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AO一体化污水处理装置

2020.11.09

曝气生物滤池是由滴滤池发展而来,属于生物膜法范畴,初用作三级处理,后发展成直接用于二级处理,自90年代初在欧洲建成第yi座采用该工艺的城市污水处理厂后,该工艺已在欧美和日本等发达国家广为流行,目前世界上已有3500多座大大小小的污水处理厂应用了这种技术。该工艺综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用,使其具有体积小、占地面积省、处理效率高、出水水质好、流程简单、操作管理方便并可省去二沉池等优点。
曝气生物滤池技术是在充分吸取国外曝气生物滤池(BAF)优点的基础上而发展起来的,它的大特点是使用一种新型的球形陶粒填料,在其表面及开口内腔空间生长有微生物膜,污水由下向上流经滤料层时,微生物膜吸收污水中的有机污染物作为其自身新陈代谢的营养物质,并在滤料层下部提供曝气供氧的条件下,气、水同为上向流态,使废水中的有机物得到好氧降解,并进行硝化脱氮。它定期利用处理后的出水对滤池进行反冲洗,排除滤料表面增殖的老化微生物膜,以保证微生物膜的活性。
曝气生物滤池处理污水的原理是反应器内滤料上所附生物膜中微生物氧化分解作用,滤料及微生物膜的吸附阻留作用和沿着水流方向形成的食物链分级捕食作用以及微生物膜内部微环境的反硝化作用。
根据曝气生物滤池中的水流流向,其可分为上向流和下向流曝气生物滤池,由于上向流曝气生物滤池接近于理想滤池,所以在实际工程中应用较多。
曝气生物滤池反应器为周期运行,从开始过滤到反冲洗完毕为一个完整的周期。具体过程如下:
经预处理的污水从滤池底部进入滤料层,滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气,气水为同向流。在滤池中,有机物被微生物氧化分解,NH3-N被氧化成NO3-N;另外,由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境,在硝化的同时实现部分反硝化,从滤池上部的出水可直接排出系统。
随着过滤的进行,由于滤料表面新产生的生物量越来越多,截留的SS不断增加,在开始阶段滤池水头损失增加缓慢,当固体物质积累达到一定程度,使水头损失达到极限水头损失或导致SS发生穿透,此时就必须对滤池进行反冲洗,以除去滤床内过量的微生物膜及SS,恢复其处理能力。
曝气生物滤池的反冲洗采用气水联合反冲,反冲洗水为经处理后的达标水,反冲洗空气来自于滤板下部的反冲洗气管。反冲洗时关闭进水和工艺空气,先单独气冲,然后气水联合冲洗,后进行水漂洗。反冲洗时滤料层有轻微膨胀,在气水对滤料的流体冲刷和滤料间相互摩擦下,老化的生物膜与被截留的SS与滤料分离,冲洗下来的生物膜及SS随反冲洗排水排出滤池,反冲洗排水回流至预处理系统。
曝气生物滤池作为一种膜法污水处理新工艺,与传统活性污泥法和接触氧化法相比,具有以下特点:
具有较高的生物浓度和较高的有机负荷
曝气生物滤池采用的为粗糙多孔的球状滤料,为微生物提供了较佳的生长环境,易于挂膜及稳定运行,可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量,单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量(可达10~15g/l),高浓度的微生物量使得BAF的容积负荷增大,进而减少了池容积和占地面积,使基建费用大大降低。
工艺简单、出水水质好
由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用,使得出水的SS很低,一般不超过10mg/l,因此可省去二沉池,进而降低基建费用。因进行周期性的反冲洗,生物膜得以有效更新,表现为生物膜较薄,活性较高。有时即使生物处理发生故障,在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准,同时可用于回用。
抗冲击负荷能力强
由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物,其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感,同时无污泥膨胀问题。
氧的传输效率高
曝气生物滤池中氧的利用率可达20%~30%,曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是:①因滤料粒径小,气泡在上升过程中不断被切割成小气泡,加大了气液接触面积,提高了氧的利用率;②气泡在上升过程中,由于滤料的阻挡和分割作用,使气泡必须经过滤料的缝隙,延长了其停留时间,同样有利于氧的传质;③理论研究表明,BAF中氧气可直接渗入生物膜,因而加快了氧气的传输速度,减少了供氧量。
易挂膜、启动
BAF调试时间短,一般只需7~12天,而且不需接种污泥,采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面,微生物不易流失,使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行,一旦通水并曝气,可在很短时间内恢复正常运行,这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。
菌群结构合理
AO一体化污水处理装置传统活性污泥法中,微生物分布相对均匀,而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种,因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。
自动化程度高
由于相关工业技术的发展,一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现,使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

