城市景觀水處理技術之生物法
生(sheng)物方法具有(you)運行費用低、操作管理簡(jian)單、無二次(ci)污(wu)染等優(you)點,若景觀(guan)水體中(zhong)的有(you)機物含量較高,則可(ke)利用生(sheng)物方法處理。
1 生物接觸(chu)氧(yang)化
生物(wu)接觸(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)(ASFF)兼有生物(wu)膜法(fa)(fa)和(he)活性污(wu)泥法(fa)(fa)的(de)(de)優點(dian),在染(ran)料(liao)廢(fei)水的(de)(de)處理中已取得良(liang)好(hao)的(de)(de)效益(yi)。該法(fa)(fa)采用(yong)人工曝(pu)氣和(he)將(jiang)填(tian)料(liao)完全浸沒(mei)在污(wu)水中的(de)(de)手段(duan),使微生物(wu)以(yi)固定生物(wu)膜的(de)(de)形態附著于填(tian)料(liao)表面,與所需凈(jing)化(hua)的(de)(de)污(wu)水相接觸(chu),從而對水中有機污(wu)染(ran)物(wu)進行降解與轉化(hua)。采用(yong)多段(duan)ASFF法(fa)(fa)處理含酚廢(fei)水,酚的(de)(de)去除率可達99.99%。
生物(wu)(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)是(shi)從生物(wu)(wu)膜法(fa)(fa)派生出來的(de)(de)(de)一(yi)種廢(fei)(fei)水(shui)生物(wu)(wu)處理(li)法(fa)(fa),即(ji)在(zai)(zai)生物(wu)(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧化(hua)池內(nei)裝填(tian)一(yi)定數量的(de)(de)(de)填(tian)料(liao),利用棲附(fu)在(zai)(zai)填(tian)料(liao)上(shang)的(de)(de)(de)生物(wu)(wu)膜和充分(fen)供應的(de)(de)(de)氧氣(qi),通過生物(wu)(wu)氧化(hua)作用,將(jiang)廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)有機物(wu)(wu)氧化(hua)分(fen)解,達到凈化(hua)目的(de)(de)(de)。19世(shi)紀(ji)末,德國(guo)開(kai)(kai)始把生物(wu)(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)用于廢(fei)(fei)水(shui)處理(li),但(dan)限于當時的(de)(de)(de)工業(ye)水(shui)平(ping),沒有適當的(de)(de)(de)填(tian)料(liao),未能廣(guang)泛應用。到20世(shi)紀(ji)70年(nian)代合成塑料(liao)工業(ye)迅速發展,輕(qing)質蜂窩(wo)狀填(tian)料(liao)問(wen)世(shi),日本、美國(guo)等開(kai)(kai)始研(yan)究和應用生物(wu)(wu)接(jie)觸(chu)(chu)氧化(hua)法(fa)(fa)。中(zhong)國(guo)在(zai)(zai)70年(nian)代中(zhong)期開(kai)(kai)始研(yan)究用此法(fa)(fa)處理(li)城(cheng)市污水(shui)和工業(ye)廢(fei)(fei)水(shui),并已在(zai)(zai)生產中(zhong)應用。
生(sheng)物接觸(chu)氧化法(fa)(fa)是以附(fu)著在載體(俗(su)稱(cheng)填料)上的生(sheng)物膜為主,凈化有(you)機廢(fei)水的一種高效(xiao)水處(chu)理工(gong)藝。具有(you)活(huo)性污泥法(fa)(fa)特點的生(sheng)物膜法(fa)(fa),兼有(you)活(huo)性污泥法(fa)(fa)和生(sheng)物膜法(fa)(fa)的優(you)點。在可生(sheng)化條件下,不論應用于工(gong)業(ye)廢(fei)水還是養(yang)殖污水、生(sheng)活(huo)污水的處(chu)理,都取得了良好的經(jing)濟效(xiao)益。該(gai)工(gong)藝因具有(you)高效(xiao)節(jie)能、占地面積小、耐(nai)沖(chong)擊(ji)負荷、運行管理方便(bian)等特點而被廣泛應用于各行各業(ye)的污水處(chu)理系統。
