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生物循环污水处理技术

时间:2017-09-01  来源:中国景观网   编辑:fangfang   浏览:528次
随着经济的高速发展,化工产品生产过程对水的污染日益加剧,地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。生物法污水处理是利用微生物的新陈代谢功能,将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质,使污水得到净化。

污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。现代的污水处理技术,按照其作用原理,可分为物理法、化学法和生物法三类,在对城市污水的处理技术中,以生物法为主要手段。污水的生物处理是利用微生物的新陈代谢功能,使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害物质,使污水得以净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。生物循环污水处理技术是废水生物处理的主要工艺之一,微生物以膜状固着在某种载体的表面上呈附着生长状态。生物循环污水处理技术作为与活性污泥法平行发展起来的生物处理工艺,在废水处理中的应用具有处理能力大的特点,促进净化功能的显著提高。

1、生物滤池

生物滤池包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池和曝气生物滤池。普通生物滤池是第一代生物滤池,由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分组成。滤料是生物滤池的主体,它对生物滤池的净化功能有直接影响。因其环境较差,处理效率较低,目前已很少应用。

高负荷生物滤池是生物滤池的第二代工艺,它是在改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端的基础上开创的。高负荷生物滤池大幅度地提高了滤池的负荷率,其BOD容积负荷高于普通生物滤池6~8倍,水力负荷则高达10倍。高负荷生物滤池的高滤率是通过限制进水BODS值和采用处理水回流等技术措施而达到降低滤池进水有机物浓度,保证生物滤池供氧充足,以维持正常运行。塔式生物滤池属于第三代生物滤池,也属于一种高负荷生物滤池,但其负荷远比一般高负荷生物滤池高,为一般高负荷生物滤池的2~3倍。高额的有机负荷使其生物膜生长迅速,高额的水力负荷又使生物膜受到强烈的水力冲刷,从而使生物膜不断的脱落与更新,并经常保持较好的活性。

曝气生物滤池是近年来新开发的一种污水生物处理技术。它是集生物降解、固液分离于一体的污水处理设备。该设备构造与给水处理的快滤池相类似。池内底部设承托层,其上部则是作为滤料的填料。在承托层设置曝气用的空气管及空气扩散装置,处理水集水管兼作反冲洗水管也设置在承托层内。曝气生物滤池根据进水方向,可以分为上向流和下向流两种形式。下向流曝气生物滤池的原污水从池上部进入池体,并通过由填料组成的滤层,在填料表面形成生物膜。由池下部通过空气管向滤层进行曝气,空气由填料的间隙上升,与下流的污水相向接触,空气中的氧转移到污廊,像生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和丰富的有机物。在微生物的新陈代谢作用下,有机污染物被降解,污水得到处理。上向流曝气生物滤池的原污水和池下部的空气共同向上流动,有利于气与水的充分接触并提高氧的转移速率和底物的降解速率。曝气生物滤池占地面积小,多级联用脱氮效果优良,可减少环境温度的影响,处理效率高,近年来发展趋势良好,、不断有新的工程应用实例。

2、生物接触氧化池

生物接触氧化也被称之为淹没式生物滤池,于1971年在日本首创,近10余年来在国内外都得到了较为广泛的研究与应用,用于处理生活污水和某些工业的有机废水,并取得了良好的处理效果。所谓淹没式生物滤池,就是在池内充填惰性填料,已经预先充氧曝气的废水浸没并流经全部填料,废水中的有机物与填料上的生物膜广泛接触,在微生物的新陈代谢作用下污染物得到去除。淹没式生物滤池的另一种形式是在池内设有人工曝气装置,向池内供氧并起搅拌与混合作用,废水流经池内填料与生物膜接触,此技术相当于在活性污泥法曝气池内充填供微生物附着、栖息的填料,因而又称为接触曝气法。淹没式生物滤池主要是由池体、填料床、曝气装置、进出水装置等组成。用于小规模污水处理中具有布置紧凑、占地小、管理简单的优点,近年来也得到了一定的发展。目前也有较多污水处理厂将原来建设的普通活性污泥法改造为接触氧化法,取得了良好的出水水质。

3、生物流化床技术以及其优越性

流化床用于废水生物处理领域始于20世纪70年代初期,美国和日本率先进行了多方面的研究工作并取得大量较好的成果。所谓生物流化床,就是以砂、活性炭、焦碳、陶粒、塑料等颗粒为载体充填于生物反应器内,因载体多孔并表面附着生长着生物膜而使其质变轻,当废水以一定流速从下向上流动时,载体便处于流化状态。按照使载体流动的动力来源的不同,生物流化床一般可分为以液流为动力的两相流化床和以气流为动力的.三相流化床两大类。在两相流化床中,按照进入流化床的废水是否预先充氧曝气,床体又可处于好氧状态和厌氧状态,前者主要用于处理废水中的有机污染物,而后者则主要用于去除废水中的亚硝酸盐和硝酸盐等。

生物流化床技术相比其他生化处理工艺来说,具有以下优越性:

①可增加反应槽内微生物的数量,有机物去除率较高;

