高COD去除和低污泥产量的生物膜BAS组合工艺.doc

高去除和低污泥产量的生物膜组合工艺牛学义安能国际北京摘要本文介绍了移动床生物膜和活性污泥组合工艺工艺该工艺可处理进水较高或营养物缺乏污水工艺占地省运行稳定污染物处理效率高可大幅度降低生物污泥产量和减少出水营养物的排放关键词工艺活性污泥工艺工艺营养物缺乏移动床生物膜污水处理工艺是在上世纪年代研究开发的发明专利技术使用该工艺的第一个城市污水处理厂建成于年从此该工艺极其与其它工艺的组合工艺已经成功的在世界上个国家多座城市和工业污水处理厂得到应用活性污泥组合工艺工艺两段生物处理工艺是移动床生物膜工艺和传统活性污泥工艺的组合工艺见图该工艺有机地结合了移动床生物膜工艺和活性污泥工艺的优点使整个系统达到很高的处理效率图和传统活性污泥的组合工艺工艺生物池活性污泥生物池二沉池鼓风曝气系统活性污泥池污泥回流工艺的特点通过在近百座市政造纸石化制药食品等行业污水处理的应用证明了具有以下特点工艺处理进水浓度高污水时位于活性污泥生物处理段的生物池虽然占整个生物处理池的体积只有可因其生物量在以上处理率可高达从而可大幅度减轻后续活性污泥生物段的体积和污泥负荷节省以上的占地极耐进水毒物和高负荷冲击冲击后一般在天内系统的生物处理功能即可全部恢复保证了最终出水的稳定性大幅度降低活性污泥段的生物污泥产量生物污泥的产率是单纯活性污泥工艺的以下另一方面活性污泥段出水絮体生物污泥密实度大絮体菌多丝状菌少避免了污泥膨胀现象的发生易于脱水和处置进一步减少了污泥处理费可有效处理进水中缺乏营养物或等的污水大幅度减少生物处理所需的营养物添加量也有效保证出水指标节约运行成本易于现有污水处理的扩容和升级改造在现有污水处理厂生物池的前段增加占地较少的生物处理段后不仅可大大改善现有污水处理厂的出水稳定性降低污泥产量还可成倍的增加现有污水处理厂的处理能力和改善出水水质易于降解某些工业污水中较难生物降解的有机物在工艺中生物膜处理段的容积负荷在或以上由于生物处理段在高有机负荷下对的去除率很高导致后续活性污泥段污泥负荷大幅度降低大约以下另一方面由于两段总的污泥产量较少所以和同样生物池容的单纯传统活性污泥工艺相比工艺活性污泥段的污泥停留时间相当长可达天以上结果可间接导致一些工业污水中需要较长泥龄才能降解有机物如螯合剂的去除工艺降低污泥产率原因探讨工艺低污泥产率机理在活性污泥工艺中低食物微生物比值条件低营养物或和低溶解氧环境等因素都能够引起丝状菌过度生长虽然可通过在活性污泥池前面经常增加高负荷的生物选择器来抑制低食物微生物丝状菌的生长但生物选择器不能控制营养物缺乏导致的丝状菌引起的污泥膨胀和过度粘稠物质多聚糖的产生在工艺中活性污泥池前高负荷和高处理效率的生物膜处理段可在污水进入活性污泥段前很快的将易生物降解的有机物去除并进而控制活性污泥段丝状菌的生长通过对应用工艺污水处理厂生物污泥的运行观察和研究发现生物膜处理段产生的大量粘稠多聚糖物质在后续的活性污泥段将被几乎全部的去除在生物膜段易生物降解的可溶性有机物被降解一部分被氧化成和水另一部分转化成生物量约去除出水的生物量可作为后续活性污泥段内微生物的营养物从而导致生物有机体粘稠多聚糖等物质进一步在活性污泥段内的生物降解在活性污泥段内的转化过程中每消耗生物膜段产生的生物量可产生新的生物量约为消耗所以经整个两段生物系统处理后产生的易生物降解的污泥产率综合为去除去除消耗和单纯活性污泥工艺相比工艺的生物污泥量大幅度减少在单纯活性污泥工艺中易生物降解被转化为氧化成水和生物量后污泥产率约为去除左右工艺处理营养物缺乏污水的优势各种微生物类群在降解污水中污染物进行生化反应和自身生长繁殖等生理活动的过程中需要营养物质以保证正常的新陈代谢活动并维持污水处