小型一體化污水處理設備
小型一體化污水處理設備專業(yè)生產(chǎn)戶——濰坊魯盛水處理設備有限公司。
工藝采用*的AO、A2O、MBR、MBBR、SBR等。
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SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱,是近年來被國內外引起重視、研究并大力推廣應用的一種污水生物處理新技術。CASS工藝是一種循環(huán)式活性污泥法,是SBR工藝的更新變型。之所以出現(xiàn)CASS工藝,是因為SBR有其自身難以克服的缺點,但CASS工藝不可*替代SBR。本文在分析這兩種工藝原理的基礎上,對兩者進行了較為詳細的比較。
原理及工藝特點
原理
SBR工藝是通過時間上的交替運行實現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運行全過程。該工藝只有一個SBR池,但同時具有調節(jié)池、曝氣池和沉淀池的功能。運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。一個運行周期內,各階段的運行時間、反應器混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質、出水水質及運行功能要求等靈活掌握。
CASS工藝包括充水—曝氣、充水—泥水分離、潷水和充水—閑置等四個階段。不同的運行階段,根據(jù)需要調整運行方式。CASS工藝共分為三個反應區(qū):生物選擇區(qū)(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧區(qū)(DO=(2～3)mg/L)。生物選擇器為CASS前端的小容積區(qū),通常在厭氧或兼氧條件下運行。有機污染物通過三個區(qū)的連續(xù)降解,可以達到很好的處理效果,同時能夠實現(xiàn)脫氮除磷。
工藝特點
與傳統(tǒng)活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優(yōu)點非常明顯:工藝簡單,調節(jié)池體積小或不設,無二沉池和污泥回流,運行方式靈活;結構緊湊,占地少,基建、運行費用低;反應過程濃度梯度大,不易發(fā)生污泥膨脹;抗負荷沖擊能力強,處理效果好;厭氧(缺氧)和好氧交替發(fā)生,同時脫氮除磷而不需額外增加反應器。
CASS工藝與其他工藝相比,特點如下:CASS池的變容運行提高了系統(tǒng)對水量水質變化的適應性和操作的靈活性;選擇器的設置加強了微生物對磷的釋放、反硝化、對有機物的吸附吸收等作用,增加了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;周期內反應器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運行,有比較理想的脫氮除磷效果。
生物降解能力比較
SBR工藝在反應階段,基質濃度隨時間由高到低變化,微生物經(jīng)歷了對數(shù)生長期、減速生長期和衰減期,其降解有機物的速率也相應地由零級反應向一級反應過渡。由于SBR系統(tǒng)的非穩(wěn)態(tài)運行,反應器中生物相十分復雜,微生物的種類繁多,各種微生物交互作用,強化了工藝的處理效能;采用該法處理COD濃度可達幾百到幾千毫克每升,其去除率均比傳統(tǒng)活性污泥法高,而且可去除一些理論上難以生物降解的有機物質。
CASS工藝從污染物的降解過程來看,污水以相對較低的流量連續(xù)進入反應池,被混合液稀釋到相對較低的濃度。從空間上看CASS工藝為*混合式,而在時間上則為推流式,基質濃度逐漸降低,濃度梯度從大到小,在曝氣階段有機物得到*降解。通過對沉淀階段和排水階段污水進入反應池后基質在主反應區(qū)內擴散規(guī)律的研究,發(fā)現(xiàn)基質擴散前沿邊界在反應器水平方向和垂直方向都與沉淀時間的自然對數(shù)呈函數(shù)關系。
類似的脫氮除磷過程
