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一体化医疗污水处理设施
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作为有较长历史的活性污泥法生物处理系统,在长期的工程实践过程中,根据水质的变化、微生物代谢活性的特点和运行管理、技术经济及排放要求等方面的情况,又发展成为多种运行方式和池型。其中按运行方式,可以分为普通曝气法、渐减曝气法、阶段曝气法、吸附再生法(即生物接触稳定法)、高速率曝气法等。
推流式活性污泥法
推流式活性污泥法,又称为传统活性污泥法。推流式曝气池表面呈长方形,在曝气和水力条件的推动下,曝气池中的水流均匀地推进流动,废水从池首端进入,从池尾端流出,前段液流与后段液流不发生混合。其工艺流程图见图2-5-18所示。
在曝气过程中,从池首至池尾,随着环境的变化,生物反应速度是变化的,F/M值也是不断变化的,微生物群的量和质不断地变动,活性污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断地变化,其沉降-浓缩性能也不断地变化。
推流式曝气的特点是:①废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的,由于在曝气池内存在这种浓度梯度,废水降解反应的推动力较大,效率较高;②推流式曝气池可采用多种运行方式;③对废水的处理方式较灵活。但推流式曝气也有一定的缺点,由于沿池长均匀供氧,会出现池首曝气不足,池尾供气过量的现象,增加动力费用。
推流式曝气池一般建成廊道型,根据所需长度,可建成单廊道、二鹿道或多廊道。廊道的长宽比一般不小于5:1,以避免短路。
用于处理工业废水,推流式曝气池的各项设计参数的参考值大体如下:
BOD 负荷(Ns) 0.2~0.4kgBOD5/(kgMLSS.d)
容积负荷(Nv) 0.3~0.6kgBOD5/(m3.d)
污泥龄(生物固体平均停留时间)(θr、ts) 5~15d;
混合液悬浮固体浓度(MLSS) 1500~3500mg/L;
混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) 1200~2500mg/L;
污泥回流比(R) 25%~50%;
曝气时间(t) 4~8h;
BOD5去除率 85%~95%。
*混合活性污泥法
*混合式曝气池,是废水进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合,因此池内混合液的组成、F/M值、微生物群的量和质是*均匀一致的。整个过程在污泥增长曲线上的位置仅是一个点。这意味着在曝气池中所有部位的生物反应都是同样的,氧吸收率都是相同的。
*混合式曝气池的特点是:①承受冲击负荷的能力强,池内混合液能对废水起稀释作用,对高峰负荷起削弱作用;②由于全池需氧要求相同,能节省动力;③曝气池和沉淀池可合建,不需要单独设置污泥回流系统,便于运行管理。
*混合式曝气池的缺点是,连续进水、出水可能造成短路;易引起污泥膨胀。
本工艺适于处理工业废水,特别是高浓度的有机废水。
用于处理城市废水,*混合曝气池的各项设计参数的参考值如下:
BOD 负荷(Ns) 0.2~0.6kgBOD5/(kgMLSS.d)
容积负荷(Nv) 0.8~2.0kgBOD5/(m3.d)
污泥龄(生物固体平均停留时间)(θr) 5~15d;
混合液悬浮固体浓度(MLSS) 3000~6000mg/L;
混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) 2400~4800mg/L;
污泥回流比(R) 25%~100%;
曝气时间(t) 3~5h;
BOD5去除率 85%~90%。
分段曝气活性污泥法
分段曝气活性污泥运行模式又称阶段进水活性污泥法或多段进水活性污泥法,其特点是废水沿池长多点进水,有机负荷分布均匀,使供氧量均化,克服了推流式供氧的弊病。沿池长F/M分布均匀,充分发挥其降解有机物的能力。该法可提高空气利用率,提高池子工作能力,适用各种范围水质。该工艺的不足是,进水若得不到充分混合,会引起处理效果的下降。
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。
一体化医疗污水处理设施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。
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