝簡單,而且對水量水質的變化有很強的適應性,可以省去調節(jié)池,不存在污泥膨脹的危險,污泥沉降性好,可以脫氮除磷,出水水質好,占地省,在一定規(guī)模下造價省,運行費用低。它的缺點是進水、曝氣倒換頻繁,且由于排出裝置,國內尚未形成該工藝,發(fā)展有一定限制,一直未能推廣。但仍是兩種很有潛勢的工藝,逐漸受到重視。SBR工藝近年來發(fā)展很快,已出現多種改型,目前常用的有以下幾種型式: ①傳統(tǒng)間歇進水,間歇曝氣,這種型式對水量水質變化適應性強,水量變化很大,水型污水廠較為適用。②連續(xù)進水,間歇曝氣,對進水不加控制,但必須使其不影響沉淀。③雙池串聯(lián),連續(xù)進水,前池連續(xù)曝氣,后池間歇曝氣,從后池往前池回流混合液以保持污泥濃度。后兩種形式均為連續(xù)進水,可用于較大型污水處理廠。
曝氣生物濾池技術是一種新型的污水治理生物技術,具有相當強的負荷承載能力,運用此項生物技術進行污水治理可得到非常理想的水質凈化效果。同時,曝氣生物濾池工藝的生化反應速率較高,聚集生物具有多樣性以及高濃度的特征,池內微生物生長體系相對比較固定,能夠確保污水治理運行過程的穩(wěn)定性,出水水質優(yōu)良。
其次,此項污水治理生物技術的單元構造不僅利于氧氣利用率的提高,實現節(jié)電(常規(guī)城市生活污水處理工藝的耗電水平約在1.7度左右,而使用曝氣生物濾池處理工藝,去除2斤BOD5耗電量大約在0.8度左右)與降低能耗,同時對于高強度的污水處理量也非常適用,且治理效果好。曝氣生物濾池系統(tǒng)多為集成式布置,設備于池底運行,產生的噪音非常小,且在運行過程中,污水自池底進入系統(tǒng)之中,有效控制產生的異味,對四周環(huán)境的影非常小。
此外,曝氣生物濾池工藝所需的占地面積較小。在城市生活污水治理中,相較于一般性的污泥法進行污水治理,運用曝氣生物濾池技術所需的占地面積僅需≤0.5倍常規(guī)污水法所需的占地面積,這主要是由于曝氣生物濾池工藝技術可運用集成式布置方式,可實現濾池占地面積與池容的有效降低。
MBR采用膜分離技術與生物反應器相結合的方式,膜高效的固液分離作用強化了生物處理作用,因此具有許多其他生物處理工藝*的明顯優(yōu)勢,列舉如下:
(1)能夠高效地進行固液分離,分離效果遠好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水水質良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可以直接回用,實現了污水資源化。
(2)膜的高效截留作用,使微生物*截留在反應器內,實現了反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的*分離,使得運行更加靈活穩(wěn)定。
(3)反應器內的微生物濃度高,耐沖擊負荷能力強。
(4)污泥齡可隨意控制。膜分離使污水中的大分子難降解成分,在體積有限的生物反應器內有足夠的停留時間,大大的提高了難降解有機物的降解效果。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡的條件下運行,可以實現基本無剩余污泥的排放。
(5)結構緊湊,占地面積小,工藝設備集中,易于一體化自動控制。
兩種工藝:
(1)污水厭氧生物處理法
污水厭氧生物處理法又稱“厭氧消化”,是利用厭氧微生物以降解污水中的有機污染物,使污水凈化的方法。其機理是在厭氧細菌的作用下將污泥中的有機物分解,后產生甲烷和二氧化碳等氣體。
*厭氧消化過程可分三個階段:①污泥中的固態(tài)有機化合物借助于從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解,并通過細胞壁進入細胞,在水解酶的催化下,將多糖、蛋白質、脂肪分別水解為單糖、氨基酸、脂肪酸等;②在產酸菌的作用下,將*階段的產物進一步降解為較簡單的揮發(fā)性有機酸,如乙酸、丙酸、丁酸等;③在甲烷菌的作用下,將第二階段產生的揮發(fā)酸轉化成甲烷和二氧化碳。影響因素有溫度、pH值、養(yǎng)料、有機毒物、厭氧環(huán)境等。厭氧生物處理的優(yōu)點:處理過程消耗的能量少,有機物的去除率高,沉淀的污泥少且易脫水,可殺死病原菌,不需投加氮、磷等營養(yǎng)物質。但是,厭氧菌繁殖較慢,對毒物敏感,對環(huán)境條件要求嚴格,終產物尚需需氧生物處理。近年來,常應用于高濃度有機污水生化處理。
(2)污水需氧生物處理法
污水需氧生物處理法是利用需氧微生物(主要是需氧細菌)分解污水中的有機污染物,使污水無害化的污水生化處理方法。其機理是,當污水同微生物接觸后,水中的可溶性有機物透過細菌的細胞壁和細胞膜而被吸收進入菌體內;膠體和懸浮性有機物則被吸附在菌體表面,由細菌的外酶分解為溶解性的物質后,也進入菌體內。這些有機物在菌體內通過分解代謝過程被氧化降解,產生的能量供細菌生命活動的需要;一部分氧化中間產物通過合成代謝成為新的細胞物質,使細菌得以生長繁殖。
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