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生活污水是人們在日常生活中排出的廢水,由于生活污水中含有多種有機物及病菌、蟲卵,如果不經處理直接排放到水體中,污染有機物分解腐爛,使水體中溶解氧消耗殆盡,發黑變臭。因此,生活污水應送入污水處理廠處理,達標后才能排放到水體。生活污水主要來自廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質等有機類物質,還含有氮、磷等無機鹽類,其中BOD5 濃度約為:100~250mg/L 之間。生活污水中含有多種微生物,新鮮生活污水中細菌總數在 5×105~5×106 個/L 之間,并含有多種病原體。生活污水中懸浮固體物質含量一般在 200~400mg/L之間。由于生活污水中污染物以有機物為主,同時生活污水中還含有許多微生物,對有機污染物進行分解,因而生活污水是不穩定的、生物可降解的和易腐爛的,如果不經處理直接排放到環境中去會引起環境的污染。
廢水特點分析
(1)本類廢水BOD/COD值約0.45,可生化性較高,適合生化處理;
(2)根據要求,本處理工藝除了去除有機物還應去除氨氮、總氮、總磷等。
(3)本類廢水具有水質波動變化較大,瞬時水量較大等特點。
處理工藝選擇
生活污水處理工藝目前已相當成熟,其核心技術為活性污泥法和生物膜法,對活性污泥法(或生物膜法)的改進及發展形成了各種不同的生活污水處理工藝,傳統的活性污泥法處理工藝在中小型生活污水處理已較少使用。根據污水的水量、水質和出水要求及當地的實際情況,選用合理的污水處理工藝,對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。
本文主要對生活污水幾種常用的處理工藝作簡單介紹,包括A/0工藝、A2/O工藝、序批式活性污泥法(SBR)等。
1、A/O工藝
1)A/O工藝原理
A/O是Anoxic/Oxic的縮寫,它的*性是除了使有機污染物得到降解之外,還具有一定的脫氮除磷功能,是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理,所以A/O法是改進的活性污泥法。
A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。
2)A/O內循環生物脫氮工藝特點
根據以上對生物脫氮基本流程的敘述,總結出(A/O)生物脫氮流程具有以下優點:
(1)效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。
(2)流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。
(3)缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。
(4)容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術,有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度。
(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降COD等有機物。
3) A/O工藝的缺點
若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大了運行費用。另外,內循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到90%。
2、A2/O工藝
1)A2/O工藝基本原理
A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才采用該工藝。
2)A2/O工藝特點:
(1)污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。
(2)污泥沉降性能好。
(3)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。
(4)脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效率不可能很高。
(5)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程zui為簡單,總的水力停留時間也少于同類其他工藝。
(6)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小于100,不會發生污泥膨脹。
(7)污泥中磷含量高,一般為2.5%以上。
3)A2/O工藝的缺點
(1)反應池容積比A/O脫氮工藝還要大;
(2)污泥內回流量大,能耗較高;
(3)用于中小型污水廠費用偏高。
SBR工藝
1)SBR工藝工藝原理
在反應器內預先培養馴化一定量的活性污泥,當廢水進入反應器與活性污泥混合接觸并有氧存在時,微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細胞增殖。將微生物細胞物質與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。
2)SBR工藝特點
(1)理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效果好。
(2)運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好。
(3)耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。
(4)工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。
(5)處理設備少,構造簡單,便于操作和維護管理。
(6)反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。
(7)脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。
3)SBR工藝的缺點
(1)間歇周期運行,對自控要求高;
(2)變水位運行,電耗增大;
(3)脫氮除磷效率不太高;
(4)污泥穩定性不如厭氧硝化好。
綜合考慮水質特點、處理要求以及維護管理、投資和運行費用等因素,本方案*采用膜法A/ O工藝(缺氧-接觸氧化工藝),該工藝具有以下特點:
(1)處理工藝成熟可靠;
(2)運行穩定可靠,操作管理方便;
(3)適應性強,耐沖擊負荷的能力強;
(4)力求降低噪聲、臭氣、污泥的二次污染;
(5)投資費用和運行費用合理。
為了與周圍環境協調,并盡可能減少占地面積,本工程采取全地埋方式,上部覆土綠化,美化環境。
為了保證處理效果,采用MBR膜進行固液分離,MBR工藝是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住,省掉二沉池。因此,活性污泥濃度可以大大提高,水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制,而難降解的物質在反應器中不斷反應和降解。因此,膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能。
膜-生物反應器在優化生化作用的*性:
1 對污染物的去除率高,抵抗污泥膨脹能力強,出水水質穩定可靠,出水中沒有懸浮物;
2 膜生物反應器實現了反應器污泥齡STR和水力停留時間HRT的*分離,設計、操作大大簡化;
3 膜的機械截流作用避免了微生物的流失,生物反應器內可保持高的污泥濃度,從而能提高體積負荷,降低污泥負荷,且MBR工藝略去了二沉池,大大減少占地面積;
4 由于SRT很長,生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用,從而顯著減少污泥產量,剩余污泥產量低,污泥處理費用低;
5 由于膜的截流作用使SRT延長,營造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環境,可以提高系統的硝化能力,同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其*的分解;
6 MBR曝氣池的活性污泥不因產水而損失,在運行過程中,活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化,并達到一種動態平衡,這使系統出水穩定并有耐沖擊負荷的特點;
7 較大的水力循環導致了污水的均勻混合,因而使活性污泥有很好的分散性,大大提高活性污泥的比表面積。MBR系統中活性污泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術形成較大的菌膠團所難以相比的;
8. 膜生物反應器易于一體化,易于實現自動控制,操作管理方便;
膜-生物反應器技術作為一項*的污水處理回用技術獲得了國家“863”高科技專項項目的支持,在國內已經得到了廣泛應用。
工藝描述
生活污水經管網匯集至廢水處理站,經格柵阻擋漂浮物后進入調節池,沉淀部分懸浮物并調節水質水量后,廢水經泵提升進入缺氧池,反硝化菌利用污水中的有機物作碳源,將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣,因此BOD5濃度下降,NO3-N濃度大幅度下降,而磷的變化很小,處理后的水自流至好氧池,有機物被微生物生化降解,而繼續下降;有機氮被氨化繼而被硝化,使NH3-N濃度顯著下降,但隨著硝化過程使NO3-N的濃度增加,P隨著聚磷菌的過量攝取,也以較快的速度下降。所以,A/O工藝它可以同時完成有機物的去除、硝化脫氮、磷的過量攝取而被去除等功能,脫氮的前提是NH3-N應*硝化,好氧池能完成這一功能,缺氧池則完成脫氮功能。好氧池完成除磷功能,在好氧池的活性污泥中能積累磷的微生物,可以大量吸收溶解性磷,把它轉化成不溶性多聚正磷酸鹽在體內貯存起來,zui后通過排放剩余污泥達到系統除磷的目的。本工藝好氧池采用組合填料,利用生物載體上生物膜內的微生物的新陳代謝作用,有氧條件下,將廢水中的有機物進行吸附并氧化分解,使廢水得到凈化。由于生物膜在運行過程中不斷新陳代謝和微生物的老化死亡,生物膜從填料表面脫落,隨污水流出絮凝而形成污泥,通過沉淀的方式將泥水分離。污泥經泵回流至缺氧池,剩余污泥排入污泥池。二沉池出水進入清水池,消毒后出水自流至人工生態濕地進一步處理后,達到排放標準。調節池的污泥經泵定期外排,進行無害化處置。
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