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煤质活性炭的工业制造及应用知识培训教程(14)  

2017-11-20 17:07:49|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编写:吉建斌(2004年)

2、城市生活污水的二级生化处理技术进展

生活污水的生化处理基本技术为活性污泥法(AS法),其他类型如A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法等都是AS法的工艺变型,目前已发展成为相对独立的分支技术。

(1)传统AS工艺及其改良技术

传统AS法应用最早,主要目的是去除污水中的有机物。工艺特点是利用好氧微生物进行有机物降解,活性污泥在主液相流程中不被消化,需沉淀分离后进行厌氧消化处理,能耗及运行费用较低,目前在中小型污水处理厂仍有应用。

AB法。工艺特点是对曝气池按高、低负荷分两级供氧,A级负荷高,曝气时间短,污泥产量大;B级负荷低,泥龄较长。两级曝气池中微生物群体有差异,A级具部分兼氧特点;B级以好氧为主。主要特点是节能,缺点是不适于处理低浓污水【5】

BC(生物/化学)法。工艺特点是流程中投加化学絮凝剂FeCL3,系高负荷活性污泥生物处理与化学处理相结合的处理工艺,优点是曝气时间短、污泥沉降性能好、泥龄短、去除SS和有机物效率高,具一定的除磷能力,适合于低浓污水的处理【6】

PACT(AS-PAC)工艺。特点是向活性污泥系统投加粉状活性炭,曝气池中物理吸附与生物降解同时进行。粉状活性炭的适量投加可改善污泥沉降性能;提高系统对难生物降解COD的去除率,加速污泥絮体的形成;强化系统对无机物的去除以避免污水中重金属对微生物的毒害;降低出水毒性,减轻出水对鱼类的毒害;具有一定的脱氮效果【7】

生物接触氧化法。是具有AS法特点的生物膜法,有固定填料反应器、悬浮填料反应器和流化床反应器三种型式。固定填料反应器有生物转盘(RBC)、生物纤维膜、微生物包埋滤料等几种形式【8】;悬浮填料反应器有聚乙烯、聚氨酯多孔泡沫块等多种弹性立体填料形式【9】,流化床反应器是近来发展较快的一种生物接触氧化工艺,注重于功能性载体的研究,有用砂、粒状活性炭作载体的中试报道【8】,还有一种将粉状活性炭载入海绵,外裹一层工程塑料材质的球形网笼作生物膜载体的生物流化床技术专利【10】,可实现厌氧和好氧过程的一体化。

(2)A/O法及其改进工艺

基本的A/O污水处理工艺有两种,一种称为厌氧-好氧工艺,着重于污水强化除磷;另一种称为缺氧-好氧工艺,强化污水脱氮。

强化厌氧处理是A/O工艺改良的方向之一。厌氧生物滤池(AF)是强化厌氧处理效率的一种方法【11】,采用硬性填料和砂石、陶粒、波尔环等作生物膜载体,部分填料在运行中呈悬浮状,该工艺微生物浓度高、泥龄长,可承受较高的有机物负荷,常温下处理低浓生活类有机废水效果较好。粒状活性炭用于AF技术的研究曾有报道,但对使用效果看法不一,分歧较大。厌氧快速吸收技术是另一种厌氧效率强化方法,是一种非稳态的污水处理工艺【12】,特点是强化了污水除磷,同时按固定P/COD比率(约1:50)去除大量有机质,该工艺厌氧吸收期仅需0.5h,COD去除率高达80?90%,且污泥沉降性能好,剩余污泥产率低。厌氧升流式污泥床反应器(UASB技术)也是一种强化厌氧处理技术,但该类型反应器的启动时间长达2.3?12个月,应用推广困难,有研究【13】表明,细粒状(粒径<0.4mm的活性炭可促进污泥的快速颗粒化,使反应器启动时间缩短近50%,投加量应占反应器总有效体积的2?3%,颗粒活性炭在污泥成熟化过程中起到了颗粒污泥晶核的作用,在短期内使那些易于形成颗粒污泥的细菌在活性炭表面富集,同时可明显提高系统在启运初期的稳定性和最大有机负荷。

A/O双级改良型工艺。王凯军等【14】开发了一种连续运行的微需氧升流式污泥床(MUSB)工艺,并向其中投加少量Al2(SO4)3或Al(OH)3混凝剂,替代传统A/O工艺的好氧曝气工序。这种技术是与厌氧升流式污泥床(UASB)技术匹配应用的。俞庭康等【4】详细介绍了另一种A/O双级改良型工艺,称为厌氧水解酸化-高负荷生物滤池技术,厌氧水解滤池取代传统初沉池,用高负荷生物滤池替代传统AS工序(好氧曝气),双级滤池均填充WY型塑料模块填料做生物膜载体,总系统正常运行时可使出水达二级排放要求,污泥产率比传统AS法低得多,处理流程简单,抗冲击负荷能力高,管理方便。

