微動力一體化污水處理設施

水解酸化-生物接觸氧化工藝概述
水解酸化-生物接觸氧化工藝是20 世紀80 年代以來開發(fā)的水處理新技術，已被廣泛地應用于城市污水、啤酒廢水、印染廢水、合成橡膠廢水等類型的廢水處理中，并取得了較好的效果。
水解酸化工藝
水解酸化工藝的探討其實是從污水厭氧生物處理開始的，經(jīng)過反復試驗和理論分析，逐步發(fā)展為水解酸化生物處理工藝。物料的厭氧生物降解過程可以分為四個階段。一是水解階段，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應主要指大分子物質(zhì)分解為小分子及其水溶物。二是發(fā)酵或酸化階段，酸化菌將上述小分子轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外，主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸等。三是產(chǎn)乙酸階段，指上一階段產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸及新的細胞物質(zhì)。四是產(chǎn)甲烷階段，指上一階段產(chǎn)物被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳及新的細胞物質(zhì)。水解酸化工藝就是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應時間較短的厭氧處理和第二階段，即在大量水解細菌、酸化菌作用下將不溶性有機物水解為溶性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。

微動力一體化污水處理設施水解酸化工藝特點
采用水解酸化池較之全過程的厭氧池或曝氣池具有以下特點：
(1)不需要曝氣系統(tǒng)，也不需要密閉池體，不需要攪拌器，也不需要三相分離器，大大降低了造價和運行、維護費用。
(2)由于水解、酸化反應迅速，故有效水力停留時間短，水解反應池體積小，節(jié)省了土建投資。
(3)由于反應控制在第二階段完成前，出水無厭氧發(fā)酵的難聞氣味，改善了污水廠站的環(huán)境。
(4)能有效降解有機物，具有污泥消化池的功能，減少了污泥量，能實現(xiàn)污水、污泥一次處理。
(5)水解、酸化階段的產(chǎn)物是小分子有機物，可生化性較好，若結(jié)合后續(xù)好氧工藝使用，實踐證明具有很好的處理效果。
AB法工藝對氮、磷的去除以A段的吸附去除為主。污水中的部分有機氮和磷以不溶解態(tài)存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通過沉淀轉(zhuǎn)移到固相中，同時生物同化也可以去除一部分以溶解態(tài)存在的氮和磷。傳統(tǒng)的AB法工藝的總氮去除率約為30%～40%；對磷的去除以A段的吸附絮凝作用為主，A段對磷的去除率約為35%～50%，是傳統(tǒng)一段活性污泥法的兩倍以上；剩余的磷進入B段用于B段的微生物的合成而得到進一步去除。這樣AB法工藝整體顯示出了比傳統(tǒng)活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身組成上的特點，決定了其對氮、磷的去除量有限，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：
首先，生物脫氮過程包括硝化和反硝化兩個部分，終使氮以氣態(tài)的形式釋放到大氣中而達到從污水中去除的目的。由于A段對BOD的去除率高而對氨氮去除的很少，使得進入B段的BOD/N值降低，這樣有利于硝化菌的生長，使B段充分完成硝化過程；由于常規(guī)的AB法工藝沒有反硝化過程，雖然氨氮得到去除，但是導致了硝態(tài)氮的增加，硝態(tài)氮的存在使出水依然難以達到污水排放對氮含量的要求。

