小型生活污水處理裝置
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A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝,在進行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷,其工藝流程如圖1所示。
在好氧段,硝化細菌將入流污水中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。以上三類細菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除實際上以反硝化細菌為主。污水進入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至zui高。在缺氧段,一般認為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,NH3-N濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,NH3-N逐漸降低。在缺氧段,由于內回流帶入大量NO3-N,NO3-N瞬間升高,但隨著反硝化的進行,NO3-N濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
A-A-O脫氮除磷系統的工藝參數及控制
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數應同時滿足各種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷,一般也能同時地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現的某些參數上,使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內,這也是A-A-O系統工藝系統控制較復雜的主要原因。
1.F/M和SRT。*生物硝化,是生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般應控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般應控制在8-15d。
2.水力停留時間。水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內,缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應在6h。
3.內回流與外回流。內回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認為,300-500%時脫氮效率*。內回流比r與除磷關系不大,因而r的調節*與反硝化工藝一致。
4.溶解氧(DO)。厭氧段DO應控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統的控制與生物反硝化系統一致。
5.BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6.PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統中,污泥混合液的PH應控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應外加石灰,補充堿度不足。
在傳統的生物活性污泥法中，一般是在而沉池中通過重力沉降來實現污泥與處理水的分離，設備裝置占地面積大，分離效率低；而且由于水力操作的不穩定性，加上負荷的波動會導致污泥沉降性能發生變化，從而影響二沉池的沉降效果，操作不當會造成污泥隨出水流失，使出水水質變差并降低曝氣池中污泥的濃度，進一步惡化處理效果。
為了保證出水水質和操作運行的穩定性，人們一直在努力尋找可靠的分離污泥的方法。膜分離活性污泥法作為一種新型的廢水處理方法，是把膜分離技術與傳統的廢水生物處理方法（活性污泥法）相結合，用膜分離設備取代傳統活性污泥法中的二次沉池，從而可以強化活性污泥與處理水的分離效果。
以膜組件代替傳統的二沉池，不僅可以*去除懸浮固體以改善出水水質，而且可以通過膜分離的作用，將二沉池無法截留的游離細菌和大分子有機物*阻隔在生物池內，尤其是那些增值速度慢的細菌，由于膜的截留作用而在曝氣池中得到富集，增加了它們與污泥的接觸時間，從而可以提高有機物和氮、磷的去除率。
膜分離活性污泥法的工藝流程是：廢水經預處理后進入曝氣池，在曝氣池中曝氣處理后，活性污泥混合液由增壓泵送入膜組件（也有將膜組件直接浸沒在曝氣池中，依靠真空泵的抽吸使混合液進入膜組件的），一部分水透過膜面稱為處理出水進入后一級處理工序，剩余的污泥濃縮液則由回流泵（或直接）返回曝氣池。曝氣池中的活性污泥在膜組件的分離作用下，去除了有機污染物而增殖，當超過一定的濃度時，需定期將池內的污泥排出一部分。
膜分離活性污泥法作為一種新型的處理方法，與傳統的生物處理方法相比有更好的處理性能和效果，主要表現在以下幾個方面。
1、高品質的處理效果，并且能保證出水水質穩定。
2、節省動力消耗，增強曝氣強度。
3、裝置更加緊湊，占地面積小。
4、可以處理高濃度的有機廢水。
5、剩余活性污泥量減小。
6、便于維護管理。
水解酸化工藝與單獨的厭氧或好氧工藝相比,具有以下特點:
1.由于在厭氧階段可大幅度地去除廢水中懸浮物或有機物,其后續好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少,從而設備容積也可縮小。有報道,在實踐中,厭氧-好氧工藝的總容積不到單獨好氧工藝的一半;
2.厭氧工藝的產泥量遠低于好氧工藝(僅為好氧工藝的1/10～1/6),并已高度礦化,易于處理。同時其后續的好氧處理所產生的剩余污泥必要時可回流至厭氧段,以增加厭氧段的污泥濃度同時減少污泥的處理量;
3.厭氧工藝可對進水負荷的變化起緩沖作用,從而為好氧處理創造較為穩定的進水條件;
4.厭氧處理運行費用低,且其對廢水中有機物的去除亦可節省好氧段的需氧量,從而節省整體工藝的運行費用;
5.重要的是當將厭氧控制在水解酸化階段時,可為好氧工藝提供優良的進水水質(即提高廢水的可生化性)條件,提高好氧處理的效能,同時可利用產酸菌種類多、生長快及對環境條件適應性強的特點,以利于運行條件的控制和縮小處理設施的容積。
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統。
影響活性污泥過程工作效率(處理效率和經濟效益)的主要因素是處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設計及運行。
基本組成
① 曝氣池：反應主體② 二沉池：
1)進行泥水分離，保證出水水質;
2)保證回流污泥，維持曝氣池內的污泥濃度。
③ 回流系統：
1)維持曝氣池的污泥濃度;
2)改變回流比，改變曝氣池的運行工況。
④剩余污泥排放系統：
1)是去除有機物的途徑之一;
2)維持系統的穩定運行。
⑤供氧系統:主要由供氧曝氣風機和曝氣器構成向曝氣池內提供足夠的溶解氧.
