生化反應裝置

· 設(shè)備介紹

一、SBR反應裝置
概述
序批式活性污泥法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初，美國Natre Dame 大學的R.Irvine 教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國（EPA）的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產(chǎn)了世界上一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、潷水、閑置。 由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內(nèi)混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。
特點
1、理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。
2、運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。
3、耐沖擊負荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。
4、工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活。
5、處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護管理。
6、反應池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。
7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于污水廠的擴建和改造。
8、脫氮除磷，適當控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。
9、工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。
 應用
1、 中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。
2、 需要較高出水水質(zhì)的地方，如風景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養(yǎng)化。
3)、水資源緊缺的地方。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進行物化處理，不需要增加設(shè)施，便于水的回收利用。
4)、用地緊張的地方。
5、對已建連續(xù)流污水處理廠的改造等。
6、 非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點源污染的治理。
技術(shù)參數(shù)表

 
 
二、生物接觸氧化反應器
概述
生物接觸氧化池就是在池內(nèi)填充填料，已沖氧的廢水將填料浸滿全部，并已一定的流速流經(jīng)填料。而填料上布滿的生物膜將廢水與其接觸，在生物膜上的微生物新城代謝的作用下污水中的有機污染物得到去除，污水得到凈化，因此生物接觸氧化工藝又稱淹沒式曝氣生物濾池。
接觸氧化池有池體、支架、填料、曝氣系統(tǒng)、進出水管，排泥裝置等組成。池體的作用除凈化污水外，還要考慮調(diào)料，布水，布氣的安裝。池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池體低壁設(shè)有支持填料的框架和進水進氣管支座。池體的厚度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)強度來設(shè)計。填料時生物膜的載體，填料時生物接觸氧化法的關(guān)鍵部位，它直接影響處理效果。我公司此次采用的懸掛式組合填料，其特點是比表面積大，空隙率高，水流通暢，阻力小，經(jīng)久耐用，運輸與安裝也方便。曝氣系統(tǒng)由鼓風機、管道、曝氣器組成。支架采用槽鋼、角鋼和鋼筋組成。
特點
1、接觸氧化法安裝有比表面積較大的填料，有利于微生物的繁殖，這些微生物形成生物膜后具有較大的比表面積，對可利用基質(zhì)具有較朋的親和力，呼吸速度低，世代周期長，繁殖緩慢，對營養(yǎng)物的吸收具有較大優(yōu)勢。    
2、能去除氨氮、鐵、錳等污染物 
3、能有效降解藻類和藻毒素。 
4、生物活性高。國內(nèi)采用的生物接觸氧化法中，曝氣管都設(shè)在填料下，不僅供氧充分，而且對生物膜起到了攪拌作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性高。 
5、容積負荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積。接觸氧化法的容積負荷可高達 3 ～ 10KgCODcr/ ( m3·d) ，高于 SBR 法的 2～ 5KgCODcr/ ( m3·d) ，因此縮短了處理時間，減少了處理設(shè)備的體積，降低了投資。 
6、掛膜方便，可以間歇運行
 7、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定。     
 8、該工藝是國內(nèi)污水處理較*、成熟的處理工藝，能承諾污水處理穩(wěn)定達標 
9、該工藝流程簡潔明了，處理效果穩(wěn)定且操作維修方便。
10、該工藝采用生化池污水一提升，節(jié)省動力消耗，有效地降低了工程投
和運行費用。    
11、采用生物接觸氧化具有較高的容積復負荷，不存在污泥膨脹問題，對沖
負荷和水質(zhì)變化的耐受性較強，運行穩(wěn)定，管理方便。    
12、水力條件較好，能很好的向生物供氧，形成穩(wěn)定的生物系統(tǒng)。 
13、生物接觸氧化法容積負荷高，占地面積小，建設(shè)費用較低。 生物接觸氧
藝憑借其自身特點得到人們的認可，為人們保護環(huán)境的偉大使命貢獻著自
的力量。
應用
生物接觸氧化技術(shù)經(jīng)過國內(nèi)研究者和實際工程技術(shù)人員幾十年實際工程應，
現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應用在國內(nèi)污水處理領(lǐng)域。工業(yè)污廢水有水量變化大、水質(zhì)不均勻和污染物成分復雜的特點,因此工業(yè)水處理工藝的設(shè)計難度比較大,要求比較高。生物接觸氧化污水處理技術(shù)就是一種適應范圍廣、處理效率高、運行操作簡單的水處理技術(shù)。該技術(shù)在工業(yè)水處理領(lǐng)域得到廣泛的應用,據(jù)統(tǒng)計工業(yè)水處理站中50%以上均采用的是生物接觸氧化工藝。目前生物接觸氧化技術(shù)工藝已經(jīng)被廣泛的應用在食品、印染、造紙、化工、醫(yī)藥、生活、養(yǎng)殖、中水回用等污水處理領(lǐng)域。隨著填料技術(shù)以及設(shè)備一體自動化程度的提高將會有更多新型高生物接觸氧化技術(shù)與設(shè)備被開發(fā)與應用在污水處理實際工程中。

