小型成套生活污水處理設(shè)備

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循環(huán)式活性污泥法該工藝的核心為間歇式反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中按曝氣與不曝氣交替運(yùn)行，將生物反應(yīng)過程與泥水分離過程集中在一個(gè)池子中完成，屬于SBR工藝的一種變型。
該工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用低、處理性能高，尤其是優(yōu)異的脫氮除磷效果，已廣泛應(yīng)用于城市污水和各種工業(yè)廢水的處理中。
1 工作原理
CAST反應(yīng)池分為生物選擇區(qū)、預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，如圖1所示，運(yùn)行時(shí)按進(jìn)水-曝氣、沉淀、撇水、出水-閑置完成一個(gè)周期，CAST的成功運(yùn)行可將廢水中的含碳有機(jī)物和包括氮、磷的污染物去除，出水總氮濃度小于5mg/L。
1-生物選擇器；2-預(yù)反應(yīng)區(qū)；3-主反應(yīng)區(qū)

1)生物選擇器設(shè)在池子首部，不設(shè)機(jī)械攪拌裝置，反應(yīng)條件在缺氧和厭氧之間變化。生物選擇區(qū)有三個(gè)功能：a．絮體結(jié)構(gòu)內(nèi)底物的物理團(tuán)聚與動(dòng)力學(xué)和代謝選擇同步進(jìn)行；b．選擇器被隔開，保證初始高絮體負(fù)荷，以及酶快速去除溶解底物；c.通過選擇器的設(shè)計(jì)，還可以創(chuàng)造一個(gè)有利于磷釋放的環(huán)境，這樣促進(jìn)聚磷菌的生長。生物選擇區(qū)的設(shè)置嚴(yán)格遵循活性污泥種群組成動(dòng)力學(xué)的有關(guān)規(guī)律，創(chuàng)造合適的微生物生長條件，從而選擇出絮凝性細(xì)菌?；钚晕勰嗟男躞w負(fù)荷S0/X0(即底物濃度和活性微生物濃度的比值)對(duì)系統(tǒng)中活性污泥的種群組成有較大的影響，較高的污泥絮體負(fù)荷有助于絮凝性細(xì)菌的生長和繁殖。CAST工藝中活性污泥不斷地在生物選擇器中經(jīng)歷高絮體負(fù)荷階段，這樣有利于絮凝性細(xì)菌的生長，提高污泥活性，并通過酶反應(yīng)快速去除廢水中的溶解性易降解底物，從而抑制了絲狀細(xì)菌的生長和繁殖，避免了污泥膨脹的發(fā)生。同時(shí)當(dāng)生物選擇器處于缺氧環(huán)境時(shí)，回流污泥存在的少量硝酸鹽氮(約為N3-N=20mg/L)可得到反硝化，反硝化量可達(dá)整個(gè)系統(tǒng)硝化量的20%。當(dāng)選擇器處于厭氧環(huán)境時(shí)，磷得以有效地釋放，為生物除磷做準(zhǔn)備。
2)預(yù)反應(yīng)區(qū)為水力緩沖區(qū)，大小與高峰流量有關(guān)，若在非曝氣階段，不進(jìn)水可將其省去。
3)主反應(yīng)區(qū)在可變?nèi)莘e*混合反應(yīng)條件下運(yùn)行，完成含碳有機(jī)物和包括氮、磷的污染物的去除。運(yùn)行時(shí)通過控制溶解氧的濃度使其從0緩慢上升到2.5mg/L來保證硝化、反硝化以及磷吸收的同步進(jìn)行。
a．硝化反硝化。同步反硝化意味著在不專門為硝酸鹽的去除設(shè)混合裝置或正常缺氧混合程序的條件下，硝化與反硝化同時(shí)在同一反應(yīng)器發(fā)生。通常認(rèn)為在系統(tǒng)中，氮去除機(jī)制與在微生物絮體內(nèi)由于受擴(kuò)散限制引起的溶解氧(DO))的濃度梯度有關(guān)，這樣硝化菌存在于高溶解氧區(qū)或正氧化還原點(diǎn)位(OPR)，相反反硝化菌在溶解氧降低區(qū)或負(fù)氧化還原點(diǎn)位(OPR)下活性十足。CAST工藝運(yùn)行中控制供氧強(qiáng)度以及混合液溶解氧的濃度使其從0逐漸上升到2.5mg/L左右，這樣使活性污泥絮體的外周保持一個(gè)好氧環(huán)境進(jìn)行硝化，由于氧在活性污泥絮體內(nèi)的傳遞受到限制，而具有較高濃度梯度的硝酸鹽則能較好地滲透到絮體內(nèi)部有效地進(jìn)行反硝化。另外，該工藝曝氣與非曝氣交替進(jìn)行，從而使泥水混合液通過主反應(yīng)區(qū)，順序經(jīng)過缺氧-好氧-厭氧環(huán)境，尤其在非曝氣階段0.5h-1.0h內(nèi)污泥層以胞內(nèi)在生物選擇高負(fù)荷下儲(chǔ)存或吸收的碳為碳源，進(jìn)行反硝化，在污泥沉淀過程中也有一定的反硝化作用。

