一體化無(wú)動(dòng)力污水處理設(shè)備

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什么叫固定床、連續(xù)床?各有什么特點(diǎn)?
    固定床是指水在交換床中不斷流過(guò)，進(jìn)行離子交換，而床內(nèi)樹(shù)脂層則處于靜止?fàn)顟B(tài)的離子交換床。
    連續(xù)床是指交換床中的樹(shù)脂層在運(yùn)行中處于“流動(dòng)"狀態(tài)。
   固定床工藝有兩個(gè)缺點(diǎn)。一是所用樹(shù)脂量大，利用率低。因?yàn)榻粨Q床在運(yùn)行時(shí)，只有工作層樹(shù)脂在工作，其余大部分樹(shù)脂則經(jīng)常充當(dāng)“支撐”，而且當(dāng)床內(nèi)樹(shù)脂需要再生前，其上部樹(shù)脂已呈失效狀態(tài)。二是固定床的運(yùn)行不是連續(xù)的，是呈周期性的，從落床到再生合格前的這段時(shí)間不能供水，所以需要備用交換床。
    從目前使用情況看，固定床工藝應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，工藝和技術(shù)都比較成熟，而且對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，樹(shù)脂的損耗也比較小。所以固定床工藝仍是目前化學(xué)水處理的方法。

    連續(xù)床樹(shù)脂用量較固定床少1／2—1／3左右，而且連續(xù)床工藝的運(yùn)行、再生、清洗可在不同設(shè)備中進(jìn)行，因此不需要備臺(tái)。但連續(xù)床對(duì)水質(zhì)適應(yīng)能力較差，樹(shù)脂磨損嚴(yán)重，單臺(tái)產(chǎn)水量少，所以在動(dòng)力鍋爐水處理中應(yīng)用較少。
固定床又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程的一種反應(yīng)器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm左右,堆積成一定高度（或厚度）的床層。床層靜止不動(dòng)，流體通過(guò)床層進(jìn)行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動(dòng)床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)。固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應(yīng)時(shí)，床層則填裝固體反應(yīng)物。涓流床反應(yīng)器也可歸屬于固定床反應(yīng)器，氣、液相并流向下通過(guò)床層，呈氣液固相接觸。

一體化無(wú)動(dòng)力污水處理設(shè)備
    用于離子交換反應(yīng)的設(shè)備叫離子交換床。
    根據(jù)交換床運(yùn)行方式的不同可將離子交換床分為下面幾種方式：
    單層床是指床內(nèi)只裝填一種離子交換樹(shù)脂。
    雙層床是指床內(nèi)裝填兩種離子交換樹(shù)脂。
    固定床是離子交換樹(shù)脂在相對(duì)靜止的條件下運(yùn)行的交換床，并且制水和再生是在同一床子中進(jìn)行。
    連續(xù)床是離子交換劑在動(dòng)態(tài)條件下運(yùn)行的交換床。制水和再生是在不同的設(shè)備中進(jìn)行。
早在1850年就發(fā)現(xiàn)了土壤吸收銨鹽時(shí)的離子交換現(xiàn)象,但離子交換作為一種現(xiàn)代分離手段,是在20世紀(jì)40年代人工合成了離子交換樹(shù)脂以后的事。離子交換操作的過(guò)程和設(shè)備，與吸附基本相同，但離子交換的選擇性較高，更適用于高純度的分離和凈化。 
    目前，離子交換主要用于水處理(軟化和純化)；溶液（如糖液）的精制和脫色；從礦物浸出液中提取鈾和稀有金屬；從發(fā)酵液中提取抗生素以及從工業(yè)廢水中回收貴金屬等。
    CASS工藝
    循環(huán)式活性污泥法(CyclicActivatedSlud-geSystem, CASS)污水處理工藝是在ICEAS的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，是一體化R工藝的一種新的變形工藝。在運(yùn)作方式上，沉淀階段不進(jìn)水，排水穩(wěn)定性得到保障。該工藝是利用不同微生物在不同負(fù)荷條件下生長(zhǎng)速率差異和脫氮除磷機(jī)理，將生物選擇器與傳統(tǒng)R反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。
    運(yùn)行中的CASS一般分為三個(gè)區(qū):一區(qū)為微生物選擇區(qū);二區(qū)為預(yù)反應(yīng)區(qū);三區(qū)為主反應(yīng)區(qū);各區(qū)容積之比一般為1:5:30。污水首*人選擇區(qū)，與來(lái)自主反應(yīng)區(qū)的混合液(20%一30%)混合，經(jīng)過(guò)厭氧反應(yīng)后進(jìn)人主反應(yīng)區(qū)。CASS工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件和*混合活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，而且流程簡(jiǎn)單，土建和設(shè)備投資小;能很好地緩沖進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)，運(yùn)行靈活;硝化、反硝化進(jìn)行充分，達(dá)到了很好的脫氮除磷效果;有利于絮凝性細(xì)菌生長(zhǎng)，并可提高污泥活性，使其快速去除廢水中溶解性易降解基質(zhì)，進(jìn)一步有效抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖。

