100t/d一體化污水處理設(shè)備裝置

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100t/d一體化污水處理設(shè)備裝置

  在美國，基于短程脫氮的AvN技術(shù)能夠大大減少反硝化過程中所需的碳源。也正因為如此，AvN技術(shù)為前段工藝碳捕捉/碳轉(zhuǎn)移提供了極大的空間，進而使得厭氧消化過程中有更多的碳源，大大提高了甲烷產(chǎn)量。在新式短程脫氮技術(shù)體系中，AvN技術(shù)包含了運行過程的工藝控制以及反應(yīng)池運行條件的配置。NOB的淘汰則是主流式短程脫氮過程的技術(shù)核心。AvN技術(shù)對于NOB淘汰的調(diào)控策略主要包括：

    1.維持一定的出水氨氮濃度；

    2.在較高溶解氧濃度的條件下操作（一般要高于1.2mg/O2-L）；

    3.好氧與缺氧條件之間的迅速轉(zhuǎn)換；

    4.較短的SRT；

    5.AOB以及厭氧氨氧化細菌（AMX）的生物強化

    前三個調(diào)控策略尤為重要，主要通過AvN曝氣控制來實現(xiàn)。AvNSRT調(diào)控的主要原則在于維持較短的SRT，通過人為或者自動排放一定量的剩余污泥使得實際SRT接近AOB的沖刷SRT，從而使NOB得到有效的抑制。AOB生物強化可實現(xiàn)較短SRT，主要是從測流式短程脫氮池里接種AOB到主流池，而AMX生物強化和反應(yīng)池中較長時間的停留則能有效幫助主流脫氨。實際上，AvN技術(shù)調(diào)控系統(tǒng)下的出水水質(zhì)主要取決于NOB的淘汰程度、進水碳氮比以及生物脫氮的主要途徑。根據(jù)AvN的調(diào)控原理，出水包含不同程度的氨氮和氮氧化物，后續(xù)還需進一步的反硝化處理。

厭氧生物處理

厭氧生物處理是在沒有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下，兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。

有機物的厭氧分解過程可分為兩階段（即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段）。酸性發(fā)酵階段，有機酸的大量積累，廢水pH下降，故此得名。在產(chǎn)酸細菌作用下復雜的有機物分解成簡單的有機物，如各種有機酸和醇類以及CO2、NH3、H2S等。在堿性發(fā)酵階段，NH3對有機酸有中和作用，pH值上升，產(chǎn)甲烷菌把階段分解產(chǎn)物有機酸和醇類分解成CH4和CO2，隨著有機酸的分解，有機物的終厭氧分解是在堿性條件下進行的，故稱為堿性發(fā)酵。厭氧處理會改變廢水中污染物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，改變污泥的活性，很多物質(zhì)得以降解。

由于厭氧生物處理過程不需另外提供電子受體，故運行費用較低。此外，它還具有剩余污泥量少、可回收能量（甲烷）等優(yōu)點。其主要缺點是反應(yīng)速率慢，反應(yīng)時間長，處理構(gòu)筑物容積大等。

AvN技術(shù)的原理與核心

    AvN是由美國WorldWaterWorks研發(fā)推廣的一項污水處理過程控制及優(yōu)化的專li技術(shù)。它具有極大的靈活性，能夠幫助污水處理廠達到氨氮和總氮的出水排放標準，并且不需要對現(xiàn)有污水廠的規(guī)模進行擴建改造。整個過程能實現(xiàn)能源高效利用并且能在低碳需求的條件下達到目的。因此，污水中更多的碳源能夠被導向厭氧消化從而增加生物沼氣的產(chǎn)量。

