1、概述

由于污水中的污染物成份復(fù)雜、性質(zhì)各異，要想達(dá)到理想的處理效果，必須采用相應(yīng)的處理工藝。如：處理懸浮物、膠狀體、油脂類物質(zhì)一般采用混凝、氣浮工藝；溶解性有機(jī)質(zhì)一般采用生物化學(xué)分解工藝；沉降性固體顆粒一般采用過(guò)濾、沉淀等物理分離的方法……，傳統(tǒng)方法是把各種工藝設(shè)備或設(shè)施相加，形成串連或并聯(lián)，污水逐一經(jīng)過(guò)各種不同設(shè)備或設(shè)施，按固定的路線、程序進(jìn)行處理，這樣必然導(dǎo)致污水處理工藝復(fù)雜、設(shè)備或設(shè)施占地面積大、投資多、運(yùn)行費(fèi)用高、操作管理難等問(wèn)題。由宜興市綠神環(huán)保有限公司開(kāi)發(fā)的PS型生物流化床污水處理設(shè)備采用氣浮、生物流化、氧化反應(yīng)、A/OWH工藝及過(guò)濾等多種工藝技術(shù)綜合集成，能根據(jù)污水中不同性質(zhì)、不同成份、不同狀態(tài)的污染物，分別在同一設(shè)備、同一過(guò)程中采用不同的處理手段進(jìn)行綜合處理，各類有機(jī)污水經(jīng)其處理后完全能達(dá)標(biāo)排放，部份可以直接回用。

2、綜合工藝集成技術(shù)

2.1、霧化充氧技術(shù)與浮選法

污水經(jīng)閉路循環(huán)高速噴射入特殊湍流裝置形成霧化，增大與空氣的接觸界面，在一定壓力下溶合成溶氣水，氣水溶解度達(dá)到一定比例時(shí)，溶解氧濃度保持在12mg/l左右，部份污染物在高濃度溶解氧的情況下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，被直接氧化分解。溶氣水通過(guò)釋放器將壓力迅速恢復(fù)到常壓，釋放出的大量微氣泡吸咐凝聚于污水中懸浮雜質(zhì)上，造成雜質(zhì)整體比重小于污水的狀態(tài)，依靠微氣泡的浮力，使其上浮至水面，從而達(dá)到固液分離的目的。

2.2、生物流化床原理

生物流化床內(nèi)裝有特種懸浮狀可流化性生物載體，載體利用流體動(dòng)力學(xué)原理使其懸浮流化，溶氣水釋放的微氣泡吸附在載體上，向好氧微生物提供充足的溶解氧。在特定條件下，污水作為微生物培養(yǎng)基，培養(yǎng)出微生物菌群，形成以最適宜增殖的微生物為中心，與多種多樣生物相結(jié)合的一個(gè)生態(tài)系，并吸附凝聚大量的微生物菌膠體，固定在懸浮載體上，溶解性有機(jī)質(zhì)在好氧微生物作用下，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的生化分解進(jìn)程，使有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)質(zhì)。

2.3、A/OWH工藝與除磷脫氮

因?yàn)楹醚跎餆o(wú)法徹底去除污水中的磷和氮，在設(shè)計(jì)污水處理方案時(shí)，一定要分別選用厭氧與好氧工藝（A/O或A2/O）相搭配，并要求一定的回流比，這樣必然導(dǎo)致水力停留時(shí)間長(zhǎng)，而且難以控制厭氧生物和好氧生物之間的動(dòng)態(tài)平衡，無(wú)法消除磷的釋放與吸收之間的時(shí)間差。A/OWH工藝是指在同一裝置內(nèi)混合存在兩種相同密度、其它物理特性不同的生物載體，使其分別適合厭氧微生物和好氧微生物的生長(zhǎng)條件，由于A/O混合，厭氧與好氧同步進(jìn)行。厭氧載體具有極大的比表面積，工作時(shí)載體表面首先凝聚著好氧生物，并由里向外逐漸堵塞載體空間，形成一個(gè)碩大的封閉式的生物團(tuán)，這時(shí)外部溶解氧無(wú)法滲透進(jìn)去，造成生物團(tuán)內(nèi)部厭氧環(huán)境，在生物團(tuán)中心好氧生物逐步被厭氧生物所替代，厭氧生物活性不斷增強(qiáng)，同樣，厭氧菌從里向外逐漸分解掉生物團(tuán)內(nèi)部被包裹的有機(jī)質(zhì)，直到整個(gè)菌膠體從載體上脫落。然后，隨著載體的懸浮運(yùn)動(dòng)及流體的推動(dòng)力，包裹在里面的水質(zhì)與外部的水質(zhì)自動(dòng)交換，重復(fù)A/O交替過(guò)程。A/OWH工藝就是利用除磷菌在厭氧條件下釋放磷，在好氧條件下吸收磷的多次交替過(guò)程，從而達(dá)到生物除磷的目的。同樣氨氮在有氧存在的環(huán)境下，通過(guò)生物硝化過(guò)程將污水中的有機(jī)氮和氨氮氧化為硝態(tài)氮，在缺氧環(huán)境下通過(guò)生物的硝化過(guò)程將硝態(tài)氮還原為氮?dú)鈴乃幸莩�，部份氨氮被微生物新陳代謝所利用而變成細(xì)胞組成部份，并逐漸老化轉(zhuǎn)變成剩余污泥從系統(tǒng)中排出。

