污水处理工艺技术手册(7)

2020-04-15 12:37

左右,对脱氮来讲,也就是说1倍的回流污泥回流相当于2倍的混合液回流。该工艺实际上是将污泥回流系统和混合液回流系统合并为一个回流系统,流程上有所减化,生产运行管理也更直观、简单,但其经济性还值得探讨,因为混合液回流水泵扬程在1m左右,而污泥回流水泵扬程在5m左右甚至更高,相差5倍,电耗差别显而易见。

该工艺和倒置型A2/O工艺异曲同工,原理和流程上十分相似,甚至可以说是一回事。回流污泥首先同原污水混合,自然形成一个缺氧区,污泥中的反硝化细菌利用原污水中的有机物为碳源进行反硝化,很快将回流污泥中的硝酸盐消耗掉,后续区段将处于严格厌氧状态,整个工艺流程相当于以缺氧~厌氧~好氧方式(即倒置型A2/O)运行。 2) 倒置型A2/O工艺

同济大学张波、高廷耀等对倒置A2/O工艺的原理与特点进行了试验研究与理论探索,将传统A2/O工艺的厌氧、缺氧环境倒置过来,在污泥回流比200%条件下(同样取消混合液回流),得到更好的脱氮除磷效果,有机物去除效果则与传统A2/O工艺相当。

值得注意的是,该工艺污泥回流比同样大于传统A2/O法。工艺的特点是缺氧区位于厌氧区之前。脱氮效果好的原因一是污泥回流比大;二是缺氧段位于工艺的首端,反硝化可优先获得碳源。除磷效果好的原因一是污泥回流比大,且所有回流污泥全部经历完整的厌氧(释磷)~好氧(吸磷)过程,排放的剩余污泥含磷更高;二是缺氧区在前,消除了硝酸盐的不利影响;三是厌氧池在好氧池之前,微生物厌氧释磷后直接进入好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以得到更充分利用。国内目前仅有新乡污水处理厂设计采用该工艺,尚未实施。 3) A+A2/O工艺

该工艺在传统A2/O法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池,来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该池(另90%左右的进水直接进入厌氧池),停留时间为20~30分钟,微生物利用10%进水中的有机物作碳源进行反硝化,去除回流污泥带入的硝酸盐,消除硝态氮对厌氧池放磷的不利影响,保证除磷效果。该工艺简便易行,在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可,在山东泰安、云南玉溪等地的城市污水处理工程中已有应用。 4) TRIZON工艺

法国得利满公司在国内某工程提交的技术方案中推荐了TRIZON工艺。 该工艺的显著特点是不在污水主流路上设缺氧区,而是在回流污泥流路上设污泥活化区,在活化区内,污泥交替经历缺氧和好氧两种状态;第二个特点是污泥活化区、厌氧区、好氧区全部集中在一个池子内(称为TRIZON生化池),因而占地面积较小;第三个特点是同样取消了混合液回流。 该工程对普通生活污水处理的去除效果为:BOD595~98%,TN70~90%,TP60~85%(生物除磷)。 ", 总结评价

1) 取消混合液回流和倒置A2/O工艺,国内目前还处在实验室小试或中试阶段,尚无大规模工程应用的实践,并且加大污泥回流比的经济性还值得进一步考虑、比较,同时对二沉池的运行带来一定负面影响,所以这两种工艺的采用要谨慎从事。

2) TRIZON工艺系国外水处理公司开发的商业性工艺,国内还没有进行系统性试验研究,缺少设计和运行经验,目前还不具备工程应用的条件。该工艺思路较为

新颖,有些类似于传统活性污泥法的回流污泥再生,实质上完全不同。建议有关科研、设计单位进行该工艺的系统试验研究,或者引进、消化、吸收,象给水中气水冲洗过滤技术一样完全国产化,促进脱氮除磷污水处理技术的发展。 3) 在目前条件下,如城市污水浓度较高(如北方城市),有脱氮除磷要求,建议采用A+A2/O工艺。该工艺成熟、可靠,解决了回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的不利影响,不失为一种实用的改良A2/O工艺。

4) 如城市污水浓度较低,对氮的排放要求不高,采用A2/O工艺要慎重。对进水水质的预测最好宜在实测资料的基础上结合城市发展来进行,以便选择合适的工艺。南方一些城市的污水其BOD5浓度和TN浓度普遍偏低,用常规活性污泥法通过微生物同化合成作用吸收氮即可使TN达标,在这样的条件下如对磷的排放有要求,采用A/O除磷活性污泥法是一种较好的选择(化学强化一级处理等工艺另当别论)。需要注意的是该工艺也要采取措施消除硝态氮对放磷的不利影响。

