德州生活污水處理設(shè)備工藝

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德州生活污水處理設(shè)備工藝

什么是廢水的三級(jí)處理?使用哪幾種處理方法?

    三級(jí)處理是在一級(jí)處理、二級(jí)處理之后，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物及可導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮磷等可溶性無機(jī)物等。三級(jí)處理有時(shí)又稱深度處理，但兩者又不*相同。三級(jí)處理常用于二級(jí)處理之后，以進(jìn)一步改善水質(zhì)和達(dá)到國(guó)家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)為目的，而深度處理則以污水的回收和再利用為目的，在一級(jí)、二級(jí)甚至三級(jí)處理后增加的處理工藝。

    三級(jí)處理使用的方法有生物脫氮除磷、混凝沉淀(澄清、氣浮)、過濾、活性炭吸附等。

為什么要對(duì)廢水進(jìn)行脫氮和除磷處理

    長(zhǎng)期以來，城市污水和工業(yè)廢水的處理以去除水中懸浮固體、有機(jī)物和其它有毒有害物質(zhì)為主要目標(biāo)，并不考慮對(duì)氮、磷等無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除。隨著污水排放總量的不斷增加，以及化肥、石油制品、合成洗滌劑和農(nóng)藥等大量生產(chǎn)和應(yīng)用，廢水中氮、磷等無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響越來越大。

    氮、磷等無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)水體、尤其是封閉水體環(huán)境的影響為突出的問題是水體富營(yíng)養(yǎng)化，表現(xiàn)為藻類的過量繁殖及隨之而來的水質(zhì)惡化和湖泊退化；其次是氨氮的耗氧特性會(huì)使水體的溶解氧降低，進(jìn)而導(dǎo)致魚類的死亡和水體黑臭；此外，當(dāng)水體的pH值較高時(shí)，氨對(duì)水生生物有直接的毒性。為解決越來越尖銳的水環(huán)境污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化問題，世界上許多國(guó)家和地區(qū)都制定了嚴(yán)格的氮、磷排放標(biāo)準(zhǔn)。

厭氧消化是一個(gè)包含多個(gè)生物轉(zhuǎn)化和物理化學(xué)轉(zhuǎn)化的復(fù)雜過程，特別是產(chǎn)甲烷菌對(duì)環(huán)境條件要求比較苛刻.為了消除厭氧消化過程中多種干擾的影響及保持厭氧消化過程穩(wěn)定、高效的進(jìn)行，就需要對(duì)厭氧消化過程進(jìn)行合適的監(jiān)測(cè)和控制，而大量大型沼氣工程的建立更是加劇了這種需求.針對(duì)傳統(tǒng)物化參數(shù)(pH值、溫度、產(chǎn)氣量和氧化還原電位等)已有成熟的在線測(cè)量設(shè)備，而對(duì)厭氧消化過程有重要影響的物化參數(shù)，如揮發(fā)性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和參數(shù)(如生物量)卻難以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量.

　　VFA是厭氧消化的中間產(chǎn)物也是產(chǎn)甲烷的主要底物，與pH值、堿度、產(chǎn)氣量和氣體組分等常規(guī)指標(biāo)相比，VFA更能快速可靠地指示厭氧消化系統(tǒng)的狀態(tài).在工業(yè)厭氧消化產(chǎn)甲烷反應(yīng)器運(yùn)行中，經(jīng)常發(fā)生因?yàn)槲醇皶r(shí)發(fā)現(xiàn)VFA的積累使pH下降至3~5而導(dǎo)致的“酸敗”.“酸敗”的發(fā)生對(duì)厭氧反應(yīng)器往往是災(zāi)難性的，反應(yīng)器一旦發(fā)生“酸敗”，很難在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)或者根本難以恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)甲烷微生物的活性，因此，對(duì)VFA濃度的檢測(cè)方法一直受到高度的重視.目前，VFA濃度離線測(cè)定的方法主要有蒸餾法、滴定法、色譜法、比色法等，然而離線分析耗時(shí)、滯后，不能滿足快速變化的高負(fù)荷厭氧消化系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)需求.為了實(shí)現(xiàn)VFA的在線監(jiān)測(cè)，研究人員也進(jìn)行了大量研究.例如，F(xiàn)eitkenhauer等(2002)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于滴定計(jì)的VFA在線測(cè)量系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單成本低，缺點(diǎn)是檢測(cè)的只是總揮發(fā)酸;Zhang等(2002)研究的紅外光譜能針對(duì)乙酸、丙酸等進(jìn)行測(cè)量，但其準(zhǔn)確性和靈敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分別設(shè)計(jì)了帶自動(dòng)取樣器的毛細(xì)管氣相色譜、頂空氣相色譜，其與反應(yīng)器的連接實(shí)現(xiàn)了VFA的在線測(cè)量，但氣相色譜昂貴，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用;趙全保(2008)設(shè)計(jì)的在線測(cè)定VFA和堿度的自動(dòng)滴定系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了滴定過程的自動(dòng)化，并未將計(jì)算模型與計(jì)算機(jī)集成，所構(gòu)建的6點(diǎn)滴定法滴定準(zhǔn)確，但操作繁瑣、計(jì)算復(fù)雜.可靠又便宜的VFA在線監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)成為制約厭氧消化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的瓶頸，而上述VFA在線監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然處于實(shí)驗(yàn)室階段，并未應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)中，因此，有必要進(jìn)一步研究VFA的在線監(jiān)測(cè)技術(shù).