2.4、重力過(guò)濾法

污水經(jīng)生化和物化的共同作用，溶解性有機(jī)物和比重較輕的懸浮物得到徹底去除，部份比重較大、難分解的固體物仍存在水中，PS型生物流化床污水處理設(shè)備利用流化區(qū)出水的重力流過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)以石英砂（或纖維球、活性炭、過(guò)濾膜等）截留水中固體雜質(zhì)或菌膠體，反洗時(shí)水流逆向通過(guò)濾料層，使濾料層膨脹懸浮，借水流剪切和顆粒濾料間的碰撞摩擦力清洗濾料層，過(guò)濾和反洗兩個(gè)過(guò)程交替進(jìn)行，從而使水最終獲得澄清。

3、兼具好氧與厭氧的懸浮填料（AOF復(fù)合填料）

A/OWH工藝關(guān)鍵是使用兼具好氧與厭氧的懸浮復(fù)合填料，該種復(fù)合填料其外殼象多面空心球體，內(nèi)部空間設(shè)置有呈放射狀纖維體，復(fù)合后的平均比重為1.03-1.05g/cm3，使用過(guò)程中，比重能隨著污水密度的變化而變化，該填料同時(shí)生長(zhǎng)著好氧微生物和厭氧微生物，形似一個(gè)巨大的生物團(tuán)，既可以進(jìn)行有機(jī)物的好氧分解、氧化物的硝化、磷的吸收，又可以進(jìn)行厭氧水解、酸化、反硝化以及磷的釋放等一系列過(guò)程，從而使硝化、反硝化、磷的吸收和釋放之間保持動(dòng)態(tài)平衡，消除兩者之間的時(shí)間差，由于填料呈微觀狀態(tài)獨(dú)立懸浮在污水中，形成無(wú)數(shù)個(gè)微型多相生物反應(yīng)器，在運(yùn)行過(guò)程中，好氧與厭氧交替進(jìn)行、往復(fù)循環(huán)，并在氣水流的帶動(dòng)下，慢慢旋轉(zhuǎn)調(diào)整狀態(tài)，內(nèi)外水體互相交換，生物污泥自動(dòng)脫落，該填料充填率為80%，在單位體積內(nèi)具有很高的生物量，生物高度濃縮，耐沖擊負(fù)荷及降階有機(jī)物能力極強(qiáng)。

4、城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)備化與建設(shè)投資分析

采用綜合工藝集成技術(shù)使污水處理的工藝流程簡(jiǎn)單化，處理效率成倍提高，處理時(shí)間大大減小（設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間僅為0.75-1小時(shí)），大大節(jié)省投資費(fèi)用及占地面積，從而使小城鎮(zhèn)的污水處理廠設(shè)備化建設(shè)成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)清華大學(xué)環(huán)境工程系對(duì)我國(guó)89個(gè)城市二級(jí)污水處理廠的單方投資、規(guī)模占地和對(duì)污水處理工藝等方面進(jìn)行了定量考察和多層次的比較與分析，分析顯示：61座小型污水處理廠總處理能力194.05×104m3/d，單方投資（當(dāng)年價(jià)）為1445.43元/m3·d，規(guī)模占地2.04hm2/104m3·d，當(dāng)然污水處理工藝及處理效果的不同有密切的關(guān)系，就單方投資而言，活性污泥法和活性污泥+A/O法較小，不足1000元/m3·d，而A/O、A2/O以及SBR法由于處理效果較好，單方投資相應(yīng)也比較高，接近甚至超過(guò)2000元/m3·d，。如果使用綜合工藝集成技術(shù)設(shè)備化，每處理2×104m3/d污水，單方投資為950元/m3·d，僅為非設(shè)備化的65%，規(guī)模占地為0.35hm2/104m3·d，僅為非設(shè)備化的17.5%，而且處理效果可直接達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。工程實(shí)例有關(guān)指標(biāo)見(jiàn)表1。

由此可見(jiàn),采用綜合工藝集成技術(shù)設(shè)備化建設(shè)小城鎮(zhèn)污水處理廠，不僅單方投資下降約30%，規(guī)模占地僅為傳統(tǒng)工藝的五分之一，而且出水完全能夠直接達(dá)到cj25.1-89《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，直接節(jié)省了深度處理、中水回用的投資，若是點(diǎn)源污水處理后可以就地回用，又節(jié)省了中水回用的管路投資，對(duì)我國(guó)污水資源化再利用，特別是西北、華北缺水地區(qū)具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，其社會(huì)意義十分深遠(yuǎn)。

5、結(jié)論

綜合工藝集成技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用，由于其技術(shù)集中，功能完善，適用范圍廣，處理效率高，大部份工業(yè)有機(jī)廢水經(jīng)處理后能夠達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；生活類污水能夠直接達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該方法不僅適用于點(diǎn)源污水和小城鎮(zhèn)污水的設(shè)備化處理，也適合大中型城市污水處理廠的工藝改進(jìn)，該方法不但在處理效率上比傳統(tǒng)工藝有大的提高，而且在單方投資、規(guī)模占地、資源化利用、運(yùn)行管理方面有很大的潛在價(jià)值。

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