生物滤池为什么要通风(影响生物滤池通风的主要因素)

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北极星水处理网讯:前言

污(废)水处理和水质净化的技术可分为两大类,需要借助生物(微生物、植物、动物)处理的生化处理技术和依据物理、化学、物理化学原理的物化处理技术。本文只涉及生化水处理技术方面。

话说天下的生化水处理技术,门派林立,武学理论浩如烟海。传统的生化水处理武林门派,根据其对炼气的态度,可分为好氧教派和厌氧教派。

好氧教派认为,要想治水,必须炼气,需要不断地供气(氧气)修炼,方能修得至尊武学境界。厌氧教派则认为,治水不一定非得炼气,不凭借外物(氧气)而处理好水质,才是好武功好技术。

好氧教派

好氧教派主要有活性污泥教和生物膜教。

1914年,雅顿(Arden)和洛凯特(Locket)发现了活性污泥具有净化水质的作用,从而开启了活性污泥教。活性污泥教的武学理念是,活性污泥悬浮生长于水中,在曝气情况下,活性污泥首先吸附水中的有机污染物,然后再慢慢地把有机污染物同化,帮助污泥生长,或将有机污染物转化为无机物;最终在二沉池泥水分离,使水质得到净化。

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活性污泥法

活性污泥教内部对武学理念产生分歧,逐渐分成推流派和完全混合派。推流派认为,污(废)水和回流污泥从曝气池的一端进入,呈推流形态流到曝气池的另一端。整个过程中推流横断面上各点浓度均匀,纵向不存在掺混,污染物浓度在进口端最高,在出口端最低。

完全混合派则认为,污(废)水一进入曝气池,在曝气搅拌作用下,整个池子内各点污染物浓度、污泥浓度、需氧速率完全一致,这些参数只随停留时间变化。

最早的活性污泥法采用的就是推流派的方法,很快就发现曝气池前段供氧不足,而后段供氧过剩。推流派在解决这个问题的时候,研究出渐减曝气(曝气沿程渐减)、阶段曝气(分段进水)、延时曝气(延长曝气时间)、改良曝气(选用生长旺盛期的活性污泥)、吸附再生(将活性污泥吸附和稳定两阶段分开)等武学新招式。

完全混合派也不甘落后,在普通完全混合曝气池的基础上,改进为深井曝气、浅层曝气、纯氧曝气等新招式。

20世纪70年代,伯恩克(Boehnke)受吸附再生法启发,研究出了吸附-生物降解(AB法)武学秘籍。此秘籍将活性污泥反应分成两段,A段为生物吸附段,一座吸附池,接一座中沉池;B段为生物降解段,一座曝气池,接一座终沉池。两段进水负荷、污泥浓度、溶解氧、水力停留时间、污泥龄、污泥回流比等条件不同,能降低能耗、耐冲击负荷,更能方便改进。其机要就在B段,可以替代为BAF、A/O、A/A/O、SBR、氧化沟等,这样就修成可脱氮除磷、深度处理的至高武林境界。而AB法的A段较粗犷,在这里承受污(废)水的冲击负荷,保护了较金贵的B段。

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AB法

继传统的推流派和完全混合派之后,活性污泥教又创新开创了序批派和氧化沟派。

序批派最典型的招数就是序批式活性污泥法(SBR),其特点是进水、曝气、沉淀、滗水、闲置全部工序都在同一个池子(或反应器)内完成,只不过不同的时间干不同的事罢了。很明显此招最大的优点就是节约占地,无需沉淀池;而且因为是序批式的(一批一批地处理),运用灵活、可防止污泥膨胀。

SBR的进水阶段可视为推流式,进水时是否曝气可决定其处于好氧、缺氧还是厌氧,灵活方便。SBR的纯曝气阶段可视为完全混合式。故序批派兼收并蓄了推流派和完全混合派,武学造诣更为精进。

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SBR

序批派在SBR的基础上,不断追求创新,又创造了改良型SBR(MSBR,用2个或2个以上SBR池,化间歇处理为连续处理)、循环式活性污泥法(CAST,在进水处设置生物选择区,通俗地讲就是多了缺氧或厌氧,可以脱氮除磷)、间歇循环延时曝气系统(ICEAS,延长池子长度,使出水时可以同时进水而不影响出水水质,提高效率)等最顶尖的生化水处理武学秘籍。如果一套污水厂同时掌握了MSBR、CAST和ICEAS,一定会成为一等一的武林高手。

氧化沟(Oxidation ditch)派是从推流派的延时曝气法改进而来,其构筑物呈封闭无终端渠形,污(废)水和活性污泥混合液依靠表面曝气和机械推流,不断在构筑物中循环。氧化沟中水流虽然呈推流式,但过程动力学接近完全混合式,故氧化沟派也是兼收并蓄了推流派和完全混合派的武学理念。怎么理解氧化沟具有完全混合式的特点,因为氧化沟构筑物中的水量非常大,往往是进水量的20~30倍,且在不断循环,可视为进水一进入氧化沟就被稀释了20~30倍,构筑物水体处于完全混合状态。

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氧化沟

氧化沟的优势是能耗低、抗冲击负荷能力强、出水稳定、具有溶解氧浓度梯度(利用这一点可以脱氮除磷)。氧化沟派日益精进武艺,开创了卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟(多沟串联型)、奥贝尔(Orbal)氧化沟(同心圆或椭圆型)、一体化氧化沟(集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能于一体)、交替式氧化沟(两沟型DE和三沟型T)、导管式氧化沟、射流曝气氧化沟等新招式。其中,交替式氧化沟结合了SBR和传统氧化沟的武学精髓,掌握这一招式的氧化沟可以成为武林高手。

序批派和氧化沟派是活性污泥教的先进代表,随着时间的推移,活性污泥教又新出现了投加混凝剂(助凝剂)的活性污泥法和投加高效菌种的活性污泥法。也许这些新兴招式改进后,又会称霸武林。

好,介绍完活性污泥教,接下来讲讲好氧教派的另一大阵营生物膜教。生物膜教的历史可以追溯到1893年,生物膜附着在填料(或滤料)上生长,同样是通过微生物的吸附和稳定两个阶段去除水中污染物。生物膜生物种类丰富,生物链长,一般由细菌(好氧、厌氧、兼性)、真菌、原生动物、后生动物和藻类,甚至是昆虫幼虫组成。和活性污泥教相比,生物膜教的微生物利用率更高、抗冲击能力强、剩余污泥产量少。

生物膜教认为,水中污染物的去除需经历污染物在液相中紊流扩散、污染物在膜界面扩散传递、氧向生物膜内部扩散和吸附、有机物氧化分解、微生物新陈代谢等过程。

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生物膜法

生物膜教对载体(填料或滤料)存在状态的理解不同,划分为固定床派和移动床派。

最早的生物膜教技术普通生物滤池(又叫低负荷生物滤池)就来自于固定床派。普通生物滤池由滤床及池体、布水设备和排水系统组成,为非浸没式生物膜。氧气来源于自然通风,节约了机械曝气的动力成本。但这招破绽很明显,容易被滤料堵塞而化解,故滤池前必须设初沉池。

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普通生物滤池

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