100m3/d地埋式一體化污水處理設(shè)備
生物接觸氧化法是生物膜法的主要設(shè)施之一,生物膜法是一大類生物處理法的統(tǒng)稱,其主要利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。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慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。其原理是,生物膜首先吸附附著水層有機物,由好氣層的好氣菌將其分解,再進入?yún)挌鈱舆M行厭氣分解,流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜,如此往復(fù)以達到凈化污水的目的。老化的生物膜不斷脫落下來,隨水流入二次沉淀被沉淀去除。
生物接觸氧化法的處理構(gòu)筑物是浸沒曝氣式生物濾池,也稱生物接觸氧化池。
生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料,填料淹沒在廢水中,填料上長滿生物膜,廢水與生物膜接觸過程中,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需要的氧氣來自水中,而廢水則自鼓人的空氣不斷補充失去的溶解氧。空氣是通過設(shè)在池底的穿孔布?xì)夤苓M入水流,當(dāng)氣泡上升時向廢水供應(yīng)氧氣,有時并借以回流池水。
各單元技術(shù)作主要的介紹
⒈ 厭氧生物鐵水解池
由于此類廢水成份復(fù)雜,含有對生化處理有抑制作用的頭孢類抗生素物質(zhì)和難處理的大分子物質(zhì),經(jīng)生物鐵強化水解酸化處理,可改變含抗生素廢水的分子結(jié)構(gòu),把難降解的大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物,降解抗生素的毒性,為下一步好氧生物鐵處理和接觸氧化處理創(chuàng)造有利條件。
⒉ 微電解生物鐵技術(shù)原理簡介
微電解生物鐵技術(shù)是利用生物鐵具有微電池反應(yīng)、絮凝作用、和親鐵細(xì)菌的生物降解等綜合作用,對廢水處理表現(xiàn)出十分顯著的效果。下面對這一技術(shù)的原理作簡要的分析:
①微電池反應(yīng)
鋼鐵是由鐵和碳化鐵及其它一些成份組成的合金,碳化鐵和其它成份以極小的顆粒分散在鋼鐵中,當(dāng)鋼鐵浸入廢水中(廢水可視作電解質(zhì)溶液),構(gòu)成了無數(shù)個腐蝕微電池,鐵為陽極,碳化鐵為陰極,電極反應(yīng)為:
陽極 Fe-2e → Fe2+ E°Fe2+∕Fe=-0.44V
陰極 2H++2e → 2[H] →H2 E°H+∕H2=-0.00V
微電池反應(yīng)產(chǎn)物具有很高的化學(xué)活性,在陽極,產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+;在陰極,產(chǎn)生的活性[H],均能與廢水中許多污染物組份發(fā)生氧化還原反應(yīng),使大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì),使某些難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易處理的物質(zhì),提高廢水的可生化性。
②絮凝作用
微電解陽極反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+,F(xiàn)e2+易被空氣中的O3氧化成Fe3+,生成具有強吸附能力的Fe(OH)3絮狀物。反應(yīng)式為:
Fe2++OH- → Fe(OH)3↓
4Fe2++O2+2H2O+8OH- → 4Fe(OH)3↓
生成的Fe(OH)3是活性膠體絮凝劑,其吸附能力比普通的Fe(OH)3強得多,它可以把廢水中的懸浮物及一些有色物質(zhì)吸附共沉淀而除去。
③親鐵細(xì)菌的生物降解作用
在微電池反應(yīng)中,二價鐵和三價鐵在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)而互相轉(zhuǎn)化。20世紀(jì)八十年代,科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),某些細(xì)菌能從鐵的化學(xué)反應(yīng)中獲得養(yǎng)料,這些細(xì)菌能夠在三價鐵與二價鐵轉(zhuǎn)化過程中消耗微生物腐爛時產(chǎn)生的諸如乙酸和乳酸之類的化合物。事實還證明這些細(xì)菌分解有機質(zhì)的能力比產(chǎn)甲烷菌和硫酸鹽還原菌都強得多,只要有鐵存在,鐵還原菌總是首先將正鐵還原成亞鐵,并帶動其他細(xì)菌滋生繁衍。這些細(xì)菌會緊貼于鐵的表面,以便于在不斷流過的水中獲取溶于水中的鐵源,于是便在鐵的表面形成不斷繁衍代謝的菌膜。
100m3/d地埋式一體化污水處理設(shè)備預(yù)處理
一般來講,溫度、PH值等如不過高或過低,可不設(shè)專門的調(diào)節(jié)池。因為R池本身實際上就等于一個調(diào)節(jié)池。這也是R工藝用在小型污水廠中的一個非常重要的*性。
3.2格柵
由于設(shè)計流量較小,導(dǎo)致格柵都比較小。比如規(guī)模為5000噸/日的污水廠,設(shè)粗細(xì)格柵各設(shè)兩臺,并聯(lián)設(shè)置,經(jīng)計算格柵尺寸如下表: 由上表可見,處理規(guī)模5000噸/日的處理廠,總變化系數(shù)Kz=1.7時,計算得粗、細(xì)格柵尺寸都很小。這種情況下若采用機械格柵,渠道上部的驅(qū)動部分及柵渣輸送機所需的空間一般都在2m以上,造成很大的空間浪費,對于小型污水處理廠,格柵間往往有上部建筑,則增加了土建投資。所以在柵渣量不是很多的情況下,如果計算得格柵較小,可采用人工格柵代替機械格柵。
3.3沉砂池
