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每天150噸地埋式一體化污水處理設備
SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱,是近年來被國內外引起重視、研究并大力推廣應用的一種污水生物處理新技術。CASS工藝是一種循環式活性污泥法,是SBR工藝的更新變型。之所以出現CASS工藝,是因為SBR有其自身難以克服的缺點,但CASS工藝不可*替代SBR。本文在分析這兩種工藝原理的基礎上,對兩者進行了較為詳細的比較。
原理及工藝特點
原理
SBR工藝是通過時間上的交替運行實現傳統活性污泥法的運行全過程。該工藝只有一個SBR池,但同時具有調節池、曝氣池和沉淀池的功能。運行過程分為進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置五個階段。一個運行周期內,各階段的運行時間、反應器混合液體積的變化及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質及運行功能要求等靈活掌握。
CASS工藝包括充水—曝氣、充水—泥水分離、潷水和充水—閑置等四個階段。不同的運行階段,根據需要調整運行方式。CASS工藝共分為三個反應區:生物選擇區(DO<0.2mg do="">0.5mg/L)和好氧區(DO=(2～3)mg/L)。生物選擇器為CASS前端的小容積區,通常在厭氧或兼氧條件下運行。有機污染物通過三個區的連續降解,可以達到很好的處理效果,同時能夠實現脫氮除磷。
工藝特點
與傳統活性污泥法相比,SBR工藝所具有的優點非常明顯:工藝簡單,調節池體積小或不設,無二沉池和污泥回流,運行方式靈活;結構緊湊,占地少,基建、運行費用低;反應過程濃度梯度大,不易發生污泥膨脹;抗負荷沖擊能力強,處理效果好;厭氧(缺氧)和好氧交替發生,同時脫氮除磷而不需額外增加反應器。
CASS工藝與其他工藝相比,特點如下:CASS池的變容運行提高了系統對水量水質變化的適應性和操作的靈活性;選擇器的設置加強了微生物對磷的釋放、反硝化、對有機物的吸附吸收等作用,增加了系統運行的穩定性;周期內反應器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運行,有比較理想的脫氮除磷效果。
生物降解能力比較
SBR工藝在反應階段,基質濃度隨時間由高到低變化,微生物經歷了對數生長期、減速生長期和衰減期,其降解有機物的速率也相應地由零級反應向一級反應過渡。由于SBR系統的非穩態運行,反應器中生物相十分復雜,微生物的種類繁多,各種微生物交互作用,強化了工藝的處理效能;采用該法處理COD濃度可達幾百到幾千毫克每升,其去除率均比傳統活性污泥法高,而且可去除一些理論上難以生物降解的有機物質。
CASS工藝從污染物的降解過程來看,污水以相對較低的流量連續進入反應池,被混合液稀釋到相對較低的濃度。從空間上看CASS工藝為*混合式,而在時間上則為推流式,基質濃度逐漸降低,濃度梯度從大到小,在曝氣階段有機物得到*降解。通過對沉淀階段和排水階段污水進入反應池后基質在主反應區內擴散規律的研究,發現基質擴散前沿邊界在反應器水平方向和垂直方向都與沉淀時間的自然對數呈函數關系。
每天150噸地埋式一體化污水處理設備類似的脫氮除磷過程
廢水的脫氮除磷要求經歷厭氧一缺氧一好氧這樣一個過程,而SBR工藝在時間上的靈活控制,不僅可以很容易地實現好氧、缺氧和厭氧,而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、延長曝氣時間和增加污泥齡來強化硝化反應及聚磷菌過量攝磷;也可以在缺氧條件下方便地投加原污水或提高污泥濃度等方式使反硝化過程更快地完成;還可以在厭氧條件下通過攪拌促進聚磷菌充分地釋磷。
CASS工藝的脫氮除磷效果則更為明顯。生物選擇器的設置為除磷創造了有利條件。來自主反應區高濃度污泥和廢水充分混合,污泥中的反硝化菌以污水中的有機物為碳源,還原硝態氮(污泥中的硝態氮一般為2mg/L)為氮氣,實現脫氮。
聚磷菌在厭氧條件下分解體內的聚磷酸鹽釋放到水中,獲得能量用于吸收廢水中的有機酸合成聚β—羥基丁酸(PHB)并儲存于細胞內,這是一個過量的釋放磷的過程,為好氧條件下的過量攝磷創造先決條件。由于廢水的進入,在此區域還發生比較明顯的反硝化,其去除的氮占總去除率的20%左右。
在缺氧區,微量曝氣可以強化反硝化功能,也可不曝氣進行除磷。對主反應區的曝氣強度進行控制,使溶液處于好氧而活性污泥內部則基本處于缺氧狀態,從而可以實現同步硝化和反硝化。
膜分離技術
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、莫萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水，處理后廢水組成不變，有利于回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設備。反滲透法已大規模用于鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。采用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段，如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水，此外也應用于鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術，該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
離子交換處理法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等，離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，后者制造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，多數情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力，若經改良后其吸附及離子交換的能力更強。
但是卻難再生，天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點：沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積大，具有*的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可以提高吸附和離子交換功能。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除，在NaCl再生過程中，去除率達97%以上，可多次吸附交換，再生循環，而且對銅的去除率并不降低。
生物處理技術
由于傳統治理方法有成本高、操作復雜、對于大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經過多年的探索和研究，生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，采用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭，根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
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