WSZ-1一體化污水處理設(shè)備
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公司主抓產(chǎn)品:地埋式一體化污水處理設(shè)備、氣浮機、二氧化氯發(fā)生器、加藥裝置、絮凝沉淀設(shè)備、疊螺污泥脫水機、機械格柵、板框壓濾機、玻璃鋼化糞池、一體化污水提升泵站等。
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長率(μ)來描述,即單位質(zhì)量微生物的增長繁殖速率。因此,在研究微生物活性對生物膜形成的初階段的影響時,關(guān)鍵是如何控制懸浮微生物的比增長率。研究結(jié)果表明,硝化細(xì)菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細(xì)菌的活性。Bryers等人在研究異養(yǎng)生物膜的形成時也得出同樣結(jié)果。
影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種:
(1)當(dāng)懸浮微生物的生物活性較高時,其分泌胞外多聚物的能力較強。這種粘性的胞外多聚物在細(xì)菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用,使得細(xì)菌易于在載體表面附著、固定;
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長率相關(guān)。當(dāng)盧增加時,懸浮微生物的動能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過程中微生物載體表面間的能壘,使得細(xì)菌初始積累速率與懸浮細(xì)菌活性成正比;
(3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應(yīng)變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn),懸浮細(xì)菌活性對細(xì)菌在載體表面的附著固定過程有影響,而且,細(xì)菌表面的化學(xué)組成、官能團的量也隨細(xì)菌活性的變化有顯著變化。同時,細(xì)胞膜等隨懸浮細(xì)菌活性的變化而有顯著變化。細(xì)菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此,通常認(rèn)為,由懸浮微生物活性變化而引起的細(xì)菌表面生li狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細(xì)菌在載體表面附著、固定的;
(4)微生物與載體接觸時間。微生物在載體表面附著、固定是—動態(tài)過程。微生物與載體表面接觸后,需要一個相對穩(wěn)定的環(huán)境條件,因此必須保證微生物在載體表面停留一定時間,完成微生物在載體表面的增長過程;
(5)水力停留時間(HRT)。HeUnen等人認(rèn)為,HRT對能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下,HRT短則有機容積負(fù)荷大,當(dāng)稀釋率大于大生長率時,反應(yīng)器內(nèi)載體上能生成完整的生物膜。刊huis等人的試驗證明了這種觀點。在COD負(fù)荷為2.5kg/(m3·d),HRT為4h時,載體上幾乎沒有完整的生物膜,而水力停留時間為1h時,在相同的操作時間內(nèi)幾乎所有的載體上都長有完整的生物膜,且較高的表面COD負(fù)荷更易生成較厚的生物膜,即COD負(fù)荷越高,生物膜越厚。周平等人也通過試驗證明了較短的水力停留時間有利于載體掛膜;
(6)液相pH值。除了等電點外,細(xì)菌表面在不同環(huán)境下帶有不同的電荷;液相環(huán)境中,pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當(dāng)液相pH值大于細(xì)菌等電點時,細(xì)菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負(fù)電性;當(dāng)液相pH值小于細(xì)菌等電點時,細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表面電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定;
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期,水力條件是一個非常重要的因素,它直接影響生物膜是否能培養(yǎng)成功。在實際水處理中,水力剪切力的強弱決定了生物膜反應(yīng)器啟動周期。單從生物膜形成角度分析,弱的水力剪切力有利于細(xì)菌在載體表面的附著和固定,但在實際運行中,反應(yīng)器的運行需要一定強度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的*混合狀態(tài)。所以在實際設(shè)計運行中如何確定生物膜反應(yīng)器的水力學(xué)條件是非常重要的。
掛膜過程中的影響因素
生物載體掛膜過程中的作用力
生物載體掛膜過程中的作用力直接促成了微生物與載體表面的直接作用,在整個生物膜形成過程中起著至關(guān)重要的作用。生物載體在掛膜過程的作用力較為復(fù)雜,這里詳細(xì)分析與生物載體表面理化特性有關(guān)的物理力,如范德華力、靜電作用力、表面張力、水動力外,還有湍流擴散力、表面剪切力、載體運動引起的力等。
載體表面親水性的影響
對不同載體掛膜實驗得出:GPUC載體表面含有-OH、酰胺基等親水性基團,而大部分微生物本身具有良好的親水性,載體表面與微生物表面能夠形成氫鍵結(jié)構(gòu);同時親水性載體表面自由能低于疏水性載體的表面自由能,水中的微生物更容易接近親水性載體表面吸附生長。實驗中對GPUC載體與普通多孔載體進行了比較,結(jié)果顯示GPUC載體的掛膜量及掛膜生物活性均大于普通多孔載體。
WSZ-1一體化污水處理設(shè)備溫度對掛膜行為的影響
水溫是微生物的重要生存因子,在適宜的水溫范圍內(nèi)微生物可大量生長繁殖。每一種微生物都有一個zui適生長溫度,在一定溫度范圍內(nèi)大多數(shù)微生物的新陳代謝活動都會隨著溫度的升高而增強,隨著溫度的下降而減弱。好氧微生物的適宜溫度范圍是10—35℃。水溫對硝化菌的生長和硝化速率有較大的影響。大多數(shù)硝化菌合適的生長溫度是25—30℃之間,當(dāng)溫度低于25℃或者高于30℃硝化菌生長減慢,10℃以下硝化菌的生長及硝化作用顯著減慢。