一体化A/O改良工艺。向仁军等人【15】设计了一种高集约性的一体化厌氧-好氧生物除磷脱氮工艺装置,分厌氧区、好氧区和沉淀区三部分,污水泵入厌氧区,处理后自流至好氧区,反应后再自流至沉淀区进行泥水分离,上清液溢流进入集水池排放,底部污泥无泵自动回流至厌氧区,剩余污泥排出。经中试,该技术节能效果明显,可同时实现除磷脱氮,适用于我国南方城市含氮、磷浓度不高的城市生活污水处理。

(3)A2/O法及其改型工艺

A2/O法污水处理工艺可同时高效去除污水中的有机物、含氮及含磷化合物,因该工艺基建投资大,技术管理水平要求高,故多用于大型城市污水处理厂(日处理污水量>10万立方米)【16】。典型A2/O法工艺布置为厌氧段(A1)/缺氧段(A2)/好氧段(O)。

张波等【17,18】对上述常规A2/O法工艺布置形式提出质疑,认为A1/A2/O流程形式不能使硝化菌、反硝化菌(合称为脱氮微生物)和聚磷菌(除磷微生物)的微生物呼吸效应达到最佳配合状态。他们采取A2/A1/O倒置工序,与常规工艺进行对比研究后发现,不论在何种水温、水质条件下,前者的处理效果总优于后者,且改型后的A2/O工艺可将回流污泥与内循环合并成一个回流系统,流程比常规A2/O工艺简捷。

(4)氧化沟污水处理工艺【16】

氧化沟也是传统AS法的一种变型,与传统AS法相比,最大区别在于水力流态及曝气方式。氧化沟是一种首尾相接的循环流污水处理技术,常采用延时曝气法,在污水净化的同时使污泥得以稳定,取消了传统AS工艺中的初沉池和污泥消化池。具高效去除有机质能力,有一定脱氮效率,沟前加设厌氧池时可同时除磷(成为一种新的A2/O工艺型式)。多用于中小型污水厂。氧化沟工艺大致分四类:

多沟(常为三沟)交替式氧化沟。合建式;不设单独二沉池;转刷曝气;去除COD效果好,脱氮除磷效果不稳定。

卡鲁塞尔氧化沟。分建式;设单独二沉池;表曝气机曝气;沟深大于多沟式;处理效果与多沟交替式氧化沟相当。

奥贝尔氧化沟。分建式;设单独二沉池;转碟曝气;沟较深;脱氮效果好,除磷效果一般。

一体化氧化沟。合建式;沉淀池建在氧化沟内;连续进出水,不用倒换;在一些具体技术问题上尚未十分成熟。

(5)序批式活性污泥法(SBR)处理工艺

SBR工艺基本特征是在一个反应池中完成污水生化反应(A2/O生化特点)、沉淀、排水、排泥,省去初沉、污泥消化池、二沉池和回流污泥泵房,基建设施具高度集约化特点,多被中小型污水厂采用。SBR现有五种基本型式【16】和一种改良型式【19】

传统SBR工艺。间歇、周期性操作,脱氮除磷效果不稳定。

ICEAS工艺,即间歇式循环延时曝气活性污泥法。反应池分隔成前部预反应区和后部主反应区两部分,连续进水,间歇曝气、沉淀、出水、排泥,脱氮除磷效果不理想。

DAT-IAT工艺,即连续曝气和间歇曝气相结合法。反应池分两部分,前部DAT连续曝气,后部IAT间歇曝气、排水、排泥,脱氮除磷效果一般。

CAST工艺,即循环式活性污泥法。反应池分选择区和主反应区,进水、曝气、沉淀、排水、排泥均间歇、周期性运行,脱氮除磷效果好。

UNITANK工艺。三个矩形池并联,运行周期模式类似三沟式氧化沟,采取鼓风曝气,池深,固定堰简化排水,处理效果亦与三沟式氧化沟相近。

MSBR,即改良型SBR工艺。由两个SBR反应池、两个缺氧池、一个厌氧池、一个好氧池和一个污泥浓缩池共七个处理单元组成一体化合建式装置,实际上是A2/O工艺与SBR系统的串联。连续进出水,抗水力和有机冲击负荷,具非常高的COD、BOD去除能力和脱氮除磷效率。

3、城市生活污水的三级(深度)处理技术

污水的三级处理目的有二,一是回用于家庭冲厕及洗涤(除厨具洗涤外)及城市绿化或一般性工业用水,要求出水水质达到二类水源水质标准;二是符合生活饮用水卫生标准,与城市自来水混合后进入供水管网。以前者为多见,目前我国只有北京市部分污水厂对少量生活污水进行三级处理,出水用于城市绿化灌溉和景观建设。

可用于污水三级处理的工艺方法有:无烟煤和石英砂双滤料微絮凝过滤,纤维滤料过滤,土壤渗滤等传统过滤方法;臭氧-生物活性炭联用,活性炭过滤【20】等吸附过滤方法;反渗透、超滤等膜分离技术;其它如电磁技术,超声波技术,电渗析技术等。

 

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吉建斌(先生):18603463183,jzhx928@163.com

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