微動(dòng)力一體化污水處理設(shè)施

水解酸化-生物接觸氧化工藝概述
水解酸化-生物接觸氧化工藝是20 世紀(jì)80 年代以來開發(fā)的水處理新技術(shù)，已被廣泛地應(yīng)用于城市污水、啤酒廢水、印染廢水、合成橡膠廢水等類型的廢水處理中，并取得了較好的效果。
水解酸化工藝
水解酸化工藝的探討其實(shí)是從污水厭氧生物處理開始的，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和理論分析，逐步發(fā)展為水解酸化生物處理工藝。物料的厭氧生物降解過程可以分為四個(gè)階段。一是水解階段，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應(yīng)主要指大分子物質(zhì)分解為小分子及其水溶物。二是發(fā)酵或酸化階段，酸化菌將上述小分子轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細(xì)胞外，主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸等。三是產(chǎn)乙酸階段，指上一階段產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸及新的細(xì)胞物質(zhì)。四是產(chǎn)甲烷階段，指上一階段產(chǎn)物被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳及新的細(xì)胞物質(zhì)。水解酸化工藝就是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理和第二階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。

微動(dòng)力一體化污水處理設(shè)施水解酸化工藝特點(diǎn)
采用水解酸化池較之全過程的厭氧池或曝氣池具有以下特點(diǎn)：
(1)不需要曝氣系統(tǒng)，也不需要密閉池體，不需要攪拌器，也不需要三相分離器，大大降低了造價(jià)和運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用。
(2)由于水解、酸化反應(yīng)迅速，故有效水力停留時(shí)間短，水解反應(yīng)池體積小，節(jié)省了土建投資。
(3)由于反應(yīng)控制在第二階段完成前，出水無厭氧發(fā)酵的難聞氣味，改善了污水廠站的環(huán)境。
(4)能有效降解有機(jī)物，具有污泥消化池的功能，減少了污泥量，能實(shí)現(xiàn)污水、污泥一次處理。
(5)水解、酸化階段的產(chǎn)物是小分子有機(jī)物，可生化性較好，若結(jié)合后續(xù)好氧工藝使用，實(shí)踐證明具有很好的處理效果。
AB法工藝對氮、磷的去除以A段的吸附去除為主。污水中的部分有機(jī)氮和磷以不溶解態(tài)存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通過沉淀轉(zhuǎn)移到固相中，同時(shí)生物同化也可以去除一部分以溶解態(tài)存在的氮和磷。傳統(tǒng)的AB法工藝的總氮去除率約為30%～40%；對磷的去除以A段的吸附絮凝作用為主，A段對磷的去除率約為35%～50%，是傳統(tǒng)一段活性污泥法的兩倍以上；剩余的磷進(jìn)入B段用于B段的微生物的合成而得到進(jìn)一步去除。這樣AB法工藝整體顯示出了比傳統(tǒng)活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身組成上的特點(diǎn)，決定了其對氮、磷的去除量有限，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
首先，生物脫氮過程包括硝化和反硝化兩個(gè)部分，終使氮以氣態(tài)的形式釋放到大氣中而達(dá)到從污水中去除的目的。由于A段對BOD的去除率高而對氨氮去除的很少，使得進(jìn)入B段的BOD/N值降低，這樣有利于硝化菌的生長，使B段充分完成硝化過程；由于常規(guī)的AB法工藝沒有反硝化過程，雖然氨氮得到去除，但是導(dǎo)致了硝態(tài)氮的增加，硝態(tài)氮的存在使出水依然難以達(dá)到污水排放對氮含量的要求。

