小型MBR膜污水处理设备

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水解工艺
水解工艺属于升流式污泥床反应器技术范畴，水解池按其内介质分区为污泥床区和清水区，待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的微生物膜由反应器底部进入池内，并通过布水系统及特殊的池型构造与污泥床快速而均匀的混合。污泥床较厚，类似于过滤层，从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。污泥床内含有高浓度的兼性微生物，在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物质在大量水解菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质（如有机酸类）；同时，生物滤池反冲洗时排出的剩余污泥菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，使污泥液态化，重新回到污泥处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。由于水解池的污泥龄较长，在污水处理的同时，污泥得以消化。 
水解工艺应用于城市污水处理中，具有如下特点： 
（1）在城市污水处理中，多功能的水解池较功能专一的传统初沉池对各类有机物的去除率高； 
（2）水解菌世代期短，对污染物的降解过程迅速，其将污水中固体、大分子、难于生物降解的有机物质转化为易于生物降解的小分子有机物质，使得在后续的好氧单元可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程，具有效率高能耗低的特点； 
（3）构造简单，便于维护。水解池内不装设填料，不设三相分离器，由于上层
污泥床的层流顶托作用，可以依靠水的静压排泥，从而降低造价，便于维护； 
（4）在污水处理的同时，也完成了对污泥的稳定化处理，使得污水、污泥处理一元化，简化了流程，节省了投资。

曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。 生物膜的吸附作用主要是由于在生物膜的表面附着一层薄薄的水层，水中的有机物被生物膜所氧化（其浓度要比滤池进水中有机物的浓度低很多），当废水在滤料表面流动时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水中去，被生物膜所吸附。空气中的氧通过水层而进入生物膜。生物膜上的微生物在氧的参与作用下对有机物进行分解和机体的新陈代谢，产生了包括二氧化碳等无机物，它们又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层排到流动着的废水及空气中去。生物滤池中废水的净化过程是很复杂的，它包括废水中复杂的传质过程。生物膜是由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统，细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中，并且附着在固体表面。生物膜发育形成而条件和时间序列大致为： 
1）存在着可用于聚居的固体表面； 
（2）一种有机分子膜快速形成； 
（3）聚结的细胞松散的附着； 
（4）聚居的细菌牢固的附着； 
（5）微生物群落形成，产生胞外聚合物； 
（6）群落向上和向外扩展，形成规则和不规则结构； 
（7）生物膜成熟，新的菌种进入生物膜并生长，有机和无机碎片被结合，并且溶液度形成，导致了生物膜空间的异相结构； 
（8）生物膜可能被吞噬细菌的原生动物捕食； 
（9）成熟的生物膜可以脱落，使这种循环交替的重复进行； 
（10）形成一种顶ji群落。 
生物膜形成的关键是在其载体表面的固定。影响微生物在载体，表面附着、生长的因素很多，归纳为三类，即微生物的自身性质（种类、培养条件、浓度、活性等）、载体表面性质（表面亲水性、表面负荷、表面化学组成、表面粗糙度等）以及环境条件（pH、离子强度、水流剪切力、温度等）。对于曝气生物滤池工艺而言，载体即滤料是工艺的核心，对滤料的选择和采用有着非常严格的要求，如机械强度、物理形态、稳定性、比重、亲水性、表面电性、孔隙度、表面粗糙度、价格等。当载体已经通过优化确定后，在微生物调试过程中，主要是为微生物在载体表面的附着、生长、繁殖，提供良好的环境条件。 

生物脱氮除磷机理、作用条件和工艺选择
生物脱氮除磷工艺一般都是除碳、脱氮和除磷三种流程的有机组合。除碳是利用细菌在有氧的条件下将有机物分解为二氧化碳和水的过程。在有充足的氧和生物量的条件下，除碳的过程可以很顺利的进行。《排放标准》中氮和磷的控制指标分为氨氮、总氮和总磷。总氮包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
在实际的工程设计中，根据受纳水体的要求和其它一些实际情况，生物除磷脱氮工艺可以分成以下几个层次：
①去除有机物、氨氮，对总氮无要求：可以采用生物硝化工艺，采用延时曝气。
②去除有机物和总氮：因要去除总氮，应采用生物硝化和反硝化工艺，需要在好氧反应池前增设一个缺氧段，将好氧池中的硝酸盐混合液回流到缺氧段，保证在缺氧的条件下，将硝酸盐反硝化成氮气。
③去除有机物、氨氮、有机氮和总磷：应采用除磷的硝化工艺，在好氧反应地前增设一个厌氧段，在厌氧段内完成磷的释放，在好氧段内实现磷的超量吸收、有机物的氧化、有机氮及氨氮的硝化。
④去除有机物、总氮和总磷：应采用*的生物除磷脱氮工艺，在好氧反应池前既要增设一个厌氧段又要增设一个缺氧段，以同时实现生物除磷脱氮。