曝氣池 是所有活性污泥法的心臟，其作用是攪拌混合液使泥、水充分接觸和向微生物供氧。攪拌有兩種方式，一種是使同時進曝氣池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子，而不和已在池中的混合液相混以免發生短路現象。曝氣池采用長條形就是以保證同時入池的泥和水都同時出池,使同時入池的廢水有相同的曝氣時間。另一種攪拌方式是使進入池子的泥和水立即與全池的混合液充分混合，達到混合液的水質均勻,有可能使微生物的生長處在*的生活環境中,使過程處在的條件下運行。還有一種環形曝氣長槽，深度較淺，混合液在槽中以較高的流速回流。這種曝氣槽的曝氣時間接近24小時，特稱氧化槽或氧化溝。實際上是延時曝氣活性污泥法的一種曝氣池。
小型生活污水處理裝置除按要求設計幾何形狀外，曝氣方法和設備也是很重要的。曝氣方法有氣泡曝氣法(又稱鼓風曝氣法)和表面曝氣法(也稱機械曝氣法)兩種。20世紀70年代末問世的深井曝氣也是一種氣泡曝氣，以增加氣泡與混合液的接觸時間來提高曝氣效率。
在表面曝氣法中借設在液面的曝氣器使池液回流，并使液面劇烈波動與空氣密切接觸交換氣體。曝氣器一般是各種立式葉輪，也有采用臥式旋刷或旋槳的。環形曝氣槽都采用臥式曝氣器。
為加快氧的溶解，70年代開始出現了“純氧”曝氣，以含氧濃度*的空氣替代一般空氣。大多采用表面曝氣法。
運行主要是活性污泥量和供氧量的控制，曝氣池的活性污泥濃度(稱混合液懸浮固體)，是可以調節的，也就是活性污泥量和負荷率是可以調節的，運行時應根據具體情況注意調節。活性污泥法污水廠容易出現污泥膨脹，即污泥含水量*，不易沉降。這將造成污泥隨水流出沉淀池，破壞水質，同時，污泥的流失使曝氣池中污泥減少，整個過程逐漸失效。在發現污泥有膨脹趨勢時，應即分析原因，采取措施。
曝氣生化系統主要是在有氧的情況下，廢水中的有機物通過活性污泥中的微生物吸附、氧化、還原過程，把復雜的大分子有機物氧化分解為簡單的無機物，從而達到凈化廢水的目的。
1.根據具體情況調整曝氣量，通過控制各閥門，調整進氣量。
2.曝氣池應通過調整污泥負荷、污泥泥齡或污泥濃度等方式進行工藝控制。
3.曝氣池出口處的溶解氧宜為2mg/L。
4.應經常觀察活性污泥生物相、上清液透明度、污泥顏色、狀態、氣味等，并定時測試和計算反映污泥特性的有關項目。
5.因水溫、水質或曝氣池運行方式的變化而在沉淀池引起的污泥膨脹、污泥上浮等不正常現象，應分析原因，并針對具體情況，調整系統運行工況，采取適當措施恢復正常。
6.當曝氣池水溫低時，應采取適當延長曝氣時間、提高污泥濃度、增加泥齡或其它方法，保證污水的處理效果。曝氣池水溫不能高于38℃，過高時，應在采取降溫措施后，方可繼續進水！
7.曝氣池產生泡沫和浮渣時，應根據泡沫顏色分析原因，采取相應措施恢復正常。視情況開啟消泡水泵，撒淋消泡劑。
8.根據污泥情況向生化池內加營養劑，一般按BOD5：N：P＝100：5：1比例投加營養源。N源為尿素，P源為磷酸鈉或磷酸氫二鈉。
MBR是將生物降解作用與膜的分離技術結合而成的一種新型的污水處理與回用工藝。膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為水處理技術研究的一個熱點。
