城市污水處置技術(shù)作為環(huán)境學(xué)科的一個(gè)分支 ,就我國(guó)目前的狀況來(lái)看, 整體上已有了很大的進(jìn)步 ,但還落后于我國(guó)城市展開(kāi)的水平。近些年來(lái), 固然研討 、開(kāi)發(fā)了一些設(shè)備和工藝 ,但總體上主要是自創(chuàng)和引進(jìn)國(guó)外的一些先進(jìn)工藝、閱歷和設(shè)備。以前運(yùn)用較多和正在開(kāi)發(fā)、研討的城市化工廠污水通常為一級(jí)、二級(jí) 、三級(jí)處置工藝流程,下面讓我們一同來(lái)看看吧。
1)物理方法:格柵過(guò)濾、沉淀法、浮選法、離心分別、膜分別法等
2)化學(xué)方法:混凝、化學(xué)沉淀、中和、萃取、氧化恢復(fù)、電解等
3)生物方法:好氧、厭氧法
1)一級(jí)處置:機(jī)械處置
2)二級(jí)處置:主體工藝為生化處置
3)三級(jí)處置:控制富營(yíng)養(yǎng)化和重新回用
1.格柵
分類:按外形可分為平面格柵、曲面格柵;按柵條的間隙分為粗格柵、中格柵、細(xì)格柵。
工作原理:由一種共同的耙齒廠裝配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈。在電機(jī)減速器的驅(qū)動(dòng)下,耙齒鏈中止逆水流方向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。耙齒鏈運(yùn)轉(zhuǎn)到設(shè)備的上部時(shí),由于槽輪和彎軌的導(dǎo)向,使每組耙齒之間產(chǎn)生相對(duì)自清運(yùn)動(dòng),絕大部分固體物質(zhì)靠重力落下,而另一部分則依托清掃器的反向運(yùn)動(dòng)把粘在耙齒上的雜物清掃干凈,這樣的原理。
2.沉砂池
作用:從污水中分別密度較大的無(wú)機(jī)顆粒,維護(hù)水泵和管道免受磨損,減少污泥處置構(gòu)筑物容積,進(jìn)步污泥有機(jī)組分的含率,進(jìn)步污泥作為肥料的價(jià)值。
種類:平流式(重力式)沉砂池、曝氣式沉砂池
3.調(diào)理池
作用:為了保證后續(xù)處置構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),需對(duì)污水的水量和水質(zhì)中止調(diào)理;酸性污水和堿性污水在調(diào)理池內(nèi)中止混合,可抵達(dá)中和的目的;短期排出的高溫污水也可用調(diào)理的辦法來(lái)平衡水溫。
4.沉淀池
常見(jiàn)的幾種沉淀池類型:平流式沉淀池、豎流式沉淀池、幅流式沉淀池、斜流式沉淀池
(1)平流式池:構(gòu)造簡(jiǎn)單,沉淀效果較好,但占空中積較大,排泥存在的問(wèn)題較多,目前大、中、小型污水處置廠均有采用;
(2)豎流式池:占空中積小,排泥較便當(dāng),且便于管理,但是池深過(guò)大,施工困難,造價(jià)高,因此普通僅適用于中小型污水處置廠運(yùn)用;
(3)輻流式池:最合適于大型水處置廠采用,有定型的排泥機(jī)械,運(yùn)轉(zhuǎn)效果較好,但懇求較高的施工質(zhì)量和管理水平;
(4)斜流式池:主要適用于初沉池,在給水處置中應(yīng)用較廣,沉淀效率高,停留時(shí)間短,占地少,缺陷是容易滋生藻類等,排泥困難、易堵塞,維護(hù)不便。
(5)氣?。?/p>
作用:氣浮法又稱為浮選法,它是在污水中通入空氣,產(chǎn)生微小氣泡作為載體,使污水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。應(yīng)用氣泡的浮升作用上浮到水面,經(jīng)過(guò)搜集水面上的泡沫或浮渣抵達(dá)分別雜質(zhì)、凈化污水的目的。
1.污水的二級(jí)處置又稱為生物處置
污水的生物處置就是應(yīng)用微生物的氧化合成及轉(zhuǎn)化功用,以污水的有機(jī)物(少數(shù)以無(wú)機(jī)物)作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),采取一定的人工措施,創(chuàng)造一種可控制的環(huán)境,經(jīng)過(guò)微生物的代謝作用,使污水中的污染物質(zhì)被降解、轉(zhuǎn)化,污水得以凈化。
(1)污水生物處置分類:好氧生物處置、厭(兼)氧生物處置
關(guān)于好氧生物處置中的傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、序批式活性污泥法統(tǒng)稱為活性污泥法;其中生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、流化床、氣提式反響器(ABS)統(tǒng)稱為生物膜法。
2.活性污泥法工藝流程其中工藝有:
(1)傳統(tǒng)的SBR法:SBR工藝即間歇活性污泥法,它由一個(gè)或多個(gè)曝氣反響池組成,污水分批進(jìn)入池中,經(jīng)活性污泥凈化后 ,上清液排出池外即完成一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。每個(gè)工作周期次第完成進(jìn)水 、反響 、沉淀 、排放 4 個(gè)工藝過(guò)程。
