洁夫森污水处理篇 ——A2/O+MBR膜工艺在污水净化中的作用及机理

作者:admin 来源: 日期:2020-08-10 09:04:48 人气:8

  A2/O工艺最早是由美国的水处理专家在Phoredox工艺基础上进行改良而成,后再经改良,衍生出UCT、MUCT、CSTR等工艺。该工艺是通过活性生物在厌氧、缺氧及好氧环境中的不同作用,来消化污水中的有机物,对水体中的氮、磷进行转换、吸收实现脱氮、除磷,同时利用活性污泥对细菌和病毒的吸附作用来实现对污水的净化,那么一体化污水处理设备到底是如何进行的呢?

  污水处理通常设有三级处理工艺,一级工艺为物理作用环节,二级工艺为生化环节,三级工艺为物化环节。

  一级工艺,为物理处理工艺,可以根据污水条件设置隔油、格栅、沉淀、气浮、均质等环节,实现污水的油、渣分离,水样均质,同时保障后续工艺设备不受影响。

  二级工艺,为生化处理工艺,采用活性污泥法,内设填料及独立膜组,分为厌氧区、缺氧区和好氧区,通过不同生物在不同环境下的作用实现污水净化,具体如下。

  在厌氧环节,兼性厌氧菌逐渐消解掉水体中的溶解氧,污水在密闭的环境中,形成厌氧区,厌氧菌开始大量繁殖,通过水解作用作用,非溶性大分子聚合物被水解为可以被生物吸收的小分子单体和二聚体;在酸化阶段,溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主体的产物,进一步污水中的脂肪酸在产氢产乙酸菌的作用下,被水解成小分子乙酸;在发酵细菌的作用下,小分子单糖和氨基酸在发酵细菌的作用下被发酵为氢和乙酸;甲烷菌利用碳源和氢源合成甲烷排出,通过合成甲烷将脱落的氢汇入甲烷,可有效避免氢源对产氢产乙酸菌和发酵细菌的抑制作用。在厌氧环节营养物质按照BOD5:N:P=200:5:1的比例进行控制,通常无需补充营养物质。经厌氧环节,水体COD指标大幅下降,BOD指标上升,污水可生化性提升。同时在厌氧环境中,聚磷菌释充分放体内磷元素,使得聚磷菌处于饥饿状态,能有效提升后续有氧环节的脱磷效果。

  在缺氧环节,厌氧菌及兼性厌氧菌同时作用,此环节在反硝化菌的作用下,污水中的亚硝态及硝态氮被作为电子受体,按照NO3-->NO2-->NO->N2O->N2的路径逐步还原成氮气逃逸,实现硝氮的脱除。经厌氧及缺氧环节后,污染水体CODCr大幅下降,BOD5/CODCr提升,水体可生化性得到大幅提升,硝氮指标下降,聚磷菌处于完全释放的饥饿状态。

  进入好氧环节,通过底部曝气,增加供氧量,水体中的含氧量迅速提升,厌氧型微生物迅速消亡,好氧型微生物快速生长,并消耗掉水体中的有机物,水体中CODCr与BOD5同步下降,在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下,水体中的氨氮被转化为亚硝酸氮和硝酸氮,氨氮指标下降,同时处于饥饿状态的聚磷菌,迅速吞噬污水中的磷酸盐,储藏于体内,后续通过排泥,实现对污水的除磷作用。在好氧环节,可以通过对曝气时间的控制,来控制硝化反应的进度,阻碍亚硝酸盐被氧化成硝酸盐,将此阶段的混合液按比例回流至缺氧阶段,一方面可以减少曝气所需能耗,另一方面可以有效缩短前段反硝化反应时间。好氧环节水体营养按照BOD5:N:P=100:5:1进行控制,根据水体营养特性,在碳源不足的情况下,需要进行碳源补充。

  在二级处理工艺中,厌氧环节反应所需时间长,能耗低,泥量少,不易控制,产生甲烷气体;缺氧环节主要发生反硝化反应,污水中NOx-N指标下降;好氧环节需要曝气,根据水体需要适当补充营养物质,反应所需时间短,污水中的CODCr、NH3-N、TP指标明显下降,绝大部分细菌和病毒都能够被活性污泥所吸附。此环节能耗高,反应快且易于控制,所产生的污泥量大。

  经前序工艺的污水进入到MBR膜池,通过MBR的截留作用,未消解的大分子有机物,污泥被有效拦截。膜的截留作用,使得一些生长缓慢的菌类(如硝化细菌)被有效拦截,有助于提高污泥浓度,提升污水的处理效率;此外,在膜上形成的凝胶层能够进一步拦截和消解污水中难消解的有机物,同时对于细菌及病毒也有非常好的吸附作用。在曝气系统的设置上,应充分考虑前序曝气与膜池曝气的协同,膜池曝气一方面向膜池提供了富足的氧气,另一方面通过曝气作用可以实现对膜组件的冲洗,选择合适的曝气比是减少曝气能耗的主要手段之一。

  经过一级工艺和二级工艺处理的污水已经具备很好的水质,根据排放或回用设计标准,通过增设三级处理,通过光照辐射、投药(消杀剂、絮凝剂)等手段进行消杀、絮凝、过滤进一步提升水质,实现污水的最终净化。

  MBR膜工艺能够有效截留污水中的污泥、难消解的大分子有机物、细菌及病毒,CODCr、TN、TP去除率分别在96%,92%、90%及以上(根据水质不同而不同),取代了传统活性污泥法中的二沉池工艺,有效解决传统活性污泥法因丝状杆菌引起的污泥膨胀问题,污泥的截留作用使得膜池污泥浓度可达到15000mg/L甚至更高,通常为传统污泥池污泥浓度的2~3倍,高浓度的污泥有效提升了污水的处理效率,大幅减少HRT,使得污水处理设备小型化,一体化成为现实。优秀的泥水分离作用,使得出水效果好,有效减少三级处理工艺的投资建造与运营成本,因此活性污泥+MBR膜处理工艺将会是未来污水处理的主流工艺。

  辅助洁夫森智能与云端控制系统,设备实现智能化,自主运营,通过采集、分析水体指标,实现定量投药,控制水循环和污泥循环,减少人工干预,有效减少运营成本。工作人员可以进行远程监控,实时掌握设备运营状态,并可适时施加人工干预,远程求助,保障设备稳定健康地开展工作。


一体化污水处理设备怎么处理污水?

某污水厂处理项目A2/O+MBR膜工艺流程


——洁夫森品牌与技术运营中心联合编制

2020-8-10

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