接觸氧化污染物去除率技術(shù)參數(shù)

三、MBR反應器
概述
膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊、占地面積??；易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。
膜生物反應器技術(shù)以其優(yōu)的出水水質(zhì)被認為是具有較好經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益的節(jié)水技術(shù)而倍受關(guān)注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜制造技術(shù)的進步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜的開發(fā)等已使其成本比以往有很大降低。另一方面，各種新型膜生物反應器的開發(fā)也使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物反應器在水處理中應用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢⑹切率兰o替代傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的有力競爭者。
特點
高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質(zhì)穩(wěn)定,高品質(zhì)。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳統(tǒng)系統(tǒng)簡單 ，占地面積減小一取代沉淀池、砂濾單元，占地面積較傳統(tǒng)方式節(jié)省30%，無污泥沉降性問題反應池內(nèi)MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷沖擊能力強，有效處理高濃度有機廢水。在微濾膜過濾下，分離效果遠優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀池及砂濾等處理單元，出水水質(zhì)良好穩(wěn)定，懸浮物和濁度低，一般低污染度市政廢水經(jīng)過處理后，可直接做為中水道用水或現(xiàn)場資源回收水使用。有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系統(tǒng)的硝化效率得以提高，A/O反應下具高脫氮的功能，A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷，尤其適用于水質(zhì)管制區(qū)內(nèi)使用。微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消劑添加量及獲得安全的回用水。低能耗，操作運轉(zhuǎn)費用低。生物攔截在池內(nèi)，可取得較長的SRT高污泥齡之運轉(zhuǎn)下,在生物自解下污泥量減少1/2以上 。低廢棄污泥量低于傳統(tǒng)活性污泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管系統(tǒng)屬于一過濾系統(tǒng)及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水。系統(tǒng)PLC控制設(shè)計，操作維護容易，可實現(xiàn)自動化控制，便于管理高生物污泥操作濃度；MLSS =6000 ~10000mg/l ，可減少生物好氧污泥池之體積 可作封閉式設(shè)計，低公害，低噪音，低臭味。膜分離大大提高了污水的大分子難降解的物質(zhì)處理效率。標準移動式模組化設(shè)計，快速簡單的安裝，易于分期擴充，適用于對于舊有污水處理廠進行改造，僅需增設(shè)MBR膜組設(shè)備。
 
MBR進出水對照表

 
 
 應用
膜生物反應器廣泛適用于生活小區(qū)、賓館飯店、度假區(qū)、學校、寫字樓、等分散用戶的日常生活污水處理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行業(yè)的有機污水處理。膜生物反應器的產(chǎn)水常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。適用于各類工業(yè)企業(yè)、賓館、飯店、學校、醫(yī)院、住宅區(qū)、洗衣房等的污廢水處理、中水處理及原有污水設(shè)施的升級改造等。
技術(shù)參數(shù)表