SBR工藝的特性是具有一定的調(diào)理均化功用,可緩解進(jìn)水水質(zhì)、水量動(dòng)搖對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性。工藝處置簡(jiǎn)單,處置構(gòu)筑物少,曝氣反響池集曝氣、沉淀、污泥回流于一體,可省去初沉池、二沉池及污泥回流系統(tǒng),且污泥量少,易于脫水,控制一定的工藝條件可抵達(dá)較好的除磷效果,但也存在自動(dòng)控制和連續(xù)在線分析儀器儀表懇求高的缺陷。
(2)CASS工藝:CASS工藝是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng),不只具有SBR工藝簡(jiǎn)單可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)方式靈活、自動(dòng)化程度高的特性,且除磷脫氮效果明顯。這一功用主要完成于CASS池經(jīng)過(guò)隔墻將反響池分為功用不同的區(qū)域 ,在各分格中溶解氧、污泥濃度和有機(jī)負(fù)荷不同 ,各池中的生物也不相同。整個(gè)過(guò)程完成了連續(xù)進(jìn)、出水。同時(shí)在傳統(tǒng)的SBR池前或池中設(shè)置了選擇器及厭氧區(qū) , 進(jìn)步了除磷脫氮效果(見(jiàn)圖2) 。
(3)MSBR 法:MSBR工藝是20世紀(jì)80,年代初期展開(kāi)起來(lái)的污水處置工藝 ,經(jīng)過(guò)不時(shí)改進(jìn)和展開(kāi),目前最新的工藝是第三代工藝,其工作原理如圖3所示。
(4)UNITANK 系統(tǒng)
SEGHERS 公司提出的 UNITANK 系統(tǒng)是 SBR法的又一種變形和展開(kāi),它集合了 SBR和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn) , 一體化設(shè)計(jì) , 不只具有SBR系統(tǒng)的主要特性 , 還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 。
UNITANK 系統(tǒng)的特性是構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊 ,一體化 。可根據(jù)好氧過(guò)程的 DO 檢測(cè)與缺氧和厭氧過(guò)程的ORP在線檢測(cè) ,經(jīng)過(guò)改動(dòng)供氣量 , 切換進(jìn)出水閥門(mén) ,改動(dòng)好氧 、缺氧及厭氧的反響時(shí)間等 , 高水平地完成系統(tǒng)的時(shí)間和空間控制 ,高效地去除污水中的有機(jī)物及脫氮除磷 ,且水力負(fù)荷穩(wěn)定 。
交替改動(dòng)進(jìn)水點(diǎn) ,可以相應(yīng)改善系統(tǒng)各段的污泥負(fù)荷 ,進(jìn)而改善污泥的沉降性能( 見(jiàn)圖4) 。脫氮除磷過(guò)程更能經(jīng)過(guò)抑止絲狀菌生長(zhǎng)來(lái)控制污泥收縮。3 個(gè)池可以被完好加蓋封鎖或建在公開(kāi),廢氣可以搜集處置,既有利于布置 、保溫,又避免系統(tǒng)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響( 見(jiàn)圖 5) 。
目前,我國(guó)石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處置廠日處置污水 10 萬(wàn)t ,就是采用的該工藝 。
(5)AB法是吸附-生物降解工藝的簡(jiǎn)稱,是由德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)(Aachen)賓克(Bohnke)教授于20世紀(jì)70年代中期開(kāi)創(chuàng)。該工藝于80 年代初應(yīng)用于工程理論。
目前, 國(guó)內(nèi)已有多家城市污水處置廠采用了AB 法工藝。與傳統(tǒng)活性污泥法相比,AB法主要有下列特征:未設(shè)初沉池,由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級(jí)處置系統(tǒng);B段由曝氣池和二次沉淀池組成;A、B兩段各自具有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng),兩段完好分開(kāi),各自由共同的微生物群體,有利于功用的穩(wěn)定。
AB法工藝:
其他其他SBR演化工藝:ICEAS工藝、IDEA工藝、DAT-IAT工藝
3.生物膜法:
