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50立方/天一體化污水處理設備方案

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臭氧本身的特性決定了臭氧化技術(shù)具有以下特點：

①臭氧由于其氧化能力*，可去除其他水處理工藝難以去除的物質(zhì)；

②臭氧化的反應速度較快，從而可以減小反應設備或構(gòu)筑物的體積；

③剩余臭氧會迅速轉(zhuǎn)化為氧氣，既不產(chǎn)生二次污染，又能增加水中溶解氧；

④在殺菌和殺滅病毒的同時，可除嗅、除味；

⑤臭氧化有助于絮凝，可以改善沉淀效果。

活性炭能夠迅速地吸附水中的溶解性有機物，同時也能富集微生物，使其表面能夠生長出良好的生物膜，靠本身的充氧作用，炭床中的微生物就能以有機物為養(yǎng)料大量生長繁殖好氣菌，致使活性炭吸附的小分子有機物充分生物降解。

臭氧一生物活性炭工藝主要針對微污染水中的有機物、氨氮、色度、濁度、嗅，能夠有效地去除水中的有機物和氨氮，使有機物濃度降低至700 L～1 600 L。氨氮濃度低于檢測限，對水中的無機還原性物質(zhì)、色度、濁度、嗅也有很好的去除效果，并且能有效降低出水致突變活性，保證再生水的安全。

生物膜法處理污水的基本流程

下圖為生物膜法處理污水系統(tǒng)的基本流程：廢水經(jīng)初次沉淀池后

進入生物膜反應器，廢水在生物膜反應器中經(jīng)需氧生物氧化去除有機物后，再通過二次沉淀池出水。

生物膜法處理污水機理

（1）、 生物膜的構(gòu)造特征

生物膜(好氧層＋兼氧層＋厭氧層)＋附著水層(高親水性)。

（2）、 降解有機物的機理

①微生物：沿水流方向為細菌——原生動物――后生動物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)。具體生物以菌膠團為主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著型纖毛蟲（鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲等）和游泳型纖毛蟲（楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等），它們起到了污染物凈化和清除池內(nèi)生物（防堵塞）作用。

②污染物：重→輕(相當多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶)。

③供氧：借助流動水層厚薄變化以及氣水逆向流動，向生物膜表面供氧。

④傳質(zhì)與降解：有機物降解主要是在好氧層進行，部分難降解有機物經(jīng)兼氧層和厭氧層分解，分解后產(chǎn)生的H2S，NH3等以及代謝產(chǎn)物由內(nèi)向外傳遞而進入空氣中，好氧層形成的NO3--N、NO2--N等經(jīng)厭氧層發(fā)生反硝化，產(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中。

⑤生物膜更新：經(jīng)水力沖刷，使膜表面不斷更新（DO及污染物），維持生物活性（老化膜固著不緊）。

多介質(zhì)過濾器的濾層設計，主要考慮的因素為：

1、不同濾料具有較大的密度差，保證反洗擾動后不會發(fā)生混層現(xiàn)象。

2、根據(jù)產(chǎn)水用途選擇濾料。

3、粒徑要求下層濾料粒徑小于上層濾料粒徑，以保證下層濾料的有效性和充分利用。

MBR 名詞早出現(xiàn)于1969年文獻中，當時是利用微濾膜當作固液分離設備，以此取代并省下傳統(tǒng)活性污泥法的終沉池所需面積。1970年代濾膜技術(shù)引進日本市場，日本學者Yamamoto首先將中空纖維濾膜結(jié)合于活性污泥系統(tǒng)，利用孔徑為0.1mm 之中空纖維濾膜置入傳統(tǒng)活性污泥好氧槽內(nèi)，再經(jīng)由泵浦直接將處理完成之放流水抽出，結(jié)果顯示經(jīng)處理后之放流水質(zhì)，其COD與TOC去除率分別可達到95%和97%，60%的氮亦藉由間歇曝氣的脫硝作用去除，因而逐漸引起各界高度重視，紛紛開始著手進行相關(guān)研究。到今日，MBR系統(tǒng)已被廣泛應用于家庭廢水處理、城市廢水處理、紡織廠廢水處理、紙漿廢水處理及面包食品工廠廢水處理等。

