小型一體化污水處理設(shè)備
小型一體化污水處理設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)戶——濰坊魯盛水處理設(shè)備有限公司。
工藝采用*的AO、A2O、MBR、MBBR、SBR等。
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SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱,是近年來被國內(nèi)外引起重視、研究并大力推廣應(yīng)用的一種污水生物處理新技術(shù)。CASS工藝是一種循環(huán)式活性污泥法,是SBR工藝的更新變型。之所以出現(xiàn)CASS工藝,是因為SBR有其自身難以克服的缺點(diǎn),但CASS工藝不可*替代SBR。本文在分析這兩種工藝原理的基礎(chǔ)上,對兩者進(jìn)行了較為詳細(xì)的比較。
原理及工藝特點(diǎn)
原理
SBR工藝是通過時間上的交替運(yùn)行實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運(yùn)行全過程。該工藝只有一個SBR池,但同時具有調(diào)節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運(yùn)行過程分為進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。一個運(yùn)行周期內(nèi),各階段的運(yùn)行時間、反應(yīng)器混合液體積的變化及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運(yùn)行功能要求等靈活掌握。
CASS工藝包括充水—曝氣、充水—泥水分離、潷水和充水—閑置等四個階段。不同的運(yùn)行階段,根據(jù)需要調(diào)整運(yùn)行方式。CASS工藝共分為三個反應(yīng)區(qū):生物選擇區(qū)(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧區(qū)(DO=(2～3)mg/L)。生物選擇器為CASS前端的小容積區(qū),通常在厭氧或兼氧條件下運(yùn)行。有機(jī)污染物通過三個區(qū)的連續(xù)降解,可以達(dá)到很好的處理效果,同時能夠?qū)崿F(xiàn)脫氮除磷。
工藝特點(diǎn)
與傳統(tǒng)活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優(yōu)點(diǎn)非常明顯:工藝簡單,調(diào)節(jié)池體積小或不設(shè),無二沉池和污泥回流,運(yùn)行方式靈活;結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,基建、運(yùn)行費(fèi)用低;反應(yīng)過程濃度梯度大,不易發(fā)生污泥膨脹;抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),處理效果好;厭氧(缺氧)和好氧交替發(fā)生,同時脫氮除磷而不需額外增加反應(yīng)器。
CASS工藝與其他工藝相比,特點(diǎn)如下:CASS池的變?nèi)葸\(yùn)行提高了系統(tǒng)對水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性;選擇器的設(shè)置加強(qiáng)了微生物對磷的釋放、反硝化、對有機(jī)物的吸附吸收等作用,增加了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性;周期內(nèi)反應(yīng)器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運(yùn)行,有比較理想的脫氮除磷效果。
生物降解能力比較
SBR工藝在反應(yīng)階段,基質(zhì)濃度隨時間由高到低變化,微生物經(jīng)歷了對數(shù)生長期、減速生長期和衰減期,其降解有機(jī)物的速率也相應(yīng)地由零級反應(yīng)向一級反應(yīng)過渡。由于SBR系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,反應(yīng)器中生物相十分復(fù)雜,微生物的種類繁多,各種微生物交互作用,強(qiáng)化了工藝的處理效能;采用該法處理COD濃度可達(dá)幾百到幾千毫克每升,其去除率均比傳統(tǒng)活性污泥法高,而且可去除一些理論上難以生物降解的有機(jī)物質(zhì)。
CASS工藝從污染物的降解過程來看,污水以相對較低的流量連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)池,被混合液稀釋到相對較低的濃度。從空間上看CASS工藝為*混合式,而在時間上則為推流式,基質(zhì)濃度逐漸降低,濃度梯度從大到小,在曝氣階段有機(jī)物得到*降解。通過對沉淀階段和排水階段污水進(jìn)入反應(yīng)池后基質(zhì)在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)擴(kuò)散規(guī)律的研究,發(fā)現(xiàn)基質(zhì)擴(kuò)散前沿邊界在反應(yīng)器水平方向和垂直方向都與沉淀時間的自然對數(shù)呈函數(shù)關(guān)系。
