醫療污水處理系統
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缺氧池
缺氧池一般采用上流式污泥床反應器的形式,設計水力停留時間為2—4小時,池底為污泥床,污泥床厚度通??刂圃趌一1.2m之間,進水系統可采用脈沖進水中阻力布水系統,底部設布水管,運行時污泥呈懸浮狀態。污泥床平均濃度為30—359/L,污泥負荷為O.30—0.35kgBOD,(kgMLSs·d),污水中DO濃度小于0.2m∥Lo
2.2好氧池
2.2.1基本原理
好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游離氧(分子氧)存在的條件下,消化、降解污水中的有機物,使其穩定化、無害化的處理裝置。好氧池一般為接觸氧化池的形式,池內設置有填料,已經充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經填料。微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面,一部分則以絮狀懸浮于水中,因此它兼有生物濾池和活性污泥法的特點。接觸氧化池中微生物所需的氧通常由人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后,近填料壁的微生物將由于缺氧而進行厭氧代謝,產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用造成部分生物膜脫落,促進了新生物膜的生長,形成生物的新陳代謝。脫落的生物膜隨出水進入后續的二沉池。
氣泡周圍的氣液界面,受表面張力作用,一直處于加壓狀態,而加給氣泡的壓力與氣泡直徑成反比增大。當氣泡自我加壓到達極限,就會出現破裂(爆炸)。氣泡破裂崩潰的瞬間,由于高溫高壓,會產生活性氧自由基等微小但是*的氧化分解能力。微納米氣泡在水中炸裂并產生*能量的機理,實際上屬于空穴現象(cavitation)。
社區衛生服務中心污水處理系統微納米氣泡(MB=Microbubble)
微納米氣泡沒有明確的定義。一般而言指的是氣泡直徑小于50μm的水中超微細氣泡。
濃度污水,并存在大量難分解化學物質的條件下,僅依靠一個處理單元,或者通過單純一種工藝,很難獲得處理效果。
同時,AGS-SBR反應器內存在著多種與脫氮有關的菌群. Denitratisoma是紅環菌科(Rhodocyclaceae)的一個新屬,是Fahrbach等[28]從城市污水處理廠的活性污泥中分離得到的,是一類新型的具有好氧反硝化能力的菌群,能直接將亞硝態氮轉化為氣態氮[8]; 陶厄氏菌屬(Thauera)是近年來才被定義的一個屬,廣泛分布于污水處理系統中,在污水處理系統、 污泥和土壤環境中生長良好[29],大都為桿狀且具有好氧反硝化能力[30]. 此外,反應系統中存在少量的毛球菌屬(Comamonas)和亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas),這些菌群是和好氧反硝化能力有關的脫氮菌群[31]. 由于AGS-SBR系統*在低DO條件下進行,反應器中存在著好氧、 缺氧和厭氧的微環境,反應器內可能存在自養反硝化、 好氧反硝化、 厭氧氨氧化等多種脫氮途徑. 但從表 1可知,Denitratisoma的相對豐度較高,表明反應器內以好氧反硝化為主的方式進行脫氮; 而氨氧化菌(AOB)、 亞硝酸氧化菌(NOB)和Planctomycetaceae等含量較低,說明反應器中存在自養反硝化、 短程脫氮、 厭氧氨氧化等多種脫氮途徑,但不在反應器中占據主導地位. 綜上,從實驗結果分析初步判斷,低DO條件,AGS-SBR反應器中Clostridium、 Anaerolinea 和Denitratisoma相對豐度較高,導致了反應系統具有良好的脫氮除磷性能Kragelund等在對活性污泥中綠彎菌門(Chloroflexi)的種類、 豐度和生態生理學的研究中也發現,綠彎菌門(Chloroflexi)具有較好的生物除磷作用. Hill等發現擬桿菌門(Bacteroidetes)具有非常強的營養物質代謝能力,如復雜有機物、 蛋白質和脂類等. Li等在污水處理系統剩余污泥減量化及微生物菌群演變的研究中發現,擬桿菌門(Bacteroidetes)具有水解污泥絮體的作用. 本研究中,上述生物種群構成了AGS-SBR系統好氧顆粒污泥的主要生物種群,它們對廢水中的COD、 氨氮、 TN和TP的去除起著重要作用,這和反應器表現出良好的同步脫氮除磷性能密切相關. 另外,本研究中,顆粒污泥樣品中也檢測到了少量的浮霉菌門關于污泥EPS對有機污染物的吸附研究甚少,部分學者研究了污泥EPS對染料廢水中染料的吸附,Wei等認為EPS在*去除中存在必然的作用,且吸附過程符合假二級動力學模型,在EPS吸附*時,起關鍵作用的官能團是蛋白質和腐殖酸內的*殘基;Gao等分別研究了EPS對4種不同染料(活性艷藍、剛果紅、活性艷紅、孔雀綠)的吸附,發現EPS對陽離子類染料有很好吸附效果;Sheng等采用甲苯胺藍陽離子染色法探討好氧、厭氧污泥EPS對有機污染物的吸附特性,結果顯示:好氧、厭氧污泥EPS對有機污染物均有吸附能力,且是通過形成染料-EPS絡合物來實現的,其中好氧污泥EPS吸附能力更強.
