好氧生化处理工艺好氧生化处理工艺主要有活性污泥法和生物膜法。
在普通活性污泥法的基础上又演变出多种工艺,如A2O、AO法、AB法、SBR法、氧化沟法等;生物膜法主要有生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池等。
以上各种工艺各有其优点、特点和不足之处。
具体使用哪一种工艺需要根据设计要求和实际情况来确定。
下面对目前比较常用的生化处理工艺做一简单介绍。
A2O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)A2O工艺是随着污水中的氮、磷浓度越来越高,而排放标准对氮、磷的排放要求也越来越高的情况下开发出来的一种具有除磷、脱氮功能的二级处理工艺。
通过该工艺可获得优质的出水。
A2O工艺通过污泥回流,在流程中形成厌氧-缺氧-好氧三个反应阶段。
通过好氧菌、硝化菌、聚磷菌和反硝化菌的作用,达到除磷、脱氮的效果。
A2O工艺出水优质、稳定,是一种高效的污水处理工艺。
但其具有流程长,工艺复杂,占地面积大,工程投资大,运行费用高,操作复杂的缺点。
AO工艺若在A2O工艺的基础上取消缺氧阶段,降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化,以去除CODcr、BOD5和磷为主,就是AO除磷工艺。
若在A2O工艺的基础上取消厌氧阶段,延长污泥龄、加强反硝化,以去除CODcr、BOD和总氮为主,就是AO脱氮工艺。
5除出水TP指标较A2O工艺高外,其他方面具有与A2O工艺相似的特点,且运行较A2O 工艺简单。
AB工艺(Adsorption-Biooxidation)AB工艺是吸附生物氧化工艺的简称,80年代初应用于工程实践。
该工艺是在传统两段活性污泥法(Z-A法)和高负荷活性污泥法的基础上开发的一种新工艺,对曝气池按照高低负荷分二级供氧。
A级负荷高,减省了曝气池的容积曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷在2.5KgBOD/(KgMLSS.d)以上。
B级负荷低,污泥龄较长。
A、B两5级各设沉淀池单独成系统。
AB工艺运行较稳定,污泥不易膨胀,有一定的脱氮除磷能力。
适用于进水浓度高的各种规模的污水处理厂。
SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR工艺又称序批式活性污泥法工艺,是一种一体化的工艺,其进水、反应、沉淀、出水均在一个池内完成,具有工艺简单的特点。
由于SBR工艺每个池子都要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统间歇排水,设备及池容的利用率较低,而且自动化控制水平要求高。
生物接触氧化法生物接触氧化法是生物膜法的一种。
该方法是在池内设置填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的速度流经填料。
填料上长满生物膜,污水与生物膜相接触。
在生物膜微生物的作用下,污水得到净化。
生物接触氧化法的特点是:(1)生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强,运行稳定。
(2)生物接触氧化法容积负荷高,占地面积小,建设费用较低。
(3)生物接触氧化法污泥产量较低,无需污泥回流,运行管理简单。
(4)培菌容易,挂膜快。
曝气生物滤池(BAF)曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺,微生物附着在载体表面,污水在流经载体表面时,通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用,对污染物质进行氧化分解,使污水得以净化。