3.4 DAT一IAT工藝
    DAT一IAT工藝(DemandAerationTank&lntennlttentA0r8tionTank )是R污水處理工藝的另一種變形工藝。該工藝由需氧池和間歇曝氣池組成，DAT池連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣(也可間歇曝氣)，其出水連續(xù)流人TAT池，在IAT池完成反應(yīng)、沉淀、洋水等工序。IAT也是連續(xù)進(jìn)水，但間歇曝氣，處理水和剩余污泥均由IAT排出。DAT一IAT工藝操作由進(jìn)水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、港水階段和閑置階段等5個(gè)階段組成。DAT一IAT法采用廢水經(jīng)DAT池的初步生化處理后進(jìn)人IAT池，由于連續(xù)曝氣起到了水力均衡作用，提高了整個(gè)工藝的穩(wěn)定性，進(jìn)水工序只發(fā)生在DAT池，排水工序只發(fā)生在IAT池，使整個(gè)反應(yīng)器的生化統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性進(jìn)一步增強(qiáng)，有利于提高難降解有機(jī)物的去除率。得到連續(xù)使用。
生物強(qiáng)化處理工藝是指向生化處理系統(tǒng)中投加高效菌種或載體,以提高系統(tǒng)中的微生物活性或濃度、強(qiáng)化生化處理效果的一種有效手段。冬季向系統(tǒng)投加在篩選馴化的耐冷菌或經(jīng)固定化處理的耐冷菌等,通過(guò)高效菌種的直接作用或共代謝作用可實(shí)現(xiàn)對(duì)低溫污水的強(qiáng)化處理。投菌活性污泥法是近十幾年國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一種生物強(qiáng)化技術(shù) ,它不僅增加了曝氣池內(nèi)缺少的細(xì)菌,在流入污水水質(zhì)不變的條件下增加微生物的氧化作用,且當(dāng)污水水質(zhì)改變、環(huán)境變異時(shí),微生物仍能保持活性,提高耐沖擊負(fù)荷和處理效果,改善出水水質(zhì)。

主要設(shè)備:無(wú)菌操作臺(tái)、生化培養(yǎng)箱、顯微鏡、全恒溫振蕩培養(yǎng)箱、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、回流裝置和氨氮蒸餾裝置等。
耐冷活性污泥污水處理能力評(píng)價(jià)自制小試裝置如圖1 所示,包括1 個(gè)空氣泵,3 個(gè)蠕動(dòng)泵,體積均為4 L 的廢水池(裝人工污水)、反應(yīng)池(裝活性污泥并進(jìn)行曝氣) 和沉淀池(裝處理后的污水并可回流污泥)各1 個(gè)。
 實(shí)驗(yàn)方法
1. 3. 1 耐冷菌的富集培養(yǎng)與分離
將采集的泥樣用LB 培養(yǎng)基于15 ℃ 搖床150 r·min - 1 富集培養(yǎng)7 d,再用平板稀釋法和平板劃線法進(jìn)行菌種分離純化,將多次純化后的單菌株移入斜面?zhèn)溆??；旌夏屠渚蜏伛Z化及污水處理能力測(cè)定
由實(shí)驗(yàn)確定各單菌株的*混合比例,然后將*混合比的混合菌低溫培養(yǎng),逐漸加入滅菌的人工污水1( 每3 d 一次) 直至培養(yǎng)液全部替換為人工污水。然后將其與采集來(lái)的適量活性污泥混合注入到小型污水處理裝置的反應(yīng)池中,加入人工污水1 至污泥質(zhì)量濃度為2 000 mg·L - 1 左右,人工污水1 的碳源極易被微生物利用,使微生物迅速增殖。在廢水池中加入人工污水2,人工污水2 的用途是模擬城市生活污水。設(shè)定系統(tǒng)初始溫度為15 ℃ ,流量0. 15 L·h - 1 ,控制曝氣量使OD 值保持在2. 5 ~ 3. 0 之間。每天將沉淀池中的污泥* 回流到反應(yīng)池,直到出水COD 值穩(wěn)定之后沉淀池污泥50% 回流。

