廣西南寧一體化污水處理設(shè)備
生物處理的微生物
傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)主要依賴兩大類微生物,即異養(yǎng)型好氧微生物和異養(yǎng)型厭氧微生物。近幾十年來(lái),科學(xué)家和工程師共同合作,對(duì)污水生物處理中的微生物進(jìn)行比較深入的研究,取得了很多成果,例如: 對(duì)活性污泥中細(xì)菌和原生動(dòng)物的不同種類和特性及其協(xié)同作用的研究,推進(jìn)了AB法工藝的發(fā)展; 對(duì)于硝化、反硝化細(xì)菌的研究,以及聚磷菌特性的研究,推進(jìn)了具有脫氮功能的A/O法工藝以及具有脫氮除磷功能的A/A/O法工藝的發(fā)展; 對(duì)于厭氧微生物種群和特性的研究,以及發(fā)現(xiàn)了厭氧微生物具有部分降解大分子合成有機(jī)物的能力,推進(jìn)了厭氧生物處理工藝以及用厭氧/好氧串聯(lián)流程處理含難降解有機(jī)物廢水的工藝發(fā)展; 對(duì)于高效菌的篩選、培養(yǎng)和固定化的研究,為進(jìn)一步提高污水生物處理的效能,特別是為難生物降解有機(jī)物的處理提供了有效途徑。
生物處理中的三大要素是微生物、氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。反應(yīng)器是微生物棲息生長(zhǎng)的場(chǎng)所,是微生物對(duì)污水中的污染物加以降解、利用的主要設(shè)備。
高效的反應(yīng)器,要能保持大的微生物量及其活性,要能有效地供應(yīng)氧或隔絕氧,要使微生物、氧和污水中的有機(jī)物之間能充分接觸良好的傳質(zhì)條件。反應(yīng)器按其特性,大致可分為以下幾類:
①懸浮生長(zhǎng)型(如活性污泥法) 或附著生長(zhǎng)型(如生物膜法);
②推流式或*混合式;
③連續(xù)運(yùn)行式(如傳統(tǒng)活性污泥法) 或間歇運(yùn)行式(如SBR法)。
活性污泥法自1914 年由Arden和Lockett開(kāi)創(chuàng)至今,已經(jīng)104年的發(fā)展與實(shí)踐,在供氧方式、運(yùn)轉(zhuǎn)條件、反應(yīng)器形式等方面不斷得到革新和改進(jìn)。早出現(xiàn)的傳統(tǒng)活性污泥法屬于推流式曝氣池,由于靠近水池進(jìn)水口的基質(zhì)濃度高于出口端的基質(zhì)濃度,而初的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到需氧量的變化,結(jié)果造成了一些部位氧的不足。
為改進(jìn)供氧不均勻的缺點(diǎn),1936 年將均勻曝氣方式改為沿推流方向漸減曝氣方式,大部分的氧量在基質(zhì)去除相當(dāng)快的進(jìn)水端輸人,而以內(nèi)源代謝和衰減為主要反應(yīng)作用的出水端僅需少量的氧,這也就是傳統(tǒng)活性污泥法比較標(biāo)準(zhǔn)的形式一一漸減曝氣活性污泥法。
活性污泥法的變種(階段曝氣法)于1942 年出現(xiàn)。階段曝氣法又稱多點(diǎn)進(jìn)水法,進(jìn)水分成幾股,然后幾股污水從曝氣池的不同點(diǎn)進(jìn)人,從而使需氧量分配均勻。在污泥同原水混合前,使污泥進(jìn)行再曝氣的想法得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。1951年出現(xiàn)了接觸穩(wěn)定活性污泥法,它是傳統(tǒng)活性污泥法的另外一種發(fā)展形式。
廣西南寧一體化污水處理設(shè)備為了避免在推流式曝氣池中因基質(zhì)濃度梯度造成的微生物不適應(yīng),使微生物群落保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。到20世紀(jì)50年代末,出現(xiàn)了*混合式活性污泥法,這種形式的優(yōu)點(diǎn)是提供了一個(gè)有利于細(xì)菌絮體生長(zhǎng),不利于絲狀菌生長(zhǎng)的環(huán)境,污泥的沉降和密實(shí)性都很好,但是由于基質(zhì)梯度的變化使系統(tǒng)容易受有毒物質(zhì)的干擾。
為了克服其他幾種改進(jìn)形式的缺點(diǎn)(必須處置大量的污泥、流程的運(yùn)行控制要求嚴(yán)格),出現(xiàn)了延時(shí)曝氣法,由于有一個(gè)完整的細(xì)胞平均停留時(shí)間,所以穩(wěn)定程度相當(dāng)高,然而由于經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的限制,它僅用于污水濃度低的小型設(shè)施。另外還出現(xiàn)了純氧曝氣法、深井曝氣法等。
傳統(tǒng)生物脫氮除磷理論與技術(shù)
1.傳統(tǒng)生物脫氮原理
污水經(jīng)二級(jí)生化處理,在好氧條件下去除以BOD5為主的碳源污染物的同時(shí),在氨化細(xì)菌的參與下完成脫氨基作用,并在硝化和亞硝化細(xì)菌的參與下完成硝化作用;在厭氧或缺氧條件下經(jīng)反硝化細(xì)菌的參與完成反硝化作用。
2.傳統(tǒng)生物除磷原理
在厭氧條件下,聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解,放出H3PO4和能量形成ADP;在好氧條件下,聚磷菌有氧呼吸,不斷地放出能量,聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸從外部攝取H3PO4,其中一部分與ADP結(jié)合形成ATP,另一部分合成聚磷酸鹽(PHB)儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi),實(shí)現(xiàn)過(guò)量吸磷。通過(guò)排除剩余污泥或側(cè)流富集厭氧上清液將磷從系統(tǒng)內(nèi)排除,在生物除磷過(guò)程中,碳源微生物也得到分解。
3.常用工藝及升級(jí)改造
具有代表性的常用工藝有A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝、SBR工藝、Bardenpho工藝、生物轉(zhuǎn)盤工藝等,這些工藝都是通過(guò)調(diào)節(jié)工況,利用各階段的優(yōu)勢(shì)菌群,盡可能的消除各影響因素間的干擾,以達(dá)到適應(yīng)各階段菌群生長(zhǎng)條件,實(shí)現(xiàn)水處理效果。近年來(lái)隨著研究的深入,對(duì)常用工藝有了一些改進(jìn),目前應(yīng)用廣泛、水廠升級(jí)改造難度較低的是分段進(jìn)水工藝。
與傳統(tǒng)A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝等相比,分段進(jìn)水工藝可以充分利用碳源并能較好的維持好氧、厭氧(或缺氧)環(huán)境,具有脫氮除磷效率高、無(wú)需內(nèi)循環(huán)、污泥濃度高、污泥齡長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。分段進(jìn)水工藝適用于對(duì)A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝等的升級(jí)改造,通過(guò)將生化反應(yīng)池分隔并使進(jìn)水按一定比例分段進(jìn)入各段反應(yīng)池,以充分利用碳源,解決目前污水處理廠普遍存在的碳源不足和剩余污泥量過(guò)大的問(wèn)題。分段進(jìn)水工藝雖然對(duì)提高出水水質(zhì)有較好的效果,但該工藝并不能提高處理能力,當(dāng)水廠處于超負(fù)荷運(yùn)行時(shí),分段進(jìn)水改造也不能達(dá)到良好的處理效果。