 
四、水解酸化反應池
概述
污水生物處理工藝分好氧工藝和厭氧工藝，這兩類工藝各有其優(yōu)缺點。隨著生物處理技術(shù)的發(fā)展，作為生物處理的主角仍是微生物。如何能使好氧生物處理工藝提高污泥濃度，減少氧的消耗‘如何使厭氧生物處理工藝縮短處理時間和提高處理負荷，是值得進一步研究的課題。各種類型有機污染物的厭氧（缺氧）、好氧降解反應過程匯總?cè)缦隆?/span>
好氧（微需氧）過程           厭氧（缺氧）過程
（1）COD→H2O+CO2            （2）COD→CH4+CO2
傳統(tǒng)好氧工藝                 傳統(tǒng)厭氧工藝
（3）NH4+→NO3-              （4）NO3-→N2
硝化工藝                     反硝化或缺氧工藝
（5）H2S→S0                 （6）SO42-→H2S
微需氧或好氧工藝             厭氧反應
（7）R-Cl→CO2+Cl-           （8）R3CCl→CH4+CO2+Cl-
好氧反應                     厭氧反應
從化學反應式（1）-（8）來看，除反應式（1）、（2）為傳統(tǒng)的好氧和厭氧工藝外，其他均為兼性菌的反應。人們過去對于好氧微生物和專性厭氧微生物研究十分充分，而對兼氧性微生物的研究不夠。
事實上，利用兼性細菌的工藝人們已開始有所涉及。如，對去除N、P的A²O或AO工藝（反應式（3）、（4）），是利用了兼性菌在好氧條件下進行好氧代謝，而在厭氧條件下進行不同代謝反應的工藝。在含有硫酸鹽的有機廢水中，厭氧反應將有機物和硫酸鹽分別轉(zhuǎn)化為有機酸和硫化氫（反應式（6）），產(chǎn)生的硫化氫被微需氧細菌直接氧化為硫元素。這可以用來去除硫化物并回收硫元素（反應式（5））。1新研究表明，一些在好氧狀態(tài)下難降解芳香族和鹵代烴在厭氧條件下容易分解（反應式（7）、（8））。
以上反應是一些新工藝的化學反應基礎(chǔ)，其基本原理是新工藝開發(fā)的基礎(chǔ)和生長點。例如，目前國際和國內(nèi)上流行的AB工藝和序批式活性污泥（SBR）工藝。前者是在A段的高吸附段發(fā)生了水解和部分酸化反應，大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，所以使得整個工藝的效率大為提高。對于后者而言，在SBR的反應過程同樣經(jīng)歷了好氧-缺氧和厭氧的過程。
成功地利用兼性微生物的典型工藝是由北京市環(huán)境保護研究院在20世紀80年代開發(fā)的水解-好氧生物處理工藝。水解池利用水解和產(chǎn)酸微生物，將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于生物降解的小分子有機物，使得污水在后續(xù)的好氧單元以較少的能耗和較短的停留時間下得到處理。采用水解-活性污泥法與傳統(tǒng)的活性污泥相比，其基建投資、能耗和運行費用可分別節(jié)省30%左右。由于水解池具有改善污水可生化性的特點，使得本工藝不僅適用于易于生物降解的城市污水等，同時更加適用于處理不易生物降解的某些工業(yè)廢水，如紡織廢水，印染廢水，焦化廢水，釀酒廢水，化工廢水，造紙廢水等。
特點
1、水解酸化工藝運行費用低，且其對廢水中有機物的去除亦可節(jié)省好氧段的需氧量，從而節(jié)省整體工藝的運行費用； 
2、水解酸化工藝使污水中的有機物不但在數(shù)量上發(fā)生了很大變化，而且在理化性質(zhì)上發(fā)生了更大變化，使污水更適宜后繼的好氧處理，提高好氧處理的效能； 
3、水解酸化工藝的產(chǎn)泥量遠低于好氧工藝，并已高度礦化，易于處理； 4、水解酸化工藝可對進水負荷的變化起到緩沖作用，從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進水條件； 
采用水解池較之全過程的厭氧池（消化池）具有以下的優(yōu)點： 
1、水解、產(chǎn)酸階段的產(chǎn)物主要為小分子有機物，可生物降解性一般較好。故水解池可以改變原污水的可生化性，從而減少反應的時間和處理的能耗。 
2、對固體有機物的降解可減少污泥量，其功能與消化池一樣。工藝僅產(chǎn)生很少的難厭氧降解的生物活性污泥，故實現(xiàn)污水、污泥一性處理，不需要經(jīng)常加熱的中溫消化池。 
3、不需要密閉的池，不需要攪拌器，不需要水、氣、固三相分離器，降低了造價和便于維護。由于這些特點，可以設(shè)計出適應大、中、小型污水處理廠所需的構(gòu)筑物。 
4、反應控制在二階段完成之前，出水無厭氧發(fā)酵的不良氣味，改善處理廠的環(huán)境。 
5、一、二階段反應迅速，故水解池體積小，與初次沉淀池相當，節(jié)省基建投資。
 