生物處(chu)(chu)理是經過物化處(chu)(chu)理后(hou)的環節(jie),也是整(zheng)個循(xun)環流(liu)程中(zhong)的重要(yao)環節(jie),在這里氨/氮(dan)、亞硝酸(suan)、硝酸(suan)鹽、硫(liu)化氰(qing)等有害物質(zhi)都將(jiang)得到去除,對以后(hou)流(liu)程中(zhong)水質(zhi)的進一步處(chu)(chu)理將(jiang)起到關鍵作用(yong)。
如果能配合(he)JBM新型組合(he)式生物(wu)填料使用(yong),可加速生物(wu)分解過(guo)程,具有運行管理(li)簡便、投資省、處理(li)效果高、最大限度地減少占地等優(you)點(dian)。
許(xu)禎等用微濾/生物(wu)接觸氧化工藝處(chu)理(li)天津市芳水(shui)園小區(qu)湖水(shui),COD、TN、TP和BOD的(de)去除率分(fen)別為31%-59%、47.4%-50.2%、59.5%-88.8%和78.1%-82.6%。王立軍等用生物(wu)接觸氧化法(fa)處(chu)理(li)公園景觀水(shui),COD、NH4+-N、TP、濁度、色度和SS的(de)降幅(fu)分(fen)別達48.74%、89.78%、66.67%、64.5%、81.7%和79.8%,出水(shui)達到地(di)表水(shui)III類水(shui)質標準。生物(wu)接觸氧化技術占地(di)面(mian)積較大,低溫(wen)時處(chu)理(li)效果下(xia)降明顯。
2 曝(pu)氣生(sheng)物濾池
曝氣生(sheng)物濾池(BAF)是90年(nian)代初興起的(de)污水處理新工(gong)藝(yi),已在歐美和日本等發達國(guo)家廣為流行。該(gai)工(gong)藝(yi)具有(you)去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有(you)害物質(zhi))的(de)作用,其特點是集生(sheng)物氧(yang)化和截留(liu)懸浮固(gu)體(ti)與一體(ti),節省(sheng)了(le)后續沉淀(dian)池 ( 二沉池 ),其容(rong)積負(fu)荷(he)、水力負(fu)荷(he)大(da),水力停留(liu)時間短(duan),所(suo)需基建(jian)投資少,出(chu)水水質(zhi)好,運(yun)行能耗低,運(yun)行費用省(sheng)。
BAF 屬第三代(dai)生(sheng)(sheng)物膜(mo)反(fan)應(ying)器,是接觸氧化法的一種特殊(shu)形式(shi),也可(ke)以(yi)看(kan)成是普通(tong)(tong)生(sheng)(sheng)物濾(lv)池(chi)的一種變形。BAF在生(sheng)(sheng)物反(fan)應(ying)器內填裝(zhuang)高比表面(mian)積的顆粒(li)填料,以(yi)提供微(wei)生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長的載體;同時(shi)在填料下(xia)部鼓(gu)風(feng)曝(pu)氣(qi),球形的粒(li)狀填料使得氣(qi)泡通(tong)(tong)過(guo)(guo)濾(lv)層時(shi)的行程加長,空氣(qi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)濾(lv)料層的氧利(li)用率可(ke)達(da)30%以(yi)上,空氣(qi)動(dong)力效率的提高,降低了(le)污水處(chu)(chu)理的動(dong)力費(fei)用。不僅具有(you)生(sheng)(sheng)物膜(mo)工藝技(ji)術的優勢,同時(shi)也起著有(you)效的空間(jian)過(guo)(guo)濾(lv)作用,使用BAF處(chu)(chu)理過(guo)(guo)的出(chu)水SS遠低于普通(tong)(tong)生(sheng)(sheng)物處(chu)(chu)理方法。
二、BAF的工藝特點
