生活污水處理

       廢水處理就是利用物理、化學(xué)和生物的方法對廢水進(jìn)行處理，使廢水凈化，減少污染，以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域。

       采用工藝：

       一、A2/O工藝

       1. 工藝簡介

A2O（AAO法）生物脫氮工藝將傳統(tǒng)的活性污泥、生物硝化工藝結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，更有效地去除水中的有機(jī)物。污水依次經(jīng)過厭氧池-缺氧池-好氧池被降解。

       2. 工藝流程

圖1  A2O法同步脫氮除磷工藝流程

       各反應(yīng)器單元功能：

（1）厭氧反應(yīng)器：原污水與從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入，該反應(yīng)器的主要功能是釋放磷，同時(shí)對部分有機(jī)物進(jìn)行氨化；

（2）缺氧反應(yīng)器：首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q為原污水流量）；

（3）好氧反應(yīng)器—曝氣池：這一反應(yīng)單元是多功能的，去除BOD、硝化和吸收磷等均在此處進(jìn)行，這三項(xiàng)反應(yīng)都是主要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過剩的P，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(yīng)器；

（4）沉淀池：功能是泥水分離，污泥一部分回流至厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。

       二、SBR工藝

       1. 工藝簡介

       SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。污水在反應(yīng)池中按序列、間歇進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)工序，即流入、反應(yīng)、沉淀、排放和閑置五個(gè)工序。

       2. 工藝流程

圖2 傳統(tǒng)SBR工藝流程

圖3 SBR池工作狀態(tài)示意圖

       各水池功能：

       （1）進(jìn)水階段：指從向反應(yīng)器開始進(jìn)水至到達(dá)反應(yīng)器容積時(shí)的一段時(shí)間。進(jìn)水階段所用時(shí)間需根據(jù)實(shí)際排水情況和設(shè)備條件確定。在進(jìn)水階段，曝氣池在一定程度上起到均衡污水水質(zhì)、水量的作用，因而，對水質(zhì)、水量的波動有一定的適應(yīng)性；

       （2）反應(yīng)階段：廢水達(dá)到預(yù)定容積，進(jìn)行曝氣或攪拌反應(yīng)，去除有機(jī)物、硝化、脫氮除磷；

       （3）沉淀階段：停止曝氣和攪拌，相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥的二沉池，污泥通過重力沉降實(shí)現(xiàn)固液分離。沉淀過程一般是由時(shí)間控制的，沉淀時(shí)間在0.5—1h之間，甚至可能達(dá)到2h，以便于下一個(gè)排水工序；

       （4）排水階段：從反應(yīng)器中排除污泥的澄清液，一直恢復(fù)到循環(huán)開始時(shí)的水位，該水位離污泥層還要有一定的保護(hù)高度。反應(yīng)器底部沉降下來的污泥大部分作為下一個(gè)周期的回流污泥，過剩的污泥可在排水階段排除，也可在待機(jī)階段排除；

       （5）閑置階段：為維持活性污泥活性，進(jìn)行必要的攪拌或曝氣，若考慮節(jié)能或厭氧狀態(tài)下釋磷，也可不進(jìn)行攪拌或曝氣，即根據(jù)需要可進(jìn)行攪拌或曝氣。閑置不是一個(gè)必需的步驟，可以去掉。

       三．垃圾滲濾處理

       1.工藝簡介

       隨著城市生活水平的不斷提高，我國城市垃圾產(chǎn)量也急劇增大，衛(wèi)生填埋仍將是我國當(dāng)前主要的垃圾處理方式之一。垃圾填埋過程中，由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水沖淋等產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)，形成高濃度的有機(jī)廢液，即垃圾滲濾液。滲濾液一旦進(jìn)入外部環(huán)境就會造成嚴(yán)重的二次污染。當(dāng)前，城市垃圾滲濾液的處理取得了一定的研究成果。但由于其水質(zhì)極為復(fù)雜，目前我國在滲濾液的經(jīng)濟(jì)有效處理方面仍然存在一些問題。國家環(huán)保部2008年4月1日頒布的《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）規(guī)定，現(xiàn)有和新建生活垃圾填埋場自2008年7月1日執(zhí)行表2規(guī)定的水污染物排放濃度限值，2011年7月1日起，現(xiàn)有全部生活垃圾填埋場應(yīng)自行處理生活垃圾滲濾液并執(zhí)行表2規(guī)定的水污染物排放濃度限值。

       2.垃圾滲濾液特點(diǎn)

       BOD5、CODcr濃度高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市污水；垃圾滲濾液中有機(jī)污染物種類多，其中有難以生物降解的奈、菲等非氯化芳香組化合物、氯化芳香組化合物、磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酚類化合物和類化合物等。生活垃圾滲濾液中含有十多中金屬離子，其中的重金屬離子會對微生物產(chǎn)生抑制作用；氨氮含量高，C/N比例失調(diào)，磷原素缺乏，給生物處理帶來一定的難度

       3.主流工藝

       各水池功能：

       1）A/O系統(tǒng)

       從水質(zhì)和達(dá)標(biāo)排放的要求，通過對生化處理的優(yōu)化，本設(shè)計(jì)采用了A/O系統(tǒng)，A段代表缺氧段，O代表好氧階段，由于好氧段存在以下過程：有機(jī)物的轉(zhuǎn)化途徑為：