理系统中微生物种类的动态平衡和生物活性如污水中缺乏等营养物质污水生物处理系统中的许多微生物类群的生化反应将被抑制营养敏感性微生物类群的活性和微生物污染物的降解能力下降整个处理系统的微生物类群生物活性类群和数量将被改变引起低营养型微生物如丝状菌的过量增殖和污泥膨胀现象严重影响整个工艺的正常运行所以在单纯的活性污泥工艺中营养物质的合理比例是影响活性污泥微生物正常生长代谢保障污水处理工艺稳定运行的关键因素通常认为活性污泥微生物的正常生化处理应满足但许多工业污水如造纸食品加工酿酒制药皮革和石化等行业的污水都存在等营养物质缺乏的问题等营养物质的不足不但会引起活性污泥工艺运行中最麻烦的污泥膨胀处理效率低污泥沉降性能差出水高等问题还会导致整个生物处理系统的崩溃虽然在一些情况下可通过添加足够的等营养物质来控制或恢复生物体统的正常运行但会加大运行的成本控制也十分麻烦加量过多对出水水质又有不利影响工艺的污水处理厂运行发现当进水营养比为甚至更低的条件下工艺不但不会发生污泥膨胀而且活性污泥具有很好的沉降性和单纯的活性污泥工艺相比可大量的降低生物污泥产量并且并不会因此而降低有机物的去除率其机理是在工艺处理营养物缺乏性的污水时营养物缺乏可诱导粘稠多聚糖的产生和增加了所产生的剩余污泥可进一步生物降解的可能性生物膜池产生的大量粘稠生物量本来对污泥沉降很不利但在后续的活性污泥段将大部分作为微生物的能源而被消耗掉从而减少了总的生物污泥的产量出水中营养物质等的含量也大幅度减少低污泥产率运行实例造纸厂瑞典造纸厂纸产量为吨年进水中缺乏和年该厂使用工艺对原单段污水处理厂进行了改造处理工艺包括粗格栅初沉池细格栅生物膜生物处理池组每组体积活性污泥曝气池组每组体积加药系统和二沉池等生物池填料的填充率为改造后造纸污水的平均进水量为段和活性污泥段的水力停留时间分别为设计平均负荷为最大为表为污水处理厂设计情况表污水处理厂设计情况平均处理量设计参数进水值处理段活性污泥段处理率或出水水质要求负荷最高最高最高浓度去除率浓度去除率温度泥龄天年月起个月的运行结果如下该污水厂在开始运行的个月内进水负荷在吨日之间变化平均值为吨日在生物膜处理段第个月的去除率为运行期间的平均去除率为活性污泥处理段的平均去除率为总的生物两段处理的平均去除率为总的去除率为平均值为下表为起始个月内的运行结果表造纸厂起始个月内的运行结果运行测试参数去除率或出水水质处理段活性污泥段总去除率或出水水质去除率去除率平均波动范围平均波动范围污泥产量平均值为去除去除波动范围每去除产生污泥量为在运行调试和运行优化的天内污泥产量最高其后的个月内的平均产泥率为且活性污泥皆成紧密的絮凝块状沉降性能很好美国炼油污水处理厂炼油污水处理厂由于污水量增加和出水要求浓度标准的提高原有单段活性污泥池不再能满足出水标准污水处理厂又没有新场地建新生物池所以石化公司决定采用公司的与活性污泥工艺组合的工艺对其进行改造将现有一絮凝池改造成段处于活性污泥池前端池设计参数见表表炼油污水处理厂段设计参数设计参数单位处理段流量天进水负荷天体积填料填充率容积负荷生物膜面积单位负荷水力停留时间后续的生物活性污泥处理池的水力停留时间为主要用于完成硝化去除的功能年月开始试运行到年月期间段的生物膜单位面积负荷平均为段的去除率为以上下表为年从四月起工艺的运行情况表炼油污水处理厂工艺年运行情况月份进水水量段主要去除活性污泥段主要去除进水出水进水出水结论工艺对有机物处理效率高占地省应用灵活适于污水处理厂的新建和升级改造工艺用于处理高浓度有机污水或营养物缺乏污水可大幅度降低活性污泥段的生物污泥产量是我国现在城市和工业污水处理厂建设和升级改造过程中应推广和探讨的工艺参考文献李彩斌李京生物选择器的作用机理和设计方法中国给水排水