全站搜索
中小城镇污水处理新型实用工艺水解-活性滤料生物滤池组合工艺
作者:管理员    发布于:2016-04-26 15:59:05    文字:【】【】【

  1.1水解工艺本组合工艺中采用的水解池为上流式厌氧污泥床反应器的改进型,通过对底部布水、上部出水及各种相关参数的合理设计,具有布水均匀、运行稳定、易于管理的特点。适用于处理低浓度的工业废水与城市污水,特别是生化性较差的废水。水解池中有一定高度的污泥层,并可充分利用城市污水在输送过程中自然生长的微生物,集物理沉降、污泥层吸附和生物降解作用为一体,污水中的颗粒和胶体污染物得到截留和吸附,并在水解产酸细菌等微生物作用下得到分化和降解,大分子有机物被分解成小分子有机物。水解池可以在较短的时间和相对高的水力负荷下获得较高的悬浮物去除率,同时提高了污水的可生化性,有利于后续的好氧处理。水力停留时间为2.53h(与传统的初沉池停留时间相当),对BOD、COD、SS的去除率均高于传统的沉淀池,与沉淀池相比投资相差不大。通常水解池BOD5去除率为2530,<:00去除率为3545,SS的去除率为7585,对大肠杆菌和蝈虫卵的去除率也有显著提高,同时可以减少污泥产量,水解酸化池的排泥量比沉淀池系统减少30以上,具有稳定污泥的作用。

  水解工艺在国内已被成功用于10余座城市污水厂,并已被广泛应用于工业废水处理领域。我公司已将其成功用于印染、纺织、轻工、酿酒、化工、造纸等行业的工业废水处理以及生活污水处理工程中。

  1.2活性滤料生物滤池工艺活性滤料生物滤池是由我公司自主研发的一种高效生物反应器,具有三高一分的特点,其三高指:高生物量、篼生物活性和高传质速度;一分指:反应器生物相沿水流方向分为多层,各层生长有占优微生物。因此,活性滤料生物滤池工艺具有较高的生物反应速度和处理效率。同时该工艺还具有过滤、截留悬浮颗粒的功能。由于该技术的先进性和实用性,被国家环保总局评为2000年国家重点环境保护使用技术,被国家五部委(科学技术部、国家环保局、对外贸易经济合作部、国家质量监督检验检疫总局、国家税务总局)评为国家重点新产品。该技术已在我公司承担的印染废水、淀粉生产废水、啤酒废水、卷烟废水、小区生活污水、宾馆污水的处理与回用工程中得到成功的应用。

  活性滤料生物滤池的大特点是使用了新型粒状滤料,在其表面生长有生物膜,在滤层下部设置曝气布气系统与反冲水布水系统。曝气系统提供生化作用所需氧气,废水上向或下向流过滤层,使废水中的有机物等污染物质被生物膜吸附、截留与生物降解。它能够作为活性污泥法与常规的接触氧化法的茧新替代技术。

  由于所采用填料表面粗糙且有大量小孔,因此比表面积较大(大于800m2/m3滤料),活性滤料生物滤池内微生物量大且活性高,可适于变化较大的进水水质,抗冲击负荷能力强,运行出水水质好、性能稳定。通过设计控制曝气系统的高度,可使滤层形成厌氧区和好氧区,实现深度脱氮的目的。废水先流经厌氧区,提供反硝化所需的碳源,部分BOD被异养反硝化微生物降解掉,降低了进入曝气区的有机负荷。硝化功能得益于生物膜法的特点,摆脱了因硝化细菌世代期长而造成的泥龄限制。具有以下优点:生物处理和过滤结合在一起,能得到高质量的出水,省去了二沉池;抗有机负荷冲击能力强:能够适应来水量与有机物浓度较大的波动变化,具有抗生物毒性物质冲击的能力,运行稳定;占地面积小:由于设计运行有机负荷篼,其池容和平面面积只是常规二级生物处理的1/5左右且不需要二沉池,因此大大减小了池体占地面积;节省能源消耗:由于使用了新型粒状填料,有篼效切割气泡的能力,大大增加了气泡在上升过程中与生物膜直接接触的机会,强化提篼了氧的传质效率,所以曝气量为普通生物处理的1/2,减少了风机的运转功率;工艺不需污泥回流。因而能源消耗与设备维护费用较低;可根据处理要求,采取不同的工艺模式,分别满足脱碳、硝化、脱等功能,运行管理简便;目前公司已开发出适合于不同进水水质与处理要求的粒状滤料与池型。有多种粒径规格的重质滤料(颗粒密度大于水,沉于水中)与轻质滤料(漂浮于水中)。开发出了重质滤料逆向流滤池、重质滤料同向流滤池、轻质滤料同向流滤池。根据处理功能又可分为碳化滤池(去除有机物为主)、碳化与硝化滤池(去除有机物、氨筑)、碳化与脱m―体化滤池、脱氮滤池等多种运行模式以满足不同排放标准。