       有機(jī)物+ O2           CO2 + H2O + 能量

       有機(jī)物 + P + NH3 + O2           原生質(zhì)（新細(xì)胞）+ CO2 + H2O

       進(jìn)行上述過程（碳氧化）的微生物以異氧型兼氧細(xì)菌占主體。其特點(diǎn)是：

       ①以有機(jī)物為食物，通過對有機(jī)物的分解提供新陳代謝所需的碳源和能源；

       ②既可進(jìn)行有氧呼吸，又可進(jìn)行無氧呼吸（發(fā)酵）。

       ③以菌膠團(tuán)細(xì)菌為主，也有一些絲狀菌。

       氨氮的轉(zhuǎn)化途徑為：

       NH4++1.5O2     NO2－+H2O+2H

       NO2－+0.5O2     NO3－

       NH4++2O2     NO3－+H2O+2H+

       硝化段的混合液回流至A段。在A段發(fā)生反硝化作用，反應(yīng)過程為：

       NO3－+5[H]     0.5N2+2H2O+OH－

       NO2－+3[H]     0.5N2+H2O+OH－

       經(jīng)過碳氧化-硝化-反硝化過程，滲濾液中的有機(jī)物和氨氮大部分被轉(zhuǎn)化為無機(jī)物（CO2、H2O、N2）從水中去除，一小部分則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)，通過定期排泥被排出系統(tǒng)。

       生化反應(yīng)器設(shè)有一級硝化反硝化工藝，在硝化池中，通過高活性的好氧微生物作用，降解大部分有機(jī)物，氨氮一部分通過生物合成去除，大部分在馴化產(chǎn)生的高效的硝化菌的作用下轉(zhuǎn)變成為硝酸鹽和亞硝酸鹽，回流到反硝化池，在缺氧環(huán)境中還原成氮?dú)馀懦觯_(dá)到生物脫氮的目的。硝化池內(nèi)為提高氧的利用率，采用特殊設(shè)計(jì)的曝氣機(jī)構(gòu)，保證氧的利用率高達(dá)35％。

        2) 超濾系統(tǒng)

       超濾UF采用孔徑0.03μm的超濾膜，膜生化反應(yīng)器通過超濾膜分離凈化水和菌體，污泥回流可使生化反應(yīng)器中的污泥濃度高達(dá)15-30g/L，經(jīng)過不斷馴化形成的微生物菌群，對滲濾液中難生物降解的有機(jī)物也能逐步降解。系統(tǒng)出水無菌，無懸浮物。

       超濾分離技術(shù)采用特定的膜，在一定的工作壓力下，去除或濃縮原液中的物質(zhì)。薄膜過濾屬于錯(cuò)流過濾不同于傳統(tǒng)的過濾――全流過濾，傳統(tǒng)的粗過濾是將溶液垂直通過一濾媒來除去其中的懸浮固體。所有的液體在通過濾媒后由同一出口流出。此類過濾裝置包括袋式過濾器，砂濾等，粗過濾法只能去除超過1μm的不溶性顆粒。薄膜分離系統(tǒng)可以去除小顆粒及溶鹽，其原理是：加壓的原液平行通過薄膜表面，部分的水流通過薄膜，被截留的顆粒在剩余的水流中濃度越來越高。由于溶液是連續(xù)性地流過，被截留的顆粒不會沉積，反而會被濃縮液帶走。因此，一進(jìn)水流在通過薄膜后便分為兩道：通過薄膜的溶液（滲透液）和殘留的濃縮液。錯(cuò)流過濾這種過濾方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：薄膜截留下來的物質(zhì)被流體不斷的帶走，這在一定程度上相當(dāng)于膜表面被連續(xù)的清洗，這樣就延長了膜的壽命，并降低了維護(hù)和清洗的費(fèi)用。相反，傳統(tǒng)過濾中被截留的物質(zhì)積累在過濾介質(zhì)上，必須定期清洗更換介質(zhì)。

       3) 納濾系統(tǒng)

       納濾膜均屬于致密膜范疇，為卷式有機(jī)復(fù)合膜，是出水水質(zhì)好。MBR的出水氨氮指標(biāo)已經(jīng)基本達(dá)標(biāo)，但部分難降解有機(jī)物尚不能去除，采用納濾進(jìn)一步分離難降解較大分子有機(jī)物和部分氨氮，同時(shí)可進(jìn)一步脫鹽處理，確保出水COD達(dá)到排放要求。由于納濾具有納米級的分離切割孔徑，所以其可以去除不可生化有機(jī)物和絕大部分的COD、BOD、NH3-N、SS、重金屬、大腸桿菌和色度等，其出水穩(wěn)定。但納濾處理后得到的清水仍然難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此在納濾后面需進(jìn)入反滲透系統(tǒng)作進(jìn)一步處理，這樣就可以保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。超濾預(yù)處理后，采用納濾凈化，水回收率可達(dá)到75%以上，COD、重金屬離子及多價(jià)非金屬離子(如磷等)得到相應(yīng)的控制。

       4) 反滲透系統(tǒng)

       反滲透膜也屬于致密膜范疇，為卷式有機(jī)復(fù)合膜，是脫鹽率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。反滲透系統(tǒng)選用進(jìn)口抗污染卷式反滲透復(fù)合膜作為脫鹽組件，這種膜對前處理要求相對較低，pH值適應(yīng)范圍廣，便于進(jìn)行化學(xué)清洗，膜性能穩(wěn)定，持久性好。膜組件脫鹽率在95-99%。由于納濾清液水質(zhì)已非常好，反滲透系統(tǒng)回收率可達(dá)到80%，反滲透清液穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，可直接排放或回用。