微動(dòng)力復(fù)合生物污水處理系統(tǒng)的研究

靳蘇娜

(駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共教學(xué)部，河南駐馬店 463000)

現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)大多是采用順次連接的厭氧池、好氧池和缺氧池，在池底部放入污泥，通過利用污泥中附著的微生物(也稱“懸浮相微生物”)進(jìn)行硝化、脫氮及除磷處理，使水得到凈化，效果不顯著。微動(dòng)力復(fù)合生物污水處理系統(tǒng)是在傳統(tǒng)生物處理工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出的新型微動(dòng)力固定床復(fù)合生物反應(yīng)器(Micro－power fixed－bed hybrid bioreactor，簡稱MFBR)，即通過在厭氧池或好氧池中設(shè)置固定床(填料為生物質(zhì)填料和礦物質(zhì)填料)，使之提供微生物附著生長的表面載體，利用載體容易截留和附著生物量多、處理能力大的特點(diǎn)，使池內(nèi)同時(shí)存在附著相和懸浮相兩大類的多種微生物(附著相微生物位于固定床內(nèi)，懸浮相微生物位于池下部的污泥內(nèi))，有效提高了池內(nèi)的微生物數(shù)量，使水凈化處理能力大大增強(qiáng)。

1 系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)包括好氧池、缺氧池和厭氧池。其中，在好氧池、缺氧池和厭氧池內(nèi)設(shè)置隔離網(wǎng)(如篩網(wǎng))，該隔離網(wǎng)上表面設(shè)有生物質(zhì)和礦物質(zhì)填料層(不同填料層之間最好用隔離網(wǎng)隔離開，隔離網(wǎng)邊緣固定于池壁上，隔離網(wǎng)和填料層的整體稱為“固定床”，固定床一般位于池的中上部)。生物質(zhì)填料層優(yōu)選位于礦物質(zhì)填料層的上部，生物質(zhì)填料可以為陶粒、塑料懸浮球、活性炭、木屑、塑料蜂窩填料、玻璃鋼蜂窩填料、塑料泡沫、木材或復(fù)合纖維等;礦物質(zhì)填料可以為焦炭、風(fēng)化煤、磺化煤、焦炭類礦渣、高嶺土、硅藻土、爐渣、金屬粉或浮石等。

為了獲取較好的凈化效果，生物質(zhì)或礦物質(zhì)填料層可以設(shè)置兩層以上。可以依次連接的第一缺氧池、好氧池、第二缺氧池和沉淀池。沉淀池內(nèi)設(shè)置隔離網(wǎng)，隔離網(wǎng)上面設(shè)有生物質(zhì)和/或礦物質(zhì)填料層。此外，還可以根據(jù)回用水的要求，在系統(tǒng)沉淀池之后設(shè)置過濾單元、消毒單元、人工濕地、穩(wěn)定塘等以滿足不同用途回用水的需求。

微動(dòng)力復(fù)合生物污水處理系統(tǒng)可埋地設(shè)置，設(shè)備上部可作為綠化地帶、停車場、道路等。它采用鋼制結(jié)構(gòu)，全套裝置施工簡單、操作容易，所有機(jī)械設(shè)備均可設(shè)為自動(dòng)化控制，全部裝置設(shè)置于地表以下。該一體化設(shè)備管理維護(hù)方便，設(shè)備結(jié)構(gòu)合理可靠，可選配全自動(dòng)控制系統(tǒng)。設(shè)備箱體采用Q235鋼板制作，鋼板厚度8 mm，各箱體內(nèi)外均采用氯磺化聚乙烯防腐涂料，設(shè)備一般涂刷該涂料8道，兩道底漆6道面漆，防腐壽命可達(dá)15 a以上。

2 應(yīng)用實(shí)例

某新型農(nóng)村社區(qū)污水處理站工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

2.1 工藝流程說明

(1)人工格柵

生活污水的懸浮物濃度不高，但其中也含有一些較大的雜質(zhì)、毛發(fā)等，需要在進(jìn)入?yún)捬跸?、調(diào)節(jié)池前設(shè)置粗細(xì)格柵等預(yù)處理措施。按格柵的清渣方法，有人工格柵和機(jī)械格柵兩種。格柵主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)水處理工藝的處理負(fù)荷，并起到保護(hù)水泵、管道、儀表等作用。當(dāng)攔截的柵渣量大于0.2 m3/d時(shí)，一般采用機(jī)械清渣方式;柵渣量小于0.2 m3/d時(shí)，可采用人工清渣方式，也可采用機(jī)械清渣方式。本次案例采用人工格柵。為了保證后續(xù)單元運(yùn)行，柵條間隙采用10 mm、5 mm。

人工格柵間隙：10 mm、5 mm。

人工格柵：兩套，非標(biāo)，鋼制。

(2)厭氧池

在隔絕空氣的條件下，依賴兼性厭氧菌和轉(zhuǎn)性厭氧菌的生物化學(xué)作用，分解廢水中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。無動(dòng)力運(yùn)行，處理費(fèi)用低，降低后續(xù)單元處理負(fù)荷。

厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的甲烷氣可以達(dá)到攪拌混合的作用，在內(nèi)部建立起上升、分離、沉淀，周而復(fù)始的內(nèi)循環(huán)，但是甲烷氣的擾動(dòng)效果比較低，厭氧反應(yīng)對配水均勻性要求比較高。均勻配水可以達(dá)到良好的攪拌效果。本項(xiàng)目來水時(shí)變化系數(shù)比較大，可以利用瞬間的大流量產(chǎn)生的擾動(dòng)，達(dá)到攪拌的效果。