容积负荷大,一般可达到5-6kgBOD5/(m3·d),是常规二曝气生物滤池的BOD5级生物处理的6-12倍,所以它的池容和占地面积较常规二级生物处理工艺要小,同时在滤池后不需设二沉池,节省了占地面积和土建费用。
采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂工艺构筑物占地面积只有氧化沟工艺的1/5左右;对低浓度污水适应性强,不会产生由于营养物过低导致微生物无法培养的情况。
常用生化处理工艺综合比较表3物化处理工艺物化法主要是作为生化处理的预处理或者深度处理,常见的有中和、混凝沉淀、气浮、内电解、吸附、化学氧化、离子交换、膜分离等,具体采用哪一种工艺取决于具体的水质情况。
对于印染废水而言,最常用的是絮凝沉淀或絮凝气浮。
絮凝法又分为沉淀和气浮两种,都是通过向水中加入有机或无机絮凝剂形成矾花吸附水中的有机物进行泥水分离从而达到降低COD、SS和脱色的目的。
其优点为:一次性投资较低;操作管理技术要求不高;针对不同水质选用合适的絮凝剂,其处理效果和处理成本均可控制在适当的水平。
缺点为:对于某些废水,可能存在加药量大或絮凝剂昂贵的情况,导致运行成本偏高;适用范围窄,对可溶性的有色污染物质脱色效果差;产生大量化学污泥,对污泥的处理和处置进一步增加了运行成本及操作管理的难度,且容易造成二次污染;占地面积较大。
吸附法是采用吸附剂吸附水中的污染物,可去除色度、悬浮物、胶体及溶解性有机物,选择合适的吸附剂还可去除重金属离子。
吸附剂主要有活性炭、硅藻土、彭闰土等。
其优点为:不需投加任何药剂,无污泥,缺点为:吸附剂很容易饱和,处理效果随时间的延长迅速下降,吸附剂的再生或更换比较麻烦、费用较高,再生废液以及饱和废弃的吸附剂容易造成二次污染。
吸附法一般用于给水处理。
化学氧化法针对性强,它是利用强氧化剂(如臭氧、双氧水、次氯酸钠、二氧化氯等)破坏有机物结构,使其发生断键或者是氧化分解,也可用于去除Fe、Mn等金属离子。
其优点为:效果较好,占地面积较小,一般不会产生污泥。
缺点为:氧化剂投加量大,多数氧化剂价格比较昂贵,运行成本较高,安全性要求高。
离子交换法主要用于水的软化、去除盐分等,利用吸附树脂的选择性吸附去除阴离子或阳离子,交换饱和的树脂通过化学方法再生。
采用不同的交换树脂组合可去除水中的金属离子、SO42-、Cl-等。
电渗析、反渗透及超滤均属膜分离技术,电渗析是利用膜的选择透过特性,在电场作用下将阴、阳离子分开从而达到除盐的目的;反渗透和超滤是在压力驱动下,利用滤膜将分子直径大于膜孔径的物质截留下来,膜孔径一般在0.3~数百纳米,可去除胶体、有机物、无机盐、细菌等。
这类方法可获得相当优质的出水,但投资较大,运行成本高,膜容易被污染、失效,膜的维护保养难度较大。
生物接触氧化池工艺原理生物接触氧化法处理废水原理就是使废水与生物膜接触,进行固、液相的物质交换,利用膜内微生物将有机物氧化,使废水获得净化,同时,生物膜内微生物不断生长与繁殖。
生物膜在载体上的生长过程是这样的:当有机废水流过载体时,水中的悬浮物及微生物被吸咐于固相表面上,其中的微生物利用有机底物而生长繁殖,逐渐在载体表面形成一层黏液状的生物膜。
这层生物膜具有生物化学活性,有进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。
构筑物的构造生物接触氧化池的构造就是在不透水的池内,中间填充组合生物填料,下侧曝气,空气自下而上,夹带待处理废水,自由透过填料部分,到达池面。
空气逸走后,废水则在填料填料间隔外向下返回池底。
于是,空气和废水就自动地通过接触单元池内不断循环,废水反复透过滤层而得到净化。
