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A2O地埋式一體化污水處理設(shè)備
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厭氧生物處理與好氧生物處理相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
（1）應(yīng)用范圍廣。好氧法因供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法既用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理。有些有機(jī)物對(duì)好氧生物處理法來(lái)說(shuō)是難降解的，但對(duì)厭氧生物處理是可降解的。
（2）能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧，曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物濃度的增加而增大，而厭氧法不需要充氧，而且產(chǎn)生的沼氣能量可以抵償消耗能量。
（3）負(fù)荷高。通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷（BOD）為2～4Kg（m3·d），而厭氧法為2～10Kg（m3·d）。
（4）剩余污泥量少，且污泥濃縮、脫水性良好。好氧法每去除1KgCOD將產(chǎn)生0.4～0.6Kg生物量，而厭氧法去除1KgCOD只產(chǎn)生0.02～0.1Kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5％～20％.此外，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是較穩(wěn)定的，因此剩余污泥的處理和處置簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料利用。
（5）氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少。好氧一般要求BOD：N：P為100：5：1，而厭氧法要求的BOD：N：P為100：2.5：0.5，因此厭氧法對(duì)氮磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營(yíng)養(yǎng)鹽較少。
（6）厭氧處理過(guò)程有一定的殺菌作用，可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒。
（7）厭氧活性污泥可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)行，在停止運(yùn)行一段時(shí)間后，能較迅速啟動(dòng)。
但是，厭氧生物處理法也存在下列缺點(diǎn)：
（1）厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧生物處理的啟動(dòng)和處理時(shí)間比好氧生物處理時(shí)間長(zhǎng)。
（2）出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理。
（3）厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜和嚴(yán)格，對(duì)有毒有害物質(zhì)的影響較敏感。
生物滴濾法(Biotrickling filter)
生物滴濾法的基本原理： 生物滴濾法處理VOCs的原理與生物過(guò)濾法基本相同,它是介于生物過(guò)濾法與生物洗滌法之間的一種生物處理技術(shù)。生物滴濾反應(yīng)器中一般填充惰性填料,如陶瓷、碎石、珍珠巖、塑料材質(zhì)填料等，在此系統(tǒng)中填料僅為微生物提供一定的附著表面。廢氣同生長(zhǎng)在惰性填料上的生物膜（微生物）接觸,從而被生物降解。
雖然生物法在處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣方面有很多的優(yōu)點(diǎn)和好處，但是它也有一些不足，生物法的缺點(diǎn)主要是所能承載的污染物負(fù)荷不能太高,因而一般占地較大。另外,對(duì)于氣態(tài)污染物生物進(jìn)化的機(jī)制了解還不充分,設(shè)計(jì)和運(yùn)行基本還停留在經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)的水平,造成一些設(shè)備的運(yùn)行效果不穩(wěn)定。
好養(yǎng)生物處理法因操作簡(jiǎn)單、處理量大而得到了廣泛應(yīng)用。
（2）厭氧生物處理
厭氧生物處理是在沒(méi)有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。
有機(jī)物的厭氧分解過(guò)程可分為兩階段（即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段）。酸性發(fā)酵階段，有機(jī)酸的大量積累，廢水pH下降，故此得名。在產(chǎn)酸細(xì)菌作用下復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物，如各種有機(jī)酸和醇類以及CO2、NH3、H2S等。在堿性發(fā)酵階段，NH3對(duì)有機(jī)酸有中和作用，pH值上升，產(chǎn)甲烷菌把*階段分解產(chǎn)物有機(jī)酸和醇類分解成CH4和CO2，隨著有機(jī)酸的分解，有機(jī)物的最終厭氧分解是在堿性條件下進(jìn)行的，故稱為堿性發(fā)酵。厭氧處理會(huì)改變廢水中污染物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，改變污泥的活性，很多物質(zhì)得以降解。
