几十年来,在污水处理领域,活性污泥法无疑是一种被广泛使用并有良好效果的污水生物处理技术。但是随着社会的不断进步,城市规模扩大以及人类对居住环境的日益重视,活性污泥法的不足越来越突出地显现在人们的眼前。 占地巨大 人口的不断膨胀使城市变得拥挤,许多城市土地稀缺,而采用活性污泥法的污水处理厂动辄几公顷,甚至几十公顷的占地无疑成为一种制约。 环境恶劣 巨大的污水处理构筑物大面积暴露在大气之中,极易产生臭气污染,周围居民无法忍受。因此,越来越多的居民拒绝与污水处理厂为邻。 性能不稳定 由于是一种悬浮状态的微生物胶团,活性污泥的浓度通常在6000毫克/升以下,外界环境(温度,污染物浓度等)极易对处理效果产生影响,甚至造成污泥膨胀,使处理水质恶化。 上世纪八十年代,一种针对以上问题研发出来的新的污水处理技术首先在法国得以运用,这就是“淹没式固定生物膜曝气滤池”。法国OTV公司在淹没式固定生物膜曝气滤池领域拥有近20年的工程设计、建设和运行经验,并且在世界各地建设了100多座类似工艺的污水处理厂,其中一种工艺便是BIOSTYR(r)生物滤池。 BIOSTYR(r) 则是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。 基本结构 BIOSTYR(r)工艺是一种淹没式上向流生物滤池,其滤料为比重小1的球形颗粒并漂浮在水中,我们称之为BIOSTYRENETM。 每个生物滤池单元包括: *进水管和位于滤池底部的配水渠(同时可用于反冲洗水的排除); *两条空气第(管孔管),一条用于工艺曝气,一条用于气反冲洗;在硝化/反硝化反应时用两条管道,在单一硝化反应时曝气和反冲洗为同一条管道; *3~3.5米的滤料层,滤料表面附着大量的微生物; *滤池顶部有混凝土滤板,防止滤料的流失; *滤板上安装有滤头,用于滤池出水。 工艺原理 根据曝气管道位置的不同设置可以控制硝化反应和反硝化反应的程度,也可以单独进行硝化反应或反硝化反应。 具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池,其曝气管位于滤床中的经过计算的位置,将滤床分隔为下部厌氧区和上部好氧区,它可以去除所有可降解的污染物,含碳污染物(COD和BOD),悬浮物(SS),氨氮和硝酸盐(即总氮),反冲洗气管位于滤池底部。 对于通常的仅需要进行硝化反应(对氨氮有要求),在曝气和气反冲洗时共用一根位于滤池底部的穿孔管,从而使整个滤床处于好氧状态,它可以去除大部分可降解的污染物,含碳污染物(COD和BOD),悬浮物(SS)和氨氮。 配水和进水:从一级处理或二级处理出来的水通过配水堰均匀地分配到各个滤池的进水渠中,然后通过进水管重力流入滤池底部的配水渠,在进水管或渠上安装有自动阀门,用于某些情况下的停止进水(比如在反冲洗的过程中),污水通过滤池底部的配水渠进入到整个滤池,这些设计保证了滤池在整个截面上的均匀配水。同下向流滤池(如滤料的比重大于1)不同,该滤池的水头保证了进水配水的均匀,因此滤池底部不再需要滤头(那样很容易堵塞)或者配水管网,并且在处理前不需要筛网。 滤料:BIOSTYRENETM滤料是一种粒径小、形状一致的球形滤料,其比重小于1,具有很大的比表面积,这使它具有如下特性: *滤料比表面积大,具有较高的净化能力,处理负荷高; *机械性能和物理化学性能好,不易磨损; *滤料的原材料来自于国内的工业原料,可就地生产加工,成本低廉; *滤料损失极小,几乎不用更换。 由滤料作为微生物的载体,其巨大的表面积上附着了大量的微生物,在底部曝气管所提供的氧的作用下,污水中的含碳污染物(COD和BOD)被降解,氨氮则被氧化成硝基氮。 在硝化/反硝化的情况下,处理后的出水需要进行回流,回流水和原水在进水渠中混合后进入滤池,污水首先进入滤床下部的厌氧区,在此进行反硝化反应,将回流水中的硝基氮去除;然后进入上部的好氧区,在此将含碳污染物分解,将氨氮转化为硝基氮。 由于硝化、反硝化反应机理受进水水温的影响很大,因此低进水水温将明显影响生化反应的池容。但是,BIOSTYR(r)滤池具有足够的停留时间(1~2小时),同时还有80~100°C的工艺空气的连续鼓入,因此生化反应受外界气候条件影响极小;同时,由于在滤池中的微生物是固定在载体上,而不象活性污泥法悬浮在水中,因此其单位体积内的生物量极大,提高了处理效率。由于以上两个原因,较低的进水水温对其生化反应影响较小,BIOSTYR(r)滤池可以在8~30°C的范围内正常运行。 最后,污水流经滤床的方向是压缩滤料的方向,而不是扩展滤料的方向,由此也加强了对悬浮物质的截留作用,从而不再需要沉淀池。 滤池的处理出水:漂浮的滤料通过混凝土盖板阻挡在滤池中,盖板上安装有许多滤头,可使处理后的出水流出,由于这些滤头只同处理后的水接触,因此避免了堵塞;同时,由于这些滤头上面没有滤料,故而很容易进行维护。 滤池反冲洗:随着悬浮物质的截留和生物膜的不断生 |
