地埋A/O-人工濕地技術(shù):是在常規(guī)生化處理基礎(chǔ)上增設(shè)人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。人工濕地系統(tǒng)是人為的在有一定長(zhǎng)寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料如礫石等) 混合組成填料床,使污水在床體的填料縫隙中流動(dòng)或在床體表面流動(dòng),并在床體表面種植性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物(如蘆葦,蒲草和美人蕉等) ,形成一個(gè)“基質(zhì)—微生物—植物”的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),并利用這種復(fù)合生態(tài)系*的凈化功能進(jìn)行水質(zhì)高效凈化。適用于地勢(shì)條件易于集水污水并能通過(guò)自流出水的且規(guī)模適中的村莊,處理規(guī)模20~200 t/天。工藝參數(shù): 缺氧池停留時(shí)間不小于4 h,好氧池停留時(shí)間不小于6 h,污泥清理周期180 天,人工濕地水力負(fù)荷0. 5 ~1. 0 m3/(m2˙d) 。
地埋A/O-生態(tài)塘技術(shù):
一種常規(guī)生化處理后增加生態(tài)塘處理工藝。生態(tài)塘亦稱氧化塘或穩(wěn)定塘,是一種利用天然凈化能力對(duì)污水進(jìn)行處理的構(gòu)筑物的總稱。其凈化過(guò)程與自然水體的自凈過(guò)程相似,通常是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?,建成池塘,并設(shè)置圍堤和防滲層,依靠塘內(nèi)生長(zhǎng)的微生物來(lái)處理污水。生物塘是以太陽(yáng)能為初始能量,通過(guò)在塘中種植水生植物,進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng),在太陽(yáng)能(日光輻射提供能量) 作為初始能量的推動(dòng)下,通過(guò)生物塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級(jí)傳遞、轉(zhuǎn)化,將進(jìn)入塘中污水的有機(jī)污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化,后不僅去除了污染物,而且以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收,凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)污水處理資源化。該技術(shù)適用于擁有自然池塘或閑置溝渠,地勢(shì)條件易于收集污水,并能通過(guò)自流出水的且規(guī)模適中的村莊,處理規(guī)模20~200t/天。工藝參數(shù): 缺氧池停留時(shí)間不小于4 h,好氧池停留時(shí)間不小于6 h,生態(tài)塘停留時(shí)間不小于24 h,污泥清理周期180天。
在污水生物除磷實(shí)踐中,好氧細(xì)菌不是對(duì)磷的生物攝/放起作用的菌種,兼性反硝化細(xì)菌也有著很強(qiáng)的生物攝/放磷現(xiàn)象。反硝化細(xì)菌的生物攝/放磷作用被荷蘭代爾夫特工業(yè)大學(xué)(TUDelft)和日本東京大學(xué)(UT)研究人員合作研究確認(rèn),并冠名為反硝化除磷(denitrifyingdephosphatation)。在磷的生物攝/放過(guò)程中,反硝化除磷細(xì)菌以硝酸氮取代氧作為電子接受體,也就是說(shuō)反硝化除磷細(xì)菌能將反硝化脫氮和生物除磷這兩個(gè)原本認(rèn)為彼此獨(dú)立的作用合二為一。顯然,在結(jié)合的除磷脫氮過(guò)程中,COD和氧的消耗量均能得到相應(yīng)節(jié)省。比較傳統(tǒng)的專性好氧磷細(xì)菌去除工藝,反硝化除磷細(xì)菌能分別節(jié)省約50%和30%的COD與氧的消耗量,相應(yīng)減少剩余污泥量50%。在反硝化除磷過(guò)程中由于COD需要量的大為減少,過(guò)剩的COD因此能被分離,并使之甲烷化,從而避免COD單一的氧化穩(wěn)定(至CO2)。歸因于曝氣能量的減少,以及過(guò)剩COD甲烷化后能量的產(chǎn)生,這種綜合的能量節(jié)約終會(huì)導(dǎo)致釋放到大氣的CO2量明顯減少。因此,具有反硝化除磷細(xì)菌富集的處理系統(tǒng)可以被視為可持續(xù)處理工藝。 