    在主流式短程生物脫氮過程中，一方面需要維持高效的氨氧化細菌（AOB）速率，另一方面需要抑制亞硝酸鹽氧化細菌（NOB）的活性。AvN技術(shù)通過控制二者之間的平衡來達到篩選分離出理想優(yōu)勢菌種，并達到短程生物脫氮的目的。與傳統(tǒng)硝化/反硝化相比，如果能夠成功抑制NOB的亞硝酸鹽氧化，那么就可以節(jié)省25%的氧氣消耗以及40%的有機碳源。在美國，大多數(shù)厭氧氨氧化技術(shù)被應(yīng)用在側(cè)流式脫氮過程中，而AvN則可以將這項脫氨技術(shù)應(yīng)用在主流式脫氮領(lǐng)域。整個過程控制體現(xiàn)在以下幾個方面：氨氮，氮氧化物，溶解氧，側(cè)流式厭氧氨氧化過程中AOB的引入，污泥停留時間（SRT）的調(diào)控等。AvN通過控制脫氨過程中的出水氨氮與氮氧化物之間的濃度關(guān)系，進而做到“硝化/部分硝化能夠被反硝化的那部分氨氮”，終在給定碳氮比的條件下達到出水總氮濃度的目標。

好氧生物處理法又包括活性污泥法與生物膜法（生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池等）。活性污泥可分解大量的有機物質(zhì)并能去除部分色度，pH值還可以得到微調(diào)，運轉(zhuǎn)及出水水質(zhì)穩(wěn)定且費用低。生物膜法是通過生長在填料，如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水的方法。生物膜是覆蓋在濾料或填料表面，長滿了各種微生物的粘膜，通過與廢水的接觸，廢水中的有機物被生物膜中的微生物吸收，廢水得到凈化。生物膜法的食物鏈比活性污泥較長，生物相也比活性污泥法更豐富。其中，大量的絲狀菌對碳源要求較高，反應(yīng)靈敏，具有較強的吸附分解有機物的能力。

好養(yǎng)生物處理法因操作簡單、處理量大而得到了廣泛應(yīng)用。

物化預(yù)處理+微生物強化處理工藝

    現(xiàn)有難降解工業(yè)廢水處理技術(shù)包括化學法、物理法等，耐受沖擊力差、生化效率低、耗時長、二次污染和殘留嚴重且改造提升空間低。研究針對以上現(xiàn)有處理技術(shù)的缺點，開發(fā)了物化預(yù)處理+微生物強化處理工業(yè)廢水技術(shù)路線，技術(shù)指標：在1T中試及1000T規(guī)模菌劑試驗中，鹽度適用范圍0-18%，COD去除率>90%，色度去除>99%，鹽度去除50%。同時降低基建投資70%，減少運維40%以上。

    物化預(yù)處理+微生物強化處理工藝包括以下幾項核心技術(shù)：

    1.微生物多樣性與菌種庫建設(shè)

    工藝通過篩選鑒定、菌種保藏、信息更新、菌種查找、菌種應(yīng)用的流程建立了微生物多樣性與菌種庫，目前已擁有的菌種類別和數(shù)量如下表。

    2.功能菌群構(gòu)建及群落解析

    該工藝主要對功能菌群的結(jié)構(gòu)和功能進行解析。解析結(jié)構(gòu)的手段包括高通量測序、群落基因芯片、克隆、DGGE等。解析功能的手段包括宏基因組測序、功能基因芯片、HPLC、NMR等。

    3.嗜鹽菌篩選及高鹽堿性污染治理

    嗜鹽菌篩選及高鹽堿性污染治理是針對嗜鹽菌生長慢、降解能力弱的問題而進行開發(fā)的突破嗜鹽菌擴培的技術(shù)，技術(shù)可以實現(xiàn)快速生化反應(yīng)以及快速掛膜。

    4.高COD工業(yè)廢水預(yù)處理技術(shù)

    工業(yè)廢水鹽度高、有機物組分復雜、難生化處理，基于此，研究開發(fā)多種預(yù)處理技術(shù)以解決以上問題，包括電滲析裝置、電滲析填料、選擇性離子膜、活性菌落掛膜等。

