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个人总结的污水生物处理法各类工艺简介(转)

发布于:2013-04-09 14:23:09 来自:环保工程/水处理 [复制转发]
本帖最后由 wunichuli88 于 2013-4-9 15:30 编辑

  生物处理法是污水处理最常用也是最经济的一种方法。其工艺种类十分繁多,且目前很多环保公司都开发了自己独有的工艺。对于这些工艺的共同点,我个人理解,就是通过不同的运行方法、控制不同的工艺运行参数,以实现对各种微生物的控制,从而达到处理各种污水的目的。说白了,就是养不同的微生物或控制不同的微生态,来处理不同的污水。
1、 氧化沟类工艺
  是传统活性污泥法污水处理技术的改良,外形呈封闭环状沟,其特点是混合液在沟内不中断地循环流动,形成厌氧、缺氧和好氧段,将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气。其是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化。









工艺
简介
奥贝尔氧化沟(Orbal) 又称同心圆型氧化沟,奥贝尔氧化一般沟由三个同心椭圆形沟道组成,污水由外沟道进入,与回流污泥混合后,由外沟道进入中间沟道再进入内沟道,在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出,至二次沉淀池。
在各沟道横跨安装有不同数量水平转碟曝气机,进行供氧兼有较强的推流搅伴作用。三个廊道的溶解氧分别控制为 0~0.3mg/L 0.5~1.5mg/L '2~3mg/L ,通知控制曝气强度,是外圈廊道的供氧速率与渠道内好氧速率相近,保证混合液的硝化反应,同时因为溶解氧浓度低。反硝化菌可以利用硝酸盐座位电子受体进行硝化反应。氮素在外圈的反应过程是一个同步硝化反硝化过程。有脱氮功能。
卡鲁塞尔氧化沟(Carrousel) 它是一个多沟串联的系统,进水与活性污泥混合后沿各个方向在沟内做不停的循环流动。其采用垂直安装的低速表面曝气机,每组沟渠安装一个,均安设在一端,因此形成了靠近曝气下游的富氧区和曝气上游及外环的缺氧区。这不仅有利于生物聚凝,使活性污泥易于沉淀,而且形成了良好的脱氮环境。
  目前该工艺已有三代,分别是:第一代是单级标准卡鲁塞尔氧化沟以及卡鲁塞尔氧化沟AC工艺(加厌氧段);第二代是卡鲁塞尔2000氧化沟,其在普通卡鲁塞尔氧化沟前加了前置反硝化区(缺氧段和厌氧段);第三代卡鲁塞尔3000氧化沟,是在二代的基础上加了一个生物选择器,由于增加了预硝化区,除磷效果更佳。
交替工作氧化沟 其差不多是SBR艺和传统氧化沟的组合。目前该工艺主要有单沟(VR)、双沟(DE)、三沟(T型)、四沟、五沟交替工作型氧化沟工艺。
  单沟型由单池组成,以连续进、出水的方式运行。池中部为为中心岛,整个沟工作容积分为两部分,分别交替用作曝气区和沉淀区,每个功能区的一端都设有由水流压力封闭的单向活拍门,利用定时器自动改变转刷的方向,并通过沟内水流流向启闭活拍门,从而改变沟中水流方向及各功能区的工作状态,其不需要污泥回流系统。
  双沟型在单沟型基础上开发,整个系统由两个串联的氧化沟和单独设立的沉淀池组成。通过改变进出水顺序和曝气转刷及两沟交替在好氧和厌氧的工作状态,与单沟型相比不但处理能力有所提高还有可以同时进行脱氮且没有硝化液内回流。
  三沟型是以三条联系的氧化沟做为一个整体,每个沟都有用于曝气为推动循环的转刷,进水时由进水配水井对三条沟进行配水转换,根据设定工艺程序进行反应。
  四沟型比较少见,在网上可查到相应的工艺,本人对其没有了解。
  五沟型的运行模式类似于三沟式,其两边沟交替作为曝气池和沉淀池,中间三沟交替进水并分别做为缺氧池和好氧池。沟内配备双速电机转刷,在高速状态下曝气充氧,低速时维持混合液流动,创造一个反硝化的环境。
一体化氧化沟   采用曝气和沉淀合建的形式,将二沉池设置于氧化沟内,集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能于一体。主要包括船式、BMTS式和侧沟式等。
  船式:沉淀槽设在氧化沟一侧,为船型。混合液从两侧及底部流过,沉淀槽一端设进水口,部分混合液由此导入,处理后的水则由设于沉淀槽另一端的溢流堰收集排出,沉淀槽与氧化沟主体的水流方向一致。
  0BMST式:在其渠道内设有澄清池,澄清池由前挡板、后挡板及低部构件组成。挡板强迫水平流动的水流由底部流入澄清池,处理后的水通过浸没管和溢流堰排出,分离的污泥重新返回氧化沟当中。
  侧沟式:其采用侧沟固液分离器,沉淀池设在氧化沟一段沟的两侧且贯穿整个池深,循环混合液从两沉淀区间流过,部分混合液进入沉淀区底部的流孔,再向上通过斜挡板,澄清后的水由淹没式穿孔管排出,沉淀污泥则沿挡板下滑并由混合液挟带流走。
导管式氧化沟 由四部分组成:内设阻流墙的氧沟、导流式曝气管、导流管、供氧系统。其内流速由水力推进器维持,供氧由鼓风机提供,混合和供氧分别由两套装置独立承担。由于水流在氧化沟底部推进可避免底部污泥淤积。由于较少受到水深的限制,可较大幅度的调节水位,而不影响导管式曝气器的运行。由于供氧量可以调节,可以大幅度控制高氧区和低氧区的比例。
射流式氧化沟 其通常在氧化沟沟底设置射流曝气喷嘴,将压空与混合液在混合室内充分混合,完成水、泥、气三相混合和传质,并以挟气溶气的状态向水流流动方向射出,以实现曝气充氧和搅拌推流的双重功能。
鼓风曝气氧化沟 是将充氧设备和水流推动设备分式设置的一种工艺。使用鼓风机供气和微孔曝气器在池底布气充氧,同时采用潜水推进器推动沟内水流。
   后两种只是充氧方式与传统氧化沟不同,可与其他氧化沟工艺结合使用。