A2O地埋式一體化污水處理設(shè)備預(yù)處理工藝的選擇
預(yù)處理是指在原料液過(guò)濾前加入適當(dāng)?shù)乃巹?，以改變料液或溶質(zhì)的性質(zhì)，或?qū)α弦哼M(jìn)行絮凝、過(guò)濾，去除較大的懸浮粒子或膠狀物質(zhì)，或調(diào)整料液的pH以去除膜污染物，從而減輕膜的負(fù)荷和污染。
在選擇預(yù)處理工藝之前，首先要明確預(yù)處理的目的。膜前進(jìn)行預(yù)處理主要是為了防止或減少膜污染，將膜污染降低到最低水平。因此，可以根據(jù)不同膜過(guò)程的需求和進(jìn)水要求選擇合適的預(yù)處理工藝。首先，需在實(shí)驗(yàn)室確定各種膜過(guò)程中的關(guān)鍵污染物，去除或減少對(duì)膜污染起主要作用的關(guān)鍵組分。預(yù)處理的目的并不是去除所有污染物，而是去除對(duì)膜有污染或損害的關(guān)鍵污染物，因此處理要適度，過(guò)度的預(yù)處理反而會(huì)引起新的膜污染。
1.1、污水中無(wú)機(jī)結(jié)垢物質(zhì)引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，結(jié)垢主要發(fā)生在反滲透膜元件上，如果超濾進(jìn)水中的硬度和堿度過(guò)高，則容易在反滲透膜段發(fā)生結(jié)垢，引起反滲透產(chǎn)水通量快速下降。因此，要減少反滲透膜段的結(jié)垢污染，需要對(duì)污水進(jìn)行膜前預(yù)處理。防止反滲透膜結(jié)垢的預(yù)處理方式主要有以下幾種：添加阻垢劑、調(diào)酸、除硬等。
添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢，還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類：六偏磷酸鈉、有機(jī)磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，膜前無(wú)任何處理步驟，且添加劑量可精確控制;缺點(diǎn)是會(huì)增加濃水COD,高回收率下可能失效，阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當(dāng)時(shí)仍有可能堵膜。
通過(guò)調(diào)酸，可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，污水pH不高時(shí)，成本低于除硬處理;缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對(duì)Ca、Mg離子無(wú)去除作用，濃水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高，且對(duì)管路防腐要求較高。此外，僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時(shí)，要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shù)必須為負(fù)數(shù)。
污水中有機(jī)物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
在污水處理過(guò)程中，脫除和濃縮有機(jī)物是主要目標(biāo)。在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，有機(jī)物引起的膜污染在超濾和反滲透膜段都有體現(xiàn)。由于煉油污水中的大分子有機(jī)物相對(duì)較多，因此超濾膜段大分子有機(jī)物引起的膜面污染可能較反滲透膜段更為嚴(yán)重。有機(jī)物容易吸附在膜面上引起膜通量急劇下降，當(dāng)高分子質(zhì)量的有機(jī)物為憎水性或帶正電荷時(shí)，這種吸附過(guò)程更易進(jìn)行;當(dāng)pH>9時(shí)，膜表面及有機(jī)物均呈負(fù)電荷，因此，高pH有利于防止有機(jī)物污染。但以乳化狀態(tài)出現(xiàn)的有機(jī)物會(huì)在膜表面形成有機(jī)污染薄層，引發(fā)嚴(yán)重的膜性能衰減，必須在預(yù)處理部分除去。
目前來(lái)說(shuō)，膜前預(yù)處理去除有機(jī)物的方式可分為以下2大類：物理化學(xué)法和生物法〔12, 13, 14, 15〕。物理化學(xué)法主要包括吸附法、絮凝劑混凝沉淀法、高級(jí)氧化法;生物法主要為膜前深度生化處理，包括接觸氧化、BAF、A/O、A/O/O等。其中，吸附法常用的吸附劑為活性炭，但活性炭吸附費(fèi)用較高，并且再生困難，容易產(chǎn)生二次污染。絮凝法可有效去除水中的懸浮性物質(zhì)，防止膜發(fā)生膠體污染。高級(jí)氧化法可有效去除水中難降解有機(jī)物。生物法如接觸氧化和BAF可有效降低水中的有機(jī)物、氨氮、油，并截留大量懸浮物，BAF尤其對(duì)氨氮去除效果好。不同的預(yù)處理方法各有優(yōu)勢(shì)，必須結(jié)合實(shí)際廢水水質(zhì)篩選出相應(yīng)的有機(jī)物去除手段。
1.4、污水中微生物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