采(cai)用氣水(shui)平(ping)行(xing)上向流,使(shi)得氣水(shui)進行(xing)極好均分,防止了(le)氣泡(pao)在濾(lv)料層中凝結核氣堵現象,氧(yang)的利用率(lv)高,能耗(hao)低;
與下向(xiang)(xiang)流過(guo)濾相(xiang)反,上向(xiang)(xiang)流過(guo)濾維(wei)持(chi)在整個濾池高度上提供正壓(ya)條件,可以更好的避免(mian)形成(cheng)溝流或短流,從而避免(mian)通過(guo)形成(cheng)溝流來(lai)影響過(guo)濾工藝而形成(cheng)的氣阻(zu);
上向流(liu)形成了對工(gong)藝有好處的半推流(liu)條件,即使采(cai)用高過濾(lv)速度(du)和負荷,仍能保證 BAF 工(gong)藝的持久穩定性(xing)(xing)和有效(xiao)性(xing)(xing);
采(cai)用氣(qi)水平行上向(xiang)流,使空間過濾(lv)(lv)能被更(geng)好的運用,空氣(qi)能將(jiang)固(gu)體(ti)(ti)物(wu)質(zhi)帶入濾(lv)(lv)床(chuang)深處,在濾(lv)(lv)池中(zhong)能得(de)到(dao)高負荷、均勻(yun)的固(gu)體(ti)(ti)物(wu)質(zhi),從(cong)而延長了反沖洗(xi)周期(qi),減(jian)少清洗(xi)時間和清洗(xi)時用的氣(qi)水量;
濾(lv)料層對氣(qi)泡(pao)的切割作用事使氣(qi)泡(pao)在濾(lv)池(chi)中的停留時間延長,提(ti)高了氧的利用率;由于濾(lv)池(chi)極好的截(jie)污能力,使得BAF后面(mian)不需再設二次(ci)沉淀(dian)池(chi);
三、BAF的(de)技術特(te)點
總體投資(zi)省,包括機械設(she)備(bei)、自(zi)控電氣(qi)系統、土建(jian)和征(zheng)地費(fei);
占地(di)面(mian)積(ji)(ji)小,通常(chang)為(wei)常(chang)規(gui)處理工藝占地(di)面(mian)積(ji)(ji)的 1/5-1/10 ,廠區布置緊(jin)湊(cou),美觀;
處理出水(shui)質量好,可達(da)到中水(shui)水(shui)質標準(zhun)或生活雜用水(shui)水(shui)質標準(zhun);
工藝流程(cheng)短,氧的(de)傳輸(shu)效率高,供氧動力(li)消耗低(di)(di),處(chu)理單位污水的(de)電(dian)耗低(di)(di);
過濾速度高,處(chu)理負荷大(da)(da)大(da)(da)高于常規處(chu)理工藝;
陸洪宇采用A/O一體(ti)式懸浮曝氣(qi)生物(wu)濾(lv)池處理(li)蘇(su)州園林景觀水(shui),COD、NH4+-N、TN和(he)TP的去(qu)除率分別(bie)為56%左右、90%以(yi)上、40%左右和(he)接近30%,出水(shui)濁度低于2NTU。曝氣(qi)生物(wu)濾(lv)池水(shui)頭損失大,需定期反沖洗,對(dui)進(jin)水(shui)SS要求比較(jiao)嚴格。
3 膜(mo)生物(wu)反應(ying)器
膜(mo)生物(wu)(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(Membrane Bioreactor,簡(jian)稱MBR)是高效(xiao)(xiao)膜(mo)分(fen)(fen)離(li)(li)技術與(yu)活性污泥(ni)法相結合的(de)(de)新型水處理(li)工(gong)藝。用(yong)中空(kong)纖維(wei)膜(mo)取代活性污泥(ni)法中的(de)(de)二沉池,進(jin)行固液分(fen)(fen)離(li)(li),有效(xiao)(xiao)地(di)達到了泥(ni)水分(fen)(fen)離(li)(li)的(de)(de)目的(de)(de)。