活性污泥法
活性污泥法是应用时间较长的一门污水处理工艺,在国内外一些大中型城市的污水处理厂应用比较广泛,比如法国的阿谢尔污水处理厂、美国芝加哥市的西西南污水处理厂等都应用了这种污水处理方法。对于城市污水的一级处理程序来说,活性污泥法是使用效果非常的处理方法。这种方法应用了各种生物吸附理论以及絮凝动力学,可以对城市污水进行综合性整治。活性污泥法的优点是能很好地针对污水中的有机物,而地清除有机物对污水的初步净化有重要意义。另外,这种方法使用成本较低,对物资能源的消耗也比较少,这也是其得以广泛应用的资本。与之相对的,活性污泥法对污水中磷元素、氮元素的处理效果很不理想,随着现代社会城市污水中氮磷元素含量的升高,该方法也面临着技术优化方面的机遇与挑战。

吸附生物降解法
吸附生物降解法是传统应用的活性污泥法的一种改良型式。与普通的活性污泥法相比,吸附生物降解法的净化机制在处理高浓度的城市污水方面有一定特殊性。这种方法将活性污泥法应用中的曝气池划分为了两部分,一部分用来吸收、吸附污水中的有机物,另一部分用来吸收、氧化污水中的一些无机物,对污水的深度清理有很大帮助。但是这种方法流程比较复杂,污水处理的时间也比较长。
氧化沟法
除活性污泥法外,氧化沟法也是一种在我国现阶段的城市污水处理工作中比较常用的技术手法。而且这种方法也是起源于活性污泥法,并对其进行了一定程度的发展改进。氧化沟的应用使污水混合液能在较深的沟渠中充分混合,维持了一种较高的清理效率,这样做的一个很大优势是能够很好地提升污泥的稳定性,进而提高终的污水处理效果。氧化沟法对污水中的氮元素还能进行很好的清理,还能节约一定的处理成本,整个工艺方便快捷,对各污水处理厂有很强的诱huo力。H/O法生化处理工艺,污水处理工艺中生化处理法,是处理有机污水的主要方法。大多数有机废水中含有苯环类或长链脂肪酸类物质,它们较难被微生物直接代谢降解。根据废水的这一特性,采用(H/O)水解(酸化)好氧流体化床工艺做为主体处理工艺,确保出水达到各级要求的排放标准。
水解工艺是一种新开发出来的工艺过程,它是指复杂的有机物分子,在水解酶参与下加以水分子分解为简单化合物的反应,酶的催化反应效率要比相应无酶反应高106-1013倍,反应是在缺氧条件下进行的。

厌氧反应分为四个阶段:水解、酸化、酸性衰退和甲烷化。在水解阶段,固体物质溶解为溶解性物质,大分子物质降解为小分子物质,难生物降解物质转化为易生物降解物质。在酸化阶段,有机物降解为各种有机酸。水解和产酸进行得较快,难以把它们分开。起作用的主要微生物是水解菌和产酸菌。
这里所说的水解工艺,就是利用厌氧工艺的前两段,即把反应控制在第二阶段,不进入第三阶段。在水解反应器中实际上完成水解和酸化两个过程。但为了简化称呼,简称为“水解”。
水解工艺系统中的微生物主要是兼性微生物,它们在自然界中的数量较多,繁殖速度较快。而厌氧工艺系统中的产甲烷菌则是严格的专性厌氧菌,它们对于环境的变化。如pH值、碱度、重金属离子、洗涤剂、氨、硫化物和温度等的变化,比水解菌和产酸菌要敏感得多,并且生产缓慢(世代周期长)。




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