好氧生物膜法是根據(jù)土壤自凈的原理展開(kāi)起來(lái)的。從好氧微生物對(duì)有機(jī)物降解過(guò)程的基本原理上分析,生物膜法和活性污泥法是相同的,兩者主要不同在于活性污泥法是靠曝氣池中懸浮活動(dòng)著的活性污泥來(lái)合成有機(jī)物的,而生物膜規(guī)律是主要依托固著于載體表面的微生物膜來(lái)凈化有機(jī)物。
(1)厭氧生物處置的機(jī)理
可分為四個(gè)階段:水解階段、酸化階段(也叫發(fā)酵階段)、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段。
水解階段:水解細(xì)菌將不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變成可溶性有機(jī)物,將高分子溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變成小分子有機(jī)物(經(jīng)過(guò)細(xì)菌胞外酶作用)
酸化階段:水解階段產(chǎn)生的小分子水解產(chǎn)物在酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外,這一階段的主要產(chǎn)物有VFA、醇類、乳酸、CO2、NH3、H2S等。與此同時(shí),酸化菌也應(yīng)用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)。
產(chǎn)乙酸階段:在此階段,酸化階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、H2、碳酸等以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
產(chǎn)甲烷階段:在此階段,乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和新的細(xì)胞物質(zhì)。
近年來(lái), 我國(guó)曾經(jīng)開(kāi)端注重三級(jí)處置工藝的研討開(kāi)發(fā),目前用得比較多的三級(jí)處置工藝可以分為常規(guī)工藝、MBR 技術(shù)和LM深度處置技術(shù)。
1.常規(guī)工藝
常規(guī)的三級(jí)處置工藝是在生物處置之后增加混
凝、過(guò)濾、消毒等常規(guī)處置過(guò)程 ,有砂濾、膜濾、反滲
透、UV 消毒、液氯、臭氧消毒等 。普通來(lái)說(shuō)這些處置
方式單位水處置本錢比較低, 在經(jīng)濟(jì)上比較可行。
2.MBR技術(shù)
MBR 技術(shù)又稱為膜生物反響器技術(shù),應(yīng)用了膜分別的選擇性和高效性,同時(shí)又應(yīng)用了生物處置工程的有效性和徹底性,將水中的有害物質(zhì)最大限度地除去。MBR 工藝的特性是用膜分別系統(tǒng)替代了普通活性污泥法中的二沉池, 減少了傳統(tǒng)工藝大部分的處置單位 ,儉省了大量投資,而且耗能和普通傳統(tǒng)的水處置工藝相近。污水在處置設(shè)備中的停留時(shí)間短,對(duì)COD,NH3-N 的去除率極高 ,出水水質(zhì)抵達(dá)了生活雜用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.LM 深度處置工藝
LM深度處置工藝是一種全新的生態(tài)處置工藝 ,在厭氧池加好氧池的基礎(chǔ)上參與了改進(jìn)的曝氣氧化塘和高效濕地兩個(gè)深度處置單元, 使出水水質(zhì)抵達(dá)了生活雜用水的標(biāo)準(zhǔn)。其工藝流程是: 生物厭氧池—封鎖好氧池—開(kāi)放好氧池—廓清池—人工濕地—UV消毒—蓄水池—回用,或者以接觸氧化池和生態(tài)氧化槽替代封鎖好氧池和開(kāi)放好氧池。LM 深度處置工藝的特性是剩余污泥少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、管理便當(dāng),還具有美化景觀的功用,該方法和其他水處置工藝相比比較經(jīng)濟(jì)。
4.運(yùn)用狀況及其展開(kāi)趨向
目前我國(guó)的三級(jí)處置工藝中運(yùn)用普通的常規(guī)處置工藝較多, 現(xiàn)階段 MBR方法也有了普遍運(yùn)用, 比如在北京長(zhǎng)安街生活小區(qū)的回用水處置。
就我國(guó)目前的理論情況來(lái)看 ,由于常規(guī)工藝處置比較便當(dāng) ,且應(yīng)用技術(shù)也較成熟, 普通在選取工藝時(shí)仍選用常規(guī)處置工藝。國(guó)內(nèi)外目前普遍研討的主要是經(jīng)過(guò)微濾和反滲透技術(shù)來(lái)處置二級(jí)處置后的污水, 以抵達(dá)回用水的標(biāo)準(zhǔn),圖 10 是該處置工藝流程的典型例子。濕地系統(tǒng)在國(guó)外有著普遍的應(yīng)用 ,目前我國(guó)也開(kāi)端了這方面的研討工作 。由于我國(guó)環(huán)境污染加劇,淡水資源巨減,置信三級(jí)處置工藝必將越來(lái)越遭到注重。
化工、技術(shù)、未來(lái)!化工路上,一同走!