小型MBR膜污水处理设备中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺
中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺选择的主要影响因素包括：进水水质浓度和对出水水质的要求、工艺流程长短、占地面积、建设投资、能耗和运行管理等。当然，出水水质好、流程短、占地面积小、能耗低、投资少、运行管理简单的脱氮除磷工艺是工艺发展的总趋势，我们需要根据污水处理厂的实际情况，认真比选，终选择出符合实际的，好的工艺。
由上述脱氮除磷机理分析，我们可以看出脱氮过程和除磷过程之间相互限制：脱氮*，意味着因大量的结合态氧进入厌氧池使除磷所需的*的厌氧环境受到破坏，除磷受限;磷的去除通过排放剩余污泥实现，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情况下，除磷量也就越多，而生物硝化工艺却需要较低的负荷，较长的泥龄，因此硝化受到影响，进而影响脱氮效果。
生物脱氮除磷工艺主要有A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟、SBR工艺、BIOLAK等从活性污泥法派生出来的工艺，均可实现除碳、脱氮和除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。
SBR衍生工艺
SBR工艺因其操作灵活性，使之易于引入脱氮除磷过程，通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，来达到脱氮除磷的目的。然而，在实际应用中，常规SBR工艺往往因投资和占地面积等因素，限制其被采纳，但其衍生工艺因在具备SBR工艺优点的同时，又克服其缺点而将脱氮除磷的作用充分发挥出来而更具优势。
SBR衍生工艺有CAST工艺、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺和UNITANK工艺等。ICEAS工艺和DAT-IAT工艺均采用连续进水方式，使进水的控制系统变得简单，但是因主反应区前面缺乏一个厌氧段，因此除磷的效果不够理想。DAT-IAT工艺的回流比比较大，运行费用偏高。因此，适合小城镇污水处理厂的SBR工艺非CAST工艺莫属。
CAST工艺是在主反应区前设置预反应区，在预反应区内，从主反应区回流的污泥与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除也对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。预反应区还有效的抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统稳定性。
CAST工艺具有出水水质好、抗冲击负荷适应性强、污泥活性好、投资和占地面积小、能耗低等优点。但CAST工艺的设备和容积利用率不高。
氧化沟工艺
通过文献获悉，我国中小城镇污水处理厂建设应用奥贝尔氧化沟工艺多。奥贝尔氧化沟拥有*的3层沟渠结构，通过制沟渠内的溶解氧量，保持较大的溶解氧梯度，形成厌氧-缺氧-好氧的环境达到脱氮除磷的目的。在实际应用中，我所从事的公司中小城镇污水处理厂建设多采用改良型卡鲁赛尔氧化沟，即在卡鲁赛尔氧化沟的主体结构之前增设厌氧池和缺氧池，结合A2/O工艺和氧化沟优点，达到良好的出水水质。
卡鲁赛尔氧化沟中的曝气设备有采用表曝装置如倒伞曝气机，也有采用微孔曝气头，推流器或搅拌机推动水体流动的。具体采用哪种组合，需在实际应用中通过计算权衡才能确定。
合建式BIOLAK工艺
BIOLAK工艺是一种具有除磷脱氮功能的采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。该工艺采用铺设有HDPE防渗膜的土池结构来避免地下水污染，采用悬挂曝气链曝气避免了穿孔安装曝气设备。合建式BIOLAK池前端的厌氧池和反应池中的波浪式曝气所形成的环境使污水中的氮和磷去除。
由于BIOLAK工艺采用土池而大大减少了建设投资，采用曝气链曝气系统强化了氧的转移效率，并减少运行费用，大大提高了处理效果，澄清池后稳定池内的二次曝气进一步保证了出水水质。BIOLAK工艺污泥回流量大，剩余污泥量少并且性质稳定，整个系统没有水下固定件，维修方便且概率小，因而在条件具备的地区，BIOLAK工艺应该是中小城镇污水处理厂具优势的工艺。

一体化膜生物反应器（Integrated membrane bio-reactor，简称IMBR）技术是膜分离技术与活性污泥技术相结合的新型水处理技术。膜生物反应器用膜分离技术代替传统活性污泥法的重力式沉淀池，提高了泥水分离率，使水力停留时间与污泥龄相对分离，具有处理设备紧凑，有机物分率高，污泥发生量少，维护管理方便，处理水质稳定，且品质优良等特点。然而，由于成本问题，使其难以大规模推广应用。