應用
水解酸化在工業(yè)廢水上的應用已經(jīng)相當成熟，它主要針對有機廢水，主要是高濃度和難降解有機廢水，水中有機物結(jié)構(gòu)復雜時，水解酸化菌利用H2O的電離將有機物分子中C-C打開，將長鏈分解為鍛煉，支鏈成直鏈，固提高了廢水的可生化性。目前水解酸化技術(shù)工藝已經(jīng)被廣泛的應用在食品、印染、造紙、化工、醫(yī)藥、生活、養(yǎng)殖等污水處理領(lǐng)域。
水解酸化污染物去除率技術(shù)參數(shù)

 
 
 
五、UASB反應池
概述
上流式厭氧污泥床反應器是一種處理污水的厭氧生物方法，又叫升流式厭氧污泥床，英文縮寫UASB（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket）。由荷蘭Lettinga教授于1977年發(fā)明。
污水自下而上通過UASB。反應器底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。
因水流和氣泡的攪動，污泥床之上有一個污泥懸浮層。
反應器上部有設(shè)有三相分離器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應器頂部導出；污泥顆粒自動滑落沉降至反應器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。
UASB 負荷能力很大，適用于高濃度有機廢水的處理。運行良好的UASB有很高的有機污染物去除率，不需要攪拌，能適應較大幅度的負荷沖擊、溫度和pH變化。
工作原理
UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解，酸化，產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉(zhuǎn)化過程而將底物轉(zhuǎn)化為1終產(chǎn)物——沼氣、水等無機物
在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要有以下幾種：①水解—發(fā)酵(酸化)細菌，它們將復雜結(jié)構(gòu)的底物水解發(fā)酵成各種有機酸，乙醇，糖類，氫和二氧化碳；②乙酸化細菌，它們將一步水解發(fā)酵的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、乙酸和二氧化碳；③產(chǎn)甲烷菌，它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉(zhuǎn)化為甲烷。
UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
特點
1、 污泥床內(nèi)生物量多，折合濃度計算可達20~30g/L；
2.、容積負荷率高，在中溫發(fā)酵條件下，一般可達10kgCOD/（m3·d）左右，甚至能夠高達15~40kgCOD/(m3·d)，廢水在反應器內(nèi)的水力停留時間較短，因此所需池容大大縮小。
3.、設(shè)備簡單，運行方便，勿需設(shè)沉淀池和污泥回流裝置，不需要充填填料，也不需在反應區(qū)內(nèi)設(shè)機械攪拌裝置，造價相對較低，便于管理，且不存在堵塞問題。
 
UASB污染物去除率技術(shù)參數(shù)