(五) AB法(Adsorption—Biooxidation)

该法由德国Bohuke教授首先开发,由A级曝气池、中间沉淀池、B级曝气池和最终沉淀池组成。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧,各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段(A段) 停留时间约20~40分钟,以生物絮凝吸附作用为主,同时发生不完全氧化反应,生物主要为短世代的细菌群落,去除BOD达50%以上。A级曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS·d)以上,池容积负荷6kgBOD/(m3·d)以上,B段与常规活性污泥法相似,负荷较低,泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微生物群体。AB法A段效率很高,并有较强的缓冲能力,B段起到出水把关作用,处理稳定性较好。对于高浓度的污水处理,AB法具有很好适用性的,并有较高的节能效益。尤其在采用污泥消化和沼气利用工艺时,优势最为明显。但是,AB法污泥产量较大,A段污泥有机物含量极高,污泥后续稳定化处理是必须的,将增加一定的投资和费用。另外,由于A 段去除了较多的BOD,可能造成炭源不足,难以实现脱氮工艺。对于污水浓度较低的场合,B段运行较为困难,也难以发挥优势。

目前有仅采用A段的做法,效果要好于一级处理,作为一种过渡型工艺,在性能价格比上有较好的优势。一般适用于排江、排海场合。

AB法在欧洲已经得到广泛应用,到1987年止,已经有22家AB法污水处理厂投产,21家在建设和规划中。近年来,国内有关单位也对AB法进行了研究,并取得了一些成果,实践证明该工艺是近代污水处理技术中的一项新发展。

1 进水 2 细格栅 3 沉砂池 4 A段曝气池 5 中间沉淀池 6 回流污泥 7 剩余污泥回流 8 浮滓去除 9 污泥调节池 10 B段曝气池 11 最终沉淀池 12 出水排放 13 剩余污泥至另一处理厂 14 格栅截留物排除 15 沉砂排除 ", AB工艺的主要特征 1) A级污泥负荷很高,B级污泥负荷较低; A级和B级的微生物群体特性明显不同,并通过互不相关的两套回流系统严格分开。

2) 不设一沉池,使A级成为一个开放性的生物动力学系统。 3) A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。 ", AB工艺的运行机理

1) A级对BOD、COD和SS的去除

实际上AB工艺是由城市排水管网和污水处理厂构成的处理系统。城市居民连续不

断地排泄细菌,其中约5~10%的细菌能在好氧/兼性厌氧条件下存活和增殖。在排水管网中发生细菌的增殖、适应和选择等生物学过程,使原污水中出现生命力旺盛、能适应原污水环境的微生物群落。因此,城市污水实质上是污染物和微生物群体的共存体。在AB工艺的A级中充分利用了原污水中存在的生物动力学潜力。污水处理试验中观测到的现象表明,A级对BOD和COD的去除不是以细菌的快速增殖降解作用为主,而是以细菌的絮凝吸附作用为主。静态试验表明原污水中存在大量已适应原污水的微生物,这些微生物具有自发絮凝性。当它们进入A级曝气池后,在A级内原有菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起,絮凝物结构与菌胶团类似,絮凝的同时絮凝物与原有的菌胶团结合在一起,成为A级污泥的组成部分,并具有较强的吸附能力和极好的沉降性能。被絮凝的微生物量与A级污泥浓度有关,污泥浓度低于1g/L时,絮凝效果差。与絮凝吸附发生的同时,微生物出现程度有限的增殖,这种增殖可能与A级污泥的促絮凝作用(或物质)的产生有关。根据污水处理试验,进水中以SS形式表达的微生物量按150mg/L计,A级出水微生物量为70mg/L。那么A级中由进水微生物形成的污泥浓度Xi可按下式计算: Xi=Q△SQC/V

式中:Q——进水流量; QC ——A级的泥龄;

△S——A级截留的微生物量; V —A级曝气池体积。 将各项数据代入上式:

Xi=4L/h×80mg/L×10h/2L =1600mg/L。

A级的实际污泥浓度为2000mg/L,也就是说A级污泥中进水微生物占80%左右,仅20%左右由增殖作用产生。因此,A级中絮凝去除占A级BOD去除的65%左右,吸附和增殖导致的去除约占35%。增殖作用去除的BOD基本上是溶解性BOD。 2) A级对难降解物质的去除