    Bardenpho具有兩次反硝化過程，脫氮效率可以高達(dá)90％～95％。

廢水的活性污泥法處理工藝是我國(guó)應(yīng)用廣泛的一種廢水好氧處理技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展，傳統(tǒng)的活性污泥法已發(fā)展出許多改進(jìn)的廢水處理工藝，如推流式活性污泥工藝、分段曝氣活性污泥工藝等，為了對(duì)廢水進(jìn)行脫氮除磷處理，又發(fā)展了氧化溝工藝、A/O、A2/O工藝等等。盡管如此，活性污泥法始終具有一些難以克服的缺點(diǎn)，如污染物處理負(fù)荷比較低、脫氮除磷的效率不高、動(dòng)力消耗過大、剩余污泥產(chǎn)量過大等問題。

好氧顆粒污泥SBR工藝是一項(xiàng)高效低耗的廢水處理工藝，自上個(gè)世紀(jì)90年代末被以來，目前正得到越來越多的環(huán)境工程學(xué)者的關(guān)注。由于好氧顆粒污泥具有活性污泥所不具備的一些*優(yōu)點(diǎn)，如具有很強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力、污泥的沉淀效果好，泥水分離簡(jiǎn)單，因此該工藝能大大的減少污泥沉降時(shí)間，縮小污水處理廠的占地面積，降低工程造價(jià)，減少剩余污泥量。更重要的是，好氧顆粒污泥具有比較好的脫氮除磷性能，解決了傳統(tǒng)活性污泥工藝的脫氮除磷效率低的問題。可以預(yù)測(cè)，作為一種新型的廢水生物處理工藝，好氧顆粒污泥SBR工藝將在以后污水處理產(chǎn)業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

石灰除磷的原理是什么

這些發(fā)酵產(chǎn)物或來自原污水的VFA，并將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)，同化成胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物質(zhì)PHB，所需的能量來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解，并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。

在好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復(fù)，并以聚磷的形式存儲(chǔ)超過生長(zhǎng)所需要的磷量，通過PHB的氧化代謝產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能鍵的形式捕集存儲(chǔ)，磷酸鹽從水中被去除。產(chǎn)生的富磷污泥(新的聚磷菌細(xì)胞)，通過剩余污泥的形式得到排放，從而實(shí)現(xiàn)將磷從水中除去的目的。從能量角度看，聚磷菌在無氧條件下釋放磷獲取能量以吸收廢水中溶解性有機(jī)物，在好氧狀態(tài)下降解吸收溶解性有機(jī)物獲取能量以吸收磷。

除磷的關(guān)鍵是厭氧區(qū)的設(shè)置，可以說厭氧區(qū)是聚磷菌的生物選擇器。由于聚磷菌能在短暫的厭氧條件下，優(yōu)先于非聚磷菌吸收低分子基質(zhì)(發(fā)酵產(chǎn)物)并快速同化和儲(chǔ)存這些發(fā)酵產(chǎn)物，即厭氧區(qū)為聚磷菌提供了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這樣一來，能吸收大量磷的聚磷菌就能在處理系統(tǒng)中得到選擇性增殖，并可通過排除高含磷量的剩余污泥達(dá)到除磷的目的。這種選擇性增殖的另一個(gè)好處是抑制了絲狀菌的增殖，避免了產(chǎn)生沉淀性能較差的污泥的可能，因此厭氧／好氧生物除磷工藝一般不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。

好氧塘的特點(diǎn)及適用條件

優(yōu)點(diǎn)：

（1）投資省，

（2）管理方便，

（3）水力停留時(shí)間較短，降解有機(jī)物的速率很快，處理程度高。

缺點(diǎn)：

（1）池容大，占地面積多。

（2）處理水中含有大量的藻類，需要對(duì)出水進(jìn)行除藻處理。

（3）對(duì)細(xì)菌的去除效果較差。

適用條件：

適用于去除營(yíng)養(yǎng)物，處理溶解性有機(jī)物；由于處理效果較好，多用于串聯(lián)在其他穩(wěn)定塘后做進(jìn)一步處理，處理二級(jí)處理后的出水。

好氧塘的一般規(guī)定

（1）好氧塘應(yīng)該建在溫度適宜、光照充分、通風(fēng)條件良好的地方。

（2）既可以單獨(dú)使用，又可以串聯(lián)在其他處理系統(tǒng)之后，進(jìn)行深度處理。

（3）如果好氧塘用于單獨(dú)處理廢水，則在廢水進(jìn)入好氧塘之前必須進(jìn)行*的預(yù)處理。

什么是反硝化過程

    反硝化過程是反硝化菌異化硝酸鹽的過程，即由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氮?dú)夂髲乃幸绯龅倪^程。反硝化過程要在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧的濃度不能超過O．2mg／L，否則反硝化過程就要停止。