根據EPS與細胞相結合的緊密程度不同,可將EPS分為粘液層(slime bound extracellular polymeric substances,SB-EPS)、松散結合的胞外聚合物(loosely bound extracellular polymeric substances,LB-EPS)和緊密結合的胞外聚合物(tightly bound extracellular polymeric substances,TB-EPS).Guo等只探討了緊密結合的胞外聚合物(TB-EPS)的吸附性能與菌體表面特性的關系,他們利用自合成技術模擬了富含甲基、氨基、羥基和羧基的單層膜對TB-EPS的吸附影響,結果表明,表面富含甲基的單層膜的TB-EPS的吸附率zui高.
國內外不少學者探討了污泥EPS吸附影響研究,但主要集中于活性污泥EPS對重金屬的吸附研究,Liu等用陽離子交換樹脂法從好氧顆粒污泥中提取EPS吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的研究表明:EPS對3種離子均有很好的吸附能力,吸附量分別為1587.3 mg·g-1、1470.6 mg·g-1和1123.6 mg·g-1;Wei等也比較了含EPS的菌體和剝離EPS的菌體對Cd的吸附,發現EPS的存在明顯增加了細菌的吸附性能;而Ueshima等研究發現,EPS只可在菌體外形成保護層增強菌體的生存能力,而對細菌吸附Cd沒有影響.
技術開發與應用
2.1人工濕地
由人為操作,依托于自然生態及物理、化學以及生物等功能完成凈化作業,能夠去除污水中的有機物、氮、磷和重金屬等污染物,其中植物吸收以及微生物的分解尤為突出,同時填料的不同能夠發揮出過濾、吸附以及離子交換等凈化的作用。其主要具有操作簡便,無需人工曝氣系統,成本低,效率高,能耗低等優勢,植物將氮、磷的污染物進行吸收的過程中能夠實現生態以及經濟的雙重效益。
但與此同時,此技術也具有一定的缺陷,例如占地面積大,受到季節制約,冬季效果甚微。此技術一般適用于同組合工藝的后段,確保zui后出水水質符合一級A的標準,特別是適用于有地勢差抑或對氮、磷去除標準嚴格的農村區域。
2.2土壤滲濾系統
此系統主要通過土壤過濾,凈化水質,在此過程中,主要通過吸附以及生物降解等方式實現,處理后污水能夠用于地下水補給,維持所在區域水量平衡。同時其包含地下水以及地表水功能,有效地去除污水當中的有機物、氮、磷等無機物、病原微生物和重金屬。
在一定程度上實現了碳減排目的。通過工程技術措施(包括布設曝氣系統、設置人工生物填料、種植挺水植物、配置回流泵及攪拌機等),創造有利于微生物生長繁殖的良好環境,加速微生物繁殖及新陳代謝生理功能,利用反應池內存有的大量微生物,氧化分解污水中有機物,并將其轉化為穩定的無機物,從而實現去除污水中有機物污染物的目的。
通過引入植物,分段分級構建適宜生物生長繁殖的生態系統,使等級較高和生命周期較長的微生物(如輪蟲,線蟲,熊蟲等)可在生物膜上附著生長,提高生物量。研究表明,該生態系統中微生物種類超過三千種,可分解部分難降解的有機物。
2、龐大的植物根系懸浮在反應器內,為高級動物和微生物提供健康的生長棲息地,所形成的生態系統不僅穩定,且非常有活力,在生物有機體自我合成和太陽光能的作用下,zui大限度的降解污染物。BFBR技術在生化池上種植植物,在光合作用下吸收CO2,產生O2,同時釋放出宜人的香味,使空氣更清新。
在此過程中,以村莊為單位的分散式處理系統能夠提前對生活污水完成治理,在秋冬季節通過有效地加熱保溫手段將污水水體溫度把控在10℃以上,為厭氧菌成活率提供必要的條件。舉例來說,農村秸稈,將其焚燒能夠提供熱源,在完成資源zui大化利用的同時為厭氧設施提供必要的熱量,其煙氣通入原水實現共處理能夠進一步減少大氣污染物的排放。
要確保農村生活污水處理質量,需加強設施管理以及維護,首先,污水處理設施的運行管理過程中,主要包含農戶自管、設備供應商代管、建設單位自管等,因此,需根據具體狀況,選取相符合的方式。其次,管理人員需及時對污水處理設施的運行狀況定期檢測并記錄在案。再者,定期對污水處理設備清理、保養,有效地避免故障出現。zui后,全面檢測處理系統的出水狀況,確保水質滿足相關規范。實際效果及優點
經過調試改造后的污水處理后水質達到《城市污水再生利用工業用水水質》(GB/T19923-2005)中循環冷卻補充水標準,中水可以灑路、澆草,設備冷卻循環用水,有效實現水資源循環使用。并且本次改造具有以下優點:
(1)球形填料容易有效形成微生物,且在生化池內隨著曝氣自由游動,較條式填料面積增大。
(2)沉淀池為單獨的池子,且上部增加溢流堰水槽,沉淀池效果明顯。
(3)去掉二氧化氯發生器,改用次氯酸鈉(5%~10%)中水消毒,減少二氧化氯發生器出現故障而中水不能有效消毒。
(4)全部使用自動控制,有效減少人員投入。
(5)中水進入循環水池,由循環水泵供給各生產設備冷卻用水,循環回水利用余壓壓至冷卻塔,水經冷卻后流入循環水池,再由循環水泵升壓循環使用。