污水處置的需求是伴隨著城市的降生而產(chǎn)生的。城市污水處置技術(shù),歷經(jīng)數(shù)百年變化,從最初的一級(jí)處置展開(kāi)到往常的三級(jí)處置,從簡(jiǎn)單的消毒沉淀到有機(jī)物去除、脫氮除磷再到深度處置回用。其中,活性污泥法的問(wèn)世更是具有劃時(shí)期的意義,而今年正值活性污泥法降生100周年。城市污水處置技術(shù)今后究竟將如何展開(kāi)?對(duì)此,不如先讓我們回想一下那些年城市污水處置走過(guò)的路。
一級(jí)處置階段
城市污水處置歷史可追溯到古羅馬時(shí)期,那個(gè)時(shí)期環(huán)境容量大,水體的自凈才干也能夠滿足人類的用水需求,人們僅需思索排水問(wèn)題即可。然后,城市化進(jìn)程加快,生活污水經(jīng)過(guò)傳播細(xì)菌引發(fā)了傳染病的蔓延,出于安康的思索,人類開(kāi)端對(duì)排放的生活污水處中止處置。早期的處置方式采用石灰、明礬等中止沉淀或用漂白粉中止消毒。明代晚期,我國(guó)已有污水凈化裝置。但由于當(dāng)時(shí)需求性不強(qiáng),我國(guó)生活污水仍以農(nóng)業(yè)灌溉為主。1762年,英國(guó)開(kāi)端采用石灰及金屬鹽類等處置城市污水。
二級(jí)處置階段
有機(jī)物去除工藝
生物膜法
十八世紀(jì)中葉,歐洲工業(yè)反動(dòng)開(kāi)端,其中,城市生活污水中的有機(jī)物成為去除重點(diǎn)。1881年,法國(guó)科學(xué)家發(fā)明了第一座生物反響器,也是第一座厭氧生物處置池—moris池降生,拉開(kāi)了生物法處置污水的序幕。1893年,第一座生物濾池在英國(guó)Wales投入運(yùn)用,并疾速在歐洲北美等國(guó)度推行。技術(shù)的展開(kāi),推進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。1912年,英國(guó)皇家污水處置委員會(huì)提出以BOD5來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)的污染程度。
活性污泥法
1914年,Arden和Lokett在英國(guó)化學(xué)工學(xué)會(huì)上發(fā)表了一篇關(guān)于活性污泥法的論文,并于同年在英國(guó)曼徹斯特市開(kāi)創(chuàng)了世界上第一座活性污泥法污水處置實(shí)驗(yàn)廠。兩年后,美國(guó)正式樹(shù)立了第一座活性污泥法污水處置廠?;钚晕勰喾ǖ慕瞪?,奠定了未來(lái)100年間城市污水處置技術(shù)的基礎(chǔ)。
活性污泥法降生之初,采用的是充-排式工藝,由于當(dāng)時(shí)自動(dòng)控制技術(shù)與設(shè)備條件相對(duì)落后,招致其操作繁瑣,易于堵塞,與生物濾池相比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。之后連續(xù)進(jìn)水的推流式活性污泥法(CAs法)(如圖1)呈現(xiàn)后很快就將其取代,但由于推流式反響器中污泥耗氧速度沿池長(zhǎng)是變化的,供氧速率難以與其配合,活性污泥法又面臨局部供氧缺乏的難題。1936年提出的漸曝氣活性污泥法(TAAs)和1942年提出的階段曝氣法(SFAS),分別從曝氣方式及進(jìn)水方式上改善了供氧平衡。1950年,美國(guó)的麥金尼提出了完好混合式活性污泥法。該方法經(jīng)過(guò)改動(dòng)活性污泥微生物群的生存方式,使其順應(yīng)曝氣池中因基質(zhì)濃度的梯度變化,有效處置了污泥收縮的問(wèn)題。
隨著在理論消費(fèi)生的普遍應(yīng)用和技術(shù)上的不時(shí)改造改進(jìn),20世紀(jì)40-60年代,活性污泥法逐漸取代了生物膜法,成為污水處置的主流工藝。