1、薄膜的材質(zhì)分類

薄膜程序是利用不同種類的薄膜材料，通過篩濾、滲透或電泳等方式達到溶質(zhì)分離的效果。一般常用于水及廢水處理之薄膜，其孔徑介于0.0001-2micron之間，分為MF、UF、NF、RO，孔徑大為MF，小為RO。由于MF及UF孔徑較大，能截留分子量較大之物質(zhì)，故多使用于工業(yè)廢水處理及二級處理水再利用。而RO由于孔徑小、成本高，用于海水淡化及家庭用凈水器較多。

依薄膜的材質(zhì)來分，常用的薄膜材質(zhì)有聚酰胺膜醋酸纖膜等。若依處理對象的性質(zhì)來分，薄膜可以分為親水性與疏水性薄膜，由此可因水樣性質(zhì)不同而選擇適合的薄膜。濾膜材質(zhì)的選擇極為重要，不同材質(zhì)特性會造成不同的過濾效果，進而影響濾膜阻塞與否，對可以過濾的時效也會相對改變。以日本三菱公司所生產(chǎn)的中空纖維膜而言，采用的材質(zhì)為聚乙烯，其表面經(jīng)過“親水性”的處理，因而具有不會吸附有機物的特性。由于這些有機物多半為菌類，大多由蛋白質(zhì)構(gòu)成，且蛋白質(zhì)具有親油性特質(zhì)，因此可減緩濾膜孔徑阻塞的現(xiàn)象。若聚乙烯本身為疏水性材質(zhì)，則會吸附蛋白質(zhì)、細菌等有機物，因此不經(jīng)處理的PE膜在經(jīng)過一段時間操作后，其過濾通量會因膜表面阻塞而造成明顯快速的下降，清洗膜的頻率也會相對提高。

鈉濾(NF)

過濾精度介于超濾和反滲透之間，脫鹽率比反滲透低，也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術(shù)，水的回收率較低。也就是說用鈉濾膜制水的過程中，一定會浪費將近30%的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用于工業(yè)純水制造。

反滲透(RO)

過濾精度為0.0001微米左右，是美國60年代初研制的一種超高精度的利用壓差的膜法分離技術(shù)。可濾除水中的幾乎一切的雜質(zhì)（包括有害的和有益的），只能允許水分子通過。也就是說用反滲膜制水的過程中，一定會浪費將近50%以上的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用于純凈水、工業(yè)超純水、醫(yī)藥超純水的制造。反滲透技術(shù)需要加壓、加電，流量小，水的利用率低，不適合大量生活飲用水的凈化。

多介質(zhì)過濾器是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒狀材料，從而有效的除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂\無煙煤\錳砂等，主要用于水處理除濁，軟化水，純水的前級預處理等，出水濁度可達3度以下。

（1）多介質(zhì)過濾器工作原理：多介質(zhì)過濾器（又稱機械過濾器）是以成層狀的無煙煤、砂、細碎的石榴石或其他材料為床層，一個典型的多介質(zhì)過濾器，床的頂層由輕和粗品級的材料組成，而重和細品級的材料放在床的低部。其原理為按深度過濾--水中較大的顆粒在頂層被去除，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被去除。從而使水質(zhì)達到粗過濾后的標準。

（2）性能特點：多介質(zhì)過濾器可去除水中大顆粒懸浮物，從而降低水的SDI值，滿足深層凈化的水質(zhì)要求。該設備具有造價低廉，運行費用低，操作簡單；濾料經(jīng)過反洗，可多次使用，濾料使用壽命長等特點。

（3）過濾器應用范圍：多介質(zhì)過濾器廣泛用于水處理工藝中，主要用于水處理除濁、軟化水、電滲析、反滲透的前級預處理，也可用于地表水、地下水的除泥沙等。

（4）產(chǎn)品簡介：

本產(chǎn)品生產(chǎn)的多介質(zhì)過濾器按控制類型可分為手動型和全自動型。手動型主要是通過閥門的調(diào)節(jié)來控制過濾器的運行、正洗、反洗；而全自動型是通過FLECK控制器來進行對過濾器運行，正洗、反洗等狀態(tài)的控制，按罐體材質(zhì)可分為玻璃鋼罐、碳鋼罐、不銹鋼罐，罐內(nèi)壁可根據(jù)用戶要求做內(nèi)涂環(huán)氧涂層或襯膠防腐。