廢水的脫氮除磷要求經(jīng)歷厭氧一缺氧一好氧這樣一個過程,而SBR工藝在時間上的靈活控制,不僅可以很容易地實現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧,而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、延長曝氣時間和增加污泥齡來強化硝化反應及聚磷菌過量攝磷;也可以在缺氧條件下方便地投加原污水或提高污泥濃度等方式使反硝化過程更快地完成;還可以在厭氧條件下通過攪拌促進聚磷菌充分地釋磷。
CASS工藝的脫氮除磷效果則更為明顯。生物選擇器的設置為除磷創(chuàng)造了有利條件。來自主反應區(qū)高濃度污泥和廢水充分混合,污泥中的反硝化菌以污水中的有機物為碳源,還原硝態(tài)氮(污泥中的硝態(tài)氮一般為2mg/L)為氮氣,實現(xiàn)脫氮。
聚磷菌在厭氧條件下分解體內的聚磷酸鹽釋放到水中,獲得能量用于吸收廢水中的有機酸合成聚β—羥基丁酸(PHB)并儲存于細胞內,這是一個過量的釋放磷的過程,為好氧條件下的過量攝磷創(chuàng)造先決條件。由于廢水的進入,在此區(qū)域還發(fā)生比較明顯的反硝化,其去除的氮占總去除率的20%左右。
在缺氧區(qū),微量曝氣可以強化反硝化功能,也可不曝氣進行除磷。對主反應區(qū)的曝氣強度進行控制,使溶液處于好氧而活性污泥內部則基本處于缺氧狀態(tài),從而可以實現(xiàn)同步硝化和反硝化。
生物除磷脫氮工藝是目前污水處理廠設計中廣泛采用的工藝，也是實際工程運行中較為經(jīng)濟和常用的方法，故本文重點介紹生物除磷脫氮工藝。
生物除磷脫氮機理
生物除磷機理
生物除磷理論基礎是“聚合磷酸鹽（Poly-P）累積微生物”的攝磷釋磷原理。聚磷菌在厭氧條件下受壓抑，消耗糖元，將細胞內的聚合磷酸鹽水解為磷酸鹽并釋放，產(chǎn)生的能量用來吸收降解環(huán)境中的有機物，轉化為胞內碳源儲存物PHB（聚β羥丁酸）貯存起來。當進入好氧環(huán)境內，聚磷菌以O2為電子受體，降解胞內貯存的PHB產(chǎn)生能量，過剩的能量從環(huán)境中攝磷，以聚磷酸高能鍵的形式貯存，形成高濃度含磷污泥，含磷污泥隨剩余污泥排出，水中的磷得到去除。
生物脫氮機理
物脫氮理論基礎是“氨化-硝化-反硝化”三步脫氮原理。
氨化：污水中的含氮有機物在好氧條件下，被氨化菌分解、轉化為氨態(tài)氮。硝化：氨態(tài)氮在好氧條件下，被硝化菌分解氧化，首先在亞硝化菌的作用下，使氨（NH4）轉化為亞硝酸氨；然后，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進一步轉化為硝酸氨。反硝化：硝酸氨和亞硝酸氨在缺氧條件下，被反硝化菌還原為氣態(tài)氮，水體中的氮得到去除。
除磷脫氮傳統(tǒng)工藝
根據(jù)上述機理，生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)，經(jīng)過多年發(fā)展，目前污水廠采用較廣泛的工藝有：A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝。
A2/O工藝
A2/O法是同步除磷脫氮工藝，即Anaerobic-Anoxic-Oxic厭氧-缺氧-好氧工藝，A2/O工藝是在上世紀70年代由美國專家在A/O工藝的基礎上開發(fā)的，在原工藝中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到硝化脫氮的目的。
厭氧區(qū)（A），主要功能是釋放磷，同時氨化；缺氧區(qū)（A），首要功能為脫氮，硝態(tài)氮是通過好氧反應器混合液回流（內循環(huán)）送來的；好氧區(qū)（O），本去需設置曝氣設備，為反應器充氧，反應器功能為：去除BOD，硝化反應，吸收磷，并內循環(huán)混合液至缺氧反應器。
A2/O工藝效果穩(wěn)定，同步除磷脫氮，水力停留時間短，在厭（缺）氧、好氧交替運行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹(SVI<100），有利于后續(xù)泥水分離，運行費用低。在實際工程設計中還需設置二沉池和鼓風機房，回流設備和回流構筑物。占地大，對管理要求高，故本工藝一般用于大中型污水廠。
