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地埋式玻璃鋼污水處理成套設(shè)備
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生物脫氮機(jī)理
生物脫氮理論認(rèn)為生物脫氮主要包括硝化和反硝化2個(gè)生化過程,并由有機(jī)氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。
氨化作用即水中的有機(jī)氮化合物在氨化細(xì)菌分解作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。一般氨化過程與微生物去除有機(jī)物同時(shí)進(jìn)行,氨化作用進(jìn)行得很快,有機(jī)物去除結(jié)束時(shí),氨化過程也已完成,故無需采取特殊的措施。
硝化作用即在供氧充足的條件下,水中的氨氮首先在亞硝化細(xì)菌的作用下被氧化成亞硝酸氮,然后再在硝化細(xì)菌的作用下進(jìn)一步氧化成硝酸氮。由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的生長速率低,所以要求較長的污泥齡。
反硝化作用是由反硝化細(xì)菌完成的生物化學(xué)過程。在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌將硝化產(chǎn)生的亞硝酸氮和硝酸氮還原成氣態(tài)氮(N2)或N2O、NO。由于反硝化細(xì)菌是兼性厭氧菌,只有在缺氧或厭氧條件下才能進(jìn)行反硝化,因此需要為其創(chuàng)造一個(gè)缺氧或厭氧的環(huán)境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。
生物除磷機(jī)理
污水中磷的去除主要由聚磷菌等微生物來完成:在好氧條件下,聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機(jī)物,產(chǎn)生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成,一部分則使ADP與H3PO4結(jié)合,轉(zhuǎn)化為ATP而儲(chǔ)存起來。細(xì)菌以聚磷(一種高能無機(jī)化合物)的形式在細(xì)胞中儲(chǔ)存磷,其能量可以超過生長所需,這一過程稱為聚磷菌磷的攝取。污水處理過程中,通過從系統(tǒng)中排除高磷污泥以達(dá)到去除磷的目的。
在厭氧和無氮氧化物存在的條件下,聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解,放出H3PO4和能量,形成ADP。這一過程為聚磷菌磷的釋放。
在生物除磷中,適宜的PH范圍是6～8,適溫度在5℃～30℃之間,較高的BOD5對(duì)除磷有利,BOD5/TP應(yīng)大于20。
傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝
幾種典型的脫氮除磷工藝:
生物除磷:A/O,A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox、AP等除磷工藝。
生物脫氮:A/O、A2/O、Bardnpho、UCT、Phoredox、改進(jìn)的AB、TETRA深床脫氮、SBR、2000型氧化溝等脫氮工藝。
A2/O工藝
此工藝中,厭氧池進(jìn)行磷的釋放和氨化,缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮,好氧池用來去除BOD、吸收磷以及硝化。A2/O工藝是較早用來脫氮除磷的方法,但是它的脫氮除磷效果難于進(jìn)一步提高。
phoredox工藝
在此工藝中,厭氧池可以保證磷的釋放,從而保證在好氧條件下有更強(qiáng)的吸磷能力,提高除磷效果。由于有兩極A2/O工藝串聯(lián)組合,脫磷效果好,則回流污泥中挾帶的硝酸鹽很少,對(duì)除磷效果影響較少,但該工藝流程較復(fù)雜。
UCT工藝
此工藝是對(duì)上述工藝的改進(jìn),將沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厭氧池,避免回流污泥中的硝酸鹽對(duì)除磷效果的影響,增加了缺氧池到厭氧池的混合液回流,以彌補(bǔ)厭氧池中污泥的流失,強(qiáng)化除磷效果。工藝流程見圖3。
上述工藝都是研究者們根據(jù)厭氧、缺氧、好氧等池子的排列數(shù)量及混合液循環(huán)和回流方式的變化開發(fā)出的一系列工藝。此外,還有通過對(duì)曝氣供氧的控制,在空間和時(shí)間上形成厭氧與缺氧環(huán)境的SBR(序批間歇式活性污泥法)工藝和氧化溝工藝。這些工藝中存在多種問題,制約了工藝的高效性和穩(wěn)定性。
地埋式玻璃鋼污水處理成套設(shè)備傳統(tǒng)工藝中存在的問題
微生物的混合培養(yǎng)
傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝一般都采用單一污泥懸浮生長系統(tǒng),在該系統(tǒng)中有多種差別較大的微生物,不同功能的微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)和生長條件的要求都有很大的不同,要保證所有的微生物都達(dá)到生長條件是不可能的,這就使得系統(tǒng)很難達(dá)到高效運(yùn)行。
泥齡問題
由于硝化菌的世代期長,為獲得良好的硝化效果,必須保證系統(tǒng)有較長的泥齡。而聚磷菌世代期較短,且磷的去除是通過排除剩余污泥實(shí)現(xiàn)的,所以為了保證良好的除磷效果,系統(tǒng)必須短泥齡運(yùn)行。這就使得系統(tǒng)的運(yùn)行,在脫氮和除磷的泥齡控制上存在矛盾。
吸附法一般是用作含油污水處理的輔助技術(shù)手段，主要是指利用固體吸附劑多孔和比表面積大的特性，去除或降低廢水中的多種污染物質(zhì)的過程。吸附法能有效的去除廢水中多種污染物，特別是采用其它方法難以有效處理的劇毒和難降解的污染物。常用的吸附劑有：活性炭、沸石、粘土類吸附劑、高分子吸附劑(合成樹脂等)、復(fù)合吸附劑、煤質(zhì)吸附劑等[6]。其中，活性炭因其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、
吸附能力強(qiáng)、吸附容量大等特點(diǎn)成為普遍采用的吸附劑。另外，天然沸石改性及纖維活性炭(ACF)也因?yàn)閷?duì)COD吸附效率高，吸附性能好，也逐漸被重視起來。吸附法能有效降低COD值，對(duì)污水中的多種有機(jī)污染物都有較好的吸附作用，如苯類、酚類等。但是吸附法也存在諸如吸附材料成本高，再生難，流失量大等問題，開發(fā)吸附能力強(qiáng)，成本低廉，易再生的高性能吸附劑是物理吸附法發(fā)展的新途徑。
過濾法的工作原理是將污水通過特殊裝置(設(shè)有孔眼)或?yàn)V層，使其中的懸浮固體或部分原油滯留其中，達(dá)到凈化污水的目的。常用的濾料有石英砂、無煙煤等。濾料過濾能力可利用反沖洗再生。
過濾對(duì)污水的作用大致可分為三種：(1)協(xié)同作用，即油附在懸浮物表面上，隨著懸浮物的去除而去除;(2)粗?；饔茫瑸V料使得油珠由小變大而增強(qiáng)其吸附力;(3)濾料本身對(duì)油類的截留吸附作用。從本質(zhì)上看，過濾是多相流體通過多孔介質(zhì)的流動(dòng)過程，是利用多孔介質(zhì)，將污水中的懸浮物固體與污水分離的處理方式。常用的過濾方法可分為重力過濾、真空過濾、加壓過濾和離心過濾等。過濾法對(duì)于污水的可生化性有很好的改善作用，對(duì)污水的COD和色度也有一定程度的降低，對(duì)污水的后續(xù)生化處理十分有利。
反硝化除磷是一種新型高效低能耗的生物脫氮除磷技術(shù)，其利用反硝化聚磷微生物(DNPAOs)在缺氧環(huán)境下以硝酸鹽作為終電子受體，以 PHB 作為電子供體，通過“一碳兩用”途徑來實(shí)現(xiàn)同步反硝化和過量吸磷.
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