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一天150噸一體化污水處理設備
HCR的主要特點是:
(1)系統占地少,基建費用低。HCR系統占地一般很少,其原因主要有三:一是系統設計緊湊,結構合理,減少了占地;二是反應器高徑比大(為7∶1),部分被埋在地下,有效地利用了垂向空間,減少了平面上的占地;三是所需水力停留時間很短,容積負荷和污泥負荷都很高,減少了反應器的體積。
合理集成設計、少占地是減少基建投資的主要因素,反應器和沉淀池的容積小,又節省土建投資或設備制造費用。根據工程預算結果對比表明,采用HCR工藝處理同樣數量的污水,其基建費用比活性污泥法工藝要減少30%以上。
(2)空氣氧轉化利用率高,容積負荷和污泥負荷高。HCR工藝的曝氣方式采用射流擴散式,并通過垂向循環混合,使溶解氧達到大值,這一過程實際上吸取了深井曝氣依靠壓頭溶氧的優點。高速噴射形成紊流水力剪切,使氣泡高度細化并均勻分散,決定了該方法對空氣氧的轉化利用率高。據試驗測定,其空氣氧的轉化利用率可高達50%,溶解氧含量易保持在5mg/L以上。
足夠的溶解氧是保證好氧生物處理系統高負荷運行的條件,這也是HCR工藝的優勢所在。一般情況下,HCR系統的污泥濃度在10g/L左右,高可超過20g/L。反應器中生物量之大,決定了其負荷值必然高。試驗和已有工程的運行結果顯示,HCR的容積負荷大可達70kgBOD5/(m3·d),小試可達100 kg BOD5/(m3·d);其污泥負荷值可以超過6 kg BOD5/(kgSS·d)。
(3)固液分離效果好,剩余污泥量較少。HCR工藝混合污水中的微生物菌團顆粒小,其沉降性能好,這是其顯著特點之一,污泥在沉淀池中的停留時間一般只需要40min左右。該工藝每降解1kg BOD所產生的剩余污泥量,比其他好氧方法平均減少40%左右,從而大大減少了污泥處理量。剩余污泥量較少的原因主要有兩個:其一,強烈曝氣使微生物代謝速度快,由此引起的生化反應可能加大內源消耗,剩余污泥量相對少;其二,由于反應器中混合污水被高速循環液流剪切,微生物的團粒被不斷分割細化,團粒內部的氣孔減少,使其密度相對增加,總的體積減少。
(4)抗沖擊負荷的能力強。HCR為*混合型運行方式,原水先與回流污水合流,然后再進入反應器,并立即被快速循環混合。高濃度COD或有毒廢水沖擊系統時,它們在進入反應器之前實際上已經被稀釋,進入反應器后又被迅速均勻混合,使沖擊液流的濃度大大降低,從而有效地提高了HCR系統抗沖擊負荷的能力。此外,強烈曝氣使微生物的新陳代謝加快后,也可能減少沖擊所造成的部分影響。
工程實踐表明,HCR工藝對甲醛廢水、含酚廢水、糖醛廢水、樹脂酸廢水都能進行有效處理;如已有工程實例的進水COD濃度達到了20000mg/L;該工藝還有望提高污水脫氮的效果。
(5)系統操作簡便靈活,處理效果有保障。HCR系統的反應器循環水量、補充曝氣量、污泥回流量等都可以根據需要進行調節,便于選擇佳的組合效果。正因為如此,采用HCR工藝容易保證較高的COD去除率。圖2顯示了HCR反應器容積負荷與COD去除率的變化關系。可以看出,盡管其容積負荷變化較大,COD去除率均達到80%左右。
一天150噸一體化污水處理設備AB法工藝的主要特征
