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    生物轉盤、人工濕地、人工快滲和移動床生物膜反應器工藝解析

    發布時間:2019年01月25日 20:44 作者:水博網 點擊數:

    來源:中國水網



    針對我國小城鎮污水處理現狀,生物轉盤、人工濕地、人工快滲和移動床生物膜反應器(MBBR)4種工藝都有應用,各有優缺點?,F就以上4種工藝在實際運行過程進行對比,同時針對鄉鎮污水處理工程的現狀和特點,提出合適的工藝路線和運營模式,從而可以保證鄉鎮污水處理廠全覆蓋工程順利實施,更能保證鄉鎮污水廠的后期運營。


    工藝簡介

    生物轉盤工藝

    生物轉盤工藝是生物膜法污水生物處理技術的一種,是污水灌溉和土地處理的人工強化,這種處理法使細菌等微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉盤填料載體上生長繁育,形成膜狀生物性污泥——生物膜。

    生物轉盤由轉動軸、轉盤、廢水處理槽和驅動裝置等組成。其核心處理裝置是垂直固定在水平軸上附著一層生物膜的圓形盤片,盤片上半部露在大氣中,下部約40%~50%的盤面浸沒在污水中。工作時,污水流過水槽,驅動裝置帶動轉盤轉動,當盤面某部分浸沒在污水中時,盤上的生物膜便對污水中的有機物進行吸附;當盤片離開液面暴露在空氣中時,盤上的生物膜從空氣中吸收氧氣對有機物進行氧化。這樣轉軸帶動轉盤以一定的速度不停地轉動,生物膜交替的與廢水和空氣接觸,形成一個連續的吸氧、吸附、氧化分解過程,使氧化槽內污水中的有機物減少,使污水得到凈化。與此同時轉盤上的生物膜也同樣經歷掛膜、生長、增厚和老化脫落的過程,脫落的生物膜可在后續泥水分離裝置中去除。生物轉盤除能有效地去除有機污染物外,隨著膜的增厚,內層的微生物呈厭氧狀態,還具有硝化、脫氮與除磷的功能。

    以生物轉盤為為主體的SMART工藝,生物轉盤出水端增加濾布濾池過濾系統,很好的彌補了生物轉盤出水SS高的缺點,從而進一步保證出水水質達標。

    但在實際工程應用中,由于生物轉盤設備加工制造復雜,特別是對轉軸的加工水平要求較高,整體設備的加工對設備廠家機加工水平要求嚴格。

    人工濕地

    人工濕地主要由人工基質(填料)和水生植物組成,目前對人工濕地的處理機理已經取得了基本一致的認識:利用系統中基質+水生植物+微生物的物理、化學、生物的三重協同作用,通過基質過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。

    人工濕地常用于農村分散地區、規模不大、對出水水質要求不高的地區。由于其建設費用低、運行成本低、維護相對簡單等優點在農村地區有較大的推廣。但目前隨著城鎮化的發展,居民對周圍的居住環境要求越來越嚴格,由于人工濕地具有占地面積大、出水水質差、運行穩定性不好、周圍環境惡劣等因素,一般不適合城鎮污水處理。

    人工快滲

    人工快滲工藝屬于污水土地處理的一種,主要采用人工填充的天然河砂(天然河砂選用一定的顆粒級配),并摻入一定量的功能性特殊填料,以保證既有較高的水力負荷,又能滿足出水的處理目標。系統運行采用干濕交替的運轉方式,在各滲池里淹水和落干相互交替。在正常運行過程中,濾料表面生長著生物膜,當污水流經(為淹水階段)時,因濾料呈壓實狀態,利用濾料顆粒徑較小的特點,濾料中粘土礦物和有機質的吸附作用及生物膜的生物絮凝作用,截留和吸附污水中的懸浮性物質和溶解性物質,且保證脫落的生物膜不會大量隨水漂出,從而保證系統出水水質。運行一定時間后,由于系統中的有機物的積累和生物膜的快速生長,系統的滲透速率會有所下降,需進行落干(為落干階段),以分解積累的有機物質,恢復介質的吸附性能和滲透速率。這兩個階段的交替運行,截留吸附和生物降解的交替進行就是人工快滲的主要凈化機制。由于人工快滲獨特的結構及進水方式,使得滲慮介質表面的微生物菌相十分豐富,通過進水周期的變化,滲透介質表面具有好氧、兼氧、厭氧的作用,從而進一步提高廢水的處理效果,其中好氧生物降解是人工快滲系統去除有機污染物的主要機制。整個處理過程不需投加藥劑,也不需傳統好氧處理方法中采用的機械曝氣等高能耗設備,故大大降低了處理設施的投資和運轉費用。

