未來(lái)城市污水廠升級(jí)改造
復(fù)合式生物處理系統(tǒng)的研究在國(guó)外已有20多年的歷史,該工藝將生物膜工藝與活性污泥工藝有機(jī)地融合于同一池中,達(dá)到省地和延長(zhǎng)污泥齡的目的。
隨著人口的增長(zhǎng)和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,許多采用活性污泥法的城市污水處理廠都面臨著污泥負(fù)荷超過(guò)設(shè)計(jì)水平以及出水氮磷不能達(dá)標(biāo)兩大問(wèn)題。這是由于單純活性污泥法生物硝化脫氮雖然較成熟,但占地面積大,停留時(shí)間長(zhǎng),處理效果穩(wěn)定性較差,泥齡難以控制,且需回流大量污泥。尤其低溫時(shí),處理效果更差。生物膜法的生物量大,污泥齡長(zhǎng),抗沖擊負(fù)荷,具有良好的硝化功能,
尤其在低溫季節(jié),生物膜法的脫氮效果明顯比活性污泥法要好,并且污泥回流量少。但整體來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)單一技術(shù)脫氮除磷效果不是很好,很難適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。生物膜-活性污泥復(fù)合工藝綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn),特別適合脫氮。其原因是長(zhǎng)泥齡的生物膜為生長(zhǎng)緩慢的硝化菌提供了非常有利的生存環(huán)境,達(dá)到有效的硝化效果,而活性污泥的泥齡相對(duì)較短,主要起去除有機(jī)物的作用。這樣就避免了普通活性污泥工藝中為了達(dá)到硝化目的而不得不延長(zhǎng)泥齡,極可能導(dǎo)致污泥膨脹的困境。因此,這種共池工藝的污泥負(fù)荷比單純的活性污泥工藝要低許多,處理效率高,而系統(tǒng)更穩(wěn)定。在相同污泥負(fù)荷下,該工藝則更緊省地而且高效。在復(fù)合系統(tǒng)內(nèi)由于曝氣的作用,懸浮狀態(tài)和填料表面附著狀態(tài)的微生物處于好氧狀態(tài),主要由去除有機(jī)物的異養(yǎng)菌和硝化、亞硝化菌組成,這部分細(xì)菌起去除有機(jī)物、將氨氮氧化為亞硝酸型氮和硝酸型氮的作用。從填料表面的好氧區(qū)到填料的內(nèi)部,由于受到氧轉(zhuǎn)移的影響,形成中間兼氧區(qū)、內(nèi)部厭氧區(qū),存在兼性反硝化細(xì)菌,將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)?起到去除總氮的作用。
由以上的分析可知,用復(fù)合式生物處理系統(tǒng)改造傳統(tǒng)活性污泥法,是一種經(jīng)濟(jì)高效的途徑。
1.國(guó)內(nèi)外城市污水廠升級(jí)改造
利用復(fù)合工藝改造曝氣池的方式主要有兩種。一是在挪威等國(guó)家成功應(yīng)用的多級(jí)移動(dòng)床生物膜法,另一種是使用彈性立體生物填料的懸浮和附著生物相結(jié)合的A/O處理工藝(如果需要除磷則需要A/A/O工藝)。它們都不用改變?cè)泄に嚨闹黧w構(gòu)造。
國(guó)外采用的活性污泥法和生物膜法復(fù)合工藝,其典型技術(shù)是移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)。MBBR技術(shù)是通過(guò)向曝氣池內(nèi)投加懸浮載體的方法,形成生物移動(dòng)床,充分發(fā)揮活性污泥和生物膜的各自優(yōu)勢(shì),達(dá)到高效節(jié)能的目的。國(guó)外已有許多專家、學(xué)者對(duì)MBBR工藝進(jìn)行了深入的研究。在過(guò)去的10年中,移動(dòng)床生物膜技術(shù)在挪威等西方國(guó)家得到了較快發(fā)展。由于MBBR可減小現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的體積,易于對(duì)現(xiàn)有污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造,且處理效果良好,現(xiàn)在有100多個(gè)基于此技術(shù)的污水處理廠在世界上的17個(gè)國(guó)家投入使用或在建造之中,它們主要用于去除市政污水或工業(yè)廢水中的有機(jī)物質(zhì)及氨氮。MBBR工藝雖然效率高,但由于移動(dòng)填料價(jià)格昂貴,所以其在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用受到很大的限制。
而彈性立體生物填料由于其相對(duì)低廉的價(jià)格,更適合于我國(guó)國(guó)情。實(shí)際應(yīng)用中,一種安裝方式是按屜架形式固定填料,做成單元屜架,吊裝入池后固定。不需要增加新的池容,只需適當(dāng)改造現(xiàn)有曝氣池的曝氣系統(tǒng),即可利用A/O工藝達(dá)到高效脫氮除磷的目的。
大連春柳河污水處理廠改造工程中采用德國(guó)林德公司研究開(kāi)發(fā)的LINPOIR工藝,在不增加池容的條件下,提高了原有處理能力。
2.結(jié)論
我國(guó)城市污水處理率僅為10%,需要建設(shè)大量的城市污水處理廠,但我國(guó)城市建設(shè)資金遠(yuǎn)不能滿足這方面的要求。復(fù)合式生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有極強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力,同時(shí)可有效的脫除氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是一種高效的污水處理工藝,配合新型的載體技術(shù),該工藝在除磷和脫氮能力方面仍有潛力可挖,在當(dāng)今水體富營(yíng)養(yǎng)化形勢(shì)日益緊迫的情況下,可以預(yù)計(jì),該工藝將會(huì)與活性污泥法一樣成為城市污水處理廠的主要工藝。運(yùn)用該工藝,可在現(xiàn)有污水處理廠構(gòu)筑物基礎(chǔ)上,綜合考慮各方面因素,投加價(jià)格適宜、效果顯著的生物載體,收到不增加現(xiàn)有污水處理廠建設(shè)規(guī)模,卻顯著提高系統(tǒng)處理能力、穩(wěn)定性的效果,而且解決了二沉池的問(wèn)題,以最小的投資升級(jí)現(xiàn)有的系統(tǒng)。在我國(guó)未來(lái)城市污水廠升級(jí)改造,復(fù)合式生物處理技術(shù)將具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
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