  产泥量少,反冲洗排出的生物膜易于沉降;工艺可实现自动控制,设备国产化程度高。

  近年来我国水工业发展很快,很多新的水处理设备不断推向市场,活性滤料生物滤池所需的设备现在已基本实现国产化。活性滤料生物滤池的自控技术及水质监测技术也得到了很大发展,能满足工艺自动化运行可靠的要求,大大降低了工程造价。

  1.3水解一活性滤料生物滤池组合工艺水解酸化池对污泥有很好的处理效果,池中的部分污泥通过生物作用被消解,使污泥减量并得到稳定。水解酸化池中污泥消解减量达30以上,水解污泥的有机物含量、卫生指标、沉降和脱水性能均与传统的消化池污泥相当,基本达到稳定程度。在组合工艺中活性滤料生物滤池产生的污泥与进水混合后进入水解池布水系统,从底部进入水解池,使污泥得到消解稳定。从水解酸化池排出的污泥经浓缩、脱水设备处理后,可作为肥料使用或用车外运。脱水污泥含水率为7580左右。

  由于结合了两种生物反应器的优点,组合工艺形成了自己的特点:处理功能上,水解池保证了活性滤料生物滤池充分发挥作用:水解池一方面去除了大部分悬浮物,保证了活性滤料生物滤池对进水悬浮物的要求,另一方面提篼了污水中溶解性有机物的比例及可生化性,有利于提篼活性滤料生物滤池对有机物等污染物的去除效率。

  组合工艺投资省、运转费用低、处理构筑物占地面积少:水解池以厌氧方式稳定地去除大量的有机物而不消耗电能,使活性滤料生物滤池进水有机物浓度降低,可以降低需氧量,同时由于活性滤料生物滤池的氧转移效率篼,曝气置大大降低,曝气所需功率小,使运转费用较低。由于水解反应器的生化处理作用使进水有机污染物总量减少,活性滤料生物滤池所需碳化部分总容积与没有水解池预处理工艺相比大为减少,相应减少了投资与占地。水解池对污泥具有厌氧稳定的作用,脱水性能好,因此该组合工艺的污泥不需要另建消化装置,也相应减少了投资和减低了运转费用、减少了占地面积。水解一活性滤料生物滤池工艺流程简单,减少了运转维护费用。

  活性滤料生物滤池可以同时脱碳和脱,达到污水深度处理的要求。活性滤料生物滤池优良的运行性能保证组合工艺出水水质好、运行稳定。

  2水解一活性滤料生物滤池组合工艺的运行研究该组合工艺已在我公司多个污水处理及回用工程中得到应用,运行效果均达到了设计要求。主要工程实例见表1.表1应用水解一活性滤料生物滤池组合工艺的工程实例序号地点水置扣阶段年代备注烟台首钢电装有限公司运转达标排放日照海滨国家森林公园运转达标排放将军集团济南卷烟厂运转回用将军集团新疆卷烟厂运转达标排放莘县毛巾厂运转达标排放江门市高尔夫球场在建江门市华苑宾馆在建济南南郊宾馆中水回用运转回用昌乐县污水处理厂设计从表1看出,该组合工艺适用于多种行业的废水,有原水水质为150300mg/LCODcr的低浓度废水,也有原水水质为6001200mg/LCODcr的废水,有易于生化处理的生活污水,也有生化性差的印染废水,而且运行稳定。

