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一体化生活污水处理装置

产品时间:2019-02-23

简要描述:

一体化生活污水处理装置MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列间歇反应器,是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点,结合传统活性污泥法技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池,又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。

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一体化生活污水处理装置

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 MSBR法的主要运行特点
(1)MSBR系统能进行不同配置的设计和运行,以达到不同的处理目的。
(2)每半个运行周期中,步骤的数量和每步骤所需的时间,取决于原水的特性和出水的要求。这里介绍了6个运行步骤,但所需总的步骤可以被系统设计者所选择。常常可以在实际运行中减少,以便使运行过程简单化。例如,步骤1和步骤2能通过延长步骤1和减少步骤2的时间来合并这两步为一步。增加步骤1的时间则增加序批处理格有机碳的量,这使得在不进原水的缺氧混合时间需要更长,以平衡步骤3。也可以增加步骤,进行更多的缺氧-好氧序批操作,来处理有机物和氨氮浓度更高的原水,以达到更低出水总氮的要求。


(3)在每半个循环中,原水大部分时间是进入主曝气格。接着是部分或全部污水进入作为SBR的序批处理格。在主曝气格中完成了大部分有机碳、有机氮和氨氮的氧化。另外,主曝气格在完全混合状态下连续曝气,创造了一个稳定的生物反应环境。这使得整个设备能承受冲击负荷的影响。
(4)从序批处理格到主曝气格的循环流动,使得前者积聚的悬浮固体运送到了后者。循环也把主曝气格内的被氧化的硝化氮运送到在半个循环的大部分时期处在缺氧搅拌状态下的序批处理格,实现脱氮的目的。
(5)污泥层作为一个污泥过滤器,对改善出水质量和缺氧内源呼吸进行的反硝化有重要作用。MSBR系统生物除磷脱氮机理
根据目前普遍接受的Comeau等人提出的生物除磷理论:在厌氧条件下,活性污泥中的聚磷微生物将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐释放到胞外,以此为能量吸收污水中的易降解有机物(如:挥发性脂肪酸,VFA),并将其合成为聚β羟基丁酸(PHB)储存在体内。
在好氧条件下,聚磷微生物以游离氧作为电子受体氧化胞内储存的PHB,利用反应产生的能量从污水中过量摄取磷并合成为聚磷酸盐储存于胞内,微生物好氧摄取的磷远大于厌氧释放的磷,通过排放剩余污泥实现除磷。MSBR系统对除磷脱氮具有良好的效果和稳定性(如同A2/O除磷脱氮系统相比),这是由其工艺特点决定的。根据MSBR系统的工艺流程,在空间和时间上可以认为系统是按照以下方式进行的:原污水→厌氧→好氧→缺氧→好氧→混合液回流(或沉淀出水)。


这运行方式相当于两级A/O系统的串联,对除磷十分有利:
①聚磷微生物经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境,聚磷微生物在厌氧池形成的吸磷动力可以充分地得以利用;而在A2/O系统中,厌氧释磷后要先经过生化效率较低的缺氧阶段再到好氧阶段,会使在厌氧环境中形成的吸磷动力有所损失。
②系统中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地经过厌氧Ο好氧环境,完成磷的厌氧释放和好氧吸收过程使系统的除磷效率得以提高;而A2/O系统存在混合液回流,这部分污泥未经过厌氧状态,会降低除磷效率。
③全部污泥完整地经过厌氧Ο好氧环境,有助于污泥中聚磷微生物的增长富集。
④系统的回流污泥经过了脱氮处理,消除了NO-x-N的干扰,使聚磷微生物能够在绝对厌氧环境中进行聚磷的水解和释放。
从系统的运行方式可以看出,脱氮作用是通过后置反硝化完成的。但污水经过了厌氧、好氧阶段的反应,有机物浓度已大为降低,反硝化作用所需的有机碳源是如何满足的呢?传统的反硝化理论显然难以圆满解释这一问题,我们有理由得出这样的结论:微生物是利用细胞内储存的有机物进行了反硝化,即内碳源反硝化。
利用内碳源进行反硝化具有很多优点:可以取消前置反硝化常见的内回流系统,降低能耗,使系统的运行更为合理;另外还无需添加碳源。利用内碳源进行反硝化在国外已有报道,但对其机理的研究尚处于起步阶段,许多问题还有待于进一步的研究。
MSBR工艺除磷影响因素
MSBR工艺中影响除磷的因素很多,有进水COD/P、COD/N、内回流比R、曝气池MLSS等。
各因素对TP去除效果的影响程度不同,在选定的影响因素中,进水COD/P对MSBR除磷的影响最大,其次是曝气池MLSS,再次是污泥回流比R,最后是进水COD/N,即影响程度的顺序为COD/P>MLSS>R>COD/N。
进水COD/P对除磷的影响决定系统除磷效果好坏的关键是进水水质,尤其是进水碳磷比。见图2为进水COD400mg/l、NH+3-N40mg/l时进水COD/P对除磷的影响。由图可知,当进水COD/P为40~150,随着进水COD/P的增大,厌氧池基质相对增加,VFAs较充足,PAOs释磷增加,出水TP浓度逐渐降低。
COD/P小于100时,出水TP随COD/P增大减小明显,但当COD/P大于100时,出水TP基本上不再变化。TP去除率在COD/P40~100时逐渐增大,当COD/P>100时去除率逐渐减小。说明当COD/P比值增大到一定程度时,有机底物相对充足,而磷却处于相对缺乏的状态,故磷的去除率不再因COD/P的增大而增大,出水TP浓度下降趋缓。