沉砂池一般選用鐘式沉砂池或類似產(chǎn)品。如果鐘式沉砂池池徑不太,沉砂池可采用碳鋼制成的成套設(shè)備。另外沉砂池進出水渠也可采用相應(yīng)碳鋼制作。這樣不僅增加了方便施工安裝,而且由于尺寸較小,造價不見得高出鋼筋砼池多少。
接觸氧化的處理裝置
分流式的曝氣裝置在池的一側(cè),填料裝在另一側(cè),依靠泵或空氣的提升作用,使水流在填料層內(nèi)循環(huán),給填料上的生物膜供氧。此法的優(yōu)點是廢水在隔間充氧,氧的供應(yīng)充分,對生物膜生長有利。缺點是氧的利用率較低,動力消耗較大;因為水力沖刷作用較小,老化的生物膜不易脫落,新陳代謝周期較長,生物膜活性較小;同時還會因生物膜不易脫落而引起填料堵塞。
直接式是在氧化池填料底部直接鼓風(fēng)曝氣。生物膜直接受到上升氣流的強烈擾動,更新較快,保持較高的活性;同時在進水負(fù)荷穩(wěn)定的情況下,生物膜能維持一定的厚度,不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右為宜。 選用適當(dāng)?shù)奶盍弦栽黾由锬づc廢水的接觸表面積是提高生物膜凈化廢水能力的重要措施。一般采用蜂窩狀填料。
地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)
分散的幾戶或十幾戶人家適合采用地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)。
地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)是一種基于自然生態(tài)原理,予以工程化、實用化而創(chuàng)造出的一種新型小規(guī)模污水凈化工藝技術(shù),是將污水有控制地投配到經(jīng)一定構(gòu)造、距地面約50 cm深和具有良好擴散性能的土層中。投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層,在土壤毛管作用下向附近土層中擴散。表層土壤中有大量微生物,作物根區(qū)處于好氧狀態(tài),污水中的污染物質(zhì)被過濾、吸附、降解。所以地下滲濾的處理過程非常類似于污水慢速滲濾處理過程。由于負(fù)荷低,停留時間長,水質(zhì)凈化效果非常好,而且穩(wěn)定。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)建設(shè)容易、維護管理簡單,基建投資少,運行費用低。整個處理裝置放在地下,不損害景觀,不產(chǎn)生臭氣。
接觸氧化的布?xì)獠妓b置
接觸氧化池均勻地布水布?xì)夂苤匾鼘τ诎l(fā)揮填料作用,提高氧化池工作效率有很大關(guān)系。供氣的作用有三:①使生物接觸氧化池溶解氧一般控制在4~5mg/L左右;②充分?jǐn)嚢栊纬晌闪鳎欣诰鶆虿妓闪饔酰惶幚硭c生物膜的接觸效率愈高,傳質(zhì)效率良好,從而處理效果也愈佳;③防止填料堵塞,促進生物膜更新。
目前生產(chǎn)上常采用的布?xì)夥绞接袊娚淦鳎ㄋ淦鳎┕┭酢⒋┛坠懿細(xì)狻⑵貧忸^布?xì)獾取2妓绞椒猪樍骱湍媪鲀煞N。順流指進水與供氣同向,氧化池中水、氣同向流動,此種工藝中填料不易堵塞,生物膜更新情況較好,較易控制;逆流指進水與供氣方向相反,池內(nèi)水、氣逆向相對流動,氣液接觸條件好,增加了氣水與生物膜的接觸面積,故去除效果好,但由于進水部分的水力沖刷作用較小,填料上的生物膜不易脫落更新。國內(nèi)通常采用的是順流工藝。
厭氧生物處理系統(tǒng)
我國從上個世紀(jì)80年代開始開展生活污水厭氧生物法的開發(fā)和研制工作,許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應(yīng)用。如無動力地埋式生活污水處理裝置采用無動力厭氧生物膜技術(shù),工藝流程簡單,不耗能,全部埋于地下,也無需專人管理。與好氧生物處理相比,無動力地埋式生活污水處理裝置技術(shù)設(shè)備的基建投資略高于好氧處理,無日常運行費用的支出。
活性污泥法(SBR-Sequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英國學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初,美國Natre Dame 大學(xué)的R.Irvine 教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究,并于1980年在美國*(EPA)的資助下,在印第安那州的Culwer城改建并投產(chǎn)了世界上*個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的,一個操作過程分五個階段:進水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。
活性污泥法(SBR—Sequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英國學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初,美國Natre Dame 大學(xué)的R.Irvine 教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究,并于1980年在美國*(EPA)的資助下,在印第安那州的Culwer城改建并投產(chǎn)了世界上*個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的,一個操作過程分五個階段:進水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。
由于SBR在運行過程中,各階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應(yīng)器來說,只是時序控制,無空間控制障礙,所以可以靈活控制。因此,SBR工藝發(fā)展速度極快,并衍生出許多種新型SBR處理工藝。