  工艺流程示意-调节池;2-水解池;3-气生物滤池;4-中间水池;5纤维过滤器;6-回用水池;7-潜水泵;8管道泵;9-罗茨风机2.1水解酸化池该工程水解池对COD的去除率变化范围较大,一般在2040之间,大去除率达53,去除率的变化主要与进水浓度变化有关。从运行过程发现,在水力负荷一定的生产性实际情况下运行,控制好池内污泥层高度是水解池运行良好的重点,合理排泥是控制水解池泥位的关键所在。水解池运行的主要影响因素是水温、进水COD浓度、进水SS浓度及腐化程度,水解池运行不好的直接表现就是因池内污泥层产气而跑泥。在本水质条件下,基本控制泥层高度在1.82.5ra左右,当水温高时控制在低泥位,水温低时可以控制在较高泥位。调试试验发现,若排泥不及时,会出现池内产气量增加,造成出水COD与SS较高,降低去除效率。因此,排泥是通过控制污泥龄来防止甲烷菌生长的关键手段。水力负荷也是水解池设计与运行的重要参数,水力负荷直接影响絮状污泥层的密实度,较高的水力负荷可以保证污泥层的足够膨松,利于污泥层所产少量气体的脱出。

  2.2活性滤料生物滤池2.2.1活性滤料生物滤池启动采取直接连续进水的启动挂膜方式,周进水量控制在处理量的2030,第二周进水量控制在处理量的50,第三周进水量按处理量的80运行,第四周满负荷运转,挂膜完成。由于所选页岩陶粒表面非常粗糙,具有很多肉眼可见小孔,为内部的微孔提供了通道,因此吸附能力强。前3天的出水COD非常低,分别为8mg/L、24mg/L、40mg/L,出水COD的降低主要是陶粒的吸附作用,从第四天开始逐渐上升,第九天又开始降低,说明生物膜已开始生长,发生了生物降解作用,镜检发现开始出现变形虫、草履虫、线虫、独缩虫等,第三周出水稳定在6070mg/L并继续降低,第四周挂膜成功。

  2.2.2进水有机负荷对去除效率的影响通过运行发现,进水容积负荷在1.66.3kgCODcr/m3d的范围内变化,对COD的去除率变化不大,从88到91,出水COD也比较稳定,从平均37mg/L到66mg/L,说明BAF工艺对进水有机负荷的变化适应能力强、运行稳定可靠。在负荷为1.62.2kg/md时,出大部分时间COD在5060mg/L,在负荷为5.86.3kg/m3d时,出水COD平均为62mg/L,在4876mg/L范围内,大部分时间COD在5570mg/L.说明对进水负荷变化的适应能力强,运行稳定。出水溶解氧一般在2mg/L左右。

  2.2.3反冲洗对工艺运行性能的影响在实际运行中,反冲洗是活性滤料生物滤池运行的关键,而反冲洗强度与反冲洗周期(频率)是保证反冲洗效果的重要参数。采取气水联合冲洗方式,确定反冲洗强度为:水冲强度5L/m2s、气冲强度10L/m2s,反冲洗时间为15min(其中水冲时间共丨Omin),运行证明此反冲洗强度能满足要求。从理论上讲,反冲洗周期应该依据进水SS及进水负荷的变化而变化,进水SS及有机负荷高时反冲洗周期短、反冲洗频繁,经调试发现在有机负荷小于4.0kgCOD/md时,每2北反冲一次,当有机负荷大于4.0kgCOD/m3d时,每12h反冲一次,当有机负荷大于6.0kgCOD/m3d或进水SS很高时,每8h反冲一次,能取得较好的运行效果。

  滤池是否需要反冲洗可以从几个方面判断:滤池内水位到达高设定水位(即滤层水头损失较大)、曝气出现不均匀现象、出水水质变差等,其中一个方面出现问题均应反冲,并由此来确定反冲洗周期,将控制参数变成简单的时间控制。从活性滤料生物滤池的实际运行来看,在一个周期内随着进水时间的不断延长,滤池的水位变化不大,而首先表现出来的是曝气不均匀,继而出水水质变差,也就是说,应以从进水开始到曝气不均匀出现时的运行时间作为制定反冲洗周期的依据。

