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目前,在医药废水的处理上,国内外研究者针对低浓度COD废水,采用CASS、SBR、MBR、UNITANK以及氧化沟等好氧工艺处理方式进行研究,对于高浓度COD废水通过厌氧法进行处理。本研究在确定工艺时采用生化处理与深度处理相结合的方式,寻求稳定可靠的工艺流程及参数
工艺流程方案
本中试研究设计处理水量为100m3/d,系统采用强化除磷脱氮工艺作为主体生物处理工艺,具体工艺流程如图1所示。根据深度处理单元的不同共设计以下3种比选方案。
工艺方案比选试验研究中,各工艺单元试验条件为:调节池和水解酸化池的水力停留时间(HRT)分别为10h、4.7h,当系统可生化性较好时,可追赶预处理单元。强化除磷脱氮工艺为A2N工艺变形(工艺流程见图2),硝化池设置辫带式纤维填料,HRT总为18.3h,其中厌氧段∶缺氧段∶硝化段∶好氧段=2.0∶3.1∶9.8∶3.4,混合液悬浮固体浓度(MLSS)为4000~6000mg/L,曝气量为23.46m3/h,回流比R为**。深度处理单元中臭氧接触柱接触时间为10min,臭氧投加量为10~20mg/L;活性炭柱滤速为10.5m/h,填料为ZJ-15型3~5mm活性炭;曝气生物滤池停留时间为15min,填料为3~5mm陶粒;自养反硝化滤池停留时间为60min,填料为10mm硫粒;混凝沉淀池混凝时间为30min,投加混凝剂为硫酸亚铁,沉淀时间为60min;反渗透设备采用PP棉进行预处理,操作压力4.1MPa,有效膜面积7.9m2,较大水通量1.316m3/(m2˙d)。
污水处理设备去除有机物污染物及氨氮主要依赖于设备中的AO生物处理工艺(A级生物处理池(缺氧池)、O级生物处理池(生物接触氧化池)),大型医院因科室齐全,排放的污水包含各种有毒有害物质,甚至还有一定量的放射性物质,停留时间短,效果不明显。该方法较多用于500床以下的中小规模医院污水处理工程。
A级生物处理池(缺氧池)
设置目的
将污水进一步混合,充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体,靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物,将大分子有机物水解成小分子有机物,以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解,同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下,可进行部分硝化和反硝化,去除氨氮。
设计特点
内置高效生物弹性填料,又具有水解酸化功能,同时可调节成为O级生物氧化池,以增加生化停留时间,提高处理效率。
该池设计为A3钢结构。
O级生物处理池(生物接触氧化池)
设置目的
该池为本污水处理的核心部分,分二段,**段在较高的有机负荷下,通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用,去除污水中的各种有机物质,使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮,同时也使污水中的COD值降低到更低的水平,使污水得以净化。
设计特点
该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。该池以生物膜法为主,兼有活性污泥法的特点。池中填料采用弹性立体组合填料,该填料具有比表面积大,使用寿命长,易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展,对水中气泡作多层次切割,更相对增加了曝气效果,填料成笼式安装,拆卸、检修方便。
工艺流程
根据待处理废水水质及排放标准,结合现场的具体情况,我们选用了曝气生物滤池+二氧化氯消毒的处理工艺,工艺流程如图所示:原污水先经格栅去除漂浮物,再经沉淀池分离泥砂等颗粒物,经调节均匀后泵至BAF进行生物处理,出水经二氧化氯消毒后达标排放。反冲洗出水回流至沉淀池,沉淀分后的污水循环处理。
工艺设计
格栅:采用人工格栅,格栅井规格为内设不锈钢格栅一道,栅距10mm。沉淀调节池:采用**式曝气生物滤池,地上矩形砼体构造,工艺尺寸),池体总容积2218m3。采用穿孔管布水布气,气水比为4:1,容积负荷为3kgBOD5/m3#d。选用粒径为(3~6)mm的陶粒滤料,填料层高4m,有效容积16m3。反冲洗方式为气水联合反冲洗方式,反冲气流速为30m/s,反冲洗水流速为25m/s,反冲洗周期为(2~3)d。接触消毒池:采用折板式接触消毒池,接触时间1.5h,二氧化氯投加量为20g/h。主要设备包括污水泵、污泥泵、罗茨风机和电解法二氧化氯发生器。
调试运行
曝气生物滤池的启动采用接种启动的方式。经过淘洗后的好氧活性污泥与原污水以一定比例混合后泵入曝气生物滤池,连续小气量曝气3d,然后逐步增加进水量和曝气量,在一个月内水量由10m3/逐步增加到200m3/d,同时每天观察出水状况,及时调整进水量。在进水量200m3/d、并且由原来的间断运行改为连续运行、进入满负荷运行状态之后,经过一周的稳定运行,设施的有机物脱除率已达到设计要求。曝气生物滤池进入正常运转后,启动二氧化氯设备的调试。一周后调试结束,系统进入正常运转状态。
运行结果
从监测结果可以看出,该工程处理后排放的废水已达到GB8978-1996表2I级排放标准,也达到了本项工程的设汁要求。
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法,即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料,利用吸附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。
该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
反应机理
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,微生物所需氧由鼓风曝气供给,使池体内 污水处于流动状态,以**污水与填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长。此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。
工艺特点
①用分段法提高净化能力。生化过程分为两个阶段。首先是有机物被吸附在污泥上或存在细胞内进行生物合成,这个吸附合成速度很快。*二阶段的生化过程以氧化为主,速度较慢。
②用加接触层的办法来提高沉淀池效率。对沉淀池的生物膜采取沉淀的办法,对细小的悬浮物采取滤层截留的办法,沉淀池区上升流速6.5~7.5m/h;澄清区停留15min。
③接触氧化工艺只需0.5~1.0h就可以达到活性污泥工艺8h的效果。主要靠生物膜,把氧化池分为两段,沉淀池加接触层,接触氧化池分离下来的污泥含有大量气泡,宜采用气浮法分离。
基本特点
1、由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高。因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
2、由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
3、剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。
生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点,但又与一般生物膜法不尽相同。
一、供微生物吸附的填料全部浸在废水中,所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。
二、采用机械设备向废水中充氧,而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧,相当于在曝气池中添加供微生物吸附的填料,也可称为接触曝气池。
三、池内废水中还存在约2~5%的悬浮状态活性污泥,对废水也起净化作用。
因此,生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的优点。具有净化效率高;处理所需时间短;对进水有机负荷的变动适应性较强;不必进行污泥回流,同时没有污泥膨胀问题;运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
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