微生物污染是指微生物在膜水界面上積累、凝結(jié)形成一層生物膜，影響膜系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。細(xì)菌的大小一般為1~3 μm.微生物可以看成是膠體物質(zhì)，可以按照膠體污染的預(yù)處理方法或在超濾膜系統(tǒng)得到去除。然而，微生物的繁殖能力很強(qiáng)，在適宜的生存條件下會(huì)迅速生長(zhǎng)。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3種：一是膜系統(tǒng)具有較大的膜表面積，增加了黏附細(xì)菌的可能性;二是膜的過(guò)濾會(huì)將細(xì)菌遷移至膜表面;三是預(yù)處理也是生物污染源，預(yù)處理投加的絮凝劑、殺菌劑或阻垢劑過(guò)量，會(huì)成為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，并且膜組件內(nèi)部的潮濕陰暗為微生物生長(zhǎng)提供了理想環(huán)境。若在污水進(jìn)入膜系統(tǒng)前不對(duì)微生物加以殺滅，這些微生物將以膜為載體借助濃水段的營(yíng)養(yǎng)鹽而繁殖生長(zhǎng)，嚴(yán)重威脅膜系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，污水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前必須進(jìn)行合理的殺菌處理，有效的除菌手段是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
殺菌按性質(zhì)可分為化學(xué)殺菌和物理殺菌?；瘜W(xué)殺菌主要采用殺菌劑，殺菌劑的作用方式可分為殺菌作用和抑菌作用。污水處理中常用的殺菌劑可分為無(wú)機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑，也可按化學(xué)性質(zhì)分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。無(wú)機(jī)殺菌劑以氧化型為主，如二氧化氯、臭氧等，有機(jī)殺菌劑主要是陽(yáng)離子的季銨鹽類物質(zhì)。
氧化性殺菌劑是強(qiáng)氧化劑，能夠氧化微生物體內(nèi)起新陳代謝作用的酶而殺滅微生物。氧化性殺菌劑的特點(diǎn)是殺菌速度快、成本較低，但藥劑使用過(guò)程存在一定的安全隱患;非氧化性殺菌劑是以致毒劑作用使微生物的酶系統(tǒng)失去活性，破壞細(xì)胞的新陳代謝，破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或其他特殊部位，它的作用不受水中還原性物質(zhì)的影響，對(duì)pH變化不敏感。非氧化性殺菌劑可以彌補(bǔ)氧化性殺菌劑的不足。
物理殺菌方式主要有超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌、變頻電脈沖殺菌和紫外線殺菌等〔16〕。超聲波與磁場(chǎng)組合殺菌能夠自動(dòng)周期性地、有規(guī)律地產(chǎn)生各種頻率的強(qiáng)大直流脈沖電磁波，直接擊穿細(xì)菌的細(xì)胞壁而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，同時(shí)污水在這種直流脈沖電場(chǎng)作用下，迅速發(fā)生微弱的氧化還原反應(yīng)，在陽(yáng)極區(qū)附近產(chǎn)生一定量的氧化性物質(zhì)與細(xì)菌作用，破壞了細(xì)菌正常的生理功能，使細(xì)胞膜過(guò)氧化而死亡，從而達(dá)到殺菌目的。
高濃度氨氮廢水的處理方法可以分為物化法、生化聯(lián)合法和新型生物脫氮法。
1、物化法
1.1、吹脫法
在堿性條件下，利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法。一般認(rèn)為吹脫效率與溫度、pH、氣液比有關(guān)。
吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進(jìn)行了研究，控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和pH。在水溫大于25℃,氣液比控制在3500左右，滲濾液pH控制在10.5左右，對(duì)于氨氮濃度高達(dá)2000～4000mg/L的垃圾滲濾液，去除率可達(dá)到90%以上。吹脫法在低溫時(shí)氨氮去除效率不高。
采用超聲波吹脫技術(shù)對(duì)化肥廠高濃度氨氮廢水（例如882mg/L）進(jìn)行了處理試驗(yàn)。工藝條件為pH＝11，超聲吹脫時(shí)間為40min，氣水比為l000：1試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水采用超聲波輻射以后，氨氮的吹脫效果明顯增加，與傳統(tǒng)吹脫技術(shù)相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脫后氨氮在100mg/L以內(nèi)。
為了以較低的代價(jià)將pH調(diào)節(jié)至堿性，需要向廢水中投加一定量的氫氧化鈣，但容易生水垢。同時(shí)，為了防止吹脫出的氨氮造成二次污染，需要在吹脫塔后設(shè)置氨氮吸收裝置。
在處理經(jīng)UASB預(yù)處理的垃圾滲濾液（2240mg/L）時(shí)發(fā)現(xiàn)在pH＝11.5，反應(yīng)時(shí)間為24h，僅以120r/min的速度梯度進(jìn)行機(jī)械攪拌，氨氮去除率便可達(dá)95％。而在pH＝12時(shí)通過(guò)曝氣脫氨氮，在第17小時(shí)pH開始下降，氨氮去除率僅為85％。據(jù)此認(rèn)為，吹脫法脫氮的主要機(jī)理應(yīng)該是機(jī)械攪拌而不是空氣擴(kuò)散攪拌。
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