其次，于磷來說，傳統(tǒng)的AB法工藝不能為聚磷菌提供優(yōu)勢生長的厭氧/好氧條件，因此不能充分發(fā)揮生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮凝作用，主要去除的也是以懸浮態(tài)存在的磷。但城市污水中以懸浮態(tài)存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。雖然AB法表現(xiàn)出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很難達(dá)到對磷的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。對于AB法工藝來說，它不具備同時(shí)脫氮除磷的條件，對氮、磷的去除率很難進(jìn)一步提高。
厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機(jī)廢水處理的適宜工藝。這是因?yàn)?
1. 厭氧法多適用于高濃度有機(jī)廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機(jī)物, 具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但其出水綜合的指標(biāo)往往不能達(dá)到處理要求;
2. 厭氧法能耗低和運(yùn)行費(fèi)便宜,尤其在高濃度有機(jī)廢水時(shí),厭氧法要比好氧法經(jīng)濟(jì)得多;
3. 好氧法則多適用于中低濃度有機(jī)廢水的處理, 對于高濃度且水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的廢水的耐沖擊負(fù)荷能力不如厭氧法,尤其當(dāng)進(jìn)水中含有高分子復(fù)雜有機(jī)物時(shí),其處理效果往往受到嚴(yán)重的影響。厭氧- 好氧聯(lián)合處理工藝可大大改善水質(zhì)及運(yùn)行的穩(wěn)定性,但由于厭氧段實(shí)現(xiàn)了甲烷過程,因而對運(yùn)行條件和操作要求較為嚴(yán)格,同時(shí)因原水中大量易于降解的有機(jī)物質(zhì)在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機(jī)物主要為難生物降解和厭氧消化的剩余產(chǎn)物, 因而盡管其后續(xù)的好氧處理進(jìn)水負(fù)荷得到大大降低,但處理效率仍較低。此外,該工藝須考慮復(fù)雜的氣體回收利用設(shè)施,從而增加基建費(fèi)用。而水解酸化工藝則將厭氧處理控制在產(chǎn)酸階段, 不僅降低了對環(huán)境條件(如溫度、p H、DO 等) 的要求, 使厭氧段所需容積縮小,同時(shí)也可不考慮氣體的利用系統(tǒng),從而節(jié)省基建費(fèi)用。由于厭氧段控制在水解酸化階段,經(jīng)水解后原水中易降解物質(zhì)的減少較少,而原來難以降解的大分子物質(zhì)則被轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),從而使廢水的可生化性及降解速率得到較大幅度的提高。因此,其后續(xù)好氧處理可在較短的HRT下達(dá)到較高的處理率。兩相厭氧消化工藝即是將厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開,以便獲得各自優(yōu)的運(yùn)行工況。與水解酸化過程相比, 其產(chǎn)酸段對產(chǎn)物的要求是不同的(以乙酸為其產(chǎn)物) 。

微動(dòng)力一體化污水處理設(shè)施生物膜結(jié)構(gòu)及處理污水的原理
生物膜法是模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，它使微生物群體附著于固體填料的表面，形成生物膜。當(dāng)廢水流經(jīng)新設(shè)置的濾料表面，游離態(tài)的微生物及懸浮物通過吸附作用附著在濾料表面，構(gòu)成了生物膜。隨著污水的流入，微生物不斷生長繁殖從而使生物膜逐步增厚，經(jīng)過10~30d左右，就可形成成熟的工作正常的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，因此具有很強(qiáng)的吸附作用，有利于微生物進(jìn)一步對這些被吸附的有機(jī)物的分解和利用。當(dāng)生物膜增厚到一定程度，將受到水力的流涮作用而發(fā)生剝落。適當(dāng)?shù)膭兟淇墒股锬さ玫礁?。生物膜的外表層的微生物一般為好氣菌，因而稱好氣層。內(nèi)層因受氧擴(kuò)散的影響而供氧不足，因而使厭氧菌大量繁殖形成厭氧層。

生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機(jī)物為營養(yǎng)物質(zhì)，將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質(zhì)，另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物，在轉(zhuǎn)化過程中釋放能量，滿足微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進(jìn)入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，成為污泥。如果有機(jī)物負(fù)荷比較高，生物膜對吸附的有機(jī)物來不及氧化分解時(shí)，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進(jìn)行再處理。
污水處理中活性污泥法與生物膜法的比較
活性污泥法與生物膜法具有不同的工藝特點(diǎn)
固著于固體表面上的生物膜對廢水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好;而活性污泥法常用于特定水質(zhì)、低濃度的污水處理，而且污水中含有足夠的可溶性、易分解的有機(jī)物，但處理廢水中的膠狀污染物較為理想。生物膜法不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行管理較方便，且節(jié)能，易于維護(hù)管理，動(dòng)力費(fèi)用低;而活性污泥法在步中要攪動(dòng)，導(dǎo)致曝氣池會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，污泥膨脹，而且還需要空氣壓縮、攪動(dòng)、污泥回流等耗費(fèi)動(dòng)力設(shè)備的過程，所以在動(dòng)力方面則花費(fèi)較大。
活性污泥法需要人為地從空氣壓縮機(jī)站送入壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中;生物膜法則采用自然通風(fēng)供氧。
活性污泥法對污水的沖擊負(fù)荷比較敏感;生物膜法有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。
活性污泥法污水與污泥一直處在接觸混合狀態(tài)，而且是絮凝狀態(tài)，導(dǎo)致污泥沉降性能較差，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分離。