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推荐工艺
A/O膜-生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)是将膜分离技术与生物处理单元相结合的水处理新技术。整个反应系统主要由核心膜组件、主体反应器、出水系统、曝气系统、清洗系统等组成。它以高效膜分离代替传统活性污泥法工艺中的二沉池,省却了传统活性污泥法中二沉池浓缩后剩余污泥的回流,相比于传统工艺MBR还具有以下优点:
膜组件能高效地实现固液分离,分离效果好于传统的沉淀池,无需顾虑污泥膨胀,出水水质良好且稳定,以城市污水为进水时,膜出水可以直接回用;
由于膜的高效截留作用,可使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;
膜-生物反应器能在高的污泥浓度下运行,抗水质波动能力强,容积负荷高,占地面积小;
长污泥龄有利于增殖缓慢的微生物的截留和生长,系统硝化效率得以提高。也可增加一些难降解有机物在系统中的水力停留时间,有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内,有利于难降解有机物降解效率提高;
膜-生物反应器可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污泥产量低,降低了污泥处理费用;
建设周期短,施工费用省,安装灵活,并且根据不同处理规模可以灵活调整,易于标准化和设备化。同时,普通生物处理工艺改造为MBR也较为方便;
易实现自动控制,操作管理方便。
膜-生物反应器相较于传统工艺,具有上述7大优势,但传统概念上认为MBR的投资建设成本较高。然而,随着土地价格增长、膜组件价格的下降、膜性能的改善,膜-生物反应器的投资已经和常规工艺相当,当应用在现有工艺的升级改造上,投资甚至还可低于常规工艺。
目前,膜-生物反应器在小规模污水处理上也已经得到了广泛的应用在出水水质要求高、占地面积小的地区更是体现处理常规工艺无法替代的优势。
在除磷方面,如前文所提,根据本工程的出水要求,生物除磷很难达到,同时对于MBR工艺又考虑一下几方面因素:
由于出水水质较高,出水总磷需要达到1mg/L以下,因此单靠生物除磷较难稳定满足要求。
由于场地受限,因此应尽量减小占地。
生物除磷效率高低的主要影响因素是整个系统的泥龄,除磷效果好,则需要选择相对较短的泥龄,这与冬季低温时,需要延长泥龄来确保硝化效果相矛盾。
处理规模较小,整体的药剂投加量也相对较小。
因此,统筹考虑整个系统的稳定运行及技术经济可行性,工艺选择采用化学除磷。
综上,从水质达标的稳定度、占地面积、施工及运行管理角度而言,A/O MBR工艺更适合用于“一级B”达标工艺。
设备各部分组成
本工艺采用WSZ地埋式一体化污水处理设备,该设备主要是对生活污水和与之类似的工业有机污水的处理,主要处理手段采用目前较为成熟的生化处理技术接触氧化法,总共由六部分组成:
(1)A級生化池
为使A級生化池内溶解氧控制在0.5mg/l左右,池内采用间隙曝气。A級生化池的填料采用新型弹性立体填料,为2.0米。这种填料具有不易堵塞、重量轻、比表面积大,处理效果稳定等优点,并且易于检修和更换,停留时间为≥3.5小时。
(2)O级生化池
A/O生化池的填料采用池内设置柱状生物载体填料,该填料比表面积大,为一般生物填料的16~20倍(同单位体积),因此池内保持生物量,达到高速去除有机污染物的目的。曝气设备采用鼓风机及微孔曝气器,氧的利用率为30以上,有效地节约了运行费用。停留时间≥7小时,气水比在12:1左右。
(3)沉淀池
污水经O级生化池处理后,水中含有大量悬浮固体物(生物膜脱落),为了使出水SS达到排放标准,采用竖流式沉淀池来进行固液分离。沉淀池设置1座,表面负荷为1.0m3/m2·hr。沉淀池污泥采采用气提设备提至污泥池,同时可根据实际水质情况将污泥部分提至A級生化池进行污泥回流,增加O级生化池中的污泥浓度,去除效率。
(4)消毒池
消毒池接触时间为30分钟。消毒采用二氧化氯消毒。投加量为4-6mg/L。经过生化、沉淀后的处理水再进行消毒处理。
(5)污泥池
污泥池有效容积8m3,沉淀池污泥用空气提升至污泥池进行常温消化,污泥池的上清液回流至接触氧化池内进行再处理,消化后剩余污泥很少。清理方法可用吸粪车从污泥池的检查孔伸入污泥底部进行抽吸外运即可。
(6)风机房、风机
风机设在风机房内,设有消声器,因此运行时噪声符合环保要求。
本工程采用针对性强,投资低,能耗少,运行费用省,近远期结合较好的AAO工艺。AAO工艺是一种典型的脱氮除磷工艺,其主要由厌氧段、缺氧段、好氧段组成。本工程采用AAO工艺完成脱氮除磷。原污水和回流污泥一起进入生物选择段,进行泥水合和生物相优选,进入厌氧段实现磷的释放后进入缺氧段,硝化液通过内循环回流到缺氧段前,在缺氧反应段中完成反硝化脱氮后进入好氧段,好氧反应段中实现BOD去除、硝化和磷的吸收去除。
在活性污泥系统中,微生物对基质浓度十分敏感,当进水浓度和有机负荷较低时,基质的去除主要通过胞外氧化,而在有机负荷较高时,则在微生物处于饥饿状态下,很多低分子可溶性基质将进入微生物细胞内存储,这种外源和内源代谢的交替循环是稳定间歇运行和控制丝状菌繁殖的有利条件。在基质浓度高时,絮凝性微生物生长速度较快,能迅速吸收吸附低分子可溶性有机物,而丝状菌在此条件下繁殖速度慢,缺乏竞争力,从而能防止污泥膨胀,相反,当基质浓度低时,丝状菌的繁殖能力超过非丝状菌,废水中所含一定量的可溶性有机物会导致污泥膨胀。
在AAO生物处理池前端设置生物选择段,生物选择段采用厌氧状态运行。在厌氧条件下,进入生物选择段的污水能在起始反应阶段迅速被聚磷菌所吸附吸收并转化成PHB(聚β羟基丁酸)在VFA的诱导下细胞内聚磷经水解成正磷酸盐释放到水溶液中,这一环境条件使聚磷菌在微生物生存竞争中占优势并得以大量繁殖,从而实现了生物活性的选择性要求,防止了丝状菌繁殖的污泥膨胀问题。
经过生物选择段后的污水首先进入厌氧区,在厌氧区、缺氧区中分别完成除磷、脱氮功能。在好氧区内进行曝气充氧,主要完成降解有机物和硝化过程。在AAO生物反应池好氧区末端设有内回流泵,泥水混合液通过内回流泵不断地从好氧区抽送至缺氧区中,完成脱氮过程。(混合液内回流量视脱氮程度求得,一般约为进水流量的200%)。
(1)本工艺在系统上可以称为较简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺;
(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增值,不会发生污泥膨胀,SVI值一般均小于100,有利于生物处理后泥水分离;
(3)运行中不需投药,两个A段只需轻缓搅拌,以不增加溶解氧浓度,运行费用较低。
(4)由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开,有利于不同微生物菌群的繁殖生长,因此脱氮除磷效果较好。
(5)增加了生物选择段,实现了生物活性的选择性要求。
6、尽较大努力减少建设方的二次投资。
7、通过科学的计算,对处理工艺和设备进行优化组合设计,并确定合理的资金占用比例。在确保工程各项性能指标达到标准要求的前提下,具有工艺先进、运行费用低、可靠性高、管理方便、布局合理、性价比高的特点。