1:A段在很高的負荷下運行,其負荷率通常為普通活性污泥法的50~100倍,污水停留時間只有30~40min,污泥齡僅為0.3~0.5d。污泥負荷較高,真核生物無法生存,只有某些世代短的原核細菌才能適應生存并得以生長繁殖,A段對水質、水量、PH值和有毒物質的沖擊負荷有*的緩沖作用。A段產生的污泥量較大,約占整個處理系統污泥產量的80%左右,且剩余污泥中的有機物含量高。
2:B段可在很低的負荷下運行,負荷范圍一般為<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留時間為2~5h,污泥齡較長,且一般為15~20d。在B段曝氣池中生長的微生物除菌膠團微生物外,有相當數量的高級真核微生物,這些微生物世代期比較長,并適宜在有機物含量比較低的情況下生存和繁殖。
3:A段與B段各自擁有獨立的污泥回流系統,相互隔離,保證了各自獨立的生物反應過程和不同的微生物生態反應系統,人為地設定了A和B的明確分工。
工作機理
1: 開放式系統原理
AB工藝中不設初沉池,從而使污水中的微生物在A段得到充分利用,并連續不斷的更新,使A段形成一個開放性的、不斷由原污水中生物補充的生物動態系統。
2: 微生物的生物相及其特性
A段內微生物活性強、世代期短、具有很強的吸附能力。
當A段以兼氧的方式運行時,由于供氧較低,高活性微生物為了滿足自身代謝能量的要求,被迫對在好氧條件下把不易分解的有機物進行初步分解,起到大分子斷鏈的作用,使其轉化為較小分子的易降解有機物,從而在后續的B段好氧曝氣中易于被去除。B段主要是世代期長的真核微生物,能夠保證出水水質。
AB法工藝的優點
具有優良的污染物去除效果,較強的抗沖擊負荷能力,良好的脫氮除磷效果和投資及運轉費用較低等。
1:對有機底物去除效率高。
2:系統運行穩定。主要表現在:出水水質波動小,有*的耐沖擊負荷能力,有良好的污泥沉降性能。
3:有較好的脫氮除磷效果。
4:節能。運行費用低,耗電量低,可回收沼氣能源。經試驗證明,AB法工藝較傳統的一段法工藝節省運行費用20%~25%.
氧化溝工藝由于其特殊的運行方式,在空間上形成了缺氧、好氧的交替變化,達到了硝化、反硝化和生物除磷的目的。其可在低負荷和較長的泥齡條件下運行,由于無需回流,比一般工藝節能10%~20%。若水量大或負荷高,則工藝占地面會很大。我國邯鄲污水處理廠采用了三段式氧化溝工藝,是目前國內投入運行的大的氧化溝系統。
所有的生物除磷系統都有以下幾個特點:保證厭氧區真正處于厭氧狀態,既不存在游離態的溶解氧,也不存在硝酸根等結合態氧,如通過改變污泥回流方式和路徑以避免硝酸根進入厭氧區,而防止厭氧區的反硝化作用,對聚磷菌厭氧釋放磷的競爭抑制作用;保證厭氧區進水中易生物降解有機物的含量,以使聚磷菌能在與其它細菌對食料的爭奪中占優勢,如可在進水中加入初沉污泥酸性發酵液等。
生物除磷技術因工藝簡單、運行簡便,處理效果好,運行方式靈活等,近年來已成為城市污水除磷的重要方法,得到廣泛應用。隨著生物學及其技術的發展,新的除磷理論不斷出現,生物除磷工藝也將得到更大的發展,可持續污水生物除磷工藝的開發也將成為研究重點。
生物除磷新技術-反硝化聚磷菌除磷工藝
反硝化除磷機理
反硝化除磷就是在厭氧/缺氧環境交替運行的條件下,易富集一類兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物,該聚磷菌能利用NO3-作為電子受體,通過它們的代謝作用同時完成過量吸磷和反硝化過程。大限度地減少碳源需求量,實現了能源和資源的雙重節約。反硝化除磷能節省COD約50%,節省氧約30%,剩余污泥量減少50%左右。