1921年,活性污泥法傳播到中國(guó),中國(guó)樹(shù)立了第一座污水處置廠—上海北區(qū)污水處置廠。1926年及1927年又分別樹(shù)立了上海東區(qū)及西區(qū)污水廠,當(dāng)時(shí)3座水廠的日處置量共為3.55萬(wàn)噸。
脫氮除磷工藝
20世紀(jì)50年代,水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題凸顯,脫氮除磷成為污水處置的另一主要訴求。于是,在活性污泥法的基礎(chǔ)上衍生出了一系列的脫氮除磷工藝。
除磷工藝
50年代初,攝磷菌被發(fā)現(xiàn)并用于除磷。(如圖2)
脫氮工藝
1969年,美國(guó)的Barth提出采用三段法除氮(如圖3),第一段是好氧段,主要去除有機(jī)物,第二段加堿硝化,第三段是厭氧反硝化,除氮。
1973年,Barnard在原有工藝基礎(chǔ)上,將缺氧和好氧反響器完好分隔,污泥回流到缺氧反響器,并添加了內(nèi)回流裝置,縮短了工藝流程,也就往常常說(shuō)的缺氧好氧(A/O)工藝(如圖4)。
A2O工藝
70年代,美國(guó)專家在A/O工藝的基礎(chǔ)上,再加上除磷就成了A2O工藝(如圖5)。我國(guó)1986年建廠的廣州大坦沙污水處置廠,采用的就是A2O工藝,當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)處置水量為15萬(wàn)噸,是當(dāng)時(shí)世界上最大的采用A2O工藝的污水處置廠。
氧化溝工藝
A2O工藝是將生物處置厭氧段和好氧段中止了空間分割,而氧化溝則為封鎖的溝渠型結(jié)構(gòu),別離了推流式和完好混合式活性污泥法的特性,集曝氣、沉淀和污泥穩(wěn)定于一體。污水和活性污泥的混合液不時(shí)地循環(huán)活動(dòng),系統(tǒng)中能夠構(gòu)成好氧區(qū)和缺氧區(qū),進(jìn)而完成生物脫氮除磷(如圖6)。氧化溝白晝進(jìn)水曝氣,夜間用作沉淀池?;钚晕勰喾ㄏ啾? , 其具有處置工藝及構(gòu)筑物簡(jiǎn)單、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少且容易脫水、處置效果穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。
1953年,荷蘭的公共衛(wèi)生工程研討協(xié)會(huì)的Pasveer研討所提出了氧化溝工藝,也被稱為“帕斯維爾溝”。1954年,在荷蘭的伏肖?。╒oorshoten)建造了第一座氧化溝污水處置廠,當(dāng)時(shí)效勞人口僅為360人。60 年代,這項(xiàng)技術(shù)在歐洲、北美和南非等各國(guó)得到了疾速推行和應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1977年為止,在西歐有超越2000多座的帕斯維爾型氧化溝投入運(yùn)轉(zhuǎn)。
1967年,荷蘭DHV公司開(kāi)發(fā)研制了卡魯塞爾(Carroussel)氧化溝。它是一個(gè)由多渠串聯(lián)組成的氧化溝系統(tǒng)。卡魯塞爾氧化溝的展開(kāi)閱歷了普通卡魯塞爾氧化溝、卡魯塞爾2000氧化溝和卡魯塞爾3000氧化溝三個(gè)階段。
1970年,美國(guó)的Envirex公司投放消費(fèi)了奧貝爾(Orbal)氧化溝。它由3條同心園形或橢圓形渠道組成,各渠道之間相通,進(jìn)水先引入最外的渠道,在其中不時(shí)循環(huán)的同時(shí),依次進(jìn)入下一個(gè)渠道,相當(dāng)于一系列完好混合反響池串聯(lián)在一同,最后從中心的渠道排出。
交替式工作氧化溝是由丹麥克魯格(Kruger)公司研制,該工藝造價(jià)低,易于維護(hù),通常有雙溝交替和三溝交替(T型氧化溝)的氧化溝系統(tǒng)和半交替工作式氧化溝。
兩段法工藝