②它在运行时进水水流和曝气气流在反应器内形成逆流,增大了气水接触面积;并且池内载体填料在反应器内部由于升流区与降流区密度差以及在特殊的流化床内部结构的作用下,形成循环流动,使氧利用率提高了10%~15%,有利于氧的转移。

③反应器内填料载体相互激烈碰撞的运行方式,克服了传统接触池在运行一段时间后,由于生物膜过厚脱落造成的阶段性出水水质变差的缺点。同时,这种激烈碰撞的方式有利于提高水体中污染物在生物膜上的传递速率,有利于提高处理效率。

④粒状填料具有巨大的比表面积,其上生长着各种碳化菌、氨化菌和硝化菌组成的高活性生物膜,具有优良的氧化降解和吸附过滤水中污染物的作用,可提供较大的微生物生存空间。

⑤填料表面为硝化细菌提供了良好的繁殖场所,一方面,提高了硝化细菌在反应体系中的污泥停留时间;另一方面,由于硝化细菌易于固着在填料表面的特性,有利于提高整个反应体系中的硝化细菌百分比。一般活性污泥法中,硝化菌仅占混合液悬浮物的8%,而在内循环生物流化床内的活性污泥体系中,硝化菌可占混合液悬浮物的25%。从这方面来讲氨氮去除效率得到了很大的提高。

⑥抗冲击负荷能力强,无污泥膨胀问题。微生物生长在粗糙多孔的填料表面,属固定化微生物,不会流失,因此运行管理方便简单。

⑦混合液中的微生物和生物膜微生物共同分解污染物质是活性污泥法处理量的10倍以上。

⑧由于处理效率高,结构紧凑,使生物反应设备的占地面积仅为传统设备的1/4,基建投资节省25%。

⑨反应器内所用载体填料为粒径在10mm左右的橡胶胶粒,使得反应器内部保持较高的微生物量,并且由于填料间碰撞的运行方式,使得载体表面上生物膜较薄,其生物活性相对较高。

⑩由于填料的多孔性,它与传统填料相比更易挂膜,在初期运行和检修后运行时,极易恢复正常运行,一般只需2~3d即可。另外由于比表面积大,使得各菌种在填料上有着明显的分层分布,由外向里分别为好氧菌种、兼氧菌种、厌氧菌种。菌种的多元化有利于提高处理效率,缩短停留时间。经过生物反应器处理后的出水加入一定量的聚合硫酸铁后,可以有效提高污泥活性,改善污泥沉降性能。

生物膜法:

厌氧处理:厌氧接触法、厌氧生物滤池

厌氧生物滤池:

自然净化处理:稳定塘、废水土地处理系统

稳定塘:氧化塘是经过设计施工的、具有围堤和防渗层的污水处理塘,又称稳定塘、生物塘。氧化塘构造简单,易于维护管理,污水净化效果好,节省能源。

氧的来源——主要由藻类通过光合作用提供,塘复氧起辅助作用。

氧化塘可作为一级、二级处理,亦可作为三级处理。

主要优点

1、可充分利用地形(旧河道、沼泽地、峡谷地),工程简单,基建投资省;

2、可以实现污水资源化,使污水处理和利用相结合:① 农灌 ②氧化塘内形成藻类、水生植物,浮游生物,底栖动物以及鱼、虾、水禽等多级食物链,组成复合生态系统,将污水中有机物转化成鱼、虾、水禽,供食用。

3、污水处理能耗低,维护方便,处理成本低。

不足之处

1、停留时间长,占地面积大;

2、处理效果不稳定,受季节、气温、光照等自然因素影响大;

3、防渗处理不当,可能污染地下水;

4、易散发臭气,滋长蚊蝇,卫生条件不佳。

污水的土地处理系统

1、慢速渗滤系统

适用于渗水性良好、蒸发量小、气侯湿润的地区,借微生物、植物作用净化——农田灌溉。

布水方式:表面布水、喷洒布水

污水投配率低,停留时间长

2、快速渗滤系统

适用于透水性极好的土壤,以补给地下水或污水的再生回用为目的,对去除悬浮物、有机物、磷及金属有效。以表面布水为主,灌水与休灌循环进行,设地下集水管或井群收集再生水。若补给地下水,则不设集水系统,对前处理要求较高。

3、地表漫流系统

适用于透水性较差的粘土和亚粘土,要求地面具有2~8%的坡度,有控制地将污水投配到多年生牧草的上述地面上,投配方式采用喷灌或浸灌,以控制均匀漫流。污水以薄层方式沿地表缓慢流动,地面植被防止土壤流失,供微生物栖息,污水在流动过程中得以净化,下游设集水渠收集处理后的废水。

4、湿地系统

湿地处理系统是将污水投放到土壤经常处于水饱和状态且生长有芦苇、香蒲等耐水植物的沼泽地上,污水沿一定方向流动,流动过程中,在土壤和耐水植物的联合作用下,污水得到净化的一种土地处理系统。包括天然湿地系统和人工湿地系统。

5、地下渗滤系统

将经过腐化池(化粪池)或酸化水解池预处理的污水有控制地通入地下距地面约0.5m深处的渗滤田,在土壤的渗滤作用和毛细管作用下,污水向四周扩散,通过过滤、沉淀、吸附和微生物作用得以净化。

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