活性污泥的降溫馴化過(guò)程分為3 個(gè)階段,馴化溫度先后從15 ℃ 降到10 ℃ ,再?gòu)?0 ℃ 降到5 ℃ ,每一階段都定時(shí)測(cè)定活性污泥的污水處理效果。第1 階段從活性污泥的培養(yǎng)開(kāi)始,當(dāng)反應(yīng)池中出現(xiàn)原生動(dòng)物且曝氣呈茶褐色時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),此時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件為流量0. 30 L·h - 1 ,溫度15 ℃ ,并始終維持反應(yīng)池污水體積為4 L,污泥的質(zhì)量濃度大約在2 500 ~ 4 000 mg·L - 1 之間;第2 和第3 階段僅改變溫度條件對(duì)活性污泥進(jìn)行降溫馴化。每天定時(shí)測(cè)定進(jìn)出污水的COD 和氨氮值,直到出水COD 和氨氮達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。在第3 階段測(cè)定5 ℃ 條件下耐冷菌污水處理效果的同時(shí),以成都市龍泉驛區(qū)的平安污水處理廠非耐冷菌為對(duì)照在同樣條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),比較兩者在低溫下的污水處理能力是否有顯著差異。

    每個(gè)階段的出水COD 和氨氮值均隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減小,直至zui后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)兩者的去除率則相應(yīng)增大并達(dá)到穩(wěn)定。第1 階段是活性污泥形成階段,該階段前4 d,COD 和氨氮的去除率都不高,尤其是氨氮的去除率呈負(fù)值。這是由于在第1 階段開(kāi)始時(shí)活性污泥沒(méi)有*形成,微生物量還不夠多,硝化和亞硝化作用較弱 ,使得人工污水2 中的大量和蛋白胨被分解成氨氮且未被及時(shí)降解去除,從而增加了出水氨氮含量,造成第1 階段前4 d 的氨氮去除率為負(fù),但在第4 天以后,亞硝化和硝化作用增強(qiáng),有機(jī)氮分解產(chǎn)生的氨氮被大量去除,出水氨氮去除率變?yōu)檎?氨氮量逐漸減少直至穩(wěn)定。
    第2 階段的降溫對(duì)COD 的去除效果影響較大,即從第1 階段過(guò)渡到第2 階段時(shí)COD 的去除率大幅度減小,而降溫對(duì)氨氮去除效果的影響除了過(guò)渡期的強(qiáng)烈波動(dòng)外,還表現(xiàn)在穩(wěn)定期氨氮去除率較第1 階段降低了許多。第3 階段溫度從10 ℃ 降到5 ℃ ,此次降溫對(duì)活性污泥污水凈化效果的影響相對(duì)較小,僅造成了小幅波動(dòng),說(shuō)明該污水處理系統(tǒng)逐漸趨于穩(wěn)定,抗*力得到了增強(qiáng), 但值得注意的是,穩(wěn)定時(shí)期的COD 和氨氮的去除率比15 ℃ 時(shí)有所降低,說(shuō)明降溫確實(shí)降低了微生物的生物活性并影響了其代謝速率,zui終導(dǎo)致活性污泥的污水凈化效率有所降低。