40立方米/天一體化生活污水處理設備
40立方米/天一體化生活污水處理設備MBR工藝的特點
與許多傳統的生物水處理工藝相比, MBR 具有以下主要特點:
1 出水水質穩定
由于膜的分離作用,分離效果遠好于傳統沉淀池,處理出水極其清澈, 懸浮物和濁度接近于零,細菌和病毒被大幅去除 ,出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準( CJ25.1-89 ),可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
同時,膜分離也使 微生物被*被截流在生物反應器內, 使得系統內能夠維持較高的微生物濃度,不但 提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水水質,同時反應器 對進水負荷(水質及水量)的各種變化具有很好的適應性,耐沖擊負荷,能夠穩定獲得的出水水質。
2 剩余污泥產量少
該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩余污泥產量低(理論上可以實現零污泥排放),降低了污泥處理費用。
3 占地面積小,不受設置場合限制
生物反應器內能維持高濃度的微生物量,處理裝置容積負荷高,占地面積大大節省; 該工藝流程簡單、結構緊湊、占地面積省,不受設置場所限制,適合于任何場合,可做成地面式、半地下式和地下式。
4 可去除氨氮及難降解有機物
由于微生物被*截流在生物反應器內,從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統硝化效率得以提高。同時,可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間,有利于難降解有機物降解效率的提高。
5 操作管理方便,易于實現自動控制
該工藝實現了水力停留時間( HRT )與污泥停留時間( SRT )的*分離,運行控制更加靈活穩定,是污水處理中容易實現裝備化的新技術,可實現微機自動控制,從而使操作管理更為方便。
6 易于從傳統工藝進行改造
該工藝可以作為傳統污水處理工藝的深度處理單元,在城市二級污水處理廠出水深度處理(從而實現城市污水的大量回用)等領域有著廣闊的應用前景。
膜的選擇
現有膜可分為有機膜和無機膜兩種。
(1)高分子有機膜材料: 聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
成本相對較低,造價便宜,膜的制造工藝較為成熟,膜孔徑和形式也較為多樣,應用廣泛,但運行過程易污染、強度低、使用壽命短。
(2)無機膜 :是固態膜的一種,是由無機材料,如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等制成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的無機膜多為陶瓷膜,優點是:它可以在 pH = 0~14 、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃ 的環境中使用,其通量高、能耗相對較低,在高濃度工業廢水處理中具有很大競爭力;缺點是:造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。
由于較高的投資成本限制了無機膜生物反應器在我國的廣泛應用,國內MBR系統普遍采用有機膜。常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式MBR通常采用超濾膜組件,截留分子量一般在2~30萬。截留分子量越大,初始膜通量越大,但長期運行膜通量未必越大。張洪宇進行無機膜的通量衰減試驗表明:孔徑0.2μm的膜比0.8 μm的膜更適合于MBR。何義亮用PES平板膜組件進行膜通量衰減規律的研究發現:在該試驗條件下,膜初始通量衰減主要是由于濃差極化引起,膜截留分子量愈小,通量衰減率愈大;膜長期運行的通量衰減主要是由于膜污染引起,膜截留分子量愈大,通量衰減幅度愈大,化學清洗恢復率愈低。
對于淹沒式MBR,既可用超濾膜,也可使用微濾膜。由于膜表面的凝膠層也起到了過濾作用,在處理生活污水時,微濾膜與超濾膜的出水水質沒有明顯差別,因此淹沒式MBR多采用0.1~0.4 μm微濾膜。