    但在實際運行過程中,人快滲面臨下列諸多問題,主要表現在:人工快滲對污染物的去除機理主要依靠濾料的過濾以及附著在濾料表面微生物的吸附降解作用,初期去除效果好,后期隨著濾料的堵塞和吸附的飽和,去除效果較差,污水難以達標;同時在運行過程中需要人工定期對濾料進行翻曬,耗費大量人力。

    MBBR工藝——移動床生物膜反應器

    MBBR工藝即流動床生物膜處理技術。工藝采用特殊的生物載體,在曝氣或攪拌的作用下,使附著在載體上的微生物大量地生長繁殖,同時有效地去除廢水中的有機污染物。

    本技術的關鍵在于研究和開發出比重接近于水,在輕微攪拌或曝氣狀態下易于隨水自由運動的生物填料,該生物填料具有比表面積大、適合微生物吸附生長的特點。在好氧條件下,通過曝氣充氧,空氣泡的上升浮力推動填料和周圍的水體流動起來,當氣流穿過水流和填料的空隙時受到阻擋被分割成小氣泡,與此同時,填料被充分地攪拌并與水流混合,增加了生物膜與氧氣的接觸時間,提高了氧的傳遞效率,促進了有機物的分解去除。在厭氧、缺氧條件下,水流和填料在潛水攪拌器的作用下充分流動起來,使生物膜和待處理的污染物充分接觸,從而達到去除的目的。流動床生物膜反應器工藝由此而得名。

    傳統活性污泥法和固定式生物膜法雖然廣泛應用于污水處理中,但前者存在耐沖擊負荷較差、對溫度變化敏感、容易產生污泥膨脹的諸多問題,后者也會產生堵塞和配水不均的問題,流動床生物膜處理工藝運用生物膜法的基本原理,充份利用了活性污泥法的優點,同時又克服了傳統活性污泥法以及固定式生物膜法的不足,為生物膜法更廣泛地應用于污水的生物處理奠定了較好的基礎。

    MBBR工藝的主要優點:

    容積負荷高,節省占地

    選擇比表面積高的生物填料,在相同填充率及相同的污染負荷條件下,MBBR生物處理池約占常規生物處理池(包括厭氧、缺氧、好氧段)20~30%的池容。

    耐沖擊性強,性能穩定,運行可靠

    MBBR反應器不但具有傳統生物膜法耐沖擊負荷、污泥齡長、剩余污泥少的優點,而且當污水溫度、成分發生變化,或者污水毒性增加時,生物膜對此的耐受力也很強。

    攪拌和曝氣系統操作方便,維護簡單

    曝氣系統采用穿孔曝氣管系統,不易堵塞。攪拌器采用具有香蕉型攪拌葉片,外形輪廓線條柔和,不損壞填料。整個攪拌和曝氣系統很容易維護管理。

    生物池無堵塞現象

    由于填料和水流在生物池的整個容積內都能得到混合,從根本上杜絕了生物池堵塞的可能,因此池容得到完全利用。

    使用靈活方便

    工藝的靈活性體現在兩方面。一方面,可以采用各種池型(深淺方圓都可),而不影響工藝的處理效果。另一方面,可以很靈活地選擇不同的填料填充率,達到兼顧高效和遠期擴大處理規模而無需增大池容的要求。對于原有活性污泥法處理廠的改造和升級,MBBR工藝也可以很方便地與原有的工藝有機結合起來,提高處理效果。

     

     

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