3.1.1 二級處理工藝簡介
目前,常用的污水好氧處理工藝有:氧化溝法、SBR法、生物接觸氧化法、A/O 法和A²/O工藝等技術。通常情況下,對于水質比較簡單的污水,二級處理工藝通常選用一種即可,對于污水水質較為復雜的,具有較高的氨氮、COD和BOD,則通常會使用二級工藝的組合工藝。
① 上流式厭氧污泥床反應器,簡稱UASB,是一種處理污水的厭氧生物方法,又叫升流式厭氧污泥床。污水自下而上經過反應器,反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床,污水中的大部分有機污染物在此間經過厭氧發酵降解為甲烷和二氧化碳。因水流和氣泡的攪動,污泥床之上有一個污泥懸浮層。反應器上部有設有三相分離器,用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出;污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床;消化液從澄清區出水。UASB 負荷能力很大,適用于高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機污染物去除率,不需要攪拌,能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化。
②生物氧化接觸法,主要利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統,其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運動水層。其原理是,生物膜首先吸附附著水層有機物,由好氣層的好氣菌將其分解,再進入厭氣層進行厭氣分解,流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜,如此往復以達到凈化污水的目的。老化的生物膜不斷脫落下來,隨水流入二次沉淀被沉淀去除,生物接觸氧化法的處理構筑物是浸沒曝氣式生物濾池,也稱生物接觸氧化池,其特點表現為污泥生成量少,不存在污泥膨脹問題。同時該系統內微生物對污水水質和水量的變動具有較好的適應能力,耐沖擊負荷能力較強,對毒性物質也有較好的抵抗性。在運行一定階段后污泥齡較長,微生物在種屬上呈多樣性,可以形成穩定的小生態系統。硝化菌和亞硝化菌也可以生長,具有一定的反硝化能力。
③ A²/O 法,亦稱A-A-O工藝,即厭氧-缺氧-好氧,是應用最廣泛的脫氮除磷工藝。該工藝各反應器單元功能及工藝特征如下:1)厭氧反應器:原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入該反應器,其主要功能是釋放磷,同時對部分有機物進行氨化;2)缺氧反應器:污水經厭氧反應器進入該反應器,其首要功能是脫氮,硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的,循環的混合液量較大,一般為2Q(Q--原污水量);3)好氧反應器--曝氣池:混合液由缺氧反應器進入該反應器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應器內進行的,這三項反應都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有過剩的磷,而污水中的BOD(或COD)則得到去除,流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應器。
根據本項目污水處理工藝設計原則,出水水質標準等因素,對目前常用的污水好氧處理技術進行比較,其中建設投資參考環發2013年130號文,結果如下表所示:
常見污水好氧處理工藝比選表
工藝名稱 | 生物接觸氧化法 | SBR法 | 水解酸化法 | A/O法 | 倒置A²/O法 |
污染物去除率 | 較高 | 較高 | 低 | 較高 | 較高 |
占地面積 | 適中 | 適中 | 小 | 適中 | 適中 |
運行維護 | 運行時根據實際進水水質調節曝氣量 | 水量發生變化時要調整排水比和運行狀態,要及時觀察污泥狀態,保證污泥活性。 | 反應過程中產生的氣體要經過處理達標后方能夠排放 | 運行維護簡單 | 運行維護簡單 |
工藝特點 | 兼有活性污泥法和生物膜法的優點,表面積大、污泥濃度高、污泥齡長、氧利用率高、節省動力消耗、污泥產量少。 | 可在一個反應器中完成污水凈化、脫氮、除磷的過程,但運行過程中污泥活性對污染物去除率影響較大 | 對水質變化敏感,水力負荷、有機負荷變化較大時,會導致污水處理后無法達標,通過要與其他工藝聯合使用。 | 流程簡單,設置硝化、反硝化 ,具有脫氮除磷功能,污泥量較大。 | 投資費用少,減少污泥膨脹,抗沖擊負荷能力強,具有較高的脫氮除磷功能 |
通過對本項目的原水水質情況進行分析,單獨的使用某一個二級處理工藝,出水遠遠不能滿足相關的標準,因此本項目設計的是二級處理工藝的疊加使用。根據查閱相關的文獻和相關處理經驗,本項目選用的疊加組合工藝為:UASB + A²/O法。以上兩種工藝的組合,能夠有效的進行脫氮除磷,也能夠同時去除高的COD和BOD。高濃度的有機廢水通過以上的UASB + A²/O法的組合,使得污水得到有效的凈化,也是實踐過程中最常用的二級污水處理的組合工藝。綜合以上分析,二級處理為:UASB + A²/O法的組合工藝。
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