磁混凝工藝技術(shù)特點(diǎn)
磁混凝工藝沉淀表面負(fù)荷可達(dá)20~40m3/m2h;同時(shí)具有優(yōu)良的沉淀效果，可與普通石英砂過濾相媲美。磁混凝工藝的技術(shù)特點(diǎn)是：
(1)極短的混凝與沉淀時(shí)間，總計(jì)HRT<20分鐘，占地面積小;
(2)沉淀出水SS<5mg/L，濁度<1.0NTU;
(3)優(yōu)異的除磷效果，TP<0.02mg/L;
(4)由于系統(tǒng)內(nèi)部具有5g/L以上的磁粉，因此耐受流量及固體負(fù)荷沖擊;
(5)磁粉損耗低，折合費(fèi)用0.005元/m3。
主要優(yōu)點(diǎn)
磁混凝工藝雖然是混凝沉淀工藝，但是SS及TP可以直接達(dá)到一級(jí)A要求，因此比較適合污水廠SS和TP的一級(jí)A提標(biāo)，同時(shí)可去除部分COD和BOD5。除了出水指標(biāo)SS及TP外，在工程上磁混凝還有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)磁混凝水頭損失較少，本質(zhì)上是混凝沉淀工藝，較過濾水頭損失很少，而出水達(dá)到過濾的效果。磁混凝最低水位差約0.6m，主要體現(xiàn)在沉淀池出水槽跌水損失。

(2)磁混凝占地面積很小。10萬噸的雙組磁混凝占地面積約600m2，常規(guī)老污水廠一般能夠滿足此要求。對(duì)于新建污水廠，磁混凝較常規(guī)混凝沉淀過濾節(jié)約占地面積，非常容易布置。在現(xiàn)狀污水廠，往往有綠化等非生產(chǎn)富余面積，這些空余面積一般能夠滿足磁混凝的面積需求。在發(fā)達(dá)城市，土地成本越來越高，磁混凝工藝節(jié)約土地的價(jià)值將越來越突出。
(3)運(yùn)行費(fèi)較低。對(duì)于城市污水的深度處理，磁混凝的運(yùn)行藥劑費(fèi)很省，混凝劑PAC約5~10mg/L，PAM約0.5~1.0mg/L，磁粉損耗率約1.0mg/L，以上消耗品合計(jì)費(fèi)用約0.02~0.025元/m3。磁混凝電耗大約0.025kWh/m3，主要體現(xiàn)在攪拌機(jī)、污泥泵以及磁粉回收系統(tǒng)。
主要缺點(diǎn)
(1)國內(nèi)應(yīng)用案例較少，磁混凝技術(shù)尚未全面推廣;
(2)與其他濾池相比，增加了磁粉投加費(fèi)用及混合液回流電耗。
(1)活性砂濾池過濾效率較高，運(yùn)行費(fèi)用低，水頭損失大，主要適用于小型污水廠的提標(biāo)改造。
(2)高效纖維濾池濾速快，占地小，但水頭損失大，設(shè)備費(fèi)用高。
(3)纖維轉(zhuǎn)盤濾池占地面積小，自動(dòng)化程度高，水頭損失小，但濾布維護(hù)費(fèi)用高。
(4)磁混凝濾池占地面積小，除磷效果佳，運(yùn)行費(fèi)用低，但技術(shù)尚未全面推廣。

膜分離技術(shù)，是利用一張?zhí)厥庵圃斓?，有選擇透過性的薄膜，在外力推動(dòng)下對(duì)混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術(shù)，是根據(jù)混合物的物理性質(zhì)的不同用過篩的方法將其分離，或根據(jù)混合物的不同化學(xué)性質(zhì)分離開物質(zhì)。物質(zhì)通過分離膜的速度（溶解速度）取決于進(jìn)入膜的速度和進(jìn)入膜的表面擴(kuò)散到膜的龍眼、另一表面的速度（擴(kuò)散速度）。而溶解速度*取決于被分離于膜材料之間化學(xué)性質(zhì)的差異，擴(kuò)散速度除化學(xué)性質(zhì)外還與物質(zhì)的分子量有關(guān)，速度越大，透過膜所需的時(shí)間越短，混合物中各組分透過膜的速度相差越大，則分離效率越高。

膜分離技術(shù)在城市污水深度處理中的應(yīng)用
城市污水深度處理和回用開始于20世紀(jì)60年代。城市污水具有量大、集中、水質(zhì)較為穩(wěn)定的特點(diǎn)，是一種潛在的水資源。城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級(jí)或三級(jí)排放液為水源，用反滲透（RO）對(duì)它進(jìn)行最后的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機(jī)物和重金屬離子的脫除，出水水質(zhì)可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。但由于某些主觀原因，目前大多不直接用作飲用水。國外常將其注入地下蓄水層或淡水水庫進(jìn)行自然凈化（通常需存放兩年），也有用作工業(yè)冷卻水，鍋爐用水等非飲用目的。城市缺水制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，把城市的二級(jí)出水進(jìn)行處理后再生回用是解決水源短缺的一條途徑。二級(jí)排放液在進(jìn)RO裝置前需進(jìn)行預(yù)處理，以使進(jìn)水水質(zhì)符合RO裝置的使用要求。預(yù)處理的好壞是RO技術(shù)應(yīng)用成敗的關(guān)鍵。