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生化法在生活污水回用中的应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-05 11:48:02

       摘要:污水回用是缓解水资源紧张的重要手段,且中水用途广泛。本文介绍了生活污水回用的处理方法,主要介绍了A/O、MBR、生物膜法等生化法或组合工艺的优点及其应用。 

  关键词:污水回用 生化法 MBR 组合工艺 

  中图分类号:[R123.3] 

  污水回用的途径一般分为地下水补给、居民生活杂用水、生产回用水、城市公共用水和农业用水等各领域,发展趋势由过去的单纯治理转化为再生回用,并在实际应用中取得了良好的经济、社会和环境效益。从长远来看,随着淡水资源的逐渐短缺,污水回用成本的逐渐降低,污水处理技术的不断成熟,污水的资源化对水资源的不足将起到重要的补充作用,生活污水回用水质必须满足以下条件:(1)满足卫生要求,其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、COD、BOD 等;(2)满足人们感观要求,无不快感觉,其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等;(3)满足设备构造方面的要求,即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢,其衡量指标有pH 值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。 

  中水回用处理工艺 

  1. 生活污水回用的常用处理方法 

  1.1 膜法 

  在外力的作用下,被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动,溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧,并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留,溶液被浓缩并以浓缩形式排出。适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是:装置紧凑,容易操作,以及受负荷变动的影响小。马士朝[ ]将超滤技术用在生活污水回用中,针对宾馆生活污水采用初沉池、接触氧化、二沉池、超滤系统、消毒的回用工艺,并根据膜种类、通量、来水水质和季节变化人工控制化学清洗时间,聚丙烯中空纤维膜组件实际使用寿命在3年以上,化学清洗流量恢复性好,也保证了出水水质的稳定。 

  1.2物化法 

  适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有:砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是:采用中空纤维超滤器进行处理,技术先进,结构紧凑,占地少,系统间歇运行,管理简单。 

  西安咸阳国际机场生活污水处理站采用船式一体化氧化沟二级处理,高湘[ ]等利用其出水进行了絮凝-气浮法深度处理生活污水,通过静态试验确定了硫酸铝投加量,并以硫酸铝为混凝剂、KMnO4为助凝剂进行对比试验,试验证实,以KMnO4为助凝剂可产生十分明显的粗大絮体,其沉淀性能较好,但处理效果不佳;阳离子高分子絮凝剂虽可通过静电吸引、氢键、憎水键合等作用力使水中杂质形成很密实的絮体,但不利于气浮工艺的上浮过程。最终确定硫酸铝进行絮凝再气浮可取的最好的处理效果。 

  1.3生化法 

  1.3.1 A/O法 

  生化法中多种缺氧、好氧工艺均可用于生活污水的深度处理。生物接触氧化法,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,废水与池中的填料充分接触,污染物被填料上的微生物吸附降解。杨海玉[ ]等采用中试规模的缺氧-好氧一体式膜生物反应器(A/O-MBR)对生活污水处理回用进行了试验研究。试验结果表明,该工艺处理效果优良,系统对COD、氨氮的平均去除率分别为94.7%和99.08%,膜分离截留对COD的去除起到了决定性作用,生物对NH3-N的去除占主要作用,膜本身对NH3-N的直接去除作用不大。出水COD、氨氮的浓度分别为16.02mg/L和0.35mg/L,出水水质优于城市杂用水水质标准(GB/T 18920-2002)和河道景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)。该系统运行稳定,具有较强的抗冲击负荷能力,工艺基本无污泥排放。胡婷等[ ]用一体式A/O生物接触氧化工艺处理生活污水,研究回流比和在有无回流的情况下改变气水比等因素对系统性能的影响。结果表明,气水比和回流比对COD的去除影响甚微,但对系统脱氮性能影响较大。并证实该工艺并不需要回流也可达到较好的处理效果。 

  1.3.2 MBR 

  膜生物反应器(MBR),是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的系统,也被应用于生活污水的深度处理。种法国等[ ]研究分析了地处严重缺水的西北地区长庆油田生活污水处理工艺,对其工艺进行改进,并采用膜生物反应器工艺处理生活污水,得到优质中水,从而回收利用于冲厕、绿化等用水场所,取得了良好的社会、环境效益。 

  膜固定化微生物反应器(MIBR)是将固定化微生物技术与膜过滤技术相结合的新型膜生物反应器,它在发挥普通膜生物反应器出水水质好,可实现水力停留时间与固体停留时间的完全分离,易于实现自动控制等优势的基础上,又将微生物固定在载体上,克服了悬浮状态的污泥容易造成膜污染的缺点,有利于延长膜组件的运行周期和使用寿命;同时,载体内存在缺氧、厌氧的微环境,有利于COD、NH3-N等污染物的进一步去除。孟壮等[ ]将膜固定化微生物反应器(MIBR)与纳滤系统相匹配,构建MIBR-纳滤组合工艺,研究MIBR-纳滤系统对生活污水的处理效果。结果表明,最佳的HRT为8 h,MIBR-纳滤系统对污水中的COD、NH3-N的去除率都达到99%以上,对浊度和色度的去除更显示了其优越性,膜对整个系统起到了稳定和强化的作用。 

  汤凡敏[ ]将循环活性污泥系统(Cyclic Activated Sludge System,CASS) 工艺与膜过滤技术组合为一体式膜生物反应器(Submerged Membrane Bioreactor,SMBR),并研究其用于生活污水回用处理的可行性,考察了两种中空纤维膜膜组件――聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)膜组件处理模拟生活污水的抗污染性能, PVDF中空纤维膜的抗污染性能要优于PP膜,而且价格便宜,因此PVDF中空纤维膜更适合应用在生活污水回用处理。进水COD在215-689mg/L之间变化时,出水COD基本在30mg/L左右,去除率在85%以上。 

  1.3.3 其他方法 

  生物滤池法,生物滤池可分为滴滤池或低负荷生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池和曝气生物滤 池等。SBR法,集均化池、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统,反应器结构简单,操作灵活管理方便,布置紧凑、节省占地。臭氧-生物活性炭法,臭氧可使水中有机污染物氧化降解。将大分子有机物分解为小分子的中间产物,预氧化得到的副产物可以被微生物快速降解,提高有机物的可生化性,有利于后续生物活性炭中生物生长和有机污染物的去除。并且臭氧化能够改变有机物生色基团的结构,形成的中间氧化物更易于活性炭吸附,强化了活性炭的脱色效能。臭氧氧化后生成的氧气能在处理水中起到充氧作用,为附着于活性炭上的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源,创造好氧菌生长的环境。 

  2. 结束语 

  我国人均水资源有限、经济增长速度快,仅仅靠扩大水资源的开发很难满足经济和社会发展用水的需要,因此将水资源的利用方式从过去的开源为主转向开源与节流并重,在寻找新水源的同时充分考虑利用现有的水资源,提高水的重复利用率。从国内外的实践看,生活污水回用的费用要远远低于海水淡化以及开辟其它新水源和远距离引水的成本,污水处理回用具有投资少、工期短、见效快等特点,相对优势较为明显,发展前景十分广阔。

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