有效表面积 浸润比重 >4500m/m 1.02~1.09g/cm3 234.3.3.4 好氧生物处理技术——流化床生物膜处理技术
该反应器属于内循环三相生物流化床,技术核心为TL独特生物载体及独特设计结构,该结构便于载体和污泥的循环。载体和污泥的流化态使生物膜自动更新,并有效防止了气泡在反应池内的合并,提高了氧利用率,反应池的独特构造及载体的性能能够有效防止载体流失。
? 技术背景:
流动床生物膜污水处理技术是将生物技术、化工技术、水处理技术以及机械制造技术有机结合并应用于废水处理的一种新型生化处理装置。它的特点是反应器结构简单、流体混合性能优良、传质速度快、生物浓度高。流化态的生物载体剧烈运动及碰撞,生物膜表面不断更新,保持生物膜表面的微生物大多处于对数生长期,从而提高了综合处理效率,并具有很强的抗负荷冲击能力。实践表明,流动床生物膜污水处理技术可有效减少曝气池容积、减少占地面积、降低工程造价及运行费用,并且显示了极强的抗负荷冲击能力。目前国内在该领域的工程实例较少,大型工程更少,主要受制于流化态的工程放大及生物载体(填料)的各项性能。我公司在深入理论研究及大量工程实践的基础上,消化吸收国外先进技术,成功解决了大型工程结构设计及填料的性能问题,应用于国内十余个大中型工程和几十例污水处理一体化设备。 ? 技术优势:
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① :曝气管 ② :曝气头
③ :循环挡板 ④ :上下循环导流板 ⑤ :隔离导流板 ⑥ :防止填料流失 ⑦ :防止填料沉积
流动床生物膜技术实现了活性污泥法和生物膜法工艺的结合,处理系统采用独特的构筑结构,便于载体和污泥中微生物循环,流动床生物膜反应池体积的10%被由废胎载体、活性炭、粘合剂组成的直径为5~10mm的颗粒填充,该载体的比表面积比国内常规载体的比表面积要大得多,超过4500m2/m3,并具有很好的弹性、耐磨损和化学稳定性,由于其密度较小,所以流动床能耗较小。该载体与一般载体相比,还具有附着性好,表面生物菌属多的优点,所以对负荷冲击有较强的适应性。混合液中的微生物和生物膜微生物共同分解污染物质,使BOD处理量达到3.0~4.0kg/(m3·d),是活性污泥法处理量的10倍以上。由于处理效率高,结构紧凑,使生物反应设备的占地面积仅为传统设备的1/4~1/8。 流动床生物反应池具有以下特点:
? 生物反应池容积仅为传统方法的1/4~1/8,节省占地面积; ? 生物反应池内同时存在好氧、兼氧菌,处理效果优于常规工艺;
? 硝化效果好,生物池水力停留时间小于3小时,生活污水中NH3-N去除率在90%以上;
? 抗负荷冲击能力极强,即使来水水质产生较大变化,系统出水也能在很短的时间内恢复; ? 运行费用降低约20%;
? 运行、维护简单、方便,生物反应池内曝气头和填料不需更换、维护,维护点主要为风机、泵等机电设备。
? 可增加反应槽内微生物的数量,有机物去除率较高;
? 它在运行时进水水流和曝气气流在反应器内形成逆流,增大了气水接触面积;并且池内载体填料在反应器内部由于导流板的作用形成循环流动运动,这样就极大的提高了氧利用率,高达10%~15%,有利于氧的转移。 ? 反应器内填料载体相互激烈碰撞的运行方式,避免了传统接触池在运行一段时间后,由于生物膜过厚脱落造成的阶段性出水水质变差的缺点。并且这种激烈碰撞的方式,非常有利于水体中污染物在生物膜上的传递速率,有利于提高处理效率。
? 粒状填料具有巨大的比表面积,其上生长着各种碳化菌、氨化菌和硝化菌组成的高活性生物膜,具有优良的氧化降解和吸附过滤水中污染物,可提
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供较大的微生物生存空间;
? 粘着在填料表面的污泥停留时间延长,硝化细菌微生物的繁殖良好,有很高的氨氮去除效率。
? 抗冲击负荷能力强,无污泥膨胀问题。微生物生长在粗糙多孔的填料表面,属固定化微生物,不会流失,因此运行管理方便简单。 ? 技术比较:
根据我方经验,对几种常用技术分析比较,见下表