為了便于工業化生產和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內實現大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設備內,在一定的驅動力下,完成混合液中各組分的分離,這類裝置稱為膜組件( Module )。工業上常用的膜組件形式有五種:板框式( Plate and Frame Module )、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圓管式 (Tubular Module) 、中空纖維式 (Hollow Fiber Module) 和毛細管式 (Capillary Module) 。前兩種使用平板膜,后三者使用管式膜。圓管式膜直徑 >10mm; 毛細管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式 <0.5mm> 。
操作方式的優化
當膜材料選定后,其物化性質也就基本確定了,操作方式就成為影響膜污染的主要因素。為了減緩膜污染,反沖洗是維持分離式MBR穩定運行的重要操作,樊耀波通過確定*反沖洗周期,使分離式MBR的膜通量達到60 L/(m2•h)。針對抽吸淹沒式MBR,山本提出間歇式抽吸方式可有效減緩膜污染。桂萍通過研究進一步指出:縮短抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染,抽吸時間對膜阻力的上升影響大,曝氣量其次。
常規活性污泥法是目前應用較普遍的處理技術,又稱普遍活性污泥法或傳統活性污泥法,適合于食品、釀造、石油化工、城市生活污水等含有機物高的污水處理。工藝上采用沉淀、過濾、曝氣和二次沉淀,曝氣池和二次沉淀池是主要裝置。運行條件是:供給充足的氧,適當的溫度10~50℃,養料,pH值6~9,BOD5、氮、磷成一定比例,污水中毒物在細菌能承受的范圍內。
活性污泥工藝的優點是對不同性質的污水適應性強,建設費用較低。
活性污泥工藝的缺點是運行穩定性差,容易發生污泥膨脹和污泥流失,分離效果不夠理想。
活性污泥法的分類:①傳統活性污泥法和它的改進型A/O、A2/O工藝;②氧化溝;③SBR工藝
AO法
AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法,A(Anacrobic)是厭氧段,用與脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機物。
優點:
1)系統簡單,運行費低,占地小
2)以原污水中的含碳有機物和內源代謝產物為碳源,節省了投加外碳源的費用
3)好氧池在后,可進一步去除有機物
4)缺氧池在先,由于反硝化消耗了部分碳源有機物,可減輕好氧池負荷
5)反硝化產生的堿度可補償硝化過程對堿度的消耗
AAO法
AAO法又稱A2O法,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第yi個字母的簡稱(厭氧-缺氧-好氧法),是一種常用的污水處理工藝,可用于二級污水處理或三級污水處理,以及中水回用,具有良好的脫氮除磷效果。
優點:
1)本工藝在系統上可以稱為簡單的同步脫氮除磷工藝,總水力停留時間少于其他類工藝
2)在厭氧(缺氧)、好氧交替運行條件下,絲狀菌不能大量增殖,不易發生污泥絲狀膨脹,SVI值一般小于100
3)污泥含磷高,具有較高肥效
4)運行中勿需投藥,兩個A段只用輕輕攪拌,以不增加溶解氧為度,運行費用低
氧化溝法
氧化溝是活性污泥法的一種變型,其曝氣池呈封閉的溝渠型,所以它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法,它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠,污水滲入其中得到凈化,早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的,而是加以護坡處理的土溝渠,是間歇進水間歇曝氣的,從這一點上來說,氧化溝早是以序批方式處理污水的技術。
優點:
除具有一般活性污泥法的優點外,還具有許多*的特性:
1)流程簡化,一般不需設初沉池。氧化溝水力停留時間和污泥齡較長,有機物去除較為*,剩余污泥高度穩定,污泥一般不需厭氧消化。
2)氧化溝具有推流特性,因此沿池長方向具有溶解氧梯度,分別形成好氧、缺氧和厭氧區。通過合理設計和控制可使N和P得到較好地去除。
3)操控靈活,如曝氣強度可以通過調節轉速或通過出水溢流堰來改變曝氣機的淹沒深度;交替式氧化溝各溝間交替運行的動態控制等。
4)在技術上具有凈化程度高、耐沖擊、運行穩定可靠、操作簡單、運行管理方便、維修簡單、投資少、能耗低等特點。
SBR法
序列間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。
SBR能有效地去處廢水中的有機物及其氮磷元素,適用于市政污水和中低濃度的工業廢水處理。目前,SBR已在國內外廣泛應用,主要應用城市污水及其味精、啤酒、制藥、焦化、餐飲、造紙、印染、洗滌、屠宰等工業廢水的處理。
SBR技術的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統。