早期的兩段法只是將一套活性污泥法的兩組構(gòu)筑物串聯(lián),一段和二段曝氣池體積相同,且多兼并樹(shù)立,大部分有機(jī)物在第一段被吸附降解,第二段的污泥負(fù)荷很低,其出水水質(zhì)要優(yōu)于相同體積曝氣池的單級(jí)活性污泥法(如圖7)。但是,由于第一段曝氣池體積減小了一倍,相當(dāng)于污泥負(fù)荷增加了一倍,處在易發(fā)作污泥收縮的階段,運(yùn)轉(zhuǎn)管理較為困難。
20世紀(jì)70年代中期,德國(guó)的Botho Bohnke教授開(kāi)發(fā)了AB工藝(如圖8)。該工藝在傳統(tǒng)兩段法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)步了第一段即A段的污泥負(fù)荷,以高負(fù)荷、短泥齡的方式運(yùn)轉(zhuǎn),而B(niǎo)段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長(zhǎng),A段由于泥齡短、泥量大對(duì)磷的去除效果很好,經(jīng)A段去除了大量的有機(jī)物以后B段的體積可大大減小,其低負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)方式可進(jìn)步出水水質(zhì)。但是由于A段去除了大量的有機(jī)物招致B段碳源缺失,所以在處置低濃度的城市污水時(shí)該工藝的優(yōu)勢(shì)并不明顯。
其后,為了解決脫氮時(shí)硝化菌需求長(zhǎng)泥齡,除磷時(shí)聚磷微生物需求短泥齡的矛盾,開(kāi)發(fā)了AO-A2O工藝(如圖9)。該工藝由兩段相對(duì)獨(dú)立的脫氮和除磷工藝組成,第一段泥齡短,主要用于除磷,第二段泥齡長(zhǎng)、負(fù)荷低,用于脫氮。
在AO-A2O工藝基礎(chǔ)上奧天時(shí)研發(fā)出了Hybrid工藝(如圖10),該工藝的兩段之間有三個(gè)內(nèi)回流裝置,可以為第一段曝氣池提供硝態(tài)氮、硝化菌以及為第二段曝氣池提供碳源。第一段主要是去除有機(jī)物和磷,第二段是硝化功用,并靠第一段曝氣池回流混合液中止反硝化脫氮。
SBR工藝
序批式活性污泥法(SBR)工藝是在時(shí)間上將厭氧段與好氧段中止分割。20 世紀(jì)70 年代初由美國(guó)Irvine公司開(kāi)發(fā)。它在流程上只需一個(gè)基本單元,集調(diào)理池、曝氣池和二沉池的功用于一池,中止水質(zhì)水量調(diào)理、微生物降解有機(jī)物和固液分別等。經(jīng)典 SBR 反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程為:進(jìn)水→曝氣→沉淀→潷水→待機(jī)(如圖11、 12)。
80 年代初,連續(xù)進(jìn)水的 ICEAS 工藝降生(如圖13)。該工藝在傳統(tǒng)的SBR工藝基礎(chǔ)上,在反響池中增加一道隔墻 ,將反響池分隔為小體積的預(yù)反響區(qū)和大致積的主反響區(qū),污水連續(xù)流入預(yù)反響區(qū),然后經(jīng)過(guò)隔墻下端的小孔以層流速度進(jìn)入主反響區(qū),處置了間歇式進(jìn)水的問(wèn)題。
隨后, Goranzy 教授開(kāi)發(fā)了 CASS /CAST 工藝。與ICEAS工藝類似,在反響池前段增加了一個(gè)選擇段,污水先與來(lái)自主反響區(qū)的回流混合液在選擇段混合,在厭氧條件下,選擇段相當(dāng)于前置厭氧池,為高效除磷創(chuàng)造了有利條件。
90 年代,比利時(shí)的西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了 UNITANK 系統(tǒng)。它由 3 個(gè)矩形池組成,其中外邊兩側(cè)的矩形池既可做曝氣池,又可做沉淀池,中間一個(gè)矩形池只做曝氣池該工藝把傳統(tǒng) SBR的時(shí)間推流與連續(xù)系統(tǒng)的空間推流有效地別離了起來(lái)。