当进水是城市生活污水与工业废水的混合水或只是工业废水时,污水中往往含有许多难降解物质,比如多环芳香族的化合物、卤代烃。若完全用好氧方法处理,不仅消耗大量氧气,而且BOD去除往往达不到所要求的指标。当进水中难降解物质含量高时,A级实行缺氧运行,在这种情况下,A级中一部分微生物能通过厌氧消化和不完全氧化等方式把BOD5 检测不出、COD可以检测出的难降解有机物转化成BOD5易检出的易降解有机物,这种转化在好氧条件下往往难以实现。 3) A级的抗冲击负荷能力

A级中的微生物群体对有机污染物和毒物的冲击负荷有显著的缓冲能力,冲击负荷停止后A级能很快地恢复正常,因此A级的存在使进水水质的变化、污染物和有毒物质的冲击负荷不影响后续工艺的稳定运转。

A级的抗冲击负荷能力除了与吸附作用有关外,还与下面两种生物学过程密切相关。 ", 微生物突变

活性污泥中的任何细菌群体都能以各种各样的方式对环境变化作出反应。新环境形成的初期,不适应新环境的细菌死亡,随后从系统中消失。与此同时,新环境为其它细菌的优势增殖提供了有利条件。适应性细菌的重要来源是突变,致突变物质能导致突变,即遗传物质发生变化。这些突变中仅千分之一是能存活的正突变,其余都是致死突变。考虑到A级内活性污泥中细菌数量很高,在每一人口当量中每日出现7.5×105个正突变是可能的。除X射线和Y射线外,亚硝酸盐等化学

物质也是诱变物质。污水中普遍存在的酸、碱和有毒物质的长期影响也能诱发突变。突变为活性污泥适应新环境、降解难降解物质提供了生物遗传学基础。而A级污泥对毒物的抗性则来源于: ", 质粒的转移

在医疗方面,质粒转移往往造成抗药性基因的迅速传播,从而造成医疗困难, AB工艺中的A级环境特别有利于质粒的转移。质粒是环形的DNA分子,它们不受染色体支配,能侵入菌体并利用菌体的复制系统自我复制增殖。质粒普遍携带抗性基因,有的质粒还携带一般细菌不具备的特殊基因,如降解PCB的基因。众多的质粒构成了细菌的抗性基因库和降解特殊有机物的基因库。在选择性工艺环境中(如冲击负荷),质粒的抗毒性基因和降解特殊物质基因赋予细菌明显的优势。在正常的细胞分裂中,质粒能传给子细胞。质粒还能通过接合作用以携质粒细菌转移到无质粒细菌内,接合过程不受细菌种属和质粒来源的限制,A级中高密度悬浮细菌的存在对接合有利。在A级中占优势地位的肠道细菌的接合过程需花费1.5-2.0h。假设A级泥龄为8h,那么在A级微生物中至少能发生4次接合,在此期间约10%的细菌受到质粒侵入。质粒在活性污泥中的传播,提高了活性污泥对环境变化、特别是化学变化的抗性。对污水处理厂(特别是工业废水处理厂)来说,处理效果和工艺稳定性的好坏与质粒的存在与否密切相关。 4) AB工艺与氮、磷去除

由于水体富营养化和水资源短缺问题日益严重;许多污水必须经过除磷脱氮处理,然后排入水体或回用。如果用其它工艺取代AB工艺的B级,可以使AB工艺具有深度处理效果。 ", 具有脱氮功能的AB工艺

在这类工艺中,B级由好氧工艺变成前置反硝化工艺(例如缺氧/好氧工艺)。 A级对氮和有机物的去除比常规机械处理高许多倍,明显改善了B级的硝化条件,使B级污泥中硝化菌比例明显提高,硝化速率随之大幅度提高,曝气区体积可以相应降低。对反硝化来说,可以通过改变A级的污泥负荷和运行方式调节A级的去除率,使反硝化所需的BOD5/TN比值(3左右)得到最优调节。试验结果表明B级污泥中,反硝化菌比例比常规生物脱氮系统的污泥高,反硝化率高2~3倍,例如,ARAkrefeld污水处理厂的B级污泥在无外加碳源的情况下反硝化速率为6.3mgNO3 -N/gMLSS·h。由于具脱氮功能的AB工艺硝化和反硝化速率高,工艺总体积比常规生物脱氮工艺节省20%左右。 ", 具有除磷功能的AB工艺

