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農村生活汙水一體化處理設備工藝研究

發布時間:2020-9-20 8:52:07  中國汙水處理工程網

  在工業快速發展的影響下,我國環境問題日益突出,引起社會廣泛關注。每年我國都有新環保政策出台,對城市不同類型的汙染源進行控製,使城市環境汙染問題得到有效緩解。在美麗鄉村建設理念的推動下,我國農村經濟發展迅速。然而,在農村發展經濟的過程中同樣被環境問題所困擾。大部分農村地區缺少完善的汙水處理設施,其生活汙水大多直接被排入河流,對農村生態環境造成了嚴重影響。因此,我國亟待采取先進的汙水處理工藝治理農村生活汙水問題。

  1 一體化汙水處理設備工藝論證

  所謂廢水可生化性,是指廢水中所含的汙染物通過微生物的生命活動來改變汙染物的化學結構,從而改變汙染物的化學和物理性能所能達到的程度。生物處理是指微生物借助汙水中的有機物維持生命特征、開展生命活動,並借助新陳代謝實現對汙染物的清除。因此,需要對水中汙染物的含量通過實驗、計算的方法來確定,進而判斷其是否能進行微生物處理。

  BOD5與COD 是比較常用的水質指標,借助B/C 比實現可生化性評價是一種的方法。當B/C 比值大於0.3 時,可以對汙水進行可生化處理。隨著兩者比值的增大,其可行性隨之增大。在實際微生物處理中,不需要將有機物完全分解為水、硝酸鹽及二氧化碳,隻要保證其含量達到規定標準即可。

  就一體化設備工藝而言,以活性淤泥法為例,其較為成熟的工藝包括A/O 法、A2/O 法及其他改進工藝等。其中,A/O 脫氮法是指缺氧—好氧法,而A/O 除磷法是指厭氧—好氧法,在汙水流經對應區域時借助各種微生物菌的分解作用,促使氮、磷及有機物等汙染物得到有效去除。具體聯係汙水寶或參見http://www.520ugo.com更多相關技術文檔。

  2 A/O 主體工藝

  2.1 工藝原理

  厭氧—好氧活性汙泥法(Anoxic/Oxic,簡稱A/O)是由厭氧和好氧兩部分反應組成的汙水生物處理工藝。汙水進入厭氧池後,與回流汙泥混合。活性淤泥中的聚磷菌在這一過程中大量吸收汙水中的BOD,並將汙泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進入好氧池後,有機物被氧化分解,同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到汙泥中。由於聚磷菌在好氧環境中的吸磷量要遠遠大於其在厭氧環境中的釋磷量,因此,汙水經過“厭氧—好氧”的交替作用和二沉池的汙泥分離作用,達到除磷目的。

  2.2 工藝特點

  采用A/O 工藝作為主體工藝的一體化汙水處理設備具有除磷功能、脫氮功能及減少有機物功能等,其能有效避免出現汙泥膨脹現象,並且操作極其簡便。並且填料比表麵積較大,池內具有良好的充氧條件,生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量高,再加上汙泥回流,反應池內活性汙泥濃度較高,因此兼有活性汙泥法的特點,具有較高的容積負荷。由於生物固體量多,當有機容積負荷較高時,其F/M 比可以保持在一定水平,因此汙泥產量能保證不大於經活性淤泥法所產生的淤泥量。並且該工藝操作十分簡單、運轉成本較低、處理效果良好、運行穩定,完全可以滿足汙水治理要求,保證汙水能達到排放標準。

  2.3 工藝流程

  如圖1 所示,生活汙水經格柵井流入調節池後,由汙水泵抽送至A 級兼氧池,兼氧池內掛有彈性填料,借助填料中兼氧細菌自身的吸附水解作用,使汙水中對生物細菌有抑製作用和難以生物降解的有機物水解,同時將大分子有機物水解為小分子有機物,並對固體有機物進行降解,減少了汙泥量,降低汙水中懸浮固體的含量。同時,利用汙水中的有機物作為碳源,使從後級好氧段回流的硝化液中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮經過兼氧細菌作用後,形成氣態氮從汙水中逸出,實現汙水脫氮目標,降解汙水中的有機物,提高汙水的生化可降解性,同時有效除去汙水中的懸浮物及氨氮。兼氧池出水進入O 級好氧接觸氧化池,好氧池內好氧微生物在水體中有充足溶解氧的條件下,利用汙水中的可溶性汙染物進行新陳代謝,達到去除汙水中可溶解性汙染物的目的。好氧池出水自流入二沉池,汙水中大部分懸浮物在二沉池中能得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲存,中間水泵再提升至沙過濾器,去除懸浮雜質、顆粒及膠體等雜質,確保出水達到排放標準後消毒排放。

  經格柵攔截的柵渣需要定期清理外運,二沉池中的汙泥部分回流至A 級生物處理池,另一部分汙泥流入汙泥池進行好氧穩定消化處理,減少臭氣排放量及汙泥體積。並且消化池上清液溢流回到調節池,進入下一批次循環處理。剩餘汙泥定期抽送出設備罐體外運處置。

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  3 MBR 主體工藝

  3.1 工藝原理

  膜生物反應器(Membrane Biore-actor,簡稱MBR)技術是膜分離技術和活性淤泥法相結合的工藝。與活性淤泥法有所不同,其不需要利用沉澱池實現固液分離,而是借助中空纖維膜替代沉澱池,因此其固液分離能力更加突出。

  3.2 工藝特點

  MBR 處理工藝能適應各種水質,並且具有良好的衝擊負荷能力。處理池中采用新型彈性立體填料,比表麵積較大,更容易實現微生物掛膜及脫膜,在相同的有機物負荷條件下,其去除有機物的效果更加明顯,能提高空氣中的氧在水中的溶解度;其工藝簡單,不需要設置過濾池、沉澱池,可有效節約土地資源;同時,可有效減少水力的停留時間,減少汙泥排放量,進而降低汙泥處理成本。

  3.3 工藝流程

  如圖2 所示,汙水經格柵井流入調節池後經提升泵進入生物反應池,借助PLC 控製器開啟鼓風機進行充氧作業,生物反應池出水經循環泵進入膜分離處理環節,汙水返回調節池。反衝洗泵借助清水池中的處理水達到反衝洗膜處理設備的目的,同時反衝汙水返回調節池。提升泵開啟與閉合由反應池的水位進行控製。膜單元的過濾操作與反衝洗操作,能通過手動與自動兩種控製方式實現。當膜單元需要開展化學清洗作業時,應關閉汙水循環閥及進水閥,開啟藥液循環泵、藥洗閥及藥劑循環閥,達到化學清洗的目的。MBR 工藝利用膜的高效截留作用,將生化反應池中的大分子有機物及活性淤泥截留住,省略初沉池、二沉池,進行液分離,有效達到泥水分離的目的。

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  4 SBR 主體工藝

  4.1 工藝原理

  序批式活性汙泥法(Sequencing Batch Reactor,簡稱SBR 法)的最大優勢是在運行操作中將排水、沉澱、反應及曝氣等環節的操作工序根據時間順序在同一反應池中反複進行。SBR 工藝的運作次序主要包括進水、反應、沉澱、排水及閑置5 個階段,5 個階段所需的時間為一個運行周期,一個周期內各個階段的運行時間、運行狀況及反應池中混合液的濃度等都可以根據運行功能與進水水質進行靈活操作。通過對各階段操作的有效控製及切換,SBR 法就能在一定的範圍內適應水質、水量的變化。同時,在進水階段、反應階段,缺氧(或厭氧)與好氧狀態交替出現,有效抑製專性好氧菌的過量繁殖。並且較短的汙泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖,解決了常規活性汙泥易使汙泥膨脹的問題。

  4.2 工藝流程

  如圖3 所示,汙水流經格柵井後去除體積大的漂浮物,然後流入調節池進行均質、均量。出水經提升泵提升後進入主反應SBR 設備池,經過曝氣、反應、沉澱、排水等一係列操作工序後,下部汙泥流入汙泥儲存池,上部清液經潷水器潷水後流入中間水池,經消毒處理後,作為回用中水或達標排放至水體。進入汙泥儲存池的汙泥經壓濾後抽排外運,上清液回流至調節池。

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  5 結語

  當前,我國在農村環保方麵出台了相關政策,農村環境治理市場的發展優勢巨大。特別是在農村汙水處理方麵,排放標準不一、處理工藝多樣,導致其沒有形成標準化產品。因此,在農村汙水處理設備工藝方麵應加大研發力度,提高農村汙水處理效率,以實現建設美麗鄉村的目標。(來源:廣州市環境保護科學研究院)

 

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