傳統(tǒng)上,兩個(gè)已得到充分確認(rèn)的生物途徑,硝化(NH+4→NO3-)與反硝化(NO3→N2)被應(yīng)用于污水處理的生物脫氮。這種傳統(tǒng)生物脫氮途徑從可持續(xù)角度看并不是佳的,因?yàn)槌浞值匮趸钡较跛岬紫纫拇罅磕茉矗ㄒ蚱貧猓?;其次,還需要有足夠碳源(COD)來(lái)還原硝酸氮到氮?dú)?。?duì)這一傳統(tǒng)脫氮途徑的改進(jìn)可借助于新近由荷蘭TUDelft研發(fā)的一種中溫亞硝化技術(shù)——SHARON來(lái)實(shí)現(xiàn)。在亞硝化/反硝化脫氮途徑中,亞硝酸氮為僅有的中間過(guò)渡形態(tài);這一途徑無(wú)論對(duì)氧化(NH+4→NO2-)還是還原(NO2-→N2)均能起到小量化的作用,意味著O2和COD消耗量的雙重節(jié)約。顯然,亞硝化/反硝化脫氮途徑可以成為一種可持續(xù)的脫氮技術(shù)。
生物膜技術(shù):
生物膜法是分散生活污水處理主要應(yīng)用的一種人工處理技術(shù),包括厭氧和好氧生物膜兩種。厭氧或好氧微生物附著在載體表面,形成生物膜來(lái)吸附、降解污水中的污染物,達(dá)到凈化目的。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本較低,處理效率高。反應(yīng)器一般由填料、布水裝置和排水系統(tǒng)三部分組成,采用的填料有無(wú)機(jī)類和有機(jī)類。目前,新型的生物膜反應(yīng)器和固定化微生物技術(shù)也得到了廣泛的研究。MBR(膜生物反應(yīng)器)技術(shù)就是其中一種。
曝氣生物濾池:
簡(jiǎn)稱BAF,是集生物膜法與活性污泥法兩者優(yōu)點(diǎn)于一身的第3代生物濾池。BAF具有去除有機(jī)物、有害物質(zhì)、脫氮、除磷的作用;占地面積小、基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低。
雙膜式太陽(yáng)能技術(shù):
該種技術(shù)是運(yùn)用生物膜和纖維膜的雙模反應(yīng)系統(tǒng),運(yùn)用鼓風(fēng)機(jī)和抽水泵將陽(yáng)光通過(guò)太陽(yáng)能板進(jìn)行轉(zhuǎn)化,再經(jīng)過(guò)系列運(yùn)行,凈化生活污水。適用于量充足的南方地區(qū),污連續(xù)陰雨天則需要運(yùn)用電進(jìn)行運(yùn)作。雖然這種技術(shù)較為新穎,但是在特定項(xiàng)目中已經(jīng)有所使用,優(yōu)勢(shì)在于能夠節(jié)約能源,并降低大量的運(yùn)行費(fèi)用。
可持續(xù)生物除磷脫氮工藝
以控制富營(yíng)養(yǎng)化為目的的氮、磷脫除已成為各國(guó)主要的奮斗目標(biāo)。無(wú)疑,應(yīng)付日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)工藝會(huì)因上述弊端而雪上加霜。在此情形下,發(fā)展可持續(xù)污水處理工藝變得勢(shì)在必行。所謂可持續(xù)污水處理工藝就是朝著小的COD氧化、的CO2釋放、少的剩余污泥產(chǎn)量以及實(shí)現(xiàn)磷回收和處理水回用等方向努力。這就需要以較綜合的方式來(lái)解決污水處理問(wèn)題,即污水處理不應(yīng)僅僅是滿足單一的水質(zhì)改善,同時(shí)也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問(wèn)題,且所采用的技術(shù)必須以低能量消耗(避免出現(xiàn)污染轉(zhuǎn)移現(xiàn)象)、少資源損耗為前提。
發(fā)展新穎的污水生物處理工藝依賴于在微生物學(xué)及生物化學(xué)方面的新發(fā)現(xiàn)或新認(rèn)識(shí)。荷蘭研究人員Mulder在10年前發(fā)現(xiàn)了厭氧氨(氮)氧化現(xiàn)象。與此同時(shí),南非、荷蘭、日本等國(guó)科學(xué)家對(duì)生物攝/放磷代謝機(jī)理重新認(rèn)識(shí)后確定了反硝化除磷新途徑。這兩種新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用對(duì)發(fā)展可持續(xù)污水生物處理工藝具有劃時(shí)代意義的推動(dòng)作用。本文以厭氧氨氧化和反硝化除磷技術(shù)為藍(lán)本,詳細(xì)介紹它們的技術(shù)原理、工藝流程以及在歐洲的應(yīng)用情況;在此基礎(chǔ)之上提出一個(gè)以轉(zhuǎn)換有機(jī)能源(甲烷)、回收磷化合物(鳥(niǎo)糞石)和回用處理水(非飲用目的)為目標(biāo)的可持續(xù)城市污水生物除磷脫氮技術(shù)推薦工藝。