在水處理上使用的多介質(zhì)過濾器，常見的有：無煙煤-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂-磁鐵礦過濾器，活性炭-石英砂過濾器，石英砂-陶瓷過濾器等。

生物膜法是屬于好養(yǎng)生物處理的方法，它是將廢水通過好氧微生物和原生動物，后生動物等在載體填料上生長繁殖形成的生物膜，吸附和降解有機物，使廢水得到凈化的方法。根據(jù)裝置的不同，生物膜法可分為生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法和生物流化床等四類。在石油和化學工業(yè)的廢水處理中，其中應用多的是接觸氧化法。

一、生物膜法處理污水的機理

1、生物膜法處理污水的發(fā)展

在20世紀50年代以前，生物膜法卻一直未被人們重視，其原因主要是因為生產(chǎn)中早采用的生物膜法構(gòu)筑物是以碎石為填料的滴濾池。碎石的比表面積小，能夠為微生物附著生長的表面積小，因而滴濾池的負荷不可能很大，使其占地面積較大，衛(wèi)生狀況也不好。

50年代，由于塑料工業(yè)的發(fā)展以及塑料填料引入生物膜處理系統(tǒng)，使生物膜法出現(xiàn)了許多具有重要意義的發(fā)展。因此，出現(xiàn)了許多新型的生物膜法設備。

20世紀70年代末，為強化生物膜法反應器中的傳質(zhì)，流化床系統(tǒng)被引人生物膜處理中，稱為生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待點，又稱為半生物膜和半懸浮生長系統(tǒng)。

微污染水的分段處理

1．1．1 常規(guī)處理

包括混凝、沉淀、過濾和消毒。這種方法可以較好地去除水中的濁度、色度、懸浮物、膠體及病原菌，比較適合處理有機物含量較少的原水，而對有機物含量較多的微污染水卻顯得力不從心。

1．1．2 深度處理

包括臭氧氧化和活性炭吸附等。我們應根據(jù)不同的水源水質(zhì)和出水水質(zhì)要求結(jié)合經(jīng)濟因素確定合適的處理工藝。在此，主要討論微污染水深度處理技術(shù)中的一種：臭氧一生物活性炭技術(shù)。臭氧一生物活性炭技術(shù)因氧化性強、副產(chǎn)物少、吸附與降解*等特點日益受到重視并迅速推廣。目前這一技術(shù)已被越來越多國家實際應用于污染水源凈化、城市污水再生回用作生活雜用水等方面。

1．2 臭氧一生物活性炭技術(shù)工藝

臭氧一生物活性炭工藝是活性炭物理化學吸附、臭氧化學氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒4種技術(shù)合為一體的工藝。

該工藝一般設在砂濾之后。首先利用臭氧預氧化作用，初步氧化分解水中的有機物及其他還原性物質(zhì)，降低生物活性炭濾池的有機負荷，同時臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機物斷鏈、開環(huán)，轉(zhuǎn)化成簡單的脂肪烴，改變其生化特性。

微生物相方面：

①微生物的多樣化：生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲組成（濾池蠅具有抑制生物膜過速增長的功能）。

②生物的食物鏈長：生物膜上的食物鏈要長于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系統(tǒng)。

③能夠存活時間長的微生物：SRT與HRT無關(guān)，因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能，采取適當運行方式，可脫氮。

④分段運行與優(yōu)勢菌種：生物膜法多分多段運行，每段繁衍與本段水質(zhì)相適應的微生物。

（2）、生物膜法處理污水工藝方面的特征

①對水質(zhì)、水量變動有較強的適應性：一段時間中斷進水，對生物膜也不會有致命影響，通水后易恢復。

②污泥沉淀性良好：污泥比重較大 ，且顆粒較大，易沉淀；但厭氧層過厚時，脫落的細小非活性懸浮物分散于水中，使水的澄清度下降。

③微生物量多，處理能力大、凈化功能強：附著生長，故生物膜含水率低，單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有較大處理能力，凈化功能顯著提高。

④能夠處理低濃度廢水：生物膜能處理活性污泥法不能處理的低濃度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。

⑤易于維護運行，節(jié)能，動力費用低；如生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等，去除單位BOD的耗電量較少。