回流系统有两个作用:一是使处理系统具有一定的反硝化脱氮的功能,另一个是防止生用膜过厚生长,使生物膜具有良好的新陈代谢作用。
生物接触氧化池负荷过高,使生物膜增长过多过厚,内部厌氧层随之增厚,可发生硫酸盐还原,污泥发黑发臭,使微生物活性降低,大块黏厚的生物膜脱落。
工艺方面的特征⑴、对水质、水量变动的适应性生物接触氧化法对废水的水质、水量的变化都具有较强的适应性,这种现象已为我公司实际的果汁废水处理工程所证实,即使长时间的不生产中断进水(操作工在我公司技术人员安排下投加一定的营养物质),对生物膜的净化功能也不会造成较大的影响,通水后能够较快的得到恢复。
⑵、产生的污泥量少且沉降性能良好,宜于固液分离污泥产量低是生物膜处理法各种工艺的共同特征,一般来说,生物接触氧化法产生的污泥量是活性污泥法的1/4左右。
且生物膜上脱落下来的生物污泥,所含动物成分较多,密度较大,而且污泥颗粒个体较大,沉降性良好,宜于分离。
⑶、参与净化反应微生物多样化生物膜固着在填料上,其生物固体平均停留时间较长,因此在生物膜上还可能大量出现丝状菌,而且没有污泥膨胀的问题。
线虫类、轮虫类以及毛虫类的微型动物出现的频率也较高。
⑷、易于维护运行、节能与活性污泥系统相比,生物接触氧化法易于维护管理,还都有节省能源,动力费用较低。
影响工艺的主要因素⑴、进水底物浓度底物是可生物降解的有机物的量,因而废水流量及其中的有机物的含量就是影响生物接触氧化法的主要因素之一。
⑵、营养物质细菌对营养物质的要求主要是碳源(在量上以BOD5:表示)和氮源,还有作为无机营养物质的磷源,各主要营养物质的比例一般取BOD5 N:P=100:5:1⑶、水力停留时间 HRT指的是待处理废水有池内的平均逗留时间,也就是废水与生物反应构筑物内微生物作用的平均反应时间。
⑷、溶解氧对于我们的反应池来讲,应确保有足够的溶解氧,一般以2~4mg/L为宜。
氧的供应量过高亦不可取,因为这不仅造成能源浪费或经济上不合理,而且也会因微生物代谢活动增强、营养供应不足而生物膜自身发生氧化。
⑸、pH值 pH值的改变可能引起细胞膜电荷的变化,进而影响微生物对营养物质的吸收和微生物代谢过程中酶的活性。
PH值控制范围:8~8.3左右。
⑹、温度温度影响细菌的生长与繁殖,影响生化反应速率,同时对好氧生物处理工艺中氧的传递产生较大影响。
控制27℃左右。
⑺、抑制及毒性作用抑制及毒性作用主要归因于废水中含有过量的复杂有机化合物、重金属、杀虫剂、无机盐、氨和诸类氯气的消毒剂。
在果汁废水方面主要是罐底物和吸附柱排水的控制。
生物膜的培养与驯化生物膜的培养常称为挂膜。
挂膜过程必须使微生吸附在填料上,同时,还应不断供给营养物,使附着在微生物能在填料上繁殖,不被水冲走。
挂膜的方法一般有两种:一种是闭路循环法,一种是连续法,我们采用后一种方法。
即在菌液和污泥循环1~2次后即连续进水,并使进水量逐步增大。
这种挂膜法由于营养物供应良好,只要控制挂膜液的流速,就能保证微生物的吸附。
待挂膜后再逐步提高水力负荷至满负荷。
维护管理生物接触氧化法操作简单,一般只要控制好进水流量、尝试及投加所需的营养物等,处理结果一般比较稳定,微生物生长良好。
曝气池的边角一般会漂浮部分浮渣,要及时清除出除。
定期观察氧化池泡沫发生情况以及微孔曝气器堵塞情况,以便于及时处理。
氧化池较深,应注意及时修复或更换损坏的栏杆,以免出现安全问题。
在停产期间,应保持膜的活性。
二沉池工艺原理生物接触氧化池废水进入二沉池,采用中心进水周边集水的方式,该池为辐流式,内置刮泥机。
上清液入中间池,部分污泥回流至缺氧池,剩余污泥进入污泥浓缩池。
操作步骤a. 启动刮泥机开2小时停6小时,根据现场情况也可以一直开,间歇停。
b. 启动污泥回流泵,开启污泥回流阀,调节污泥回流流量至合适;以后该调节阀门无特殊情况只在下次开机时检查并微调,不关闭。
c. 二沉池排泥时不停刮泥机。