結(jié)構(gòu)：鋼混;布置形式：地下。

厭氧采用ABR，停留時(shí)間13 h，數(shù)量：兩座;有效容積840 m3，池內(nèi)裝填料。

工藝尺寸：L ×B ×H=15.0 m ×7.0 m ×4.5 m，有效水深4.0 m。

(3)調(diào)節(jié)池

結(jié)構(gòu)：鋼混;布置形式：地下。

停留時(shí)間 4.5 h，數(shù)量：1 座;有效容積 300 m3。

工藝尺寸：L ×B ×H=15.0 m ×5.0 m ×4.5 m，有效水深4.0 m。

(4)一體化地埋式

微動(dòng)力復(fù)合生物污水處理設(shè)備如圖2所示。

數(shù)量：8套，工藝尺寸 L×B ×H=15.0 m ×2.5 m ×3.0 m

具體實(shí)施方式：復(fù)合生物膜反應(yīng)系統(tǒng)如圖2所示，包括依次連接的3蓄水池、7厭氧池、20好氧池、21缺氧池和22沉淀池，其中在7厭氧池、20好氧池和21缺氧池的中部分別設(shè)有篩網(wǎng)8、13和17，篩網(wǎng)8、13和17上表面均設(shè)有生物質(zhì)和礦物質(zhì)填料層(篩網(wǎng)邊緣固定于池壁上，篩網(wǎng)和填料層的整體稱為“固定床”)，生物質(zhì)填料層位于礦物質(zhì)填料層上方，厭氧池7內(nèi)的生物質(zhì)填料為活性炭，礦物質(zhì)填料為浮石，好氧池20內(nèi)的生物質(zhì)填料為塑料懸浮球，礦物質(zhì)填料為硅藻土，缺氧池21內(nèi)的生物質(zhì)填料為陶粒，礦物質(zhì)填料為爐渣。蓄水池3內(nèi)安裝調(diào)節(jié)器4，用以調(diào)節(jié)進(jìn)入?yún)捬醭?的水速，保證反應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

圖2 微動(dòng)力復(fù)合生物污水處理系統(tǒng)

生活污水經(jīng)格柵1過濾后，自第一導(dǎo)水管2進(jìn)入蓄水池3內(nèi)，在調(diào)節(jié)器4的控制下經(jīng)第二導(dǎo)水管5(第二導(dǎo)水管5底部設(shè)有布水器6)進(jìn)入?yún)捬醭?底部，與池內(nèi)的污泥充分接觸，在污泥中微生物的分解、消化作用下得到初步凈化，接著進(jìn)入由第一篩網(wǎng)8、浮石填料層9和活性炭填料層10組成的固定床中，在固定床中附著的微生物消解、轉(zhuǎn)化作用下繼續(xù)純化;類似的，厭氧出水經(jīng)第三導(dǎo)水管11進(jìn)入好氧池20內(nèi)(好氧池20下部設(shè)有曝氣裝置12，用以補(bǔ)入充足的氧氣)，與好氧池20底部的污泥充分接觸，接著進(jìn)入由第二篩網(wǎng)13、硅藻土填料層14和塑料懸浮球填料層15組成的固定床中進(jìn)行凈化處理;好氧出水經(jīng)第四導(dǎo)水管16進(jìn)入缺氧池21內(nèi)，與缺氧池21底部的污泥充分接觸，接著進(jìn)入由第三篩網(wǎng)17、爐渣填料層18和陶粒填料層19組成的固定床中進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理;缺氧出水最后經(jīng)第五導(dǎo)水管23進(jìn)入沉淀池22，沉淀池22的上端出水經(jīng)第六導(dǎo)水管24達(dá)標(biāo)排放。

(5)污泥的處理

生物接觸氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)之一就在于其所產(chǎn)生的剩余污泥的數(shù)量較小，可將少量的剩余污泥一部分回流至接觸氧化池用作微生物量的補(bǔ)充，另一部分回流至厭氧消化池進(jìn)行厭氧反應(yīng)使污泥進(jìn)一步減量，定期可由市政吸污車運(yùn)走堆肥或制作生物肥料，從而達(dá)到污泥無害化處理的目的。本項(xiàng)目污水處理工程采取集中處理方式，規(guī)模較小，利用厭氧池的污泥區(qū)儲(chǔ)存污泥，定期由市政抽糞車清理，作為農(nóng)家肥返田。

2.2 污水處理系統(tǒng)設(shè)備

該污水處理系統(tǒng)設(shè)備具體見表1。

表1 污水處理系統(tǒng)設(shè)備

2.3 運(yùn)行成本

該新型農(nóng)村社區(qū)總處理水量為1 500 m3/d。

日常管理人員3人，工資800元/月，折合噸水處理費(fèi)用為0.04元/t。

電費(fèi)：鼓風(fēng)機(jī)功率為7.5 kW，提升泵功率為4.5 kW，回流泵功率為4.0 kW，總功率為16 kW，電費(fèi)按0.15元/m3計(jì)。以上合計(jì)噸水處理費(fèi)用為0.19元/t。

2.4 各單元處理效果

表2 污水處理站各單元處理效果

3 結(jié)束語

通過本工程的實(shí)施，驗(yàn)證了微動(dòng)力復(fù)合生物膜反應(yīng)系統(tǒng)對廢水中COD、BOD的去除效果，解決了農(nóng)村污水問題，有效地降低了污染物向環(huán)境當(dāng)中的排放量。

［1］趙慶良.復(fù)合式生物膜反應(yīng)器中生物膜的特性［J］.環(huán)境污染與防治，2000，22(1)：4－7.

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［3］丁永偉，王琳，王寶貞，等.用復(fù)合式工藝提高活性污泥/生物膜法處理效率［J］.中國給水排水，2006(11)：104－108.