新式生物限漏水处理技术 BIOSTYR上流式曝气生物滤池不失为一种新式又经济可靠的污水处理工艺, 尤其在经济增长迅速、人口密度大、地价昂贵的现代都市, 它更显示出自己的实用价值 近20年来,各国的专家都纷纷研究和开发固定生物膜工艺、而BIOSTYR上流曝气生物滤池便是近年来在欧洲发展起来的新一代的生物膜污水处理技术。最近10年来,世界上已有50个国家利用其设计、建成、运行了3500个同类型的的污水厂,其中规模最大的达到41万吨/日。由于生物滤池内微生物量可高达10―15g/l,生物滤池的官积负荷大大增加,同时,利用填料和滤头作过滤作用,也节省了二沉池,因而它具有占地小、效率高、能耗低、投资省、运行稳定可靠等优点。最近国际专家组将之评为最适合用于香港的工艺,并建议采用于香港的策略性污水处理计划中。只要根据污水水质的情况,将生物滤池与多种预处理配合,即可获得很高的排放标准。它既可用于二级污水处理,也可用于处理回用的三级处理上。 1、基本结构 该滤池的底部作为进水管和配水渠的同时,也作为反冲洗时的排出水渠(见图一所示)。中部有3.5米的滤科层,滤料层由低密度的聚苯乙烯小珠组成,其直径为3―5mm,滤料表面附着大量的微生物,由于滤科比水轻,浮在水面。为防止流失,滤床顶设水泥挡板(图二),板上有可装拆的滤头,滤头用于滤池的出水。在滤池底部设有气管(图三)。如要进行反硝化,需要在滤科的中部设空气管。至于两层空气管的用途,上层用于曝气,下层用于反冲洗。 2、工艺原理 BIOSTYR上流式曝气生物滤池采用上流式过滤的原理,滤床完全淹没在污水中,污水由过滤床底部引入,流经整个滤床,滤床的滤树上生长了大量微生物,有时微生物量高达10―15g/l,是活性污泥法的35倍。污水与空气一起由下而上流在流经滤层时,一部分有机物被附着在滤料的微生物分解成二氢化碳和水,一部分有机物生成新的微生物,加厚了生膜的厚度。污水呻的有机物也同时得到去除。滤料除作为微生物的附着物之外。还可作过滤用酌滤料,污水中的层浮物以及生物膜在流过滤料时被截留,因而不需设沉淀池作固液分离。污水经过滤床处理后便达到了排放标准,经过滤头后在滤床顶部形成洁水区,处理后出水从清水区溢出排放。 为了去除多余的生物膜及残留固体,经一段时间使用后,滤床需进行反冲洗,BIOSTYR利用处理过的污水进行反冲洗,不需要设反冲洗泵,反冲洗水自滤床顶反冲入填科区。利用自上而下的水力进行冲刷填料,并可同时配合曝气,多余的生膜及残留固体被冲刷和剥落,然后随反冲洗流走。反冲洗频率视实际负荷而定,通常为每日一次。可用时间控制或压力差来控制。由于该系统由数个单元组成,进行反冲洗时其它单元可继续正常 出水。 上流式曝气生物滤池还具有除氮的功能,为了使生物滤池内进行硝化和反硝化反应,供气管设在滤料之间,以使滤料下层为缺氧区,上层为好氧区。好氧区的滤科浮于水中,供气管道向奸氧区不断供氧,附着在滤科上的微生物在奸氧的状态下将污水中的有机氦和氨氢硝化成硝酸盐氮,硝化后的出水部份与过水汇合,再度回流至缺氧区,缺氧区的反硝 化细菌利用原污水的有机物作碳源进行反硝化反应,使硝酸盐氮变成氮气逸走,经硝化和反硝化反应过程将总氮去除。 以下是该系统的一些工艺参数: 1. 滤池CODcr的负荷可达3―55kg/m3滤料/d(15℃) 2. 滤池氮的负荷最高可达11kgNH4―N/m3滤料/d(15℃) 3. 在滤池中硝化型的滤池滤速为8―10m/h,在硝化和反硝化型的滤池中,滤速为3―5m/h。 3、应用实例 法国塞那河畔的COLOMBES污水处理厂,处理规模为24万吨/日,占地面积为35公顷。该厂使用上流式曝气生物滤池的工艺流程情况如下: 处理进出口水水质 进水 出水 CODcr 6000mg/l <60mg/l BOD5 240mg/l <25mg/l SS 360mg/l <20mg/l NH4-N 40mg/l <8mg/l TKN 60mg/l <10mg/l T-P 16mg/l <1mg/l 4、优缺点 上流式曝气生物滤池的优点有: 1.由于滤池CODcr的负荷可达3―5.5kg/m3滤科/d,这使得生物滤池的容积负荷增大到6―10kgBOD/m3.d,池容和占地面积大大降低,且滤池将生物反应与过滤结合为一体,取消了沉淀池,因此滤池占地是普通话性污泥法或接触氧化法的反应池加沉淀池占地的1/4―1/5,节省下大量的用地。 2. 滤池有极高的生物量和很大的比表面积,单位体积内氧的浓度高, 即便穿孔管的曝 气气泡大于微孔曝气气泡,但团滤料的阻拦和分割作用,大气泡被分割成小气泡,将氢的利用率提高到30%,曝气的能耗也比常规工艺节省20-30%,可节省微孔曝气设备的总投资。 3. 由于滤池与空气接触的表面为请水区,污水停留在密闭的空间里,因此污水散发出的臭味可控制到景小的程度。 4. 利用处理后出水、以重力作为反冲洗水,无须专设反冲洗泵。 5. 由于滤池是固定生物膜法,因此冲击能力强,受破坏后容易恢复功能,而且不会产生污泥膨胀问题。 其缺点为: 1. |
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