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城镇污水处理主流技术发展史

北极星环保网来源:上华软件2019/9/16 9:03:37我要投稿

高效的反应器,要能保持最大的微生物量及其活性,要能有效地供应氧或隔绝氧,要使微生物、氧和污水中的有机物之间能充分接触良好的传质条件。反应器按其特性,大致可分为以下几类:

①悬浮生长型(如活性污泥法) 或附着生长型(如生物膜法);

②推流式或完全混合式;

③连续运行式(如传统活性污泥法) 或间歇运行式(如SBR法)。

活性污泥法自1914 年由Arden和Lockett开创至今,已经104年的发展与实践,在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面不断得到革新和改进。最早出现的传统活性污泥法属于推流式曝气池,由于靠近水池进水口的基质浓度高于出口端的基质浓度,而最初的设计没有考虑到需氧量的变化,结果造成了一些部位氧的不足。

为改进供氧不均匀的缺点,1936 年将均匀曝气方式改为沿推流方向渐减曝气方式,大部分的氧量在基质去除相当快的进水端输人,而以内源代谢和衰减为主要反应作用的出水端仅需少量的氧,这也就是传统活性污泥法比较标准的形式一一渐减曝气活性污泥法。

活性污泥法的变种(阶段曝气法)于1942 年出现。阶段曝气法又称多点进水法,进水分成几股,然后几股污水从曝气池的不同点进人,从而使需氧量分配均匀。在污泥同原水混合前,使污泥进行再曝气的想法得到了更进一步的发展。1951年出现了接触稳定活性污泥法,它是传统活性污泥法的另外一种发展形式。

为了避免在推流式曝气池中因基质浓度梯度造成的微生物不适应,使微生物群落保持相对稳定的状态。到20世纪50年代末,出现了完全混合式活性污泥法,这种形式的优点是提供了一个有利于细菌絮体生长,不利于丝状菌生长的环境,污泥的沉降和密实性都很好,但是由于基质梯度的变化使系统容易受有毒物质的干扰。

为了克服其他几种改进形式的缺点(必须处置大量的污泥、流程的运行控制要求严格),出现了延时曝气法,由于有一个完整的细胞平均停留时间,所以稳定程度相当高,然而由于经济问题的限制,它仅用于污水浓度低的小型设施。另外还出现了纯氧曝气法、深井曝气法等。

(1.1)SBR法的发展

作为传统活性污泥法的改进,SBR法有着广泛的应用前景。SBR法是序批式间歇活性污泥法(又称序批式反应器) 的简称,它是目前受到国内外广泛重视、研究和应用较多的一种污水生物处理技术,特别是随着先进的自动控制技术的发展,污水处理厂自动化管理程度大大提高,为SBR活性污泥法的推广应用提供了更为有利的条件。

一、活性污泥法

SBR工艺在设计和运行中,根据不同的水质条件、使用场合和出水要求,有了许多新的变化和发展,产生了许多变型。ICEAS与传统SBR相比,增加了一个预反应区且连续进水、间歇排水,但由于在沉淀期进水影响了泥水分离,使进水水质受到了限制。DAT-IAT 工艺克服了ICEAS的缺点,将预反应区改为与SBR反应池IAT分立的预曝气池DAT, DAT 连续进水、连续曝气,主体间歇反应器IAT在沉淀阶段不受进水的影响且增加了从IAT到DAT的回流。

但是对于含生物难降解有机物污水的处理,DAT-IAT并不能取得好的效果,而CASS工艺克服了这个缺点,将ICEAS的预反应区革新为容积小、设计更加优化合理的生物选择器并将主反应区的部分剩余污泥回流至选择器,沉淀阶段不进水,因而系统更加稳定,且具有良好的脱氮除磷效果。IDEA 又是CASS的发展,主要是将生物选择器改为与SBR 主体构筑物分立的预混合池。但以上工艺均只能做到进水连续而排水间歇。

为了克服间歇排水的缺点,UNITANK工艺集合了SBR和三沟式氧化沟的优点,一体化设计,做到连续进水连续出水并且污泥自动回流,与CASS相比省去了污泥回流设备。但UNITANK 工艺还存在中沟污泥浓度低及过分依赖于仪表装置等缺点,如一旦进水阀门损坏,整个系统将无法工作。

为了克服UNTANK 工艺的缺点,又产生了一种新型的SBR系统MSBR。它实质上是将A/A/O工艺与SBR系统串联而成,采用单池多格方式,省去了许多阀门仪表等,增加了污泥回流又保证了较高的污泥浓度,有很好的脱氮除磷效果。

近几年,其他许多SBR系统的研究也得到了深入,如厌氧SBR、多级SBR等,均取得了良好的效果。随着技术的不断进步和深入研究,将出现更多的SBR改型工艺。

(1.2)氧化沟的发展

氧化沟是活性污泥法的一种改型,其曝气池呈封闭的沟渠型,污水和活性污泥的混合液在其中进行不断的循环流动,因此又被称为“环形曝气池”、“无终端的曝气系统”。氧化沟工艺形式的改进和发展与其曝气设备的开发和研究是分不开的。

20 世纪60 年代末,荷兰的DHV公司将立式低速表曝机应用于氧化沟工艺,将其安装在氧化沟中心隔墙的末端,利用其所产生的搅拌推动力使水流循环流动,使氧化沟的有效水深增加至4.5m,该工艺即为Carrousel氧化沟工艺,几乎与此同期,Lecmple和Mandt 首次将水下曝气和推动系统应用于氧化沟工艺,开发了射流曝气氧化沟工艺,使氧化沟的有效水深和宽度相互独立,其深度可达7~8m。1970年,南非开发了转盘曝气机而出现了Orbal氧化沟工艺。

延伸阅读:

污水处理技术之CASS工艺与CAST工艺的区别!

污水处理技术之同步脱氮除磷工艺中的矛盾关系及对策!

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