SBR 新工艺的研究与开发
近几年来, 人们围绕SBR 法展开了大量的研究工作, 并在工业废水处理中得到成功应用。这些新工艺的创新点是: 一方面在反应器中添加介质, 控制微生物群落的组成、浓度和活性, 提高微生物对难降解废水的处理能力; 另一方面将SBR 与其他工艺相结合, 研发了以SBR 为主的新工艺。

( 1) PAC( 粉末活性炭) +SBR。在SBR 反应器中添加活性炭, 通过其在进水段的吸附作用, 使混合液中有毒难降解污染物浓度减少, 减轻对生物的抑制作用, 同时缓冲了水中有机负荷的冲击。由于活性炭的吸附作用, 使得污泥系统中始终保持一定量的有机质, 为微生物提供了丰富的营养。活性炭比表面积非常大, 可为生物的生长提供很大的空间, 微生物会附着在其表面, 形成饱满而密实的菌胶团, 长出厚厚的生物膜, 炭表面的有机物和微生物之间不断调节,相互适应, 形成了一种稳定的生化处理系统。在反应过程中, 活性炭会对环境中的溶解氧(DO) 起调节作用, 当环境中DO 浓度较高时, 因为活性炭对DO 的吸附, 缩小了环境与菌胶团之间的DO 差距; 当环境中DO 浓度较低时, 活性炭吸附的DO 会释放, 污泥仍能保持较高的耗氧速度。活性炭表面的高浓度基质、高溶解氧和微生物三者构成的共存体系, 为生化反应创造了优越条件, 取得了比单纯SBR 法效率高的处理效果。冯晓西等用铁炭微电解— 亚铁还原氧化法对含有以间二硝基苯、间硝基苯胺等物质为主的工艺废水进行预处理后, 再按一定的比例与轻污染废水混合, 经兼氧生化、PAC— SBR 处理后, 可使废水CODCr 去除率达到92%, BOD5 去除率达到98%, 硝基苯类去除率达到97%, 苯胺类去除率达到98% , 挥发酚去除率达到99.6%, 色度可从5.8×10^4~1.0×105 倍减少至8 倍。

( 2) 添加其他填料的SBR。吴生等采用“膨润土吸附— 泡沫分离— SBR 生物处理工艺”处理日化行业洗发精废水, 其主要成分有: 烷基聚氧乙烯硫酸盐、液K、BS- 12 等各类表面活性剂、保湿剂、增洁剂和色素AES 等, 取得了较明显的效果, 其CODCr去除率接近或超过80%, 并且膨润土具有价格便宜,泥渣易于脱水的特点〔19〕。王大军等在SBR 反应器内加入弹性填料, 通过对沈阳市几个乳品厂采集的污水进行实验研究, 取得了工艺参数, 并应用于实际污水工程中验证, CODCr 去除率达30%~50%。
( 3) 两段SBR。借鉴AB 工艺的基本思想, 由两套SBR 串联构成, 在每个SBR 反应器内培养出适合于降解不同有机物的专性菌, 从而使废水中的不同种类的有机物在各自相适应的生化条件下得到充分降解。彭永臻等利用两段SBR 处理化工废水, 在两个反应器中分别培养出适宜降解乙酸和芳香族有机物的活性污泥, 成功地克服了葡萄糖效应, 大大提高了SBR 法的处理效率。

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