采用悬浮生物载体使污水再生的方案设计文档.doc

采用悬浮生物载体使污水再生的方案设计 摘要： 近些年来，水环境污染和水资源的缺乏，制约了社会和经济可持续发展，将威胁着人类本身的生存，因而污水的治理和资源化迫在眉睫。国家在这方面已制定了优惠政策，鼓励开辟这个第二水源，是今后水工业发展的方向。当前对水资源要加以保护，不能无度开发和污染；另一方面，水资源又是可再生的，如地表水在大气环流作用下，通过降雨补充，水体自净和人为的净化处理，供水紧张的局面是可以缓解的。水是可再生的资源，那么水工业的发展成为循环经济是可行的。 　l、污水再生的必要性 　　近些年来，水环境污染和水资源的缺乏，制约了社会和经济可持续发展，将威胁着人类本身的生存，因而污水的治理和资源化迫在眉睫。国家在这方面已制定了优惠政策，鼓励开辟这个第二水源，是今后水工业发展的方向。当前对水资源要加以保护，不能无度开发和污染；另一方面，水资源又是可再生的，如地表水在大气环流作用下，通过降雨补充，水体自净和人为的净化处理，供水紧张的局面是可以缓解的。水是可再生的资源，那么水工业的发展成为循环经济是可行的。 　　目前，我国城市污水约有30％的处理能力，由于各地的自然条件，水质特点，投资商的意愿和经济实力不同，污水处理工艺呈现多种选择，而处理后的出水水质，对于实现资源化也存在各自的问题。另外，再生水的用处对水质有不同的要求，所以污水深度处理工艺应该因地制宜、有针对性的。但总的原则是采用经济，适用，便于管理，行之有效的净化方案。 　　城市污水处理一般为二级生化处理。对于可生化的有机物能去掉绝大部分，不可生化的仍存在于水中。即使A／O及A2／0 工艺虽然能达到除磷或同时除磷脱氮的目的，但对于排入富营养化限制比较严格的水体以及回用于工业生产往往是不合乎要求的，因为污泥回流水中的N03-N影响厌氧状态下磷的释放。厌氧释磷和反硝化脱氮互相争夺碳源。生物滤池对于除磷脱氮的功能效果也不佳。当前的深度处理工艺，多采用给水常规处理，只通过混凝沉淀和砂滤，对于进一步去除污水处理厂出水中的CODcr，TN及TP的作用不大，CODcr仅能去除30％左右，TN及TP几乎没有去除效果。至于臭氧活性炭或膜滤法等高级水处理技术，大规模的用于污水资源化，因基建投资（1500～1700元/米3.水）和运行成本太高（1.0～1.3元/米3.水），管理上技术复杂,难度大,推广应用受到限制。? 　　2、氧化及气浮生物悬浮载体机理 　　我院多年在总结常规水处理各种技术的基础上，对于混凝进行强化及处理单元的优化组合，设计出“气浮生物悬浮载体水处理工艺”。该工艺的各项技术环节都是成熟可靠的，是常规水处理技术的合理配置，是针对污水经二级生化处理后的出水水质的特点而设计的。二级生化处理二次沉淀池的出水CODcr／BOD5的比值增大。CODcr反映了高分子有机物生化比较困难而残存在水中。若将CODcr进一步去除，可采用化学氧化的方法，使高分子有机物氧化分解为可溶的低分子有机物，提高可生化性，再进行生化处理使其变为CO2和H2O。氧化药剂一般采用高锰酸盐或二氧化氯。其投加量为2-5mg／L。反应时间10-15分钟。 　　经二级生化处理后的净化水，再进一步生化处理是很难的。因为再生原水中可生化的有机物残存量很低，一般CODcr 50-lOOmg／L，BOD5仅为lOmg／L左右。一些研究者为提高生化效果，认为采用一般的生物载体会有很大希望。但是经考察和试验，一般生物载体并不像所希望的那样，能提高生化反应的效果。因为基质去除速率和生物体的增量主要决定污染物基质的浓度L，及生化曝气时间t，如下式： 　　　　 　　基质浓度L越高，曝气时间t越短，生物体X才能快速对数增长，基质去除率也更高。而现行的生物载体有陶粒、塑料填料，沸石，化学纤维等，这些载体比表面积小，吸附能力很差。如陶粒比表面积为4米2／克，沸石为30米2／克，其他载体比表面积更小。再生原水中有机物浓度低，在这样的载体上微生物生长及其生化反应速率是非常慢的，所以在其表面很难形成生物膜，CODcr仅能去除30％左右。 　　悬浮生物载体主体是活性炭，活性炭是水处理的高效吸附剂，比表面积一般是800-1200米2／克，其强烈的吸附能力，能使水中低浓度的污染质经吸附富集，浓缩于活性炭的孔隙中，在孔隙内部提高了有机物的浓度。在气浮池中由于曝气水不断地向水中充氧，加压溶气几乎使溶解氧达到饱和的程度。水中溶解氧给微生物造成高速生长繁殖的有利条件，每个活性炭细粒均充分发挥了高效生化反应，将很快的形成生物膜。细颗粒炭表面形成的细菌生物膜内层和外层对水处理起到不同的作用。生物膜的外层是处于好氧状态，不断地氧化消耗所吸附的有机物，使其无机化变为CO2 和H2O，并产生硝化作用，将NH3-N变为N03-N。生物膜的内层是处于厌氧状态，由于吸附富集大量有机物，