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  • wunichuli88
    wunichuli88 沙发
    本帖最后由 wunichuli88 于 2013-4-9 15:29 编辑

      12、 厌氧反应器






    工艺
    简介
    升流式厌氧污泥床UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)   UASB 由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
    EGSB 其构造与UASB反应器有相似之处,可以分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与UASB反应器不同之处是,EGSB反应器设有专门的出水回流系统。EGSB反应器一般为圆柱状塔形,特点是具有很大的高径比,一般可达3~5,生产装置反应器的高度可达15~20米。颗粒污泥的膨胀床改善了废水中有机物与微生物之间的接触,强化了传质效果,提高了反应器的生化反应速度,从而大大提高了反应器的处理效能。
    IC   IC反应器基本构造由2层UASB反应器串联而成。按功能划分,反应器由下而上共分为5个区:混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。
      混合区:反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。
       第 1厌氧区:混合区形成的泥水混合物进入该区,在高浓度污泥作用下,大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态,加强了泥水表面接触,污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多,一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。
       气液分离区:被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统,泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区,与反应器底部的污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。
      第 2厌氧区:经第1厌氧区处理后的废水,除一部分被沼气提升外,其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。该区污泥浓度较低,且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解,因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区,对第2厌氧区的扰动很小,这为污泥的停留提供了有利条件。
      沉淀区:第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离,上清液由出水管排走,沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床。
    折流式厌氧反应器ABR (Anaerobic Baffled Reactor)   内置竖向导流板,将反应器分隔成串联的几个反应室,每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床(USB)系统,其中的污泥可以是以颗粒化形式或以絮状形式存在。水流由导流板引导上下折流前进,逐个通过反应室内的污泥床层,进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除。UASB可近似地看作是一种完全混合式反应器,而ABR则更接近于推流式工艺。

     
     
    13、 生物转盘工艺


     是污水灌溉和土地处理的人工强化,这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育,形成膜状生物性污泥-生物膜。污水经沉淀池初级处现后与生物膜接触,生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养,使污水得到净化。在气动生物转盘中,微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给。转金表面覆有空气罩,从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转金转动,当转盘离开污水时,转金表面上形成一层薄薄的水层,水层也从空气中吸收溶解氧。

    14、 生物滤池(biological filter, trickling filter)