  若随意增大反冲周期,则会造成活性滤料生物滤池出水水质的变差,如所示。

  所表示的是在篼负荷条件下活性滤料生物滤池的反冲周期应为8h,但没有按时进行反冲,―直连续运行,当运行时间超过lh后,出水COD开始升高。

  时间(h)活性滤料生物滤池出水COD随曝气时间的变化反冲洗不但去除了滤层中截留的SS,而且脱落了部分生物膜,为了研究反冲洗过程对活性滤料生物滤池出水的影响,对反冲洗前后的出水COD进行了连续检测,连续检测了3天,共反冲洗9次(运行周期按8h),结果见。

  时间(h)活性滤料生物滤池连续多个运行周期的出水COD从中看出,虽然在72h内对曝气生物滤池进行了9次反冲洗,但反冲前后出水COD非常稳定,说明所确定的反冲洗强度是适宜的,反冲洗结束时池中填料上的生物膜在数量上满足要求且活性高,反冲洗过程对曝气生物滤池的运行基本没有影响。

  2.2.4生物相观察镜检发现,生物膜中有大量丝状菌、线虫、钟虫类(独缩虫、聚缩虫、盖纤虫)及少量轮虫(猪吻轮虫、小粗颈轮虫),而且在填料层上部的COD浓度较篼的缓冲水层中也发现了轮虫,分析认为是因冲洗而随生物膜脱落后进入该水层中。在填料层顶部的陶粒上的生物膜中,独缩虫占优势,在显微镜下观察非常密集,就像硕果累累的果树,这些膜的密度大易沉淀,核心略黑,不易打碎,核心发黑的原因是独缩虫的密集度过大造成。从池中取出陶粒观察发现,当颗粒离开水后,生物膜则贴附于陶粒上形成一层薄膜,颜色较深。将陶粒放入蒸馏水中观察发现,陶粒上的生物膜呈浅色绒毛状向外伸展,并不是在陶粒表面均匀布满生物膜,而是呈丛簇状,长度不同,长度约24mm,其根基植于孔隙处,用玻璃棒搅动,同一陶粒上大的团簇容易脱落,每个陶粒上的生物膜不是一起脱落。这种状态非常有利于生物膜从水中摄取营养物质及溶解氧,利于物质的传质及对悬浮物的吸附。这也可能是BAF具有良好截留悬浮物性能的原因之一。BAF填料的粒径较大,填料间的空隙也较大,同时有空气的搅动作用,这些对过滤都是不利的因素,BAF之所以能较好的截留悬浮物质,应归功于生物膜具有的生物絮凝性,而生物膜的伸展状态填充了(但不是堵塞)颗粒间的大空隙通道内的空间,加强了生物膜对悬浮物的捕捉吸附作用,强化了生物絮凝功能。

  3结论水解一活性滤料生物滤池组合工艺技术先进,已成功的应用于工业废水、小区生活污水、宾馆生活污水等处理与回用工程中,证明该工艺可广泛应用于适于生物法处理的各种水质的污水处理中,能适应变化较大的进水水质与有机负荷,抗冲击负荷能力强。本工艺优其适用于水质变化较大、工业废水占比例较高的中小城镇污水处理,是中小城镇污水处理的新型实用工艺。

  该组合工艺投资省、运行费用低、占地少、运行稳定可靠、管理方便。

  (上接第151页)3技术及设备的应用前景随着社会经济的发展和人口的快速增长,水污染问题,尤其是富营养化日趋严重。在我国的许多中小城镇,城市污水的收集和排水体系落后,采用集中的污水处理厂进行污染治理,不符合当前的实际发展现状,而分散型的污水处理技术及设备不仅能有效解决小城镇的污染治理,而且符合21世纪可持续发展的环保技术的要求:投资低、运行成本低、能耗低、处理效率高和运行稳定。贵州省环境科学研究设计院开发的适合经济发展中地区和小城镇的污水脱氮除磷处理技术――中小型污水脱氮除磷净化技术及设备,特别适用于风景旅游区、生活住宅小区等分散的污染源。通过实际的应用和研究,我们将不断完善该系列技术及设备,在全国有关环保部门、科研机构和产业部门的帮助和技术交流的基础上,使该系列技术及设备在中小城镇城市污水处理方面得到更广泛的应用。

访问统计
51客服