在10℃、20℃、35℃左右時進行掛膜試驗,同時在整個掛膜過程中測定填料上附著的微生物量,根據(jù)結(jié)果繪制不同溫度下的微生物量變化曲線如圖所示。在10℃時,掛膜啟動較慢,經(jīng)過7d才有明顯的生物膜附著,掛膜成熟經(jīng)過了21d,附著生物量大值為2.1 g/L;在35℃時,經(jīng)過4d生物膜開始形成,生物膜成熟經(jīng)歷了大約19d,附著生物膜量大值為3.5g/L;在20℃左右時,經(jīng)過2d生物膜開始形成,生物膜成熟經(jīng)過了10d左右,附著生物膜量大值為5.7g/L。可見,溫度對掛膜的影響不大明顯,在15℃~30℃范圍內(nèi),填料表面生物膜都能夠形成,掛膜啟動的比較快。
溫度是影響生物活性和代謝能力的關(guān)鍵因素,其對硝化反應(yīng)過程的影響主要在于硝化細(xì)菌的生長規(guī)律及生物活性上。
溫度對生物活性的影響表現(xiàn)為:一是對生化反應(yīng)速率的影響;二是對氧的傳質(zhì)速率的影響。
MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類,從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝氣的時候,與水呈*混合狀態(tài),微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用,使空氣氣泡更加細(xì)小,增加了氧氣的利用率。另外,每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類,內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌,外部為好養(yǎng)菌,這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器,使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在,從而提高了處理效果。MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點,是一種新型高效的污水處理方法,依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài),進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜,這就使得移動床生物膜使用了整個反應(yīng)器空間,充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的*性,使之揚長避短,相互補充。與以往的填料不同的是,懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動的生物膜”。
懸浮生物填料上主要附著異養(yǎng)菌和硝化菌,通過硝化作用去除原污水中的氨氮,同時對COD也有很好的去除效果。根據(jù)進水水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)要求,還可以設(shè)計成①A/O膜反應(yīng)器②A/O硝化反硝化反應(yīng)器+MBR 。
技術(shù)關(guān)鍵
微生物的掛膜培養(yǎng),合理控制溶解氧與HRT,填料填充率。
技術(shù)優(yōu)點
與活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性,又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點。
(1)填料特點
填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的,比重接近于水,以圓柱狀和球狀為主,易于掛膜,不結(jié)團、不堵塞、脫膜容易。
(2)良好的脫氮能力
填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境,硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生,對氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除有機物效果好
反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高,一般污泥濃度為普通活性污泥法的5~10倍,可高達(dá)30~40g/L。提高了對有機物的處理效率,同時耐沖擊負(fù)荷能力強。
(4)易于維護管理
曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架,對填料以及池底的曝氣裝置的維護方便,同時能夠節(jié)省投資及占地面積。
對MBBR工藝的建議
(1)懸浮填料的研究和開發(fā)
應(yīng)對填料表面的化學(xué)特性及懸浮填料的脫落機制進行深入的研究,增加填料的比表面積;應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價,使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用于污水處理。可采用活性炭、淀粉、明膠等作為生物活性添加劑,使懸浮填料能夠促進微生物的生長和繁殖。
(2) MBBR與其它工藝的組合
多級MBBR、MBBR和A/O法聯(lián)合工藝等都具有各自的優(yōu)點,對這些組合工藝應(yīng)加強研究并進行實際應(yīng)用。
(3) MBBR工藝反應(yīng)器的研究
通過對反應(yīng)器流體力學(xué)的研究,確定反應(yīng)器的形狀,以達(dá)到優(yōu)化的反應(yīng)器結(jié)構(gòu),從而避免填料堆積,降低能耗。可以初步研究多級串聯(lián)連續(xù)式懸浮填料移動床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式與操控方案,為項目技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
生物膜法是一種高效的廢水處理方法,具有污泥量少,不會引起污泥膨脹,對廢水的水質(zhì)和水量的變動具有較好的適應(yīng)能力,運行管理簡單等特點。