    由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触,使污水得到净化。

      本人只是环境科学类的专科毕业(原来的学校更名后还算响亮,叫中国环境工程大学),从事此行业工作仅5年多一些,水平极其有限,目前从事某化工厂的水处理技术工作(之前也在很多环保公司做过调试、设计工作)。出于对这一行业的爱好,收集了一些生物处理工艺与同行共同研究探讨。以上的各类工艺只是污水生物处理工艺中的冰山一角,而每个工艺也只是作了名词一样的简介(其实每个工艺都可以写成一本书)。我通过工作之余几天的整理,收集了来自网上及各类书籍资料中的一些相对还算比较常见的工艺。相对于多如牛毛的各类污水生物处理工艺来说,只是很小的一部分。由于各类活性污泥动力学模型以及活性污泥数学模型的出现及普及,很多环保公司甚至是小型环保公司都有自己开发的污水处理工艺,这使得想统计全各类污水生物处理工艺似乎成了不可能完成的任务。由于本人水平有限,就统计这些给大家分享,有不足之处有各位同行批评指正。有这里没有提到的工艺也请大家回复中提出。
    2013-04-09 15:07:09

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  • wunichuli88
    wunichuli88 板凳
    本帖最后由 wunichuli88 于 2013-4-9 15:27 编辑

    8、 生物接触氧化工艺


     是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。

     
    9、 曝气生物滤池
      该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX (有害物质)的作用 ,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池,其容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:运行能耗低,运行费用省。属第三代生物膜反应器,不仅具有生物膜工艺技术的优势,同时也起着有效的空间过滤作用。





    工艺
     
    简介
    BIOFOR工艺 其底部为气水混合室,之上为长柄滤头、曝气管、垫层、滤料。滤料自然密度大于水,自然堆积。运行一般采用向上流,污水从底部进入气水混合带,经长柄滤头配水后通过垫层进入滤料,在此进行污染物去除。反冲洗时,气水同时进入混合室,经长柄滤头配气、水后进入滤料,出水回流至初沉池,与污水合并处理。
    BIOSTYR工艺 与BIOFOR不同的是采用密度小于水的滤料。运行时同样采用向上流,在滤池顶部设网格或滤板以阻止滤料流出,正常运行时滤料呈压实状态。反冲洗采用气水联合反冲,向下流以冲散被压实的滤料小球,反冲洗出水从滤料底部流出。
    BIOCARBONE工艺 污水从上部流入,从下部流出滤池。滤池下部设曝气管进行曝气,污染物在曝气池上部被除角部分,下部主要起截留和脱落生物膜的作用。其底部设反冲洗装置,一般采用气水联合反冲洗,属于早期工艺。
    10、 固定化微生物工艺
      固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上,使其高度密集并保持生物活性,在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。其有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。








    工艺
    简介
    吸咐固定法 吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用,包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键,两者间的屯电位,在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。它是一种简单易行、条件温和的固定化方法,但用它固定的生物体不够牢靠,容易脱落。
    交联固定法 交联法又称无载固定化法,是一种不用载体的工艺,通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定,所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。物理交联法在是指在微生物培养过程中,适当改变细胞悬浮液的培养条件(如离子强度、温度、pH 值等),使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化,即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
    包埋固定法 在微生物的固定化方法中,以包埋法最为常用。它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中,通过聚合作用或通过离子网络形成,或通过沉淀作用,或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露,同时能让基质渗入和产物扩散出来。
    共价结合法 借助共价键结合于载体的固定化方法共价结合法主要有两个关键:一是将载体有关基团活化,然后与酶有关基团发生偶联反应,二是在载体上接上一个双功能的试剂其一方面与载体结合一方面与酶结合,然后把酶偶联上去。
    纯种 纯种固定化微生物反应器以单一种群微生物细胞为生物活性物质,利用特殊种类的载体通过不同的方式将其固定,实现对废水中污染物的降解。或利用人工纯化的形式筛选并富集特定的特定微生物种群,以物理或化学的方式将其固定。
    混合种 混合种群固定化微生物反应器多通过合理控制反应器的营养结合、投加必要的核心物质、控制反应器水力流态,而使微生物实现自身固定化。
    11、 好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge,AGS)


    是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥,与普通活性污泥相比,它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷,集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等特点,近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。

     
    2013-04-09 15:04:09

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