其次，于磷來說，傳統(tǒng)的AB法工藝不能為聚磷菌提供優(yōu)勢生長的厭氧/好氧條件，因此不能充分發(fā)揮生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮凝作用，主要去除的也是以懸浮態(tài)存在的磷。但城市污水中以懸浮態(tài)存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。雖然AB法表現(xiàn)出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很難達到對磷的排放標準的要求。對于AB法工藝來說，它不具備同時脫氮除磷的條件，對氮、磷的去除率很難進一步提高。
厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機廢水處理的適宜工藝。這是因為:
1. 厭氧法多適用于高濃度有機廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機物, 具有抗沖擊負荷能力強的優(yōu)點,但其出水綜合的指標往往不能達到處理要求;
2. 厭氧法能耗低和運行費便宜,尤其在高濃度有機廢水時,厭氧法要比好氧法經(jīng)濟得多;
3. 好氧法則多適用于中低濃度有機廢水的處理, 對于高濃度且水質(zhì)、水量不穩(wěn)定的廢水的耐沖擊負荷能力不如厭氧法,尤其當進水中含有高分子復雜有機物時,其處理效果往往受到嚴重的影響。厭氧- 好氧聯(lián)合處理工藝可大大改善水質(zhì)及運行的穩(wěn)定性,但由于厭氧段實現(xiàn)了甲烷過程,因而對運行條件和操作要求較為嚴格,同時因原水中大量易于降解的有機物質(zhì)在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機物主要為難生物降解和厭氧消化的剩余產(chǎn)物, 因而盡管其后續(xù)的好氧處理進水負荷得到大大降低,但處理效率仍較低。此外,該工藝須考慮復雜的氣體回收利用設施,從而增加基建費用。而水解酸化工藝則將厭氧處理控制在產(chǎn)酸階段, 不僅降低了對環(huán)境條件(如溫度、p H、DO 等) 的要求, 使厭氧段所需容積縮小,同時也可不考慮氣體的利用系統(tǒng),從而節(jié)省基建費用。由于厭氧段控制在水解酸化階段,經(jīng)水解后原水中易降解物質(zhì)的減少較少,而原來難以降解的大分子物質(zhì)則被轉(zhuǎn)化為易生物降解的物質(zhì),從而使廢水的可生化性及降解速率得到較大幅度的提高。因此,其后續(xù)好氧處理可在較短的HRT下達到較高的處理率。兩相厭氧消化工藝即是將厭氧消化中的產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分開,以便獲得各自優(yōu)的運行工況。與水解酸化過程相比, 其產(chǎn)酸段對產(chǎn)物的要求是不同的(以乙酸為其產(chǎn)物) 。

微動力一體化污水處理設施生物膜結(jié)構(gòu)及處理污水的原理
生物膜法是模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，它使微生物群體附著于固體填料的表面，形成生物膜。當廢水流經(jīng)新設置的濾料表面，游離態(tài)的微生物及懸浮物通過吸附作用附著在濾料表面，構(gòu)成了生物膜。隨著污水的流入，微生物不斷生長繁殖從而使生物膜逐步增厚，經(jīng)過10~30d左右，就可形成成熟的工作正常的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，因此具有很強的吸附作用，有利于微生物進一步對這些被吸附的有機物的分解和利用。當生物膜增厚到一定程度，將受到水力的流涮作用而發(fā)生剝落。適當?shù)膭兟淇墒股锬さ玫礁隆Ｉ锬さ耐獗韺拥奈⑸镆话銥楹脷饩?，因而稱好氣層。內(nèi)層因受氧擴散的影響而供氧不足，因而使厭氧菌大量繁殖形成厭氧層。

生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機物為營養(yǎng)物質(zhì)，將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細胞物質(zhì)進行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質(zhì)，另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物，在轉(zhuǎn)化過程中釋放能量，滿足微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，成為污泥。如果有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進行再處理。
污水處理中活性污泥法與生物膜法的比較
活性污泥法與生物膜法具有不同的工藝特點
固著于固體表面上的生物膜對廢水水質(zhì)、水量的變化有較強的適應性，操作穩(wěn)定性好;而活性污泥法常用于特定水質(zhì)、低濃度的污水處理，而且污水中含有足夠的可溶性、易分解的有機物，但處理廢水中的膠狀污染物較為理想。生物膜法不會發(fā)生污泥膨脹，產(chǎn)生的污泥量少，運行管理較方便，且節(jié)能，易于維護管理，動力費用低;而活性污泥法在步中要攪動，導致曝氣池會產(chǎn)生大量泡沫，污泥膨脹，而且還需要空氣壓縮、攪動、污泥回流等耗費動力設備的過程，所以在動力方面則花費較大。
活性污泥法需要人為地從空氣壓縮機站送入壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中;生物膜法則采用自然通風供氧。
活性污泥法對污水的沖擊負荷比較敏感;生物膜法有一定的抗沖擊負荷能力。
活性污泥法污水與污泥一直處在接觸混合狀態(tài)，而且是絮凝狀態(tài)，導致污泥沉降性能較差，有時會出現(xiàn)污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分離。