膜(mo)的(de)(de)高效(xiao)(xiao)截(jie)(jie)留(liu)(liu)(liu)作(zuo)用(yong),可以(yi)有效(xiao)(xiao)截(jie)(jie)留(liu)(liu)(liu)硝(xiao)化菌(jun),使其(qi)完(wan)全截(jie)(jie)留(liu)(liu)(liu)在(zai)生物(wu)(wu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)內,使硝(xiao)化反(fan)(fan)應(ying)(ying)得以(yi)順利進(jin)行,有效(xiao)(xiao)去除氨氮,避(bi)免污泥(ni)的(de)(de)流(liu)失,同時(shi)(shi)可以(yi)截(jie)(jie)留(liu)(liu)(liu)一時(shi)(shi)難于(yu)降(jiang)解的(de)(de)大分(fen)(fen)子有機物(wu)(wu),延長其(qi)在(zai)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)停留(liu)(liu)(liu)時(shi)(shi)間,使之得到最大限(xian)度的(de)(de)分(fen)(fen)解。MBR對主要污染物(wu)(wu)如COD等的(de)(de)去除率較(jiao)傳統工(gong)藝大大提高,出水可以(yi)直接回用(yong)。
主要特點:
占地面積小;
處(chu)理效率高,水力停留時間少;
全自(zi)動控制,操(cao)作方便;
投(tou)資費用及運作成本低;
運行(xing)穩定可靠,抗(kang)水質沖擊(ji)負荷能(neng)力強(qiang);
膜材(cai)質(zhi)為聚(ju)偏氟(fu)乙(yi)烯(PVDF),該材(cai)料化學性(xing)能穩定(ding)、抗氧化性(xing)強(qiang)、使用壽命(ming)長、耐污染(ran)、易(yi)清洗,特(te)別適合于污水處理;
利用(yong)生化(hua)池的(de)曝氣過程對膜(mo)纖維(wei)表面進行清洗,防止(zhi)膜(mo)堵塞,保(bao)持(chi)穩定(ding)的(de)產水量。
王雪梅等用一體浸沒式膜(mo)(mo)生物反(fan)應器處(chu)理上海城(cheng)市內(nei)河道水(shui),對富營養化河水(shui)NH4+-N、COD的(de)去除率分別達(da)90%和50%,親水(shui)性膜(mo)(mo)在(zai)運行通量和通量恢復能力上均比疏(shu)水(shui)性膜(mo)(mo)優越,但(dan)兩種膜(mo)(mo)的(de)出水(shui)水(shui)質基本(ben)(ben)沒有(you)差(cha)異(yi)。膜(mo)(mo)生物反(fan)應器處(chu)理成本(ben)(ben)高,易發生膜(mo)(mo)污染(ran),在(zai)國內(nei)目前尚難以推(tui)廣。
4 微生(sheng)物凈化技(ji)術
微生物作(zuo)為水(shui)體中的(de)分解者,在水(shui)質凈化中有著(zhu)重要作(zuo)用。人工選育培養出的(de)光(guang)合細菌、硝化細菌等(deng)復合高效微生物,能(neng)夠有效去(qu)除氮、磷營養元素和(he)有機(ji)污染物,抑制藻類生長,增加水(shui)體溶解氧,改善水(shui)質。
潘涌(yong)璋(zhang)等在東(dong)莞市(shi)某住宅小區的(de)景觀池投加(jia)BBL1微生物(wu)菌劑18mg/L,投藥(yao)10d后,水(shui)面藻類(lei)消(xiao)失,COD、NH4-N、TP和(he)濁度去除率分別為66%、92%、73%和(he)85%。日(ri)本(ben)研(yan)制(zhi)的(de)EM菌劑、美國的(de)Clear-Flo系(xi)列菌劑在國內外富營養化水(shui)體的(de)治理中(zhong)都取得一(yi)定效果。
利用致病(bing)微生物控制藻(zao)類(lei)是微生物技術的(de)一條新的(de)途徑,即(ji)向水體投放藻(zao)類(lei)致病(bing)細菌或(huo)病(bing)毒,使(shi)之(zhi)染病(bing)死(si)亡。據報導(dao),某些溶藻(zao)細菌可以通過(guo)同藻(zao)類(lei)競爭有限營(ying)養(yang)或(huo)分泌(mi)胞(bao)外物質(zhi)抑制藻(zao)類(lei)生長,并導(dao)致藻(zao)細胞(bao)的(de)溶解(jie)。史(shi)順玉等從滇池分離出的(de)溶藻(zao)細菌DC23對微囊藻(zao)等藍藻(zao)有很強的(de)溶解(jie)作(zuo)用,接入兩天(tian)后葉綠素含(han)量下降70%左右。

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