MSBR法即改良型的SBR( Modified SBR),采用單池多格方式,別離了傳統(tǒng)活性污泥法和SBR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。反響器由曝氣格和兩個(gè)交替序批處置格組成。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期過(guò)程中堅(jiān)持連續(xù)曝氣,而每半個(gè)周期過(guò)程中,兩個(gè)序批處置格交替分別作為SBR和廓清池。該工藝可連續(xù)進(jìn)水且可運(yùn)用更少的銜接收、泵和閥門(mén)。
脫氮除磷新工藝
近幾十年,能源、資源的短缺曾經(jīng)惹起了普遍的關(guān)注,進(jìn)一步脫氮除磷及對(duì)能源節(jié)約及資源回收的需求成為了污水處置工藝展開(kāi)的主流方向。一批新興脫氮除磷技術(shù)得以應(yīng)用。
ANAMMOX-SHARON 組合工藝。
1994年,荷蘭Delft大學(xué)開(kāi)發(fā)了厭氧氨氧化(ANAMMOX)技術(shù),厭氧氨氧化菌在缺氧環(huán)境中,能夠?qū)@離子(NH4+)用亞硝酸根(NO2-)氧化為氮?dú)狻?/p>
該工藝與傳統(tǒng)反硝化工藝相比是完好自養(yǎng),不需任何有機(jī)碳源。
1998年,荷蘭Delft大學(xué)基于短程硝化反硝化原理開(kāi)發(fā)了SHARON工藝,首例工程在荷蘭鹿特丹DOKHAVEN水廠。其基本原理是在同一反響器內(nèi),先在有氧條件下應(yīng)用亞硝化細(xì)菌將氨氧化成NO2-;然后再在缺氧條件下已有機(jī)物為電子供體將亞硝酸鹽反硝化,構(gòu)成氮?dú)狻9に嚵鞒炭s短且無(wú)需加堿中和。與傳統(tǒng)活性污泥法相比可減少25%的供氧量及40%的反硝化碳源,有利于資源能源的回收應(yīng)用,更適用于碳氮比濃度較低的城市廢水。
目前,以SHARON工藝為硝化反響器,ANAMMOX工藝為反硝化反響器,與傳統(tǒng)工藝相比能夠儉省60%的供氧和100%的碳源。
三級(jí)處置階段
近十幾年,隨著污染加劇,水資源短缺嚴(yán)重,人類對(duì)水質(zhì)提出了更高的懇求,污水深度處置與回用技術(shù)興起。污水處置廠的側(cè)重點(diǎn)不再是核算污染物的排放量,而是如何改善水質(zhì)。膜技術(shù)開(kāi)端顯現(xiàn)其共同優(yōu)勢(shì)。
生物膜技術(shù)在20世紀(jì)60-70年代,隨著新型合成材料的大量涌現(xiàn)再次展開(kāi)起來(lái),主要工藝有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化、生物流化床等。目前,應(yīng)用較多的膜處置技術(shù)主要有微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)和膜生物反響器(MBR)技術(shù)。本世紀(jì)初的新加坡“Newwater ”水廠就是采用在二級(jí)處置后加超濾膜及反滲透膜的方式中止再生水回用處理。
以史為鑒,可知興替。回想整個(gè)歷史過(guò)程,城市生活污水處置的足跡隨著人類安康的需求、水環(huán)境質(zhì)量的變化、污水的處置程度在一級(jí)級(jí)的加深,同時(shí)操作管理、資金占地等本錢問(wèn)題又推進(jìn)了水處置工藝技術(shù)的不時(shí)進(jìn)化,其操作、占地、程序步驟、能源資源的投入都在一點(diǎn)點(diǎn)地簡(jiǎn)化。人們對(duì)水質(zhì)的需求越來(lái)越高,而處置過(guò)程卻越來(lái)越趨于煩瑣。有趣的是,無(wú)論近幾年業(yè)界所看好的厭氧生物技術(shù)還是源分別最終的土地灌溉,城市污水處置似乎又回到了它最初的方式,固然其中包含的科技含量早已不可同日而語(yǔ)。大繁若簡(jiǎn),最終還是歸于自然。
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