    5.生物菌劑及微生態(tài)營養(yǎng)制劑

    微生態(tài)營養(yǎng)制劑是微生物菌劑經(jīng)過發(fā)酵培養(yǎng)，其部分發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)水解，再與不同營養(yǎng)物質(zhì)配比而成，用于強化污水生化處理的添加劑。其組成包含孢子化功能菌(主要成分)，發(fā)酵代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、生物酶、促生素等(促生成分)，氮、磷、其他微量元素(輔助成分)。微生態(tài)營養(yǎng)制劑可以增強細胞代謝強度，促進增殖，提高對毒性污染物氧化分解能力，提高系統(tǒng)抗沖擊性和穩(wěn)定性。不需較大硬件投入使系統(tǒng)的處理水質(zhì)有明顯提高。

生物法是利用微生物的代謝作用來降解廢水中的有害物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定且無害的成分從而使廢水得到凈化的方法。生物處理法具有經(jīng)濟、有效的特點，因此，得到了廣泛的應(yīng)用和研究。根據(jù)微生物對氧的要求不同，分為好氧菌、厭氧菌和兼氧菌三類。根據(jù)所利用細菌種類的不同，分為好氧生物處理、厭氧生物處理和缺氧生物處理等。

（1）好氧生物處理法

好養(yǎng)生物處理是污水中有分子氧存在的條件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物，但主要是好氧細菌）降解有機物，使其分解無害化的處理方法。在有機物的好氧分解過程中，廢水中呈溶解狀態(tài)的有機物首先透過細菌的細胞壁為細菌所吸收，固體和膠體狀的有機物首先被細菌吸附，在細菌分泌的外酶的作用下，水解成溶解性物質(zhì)，再滲入細菌細胞內(nèi)。進入細胞內(nèi)的溶解性有機物在內(nèi)酶的作用下，一部分被氧化分解成簡單的無機物，如CO2、H2O、NH3、NO3-、SO42-和PO43- 等，同時釋放能量，稱為異化作用。同時，細菌利用這部分能量作為生命活動的能源，另一部分有機物作為其生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì)，使細菌繁殖，稱為同化作用。在有機物氧化和合成的同時，有一部分細胞物質(zhì)被氧化分解，同時釋放出能量，為細菌的內(nèi)源呼吸。當環(huán)境中的有機物充足時，細胞物質(zhì)大量合成，內(nèi)源呼吸不明顯，當環(huán)境中的有機物不足時，內(nèi)源呼吸就成為細菌生命活動所需能量的主要來源。

    1、脫氫酶活性指標法

    微生物對有機物的氧化分解是在各種酶的參與下完成的，其中脫氫酶起著重要的作用：催化氫從被氧化的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一物質(zhì)。由于脫氫酶對毒物的作用非常敏感，當有毒物存在時，它的活性(單位時間內(nèi)活化氫的能力)下降。因此，可以利用脫氫酶活性作為評價微生物分解污染物能力的指標：如果在以某種廢水(有機污染物)為基質(zhì)的培養(yǎng)液中生長的微生物脫氫酶的活性增加，則表明微生物能夠降解該種廢水(有機污染物)。

    2、三磷酸腺苷(ATP)指標法

    微生物對污染物的氧化降解過程，實際上是能量代謝過程，微生物產(chǎn)能能力的大小直接反映其活性的高低。三磷酸腺苷(ATP)是微生物細胞中貯存能量的物質(zhì)，因而可通過測定細胞中ATP的水平來反映微生物的活性程度，并作為評價微生物降解有機污染物能力的指標，如果在以某種廢水(有機污染物)為基質(zhì)的培養(yǎng)液中生長的微生物ATP的活性增加，則表明微生物能夠降解該種廢水(有機污染物)。

    此外，微生物生li指標法還有細菌標準平板計數(shù)、DNA測定法、INT測定法、發(fā)光細菌光強測定法等。