類似的脫氮除磷過程
廢水的脫氮除磷要求經(jīng)歷厭氧一缺氧一好氧這樣一個過程,而SBR工藝在時間上的靈活控制,不僅可以很容易地實現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧,而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、延長曝氣時間和增加污泥齡來強(qiáng)化硝化反應(yīng)及聚磷菌過量攝磷;也可以在缺氧條件下方便地投加原污水或提高污泥濃度等方式使反硝化過程更快地完成;還可以在厭氧條件下通過攪拌促進(jìn)聚磷菌充分地釋磷。
CASS工藝的脫氮除磷效果則更為明顯。生物選擇器的設(shè)置為除磷創(chuàng)造了有利條件。來自主反應(yīng)區(qū)高濃度污泥和廢水充分混合,污泥中的反硝化菌以污水中的有機(jī)物為碳源,還原硝態(tài)氮(污泥中的硝態(tài)氮一般為2mg/L)為氮?dú)?實現(xiàn)脫氮。
聚磷菌在厭氧條件下分解體內(nèi)的聚磷酸鹽釋放到水中,獲得能量用于吸收廢水中的有機(jī)酸合成聚β—羥基丁酸(PHB)并儲存于細(xì)胞內(nèi),這是一個過量的釋放磷的過程,為好氧條件下的過量攝磷創(chuàng)造先決條件。由于廢水的進(jìn)入,在此區(qū)域還發(fā)生比較明顯的反硝化,其去除的氮占總?cè)コ实?0%左右。
在缺氧區(qū),微量曝氣可以強(qiáng)化反硝化功能,也可不曝氣進(jìn)行除磷。對主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度進(jìn)行控制,使溶液處于好氧而活性污泥內(nèi)部則基本處于缺氧狀態(tài),從而可以實現(xiàn)同步硝化和反硝化。
生物除磷脫氮工藝是目前污水處理廠設(shè)計中廣泛采用的工藝，也是實際工程運(yùn)行中較為經(jīng)濟(jì)和常用的方法，故本文重點(diǎn)介紹生物除磷脫氮工藝。
生物除磷脫氮機(jī)理
生物除磷機(jī)理
生物除磷理論基礎(chǔ)是“聚合磷酸鹽（Poly-P）累積微生物”的攝磷釋磷原理。聚磷菌在厭氧條件下受壓抑，消耗糖元，將細(xì)胞內(nèi)的聚合磷酸鹽水解為磷酸鹽并釋放，產(chǎn)生的能量用來吸收降解環(huán)境中的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)碳源儲存物PHB（聚β羥丁酸）貯存起來。當(dāng)進(jìn)入好氧環(huán)境內(nèi)，聚磷菌以O(shè)2為電子受體，降解胞內(nèi)貯存的PHB產(chǎn)生能量，過剩的能量從環(huán)境中攝磷，以聚磷酸高能鍵的形式貯存，形成高濃度含磷污泥，含磷污泥隨剩余污泥排出，水中的磷得到去除。
生物脫氮機(jī)理
物脫氮理論基礎(chǔ)是“氨化-硝化-反硝化”三步脫氮原理。
氨化：污水中的含氮有機(jī)物在好氧條件下，被氨化菌分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化：氨態(tài)氮在好氧條件下，被硝化菌分解氧化，首先在亞硝化菌的作用下，使氨（NH4）轉(zhuǎn)化為亞硝酸氨；然后，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氨。反硝化：硝酸氨和亞硝酸氨在缺氧條件下，被反硝化菌還原為氣態(tài)氮，水體中的氮得到去除。
除磷脫氮傳統(tǒng)工藝
根據(jù)上述機(jī)理，生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)，經(jīng)過多年發(fā)展，目前污水廠采用較廣泛的工藝有：A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝。
A2/O工藝
A2/O法是同步除磷脫氮工藝，即Anaerobic-Anoxic-Oxic厭氧-缺氧-好氧工藝，A2/O工藝是在上世紀(jì)70年代由美國專家在A/O工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，在原工藝中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目的。
厭氧區(qū)（A），主要功能是釋放磷，同時氨化；缺氧區(qū)（A），首要功能為脫氮，硝態(tài)氮是通過好氧反應(yīng)器混合液回流（內(nèi)循環(huán)）送來的；好氧區(qū)（O），本去需設(shè)置曝氣設(shè)備，為反應(yīng)器充氧，反應(yīng)器功能為：去除BOD，硝化反應(yīng)，吸收磷，并內(nèi)循環(huán)混合液至缺氧反應(yīng)器。
A2/O工藝效果穩(wěn)定，同步除磷脫氮，水力停留時間短，在厭（缺）氧、好氧交替運(yùn)行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹(SVI<100），有利于后續(xù)泥水分離，運(yùn)行費(fèi)用低。在實際工程設(shè)計中還需設(shè)置二沉池和鼓風(fēng)機(jī)房，回流設(shè)備和回流構(gòu)筑物。占地大，對管理要求高，故本工藝一般用于大中型污水廠。