表7 技术比较表
项目 土建工程 机电设备及仪表 流动床生物膜工艺 池体紧凑,布置简单,土建量较小 设备量较少,自控阀门较少 占地较小,是传统工艺的1/4~1/8 征地费较少 较小 约1~1.5 m 需要 较小 小 最低 高,稳定 产泥量一般, 污泥相对稳定 无 影响很小 承受能力强 曝气(气体温度在60℃左右)推动水流循环流动,增加水体温度,可以在较长一段时间适应低温运行 不易流失,一次投加 流动床生物膜的脱落与更新较快,生物活性高 16
曝气生物滤池工艺 无须二沉池,效率很高,土建量小 设备量稍大,自控仪表稍多 占地较小,是传统工艺的1/5~1/10 征地费最少 较小 约3~3.5 m 不需污泥回流 较小 较大 较低 高,但定期反洗会造成处理效率不太稳定 产泥量一般, 污泥相对稳定 无 受过滤速度限制有一定影响 较差,受过滤面积限制有一定的影响 滤池从底部进水,上部可封闭,水温波动小,短时间低温运行较稳定 接触氧化法处理工艺 池体较大,土建费用高 设备量较少,自控阀门较少 占地较大,征地费较大 较大 约1~1.5 m 需要 较小 一般 较低 一般,稳定 产泥量一般, 污泥相对稳定 无 影响较小 较强 投资 费用 征地费 总投资 水头损失 运行费用 污泥回流 药剂量 电耗 运行成本 处理效率 产泥量 有无污泥膨胀 流量变化的影响 工 艺 效 果 冲击负荷的影响 温度变化(低温)的影响 影响较大 滤(填)料 容易流失,耐磨性较差,耐磨性较差,大修需要大修需要补充 更换 固定床生物膜,膜的脱落与更新较慢,只能靠反洗,生物活性一般 固定床生物膜,膜的脱落与更新较慢,生物活性一般 生物膜型式
氧的利用率及分布 氧的利用率高、池内氧分布均匀 连续进水系统,可实现供氧量的自动调节 较高,氧气的分布不均 连续进水系统,可根据出水水质实现供氧量和反冲洗的自动调节和控制,自动化程度较高 设备和管道布置紧密, 维护工作量较大,巡视简单,巡视简单 较高,氧气的分布不均 自动化程度 连续进水系统,可实现供氧量的自动调节 运行管理 日常维护和巡视 维护工作量较小,巡视简单 大修间隔时间较长,一般在3年以上,大修费用较低 较少 设备成套,维护工作量较小,巡视简单 大 修 滤池成组布置,数量较多, 每年定期需要大填料需检修更换,大修修,可能影响出水水质,费用较高 大修费用较高 较少 固定床氧分布不均,存在厌氧区,造成氧化不彻底,出现臭味,到夏季容易出现滤池蝇现象 较少 当填料发生堵塞阻流时,会出现局部腐化及臭气现象 操作和管理人员人数 环境 问题 臭气问题(出现缺氧或厌氧情况) 流动床属好氧生物处理,不会出现臭味问题 从上表比较看出,从投资费用方面、运行费用、工艺效果和运行管理方面来看流动床生物膜工艺最好,节能效果明显,该技术值得大力推广和应用。
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5 方案具体设计
5.1 混凝沉淀池
水中的悬浮物质及胶体物质的粒径非常细小,为去除这些物质通常借助于混凝的手段,也就是说在原水中加入适当的混凝剂,经过充分混和,使胶体稳定性破坏(脱稳)并与混凝剂水解后的聚合物相吸附,使颗粒具有絮凝性能。而混凝沉淀池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集,以形成较大的絮凝体(絮粒)而沉降。 A、主体构筑物
表8 混凝沉淀池主要参数
主要功能 去除废水中的悬浮物、调节水质、水量 停留时间 有效体积 池体结构 池体尺寸 数量
B、附属设备及仪表
表9 附属设备及仪表
3.0h 50m3 钢筋混凝土结构 5.0m×4.0m×3.0m 1座 设备/仪表 穿孔曝气管 罗茨风机 数量 1套 参数 曝气搅拌 备注 所加药剂为聚铁,加药量60mg/L,年用量为6.57吨 所加药剂为聚丙烯酰胺,加药量2mg/L,年用量为0.2吨 1台(与pH调总风量:4 m3/min 节池共用风风压:39.2kPa,N=5kw 机) 1套 1箱4泵 凝聚剂加药系统 助凝剂加药系统 1套 1箱2泵 18