微动力一体化污水处理设施

微动力一体化污水处理设施

水解酸化-生物接触氧化工艺概述
水解酸化-生物接触氧化工艺是20 世纪80 年代以来开发的水处理新技术，已被广泛地应用于城市污水、啤酒废水、印染废水、合成橡胶废水等类型的废水处理中，并取得了较好的效果。
水解酸化工艺
水解酸化工艺的探讨其实是从污水厌氧生物处理开始的，经过反复试验和理论分析，逐步发展为水解酸化生物处理工艺。物料的厌氧生物降解过程可以分为四个阶段。一是水解阶段，微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应主要指大分子物质分解为小分子及其水溶物。二是发酵或酸化阶段，酸化菌将上述小分子转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外，主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸等。三是产乙酸阶段，指上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质。四是产甲烷阶段，指上一阶段产物被转化为甲烷、二氧化碳及新的细胞物质。水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程。

微动力一体化污水处理设施水解酸化工艺特点
采用水解酸化池较之全过程的厌氧池或曝气池具有以下特点：
(1)不需要曝气系统，也不需要密闭池体，不需要搅拌器，也不需要三相分离器，大大降低了造价和运行、维护费用。
(2)由于水解、酸化反应迅速，故有效水力停留时间短，水解反应池体积小，节省了土建投资。
(3)由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的难闻气味，改善了污水厂站的环境。
(4)能有效降解有机物，具有污泥消化池的功能，减少了污泥量，能实现污水、污泥一次处理。
(5)水解、酸化阶段的产物是小分子有机物，可生化性较好，若结合后续好氧工艺使用，实践证明具有很好的处理效果。
AB法工艺对氮、磷的去除以A段的吸附去除为主。污水中的部分有机氮和磷以不溶解态存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通过沉淀转移到固相中，同时生物同化也可以去除一部分以溶解态存在的氮和磷。传统的AB法工艺的总氮去除率约为30%～40%；对磷的去除以A段的吸附絮凝作用为主，A段对磷的去除率约为35%～50%，是传统一段活性污泥法的两倍以上；剩余的磷进入B段用于B段的微生物的合成而得到进一步去除。这样AB法工艺整体显示出了比传统活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身组成上的特点，决定了其对氮、磷的去除量有限，主要表现在以下两个方面：
首先，生物脱氮过程包括硝化和反硝化两个部分，终使氮以气态的形式释放到大气中而达到从污水中去除的目的。由于A段对BOD的去除率高而对氨氮去除的很少，使得进入B段的BOD/N值降低，这样有利于硝化菌的生长，使B段充分完成硝化过程；由于常规的AB法工艺没有反硝化过程，虽然氨氮得到去除，但是导致了硝态氮的增加，硝态氮的存在使出水依然难以达到污水排放对氮含量的要求。

其次，于磷来说，传统的AB法工艺不能为聚磷菌提供优势生长的厌氧/好氧条件，因此不能充分发挥生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮凝作用，主要去除的也是以悬浮态存在的磷。但城市污水中以悬浮态存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。虽然AB法表现出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很难达到对磷的排放标准的要求。对于AB法工艺来说，它不具备同时脱氮除磷的条件，对氮、磷的去除率很难进一步提高。
厌氧- 好氧工艺是中、高浓度有机废水处理的适宜工艺。这是因为:
1. 厌氧法多适用于高浓度有机废水的处理, 能有效地降解好氧法不能去除的有机物, 具有抗冲击负荷能力强的优点,但其出水综合的指标往往不能达到处理要求;
2. 厌氧法能耗低和运行费便宜,尤其在高浓度有机废水时,厌氧法要比好氧法经济得多;
3. 好氧法则多适用于中低浓度有机废水的处理, 对于高浓度且水质、水量不稳定的废水的耐冲击负荷能力不如厌氧法,尤其当进水中含有高分子复杂有机物时,其处理效果往往受到严重的影响。厌氧- 好氧联合处理工艺可大大改善水质及运行的稳定性,但由于厌氧段实现了甲烷过程,因而对运行条件和操作要求较为严格,同时因原水中大量易于降解的有机物质在厌氧处理中被甲烷化后,剩余的有机物主要为难生物降解和厌氧消化的剩余产物, 因而尽管其后续的好氧处理进水负荷得到大大降低,但处理效率仍较低。此外,该工艺须考虑复杂的气体回收利用设施,从而增加基建费用。而水解酸化工艺则将厌氧处理控制在产酸阶段, 不仅降低了对环境条件(如温度、p H、DO 等) 的要求, 使厌氧段所需容积缩小,同时也可不考虑气体的利用系统,从而节省基建费用。由于厌氧段控制在水解酸化阶段,经水解后原水中易降解物质的减少较少,而原来难以降解的大分子物质则被转化为易生物降解的物质,从而使废水的可生化性及降解速率得到较大幅度的提高。因此,其后续好氧处理可在较短的HRT下达到较高的处理率。两相厌氧消化工艺即是将厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开,以便获得各自优的运行工况。与水解酸化过程相比, 其产酸段对产物的要求是不同的(以乙酸为其产物) 。

微动力一体化污水处理设施生物膜结构及处理污水的原理
生物膜法是模拟了自然界中土壤自净的一种污水处理法，它使微生物群体附着于固体填料的表面，形成生物膜。当废水流经新设置的滤料表面，游离态的微生物及悬浮物通过吸附作用附着在滤料表面，构成了生物膜。随着污水的流入，微生物不断生长繁殖从而使生物膜逐步增厚，经过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状结构，微孔较多，表面积很大，因此具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对这些被吸附的有机物的分解和利用。当生物膜增厚到一定程度，将受到水力的流涮作用而发生剥落。适当的剥落可使生物膜得到更新。生物膜的外表层的微生物一般为好气菌，因而称好气层。内层因受氧扩散的影响而供氧不足，因而使厌氧菌大量繁殖形成厌氧层。

生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质，将一部分物质转化为细胞物质进行繁殖生长，成为生物膜中新的活性物质，另一部分物质转化为排泄物，在转化过程中释放能量，满足微生物生长的需要。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。如果有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理。
污水处理中活性污泥法与生物膜法的比较
活性污泥法与生物膜法具有不同的工艺特点
固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好;而活性污泥法常用于特定水质、低浓度的污水处理，而且污水中含有足够的可溶性、易分解的有机物，但处理废水中的胶状污染物较为理想。生物膜法不会发生污泥膨胀，产生的污泥量少，运行管理较方便，且节能，易于维护管理，动力费用低;而活性污泥法在步中要搅动，导致曝气池会产生大量泡沫，污泥膨胀，而且还需要空气压缩、搅动、污泥回流等耗费动力设备的过程，所以在动力方面则花费较大。
活性污泥法需要人为地从空气压缩机站送入压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中;生物膜法则采用自然通风供氧。
活性污泥法对污水的冲击负荷比较敏感;生物膜法有一定的抗冲击负荷能力。
活性污泥法污水与污泥一直处在接触混合状态，而且是絮凝状态，导致污泥沉降性能较差，有时会出现污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分离。