微动力复合生物污水处理系统的研究

2013-10-24靳苏娜

河南城建学院学报 2013年2期

靳苏娜

(驻马店职业技术学院公共教学部，河南驻马店 463000)

现有的污水处理系统大多是采用顺次连接的厌氧池、好氧池和缺氧池，在池底部放入污泥，通过利用污泥中附着的微生物(也称“悬浮相微生物”)进行硝化、脱氮及除磷处理，使水得到净化，效果不显著。微动力复合生物污水处理系统是在传统生物处理工艺基础上开发出的新型微动力固定床复合生物反应器(Micro－power fixed－bed hybrid bioreactor，简称MFBR)，即通过在厌氧池或好氧池中设置固定床(填料为生物质填料和矿物质填料)，使之提供微生物附着生长的表面载体，利用载体容易截留和附着生物量多、处理能力大的特点，使池内同时存在附着相和悬浮相两大类的多种微生物(附着相微生物位于固定床内，悬浮相微生物位于池下部的污泥内)，有效提高了池内的微生物数量，使水净化处理能力大大增强。

1 系统介绍

该系统包括好氧池、缺氧池和厌氧池。其中，在好氧池、缺氧池和厌氧池内设置隔离网(如筛网)，该隔离网上表面设有生物质和矿物质填料层(不同填料层之间最好用隔离网隔离开，隔离网边缘固定于池壁上，隔离网和填料层的整体称为“固定床”，固定床一般位于池的中上部)。生物质填料层优选位于矿物质填料层的上部，生物质填料可以为陶粒、塑料悬浮球、活性炭、木屑、塑料蜂窝填料、玻璃钢蜂窝填料、塑料泡沫、木材或复合纤维等;矿物质填料可以为焦炭、风化煤、磺化煤、焦炭类矿渣、高岭土、硅藻土、炉渣、金属粉或浮石等。

为了获取较好的净化效果，生物质或矿物质填料层可以设置两层以上。可以依次连接的第一缺氧池、好氧池、第二缺氧池和沉淀池。沉淀池内设置隔离网，隔离网上面设有生物质和/或矿物质填料层。此外，还可以根据回用水的要求，在系统沉淀池之后设置过滤单元、消毒单元、人工湿地、稳定塘等以满足不同用途回用水的需求。

微动力复合生物污水处理系统可埋地设置，设备上部可作为绿化地带、停车场、道路等。它采用钢制结构，全套装置施工简单、操作容易，所有机械设备均可设为自动化控制，全部装置设置于地表以下。该一体化设备管理维护方便，设备结构合理可靠，可选配全自动控制系统。设备箱体采用Q235钢板制作，钢板厚度8 mm，各箱体内外均采用氯磺化聚乙烯防腐涂料，设备一般涂刷该涂料8道，两道底漆6道面漆，防腐寿命可达15 a以上。

2 应用实例

某新型农村社区污水处理站工艺流程图如图1所示。

图1 工艺流程图

2.1 工艺流程说明

(1)人工格栅

生活污水的悬浮物浓度不高，但其中也含有一些较大的杂质、毛发等，需要在进入厌氧消化池、调节池前设置粗细格栅等预处理措施。按格栅的清渣方法，有人工格栅和机械格栅两种。格栅主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2 m3/d时，一般采用机械清渣方式;栅渣量小于0.2 m3/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。本次案例采用人工格栅。为了保证后续单元运行，栅条间隙采用10 mm、5 mm。

人工格栅间隙：10 mm、5 mm。

人工格栅：两套，非标，钢制。

(2)厌氧池

在隔绝空气的条件下，依赖兼性厌氧菌和转性厌氧菌的生物化学作用，分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。无动力运行，处理费用低，降低后续单元处理负荷。

厌氧反应产生的甲烷气可以达到搅拌混合的作用，在内部建立起上升、分离、沉淀，周而复始的内循环，但是甲烷气的扰动效果比较低，厌氧反应对配水均匀性要求比较高。均匀配水可以达到良好的搅拌效果。本项目来水时变化系数比较大，可以利用瞬间的大流量产生的扰动，达到搅拌的效果。

结构：钢混;布置形式：地下。

厌氧采用ABR，停留时间13 h，数量：两座;有效容积840 m3，池内装填料。

工艺尺寸：L ×B ×H=15.0 m ×7.0 m ×4.5 m，有效水深4.0 m。

(3)调节池

结构：钢混;布置形式：地下。

停留时间 4.5 h，数量：1 座;有效容积 300 m3。

工艺尺寸：L ×B ×H=15.0 m ×5.0 m ×4.5 m，有效水深4.0 m。

(4)一体化地埋式

微动力复合生物污水处理设备如图2所示。

数量：8套，工艺尺寸 L×B ×H=15.0 m ×2.5 m ×3.0 m

具体实施方式：复合生物膜反应系统如图2所示，包括依次连接的3蓄水池、7厌氧池、20好氧池、21缺氧池和22沉淀池，其中在7厌氧池、20好氧池和21缺氧池的中部分别设有筛网8、13和17，筛网8、13和17上表面均设有生物质和矿物质填料层(筛网边缘固定于池壁上，筛网和填料层的整体称为“固定床”)，生物质填料层位于矿物质填料层上方，厌氧池7内的生物质填料为活性炭，矿物质填料为浮石，好氧池20内的生物质填料为塑料悬浮球，矿物质填料为硅藻土，缺氧池21内的生物质填料为陶粒，矿物质填料为炉渣。蓄水池3内安装调节器4，用以调节进入厌氧池7的水速，保证反应系统连续稳定的运行。

图2 微动力复合生物污水处理系统

生活污水经格栅1过滤后，自第一导水管2进入蓄水池3内，在调节器4的控制下经第二导水管5(第二导水管5底部设有布水器6)进入厌氧池7底部，与池内的污泥充分接触，在污泥中微生物的分解、消化作用下得到初步净化，接着进入由第一筛网8、浮石填料层9和活性炭填料层10组成的固定床中，在固定床中附着的微生物消解、转化作用下继续纯化;类似的，厌氧出水经第三导水管11进入好氧池20内(好氧池20下部设有曝气装置12，用以补入充足的氧气)，与好氧池20底部的污泥充分接触，接着进入由第二筛网13、硅藻土填料层14和塑料悬浮球填料层15组成的固定床中进行净化处理;好氧出水经第四导水管16进入缺氧池21内，与缺氧池21底部的污泥充分接触，接着进入由第三筛网17、炉渣填料层18和陶粒填料层19组成的固定床中进行进一步净化处理;缺氧出水最后经第五导水管23进入沉淀池22，沉淀池22的上端出水经第六导水管24达标排放。

(5)污泥的处理

生物接触氧化工艺的优点之一就在于其所产生的剩余污泥的数量较小，可将少量的剩余污泥一部分回流至接触氧化池用作微生物量的补充，另一部分回流至厌氧消化池进行厌氧反应使污泥进一步减量，定期可由市政吸污车运走堆肥或制作生物肥料，从而达到污泥无害化处理的目的。本项目污水处理工程采取集中处理方式，规模较小，利用厌氧池的污泥区储存污泥，定期由市政抽粪车清理，作为农家肥返田。