    反硝化過程也分為兩步進(jìn)行，步由硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮、氧化二氮和氮?dú)狻?/span>

反硝化的影響因素有哪些

    (1)溫度：反硝化反應(yīng)的適宜溫度范圍是35～45℃。

    (2)溶解氧：為了保證反硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行，必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài)，保持氧化還原電位為一50～一110mV；為使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行，懸浮型活性污泥系統(tǒng)中的溶解氧應(yīng)保持在0．2mg／L以下；附著型生物處理系統(tǒng)可以容許較高的溶解氧濃度(一般低于1mg／L)。

    (3)pH值：硝化反應(yīng)的佳pH值范圍是6．5~7．5。

    (4)碳源有機(jī)物質(zhì)：反硝化反應(yīng)需要提供足夠的碳源，碳源物質(zhì)不同，反硝化速率也將有區(qū)別。

    (5)碳氮比C／N：理論上將1g硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為N2需要碳源物質(zhì)BOD52．86g。

    (6)有毒物質(zhì)：鎳濃度大于0．5mg/L、亞硝酸鹽氮含量超過30mg/L或鹽度高于O．63％時(shí)都會(huì)抑制反硝化作用。

污水活性污泥處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，數(shù)量可達(dá)到污水處理量的0.3%～0.5%(以含水率97%計(jì))[1].剩余污泥除了具有含水率高、 易腐爛、 惡臭等特征外，還含有大量的病原菌、 寄生蟲、 重金屬和二 英、 苯并芘等難以降解的有毒、 有害、 致癌物質(zhì)，極易對(duì)土壤、 地下水等造成二次污染.厭氧消化處理是對(duì)剩余污泥進(jìn)行穩(wěn)定化、 減量化和資源化過程中被廣泛采用的處理手段，具有能耗低、 污泥穩(wěn)定性好、 產(chǎn)生生物能源沼氣等優(yōu)點(diǎn)[3].影響剩余污泥厭氧消化過程的因子包括基礎(chǔ)因素(厭氧污泥組成、 濃度、 污泥負(fù)荷等)和環(huán)境因素(pH、 ORP、 抑制性物質(zhì)等)兩大類，其中厭氧污泥的生物相組成和代謝活性對(duì)厭氧消化處理的過程進(jìn)展發(fā)揮著重要的作.在剩余污泥厭氧消化過程中，由于微生物構(gòu)成、 對(duì)基質(zhì)的適應(yīng)性和接種量的不同，采用不同的接種厭氧污泥會(huì)對(duì)剩余污泥產(chǎn)CH4生成勢(shì)形成不同程度的影響.深入探究剩余污泥厭氧消化過程中產(chǎn)CH4生成勢(shì)與菌群動(dòng)態(tài)變化的關(guān)系，一方面可對(duì)厭氧消化過程中剩余污泥的生化降解過程和產(chǎn)CH4潛能進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]，另一方面也能為剩余污泥厭氧消化工藝的關(guān)鍵操作參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)

　　剩余污泥厭氧消化的效率在很大程度上取決于厭氧微生物種群多樣性及優(yōu)勢(shì)種群的活性[10,11].不同條件下厭氧消化運(yùn)行的穩(wěn)定性及效率與系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)的變遷會(huì)存在一定的關(guān)聯(lián).厭氧污泥中主要存在水解發(fā)酵菌、 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、 產(chǎn)甲烷菌及鹽還原菌.其中產(chǎn)甲烷菌屬于典型的古細(xì)菌，大致可以分為兩類：一類主要利用乙酸產(chǎn)生甲烷，主要有產(chǎn)甲烷八疊球菌(Methanosarcina)和產(chǎn)甲烷髦毛菌(Methanothrix); 另一類利用氫和二氧化碳合成甲烷.由于傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)、 鑒定的局限性，近年來研究人員嘗試應(yīng)用基于16S rRNA的分子生物學(xué)技術(shù)(變性梯度凝膠電泳、 克隆文庫(kù)技術(shù)、 熒光原位雜交)對(duì)厭氧污泥系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行分析.其中末端限制性片段多態(tài)性(terminal-restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)根據(jù)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物片斷的大小不同以及標(biāo)記片斷種類和數(shù)量的不同來分析群落的結(jié)構(gòu)及組成. T-RFLP技術(shù)對(duì)接種污泥和接種后的污泥中微生物菌群變化進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)接種污泥中占優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)甲烷菌群是Methanosarcinales、 Methanobacteria和Proteobacteria，而反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后占優(yōu)勢(shì)的菌群為Methanosarcina vacuolata和Methanobacterium palustre.T-RFLP技術(shù)可以很靈敏地檢測(cè)微生物種類的微小變化，能夠提供微生物種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的信息，已成功應(yīng)用于厭氧污泥產(chǎn)CH4菌的群落結(jié)構(gòu)、 動(dòng)態(tài)變化的檢測(cè)等方面[14].