医疗地埋式一体化污水处理设备

医疗地埋式一体化污水处理设备

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厌氧消化是一个包含多个生物转化和物理化学转化的复杂过程，特别是产甲烷菌对环境条件要求比较苛刻.为了消除厌氧消化过程中多种干扰的影响及保持厌氧消化过程稳定、高效的进行，就需要对厌氧消化过程进行合适的监测和控制，而大量大型沼气工程的建立更是加剧了这种需求.针对传统物化参数(pH值、温度、产气量和氧化还原电位等)已有成熟的在线测量设备，而对厌氧消化过程有重要影响的物化参数，如挥发性脂肪酸(VFA，Volatile Fatty Acids)和生理参数(如生物量)却难以实现在线测量.

VFA是厌氧消化的中间产物也是产甲烷的主要底物，与pH值、碱度、产气量和气体组分等常规指标相比，VFA更能快速可靠地指示厌氧消化系统的状态.在工业厌氧消化产甲烷反应器运行中，经常发生因为未及时发现VFA的积累使pH下降至3~5而导致的“酸败”.“酸败”的发生对厌氧反应器往往是灾难性的，反应器一旦发生“酸败”，很难在短时间内恢复或者根本难以恢复反应器内产甲烷微生物的活性，因此，对VFA浓度的检测方法一直受到高度的重视.目前，VFA浓度离线测定的方法主要有蒸馏法、滴定法、色谱法、比色法等，然而离线分析耗时、滞后，不能满足快速变化的高负荷厌氧消化系统的在线监测需求.为了实现VFA的在线监测，研究人员也进行了大量研究.

例如，Feitkenhauer等(2002)设计了一个基于滴定计的VFA在线测量系统，其主要特点是设备简单成本低，缺点是检测的只是总挥发酸;Zhang等(2002)研究的红外光谱能针对乙酸、丙酸等进行测量，但其准确性和灵敏度欠佳;Diamantis等(2006)和Boe等(2007)分别设计了带自动取样器的毛细管气相色谱、顶空气相色谱，其与反应器的连接实现了VFA的在线精确测量，但气相色谱昂贵，难以实现工业化应用;赵全保(2008)设计的在线测定VFA和碱度的自动滴定系统只是实现了滴定过程的自动化，并未将计算模型与计算机集成，所构建的6点滴定法滴定准确，但操作繁琐、计算复杂.可靠又便宜的VFA在线监测设备已经成为制约厌氧消化技术应用与发展的瓶颈，而上述VFA在线监测技术仍然处于实验室阶段，并未应用到实际工业中，因此，有必要进一步研究VFA的在线监测技术.
一般解决工业过程的测量问题有两条途径：一是沿袭传统的检测技术思路，以硬件形式实现过程参数的直接在线测量(如上所述);另一种就是采用间接测量的思路，利用容易获取的其他测量信息，通过计算来实现对被测变量的估计.近年来，在过程控制和检测领域涌现出的软测量的技术就是这一思想的集中体现.软测量理论根源是20世纪70年代Brosilow提出的推断控制，所谓软测量就是根据可测、易测的过程变量(即辅助变量)与难以直接获取的待测变量(即主导变量)的数学关系，按照某种准则，采用各种计算方法，用软件手段实现对待测变量的测量或估计.因此，软测量技术又称为软仪表技术，目前己经在过程控制与优化中得到了广泛的应用.
曝气生物滤池由内锥即下向流对流接触氧化区和外锥即上向流曝气生物过滤区，以及下部导流沉降无泵污泥回流区三部分组成。
在内锥即下向流生物接触氧化过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内，都设有滤料。在下部的导流沉降分离无泵污泥回流区内装有导流板和无泵污泥回流管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区，与下部的导流沉降分离无泵污泥自动回流区之间装有滤料，并在滤料下部设有滤池反冲洗空气管和水管。其污水流向为：污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，通过滤料空隙间曲折下行至导流沉降无泵污泥回流区，实现泥水分离，分离出来的污泥在不用泵的条件下，自动回流到污水池的前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。
医疗地埋式一体化污水处理设备分离出来的水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，并同样通过滤料空隙曲折上升，污水在上升的处理过程中产生的污泥也在重力作用下，自动下沉于导流沉降分离区，通过无泵污泥排泥系统，回流到污水池前端进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。空气的流向为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，空气是自下而上，在滤料空隙间曲折上升;在外锥即上向流曝气生物过滤区内，空气同样是自下而上，在滤料空隙间曲折上升。
水与空气的流向分别为：在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，因污水是自上而下，而空气是自下而上，并且水和空气都是通过滤料空隙间曲折对流，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。另一方面，水与空气在外锥即上向流曝气生物过滤区内，因污水和空气都自下而上的，水和空气在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。在内锥即下向流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内的滤料上，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。