由于污泥含磷量较高,排泥量大,A级能去除进水总磷的20~50%。如果把B级换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺,工艺终沉出水的磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也可以在B级中增设化学法除磷。前者的投资费用比普通活性污泥法低10%左右,后者则高5~20%。前者的运行费用比普通活性污泥法低10~20%,后者则高10%以上。 ", AB工艺与生物除磷脱氮工艺的结合

工艺流程由A级加生物除磷脱氮工艺(如A/A/C改良工艺)构成,对原污水水质波动大,BOD5和BOD5/TN比值高的污水来说,这类工艺不但能保证处理效果达到要求,而且工艺稳定性高、节能效果明显。 ", AB工艺的设计要点

A级正常运行的必要条件是原污水中必须有足够的已经适应该污水的微生物。在城市污水中,这些微生物基本上来自人类排泄物。由于A级的去除效率高低与进水微生物量直接相关,因此A级之前不宜设置初沉池。在工业废水和某些城市污

水中,已经适应污水环境的微生物浓度很低或微生物絮凝性很差,A级效率明显下降。对这类污水来说,不宜采用AB工艺。

为了充分利用絮凝性和吸附效应,保证A级高效运行,A级停留时间最好控制在25~30 分钟,停留时间增加反而不利。A级的最佳污泥负荷是3~

4kgBOD5/kgNLSS·d。污泥浓度过低或过高对A级运行均不利,控制在2~2.5g/L效果较佳。泥龄的控制取决于污水特性和A级的污泥浓度,在A级中污泥浓度基本上与泥龄成正比关系,最佳泥龄控制应通过试验或生产实践求得。

A级污泥沉降性能极佳,SVI值低于50,因此中间沉淀池水力停留时间,可控制在1.5h以内,污泥回流比控制在70%以内。

B级的设计与常规方法相同,必须注意的是,设计B级时,进水水质应采用A级出水水质;设计高级AB工艺时,应保证B级进水BOD5/TN比值≥3。对BOD 5/TN小于3左右的污水来说,设置A级对生物除磷脱氮不利,不宜采用高级AB工艺(物理或化学法除磷除氮例外)。

在国内,污泥处置是一个令人头痛的问题。由于AB工艺产泥量大,合理解决污泥处置问题,有助于AB工艺的推广应用。也就是说污泥问题是AB工艺推广应用的主要障碍。 ", AB工艺的技术经济分析及其在我国应用的可能性

试验和生产性实践已经证实A级能去除40~50%,甚至70%的BOD5和10~30%的总氮,使工艺过程耗氧量减少30~40%,总运行费用下降20%左右,基建投资降低1~20%,处理效果优于常规工艺,具有良好的经济效益和环境效益。 具有高级处理功能的AB工艺与其它高级处理工艺相比,有节能、工艺稳定性高等优点。A级的设置为后续工艺提供了强有力的保护和支持。污水处理试验结果表明,当BOD5/TN和BOD5值偏高时,其生物除磷脱氮功能的AB工艺与单纯生物除磷脱氮工艺相比,运转费用下降20%左右,BOD、COD、SS、TN和TP的去除率分别高于96%、90%、95%、80%和96%。进水BOD5/TN比值偏低时,为了避免碳能源不足,原污水可直接进入生物除磷脱氮工艺,保证出水水质达到要求。 由于A级污泥主要由进水补充和接种,并且泥龄很短,因此A级污泥不需要培养和驯化过程,A级的停与转,可以随时进行并很快进入正常状态,不影响处理效果。管理上不存在困难。

A级节能的另一方面是A级污泥产率高、污泥有机物含量高达65%以上,产气率和产气量也必然增加。沼气用于发电和供热能使污水处理厂的能源得到部分自给。 1) 超负荷污水处理厂的改造

我国污水处理厂的建设速度远远达不到实际需要。处理厂往往超负荷运行,造成一系列问题。如果把它们改成AB工艺就能较大幅度提高污水处理厂的处理能力。德国和奥地利的生产性实践已经证明此法行之有效,改造投资极小,经济效益显著。只要把原沉砂池硝加改动,成为A级曝气池,初沉池作为中间沉淀池,再装一套回流系统即可。 2) AB工艺与新厂建设

目前,我国建设大型污水处理厂,往往因资金严重不足,而必须分期进行,下面是一个较理想的分期实施方案: 第一期:机械处理(一级)

第二期:具有半生物效应的机械处理,即AB工艺的A级(一级半) 第三期:二级处理和部分硝化(AB工艺) 第四期:高级生物处理(高级AB工艺)


污水处理工艺技术手册(7).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:试论改革、发展与稳定关系

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: