15立方米/天一體化生活污水處理設(shè)備
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高負(fù)荷污泥膨脹的控制
1負(fù)荷和溶解氧的影響?yīng)?br />采用城市污水負(fù)荷為0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧濃度1.0mg/L～2.0mg/L，污泥齡為20天的*混合曝氣池(截面積1.0m2，高3.0m)。階段由于絲狀菌的過度增殖，SVI從280mL/g上升到800mL/g，污泥濃度下降至0.68g/L，二沉池中污泥不斷流失。一般認(rèn)為在溶解氧為1.0mg/L～2.0mg/L條件下運(yùn)行的曝氣池不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，而試驗(yàn)中溶解氧濃度一直維持在這一水平，仍然發(fā)生了污泥膨脹。在第二階段，從第16天提高溶解氧濃度至3.0mg/L～5.0mg/L(平均4mg/L)可以觀察到SVI很緩慢地逐漸下降，污泥濃度不斷上升，在大約25天后，污泥濃度逐漸回升到1.5g/L，這時(shí)SVI下降到300mL/g。一般污泥膨脹發(fā)生速度很快，只要2～3天，而膨脹污泥的恢復(fù)很緩慢，往往需要3倍泥齡以上的時(shí)間。在一個(gè)污泥齡的時(shí)間內(nèi)，觀察到污泥沉降性能的明顯改善后，由于時(shí)間問題沒有繼續(xù)進(jìn)行觀察。 
2加填料控制污泥膨脹
在生產(chǎn)性曝氣池頭部加占總池容15%軟填料，與傳統(tǒng)工藝不加填料時(shí)的SVI對(duì)比。加設(shè)軟性填料系統(tǒng)總停留時(shí)間為4h，負(fù)荷在0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)之間。從圖 2可見，在曝氣池供氧充足的條件下(氣水比(3.7～5)∶1)，加填料可很好地控制膨脹現(xiàn)象。
傳統(tǒng)曝氣池在相同條件下的運(yùn)行，在后期停留時(shí)間延長(zhǎng)1倍。負(fù)荷降低1倍，SVI仍在200mL/g ～500mL/g之間，遠(yuǎn)高于加填料系統(tǒng)(SVI平均在100mL/g左右)。從填料池的分析來看，填料上附著生長(zhǎng)的微生物以硫絲菌、021N型菌絲狀菌為主。填料池對(duì)有機(jī)酸的去除率高達(dá)80%，對(duì)COD去除率為50%，H2S從3.67mg/L降至0.77mg/L。從而去除了絲狀菌的生長(zhǎng)促進(jìn)因素，有利于絮狀菌的生長(zhǎng)。
事實(shí)上，填料池也相當(dāng)一個(gè)選擇器，其將絲狀菌固著于填料上在個(gè)池子中選擇性地充分生長(zhǎng)，但不進(jìn)入活性污泥絮體之中。而絮狀菌在第二個(gè)池內(nèi)生長(zhǎng)，從而避免了污泥膨脹的發(fā)生。其主要的作用是降低污水的有機(jī)負(fù)荷，菌膜的脫落是次要因素。對(duì)于有機(jī)負(fù)荷的降低，是從兩方面進(jìn)行，首先是對(duì)有機(jī)物的直接去除，這個(gè)作用在分設(shè)的填料池中zui為明顯。其次是填料上生長(zhǎng)的微生物量，增加了系統(tǒng)中總的生物量，從而降低了有機(jī)負(fù)荷。加填料控制污泥膨脹的方法很簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是增加了一定的投資，還有填料的更換問題。一般適宜小型污水處理廠使用，而大型污水處理廠一般不宜采用。

3池型和曝氣強(qiáng)度對(duì)污泥膨脹的影響?yīng)?br />對(duì)城市污水在高負(fù)荷下進(jìn)行如下對(duì)比試驗(yàn)，負(fù)荷同為0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)～0.8kgBO D5/(kgMLSS·d)，停留時(shí)間為4h，氣、水比為(3.4～5)∶1。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)呈推流式曝氣 (圖3) 的SVI要比同樣運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的*混合曝氣池的高100左右。在試驗(yàn)中氣、水比為3.5∶1的情況下，推流式曝氣池的SVI上升到450mL/g左右，二沉池污泥面不斷上升，污泥溢流，發(fā)生污泥膨脹。強(qiáng)制排泥后，污泥濃度不斷下降。這時(shí)增加曝氣量之后，雖SVI略有下降，但由于污泥濃度恢復(fù)較慢。負(fù)荷比初始值要大的多，接近1.0kgBOD5/(kgMLSS·d)，SVIzui終仍在350mL/g左右。 
這個(gè)試驗(yàn)不但說明了溶解氧(宏觀)在控制污泥膨脹中的重要作用，同時(shí)說明曝氣池中實(shí)際 (微觀)的溶解氧濃度的不同對(duì)于膨脹的影響。在兩個(gè)池子停留時(shí)間、曝氣量、水質(zhì)、負(fù)荷等*一致的情況下，產(chǎn)生差別的原因是由于推流式曝氣池首端的溶解氧濃度，在整個(gè)試驗(yàn)期間里一直等于零。而在*混合曝氣池中溶解氧濃度為2.0mg/L。這表明在高負(fù)荷的曝氣池的運(yùn)轉(zhuǎn)中，推流式曝氣池不利于改善污泥沉降性能。因?yàn)楫?dāng)污水中存在大量容易降解的物質(zhì)，使得曝氣池氧的利用速率加快。造成氧的供應(yīng)速率低于氧的利用速率，特別是在曝氣池頭部更加嚴(yán)重。在這種情況下使氧成為限制因素，即使在曝氣池其它部位溶解氧濃度為1.0mg /L～2.0mg/L仍然發(fā)生膨脹。其原因在于首端負(fù)荷過高，嚴(yán)重缺氧造成絲狀菌從絮體中伸展出來爭(zhēng)奪氧氣，同時(shí)在后段的絲狀菌由于可以從主體溶液中直接吸取營(yíng)養(yǎng)，比絮體本身中的菌膠團(tuán)菌有更高的生長(zhǎng)速率，從而得到充分的增殖(充分伸展的絲狀菌阻礙了污泥的沉降)而造成了膨脹。從試驗(yàn)結(jié)果來看，在曝氣池頭部的溶解氧保持在2.0mg/L(強(qiáng)化曝氣或再生池) ，可以有效地控制污泥膨脹。在當(dāng)前社會(huì)城市化發(fā)展的背景下，為實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境的可持續(xù)性，應(yīng)該將城市水體環(huán)境的治理作為重點(diǎn)，通過對(duì)水體環(huán)境持續(xù)惡化、水體污染程度增加問題的分析，進(jìn)行城市水體生態(tài)化發(fā)展的控制，以實(shí)現(xiàn)城市水體環(huán)境治理及修復(fù)的目的，為人們營(yíng)造良好的生活環(huán)境以及居住環(huán)境，并充分滿足城市水體的有效治理的需求。而且，在大部分生態(tài)環(huán)境維持的環(huán)境下，通過生物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用，可以提升污染處理的有效性，增強(qiáng)并提高生物修復(fù)技術(shù)，因此，在城市水環(huán)境的污染控制中，應(yīng)該明確微生物治理的基本方法，通過綜合性河道污染處理方法的確定，維持城市水環(huán)境的生態(tài)化，滿足當(dāng)前城市的生態(tài)化發(fā)展需求。
15立方米/天一體化生活污水處理設(shè)備近來，物理化學(xué)處理技術(shù)、光照射技術(shù)及膜過濾技術(shù)已形成三大水處理技術(shù)。在這些技術(shù)中引人注目的是膜分離法污水處理技術(shù)。膜分離是通過膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對(duì)雙組分或多組分混合物的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。而反滲透膜分離技術(shù)作為當(dāng)今世界水處理*的技術(shù)，具有清潔、高效、無污染等優(yōu)點(diǎn)，已在海水淡化、城市給水處理、純水和超純水制備、城市污水處理及利用、工業(yè)廢水處理、放射性廢水處理等方面得到廣泛的應(yīng)用。本文僅對(duì)反滲透(RO)膜法在水處理中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 反滲透的原理
在相同的外壓下，用一張半透膜將純水和某種鹽溶液隔開，由于該膜只讓溶劑通過，而不讓溶質(zhì)通過，純水側(cè)的水分子就會(huì)自動(dòng)地透過半透膜進(jìn)入到鹽水側(cè)去，這種現(xiàn)象叫做滲透。隨著滲透過程的進(jìn)行，純水一側(cè)的液面不斷下降，鹽水一側(cè)的液面則不斷上升。當(dāng)液面不再變化時(shí)，滲透便達(dá)到了平衡狀態(tài)。此時(shí)，兩側(cè)液面的高度差稱為該種溶液的滲透壓。通常溶液愈濃，溶液的滲透壓愈大。如果加在溶液上的壓力超過了滲透壓，則反而使溶液中的溶劑向純?nèi)軇┓较蛄鲃?dòng)，這個(gè)過程叫做反滲透。
設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備具有施工周期短、綜合投資少、布置緊湊、靈活、占地面積小、出水水質(zhì)優(yōu)良、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
2 反滲透的常用工藝流程
反滲透的流程是由反滲透的設(shè)計(jì)依據(jù)確定的。常見的流程有如下幾種:
2.1一級(jí)一段法
這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級(jí)一段循環(huán)式工藝，它是濃水一部分返回料液槽，這樣濃縮液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。
2.2一級(jí)多段法
當(dāng)用反滲透作為濃縮過程時(shí)，一次濃縮達(dá)不到要求，可以采用多步濃縮方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。
2.3兩級(jí)一段法
當(dāng)一級(jí)達(dá)不到要求時(shí)，可分為兩步進(jìn)行。若膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時(shí)，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在低壓低濃度下運(yùn)行時(shí)，可提高膜的使用壽命。
2.4多級(jí)反滲透流程
在此流程中，將級(jí)透過液作為第二級(jí)料液，第二級(jí)滲透液再作為下一級(jí)料液，這樣經(jīng)幾級(jí)淡化可制出較純的淡水。在選擇該流程時(shí)，對(duì)裝置的整體壽命、設(shè)備費(fèi)、維護(hù)管理、技術(shù)可靠性也必須考慮。例如，需將高壓的一級(jí)流程改成兩級(jí)時(shí)，那么就有可能在低壓下運(yùn)行，因而對(duì)膜、裝置、密封、水泵等方面均有益處。
1)通過分析將絲狀菌膨脹概括為5種類型，即：低基質(zhì)濃度、低溶解氧、營(yíng)養(yǎng)物(N、P)缺乏型、高H2S濃度和高、低pH引起的膨脹。采用廣義Monod方程可解釋大部分類型的膨脹問題，這在一定程度上統(tǒng)一了污泥膨脹理論。由于城市污水中N、P和其它營(yíng)養(yǎng)元素一般不缺乏，因此在一般情況下，只考慮碳源限制和DO限制兩種情況；
2)在雙基質(zhì)限制下，低負(fù)荷的*混合曝氣池不利于污泥沉淀性能的改善，而中、高負(fù)荷的膨脹則在*混合曝氣池中有所緩解。中、高負(fù)荷系統(tǒng)由于首端缺氧不利污泥沉降性能，所以在推流式曝氣池需要采取措施避免供氧不足。反之，推流式曝氣池有利于克服低負(fù)荷的膨脹，即高負(fù)荷與低負(fù)荷是兩種類型*相反的膨脹現(xiàn)象。
3)對(duì)活性污泥膨脹，既要從宏觀角度考慮，又要從微觀角度考慮,而宏觀與微觀是相對(duì)的。就活性污泥工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)條件而言，負(fù)荷、基質(zhì)濃度和溶解氧濃度的水平是宏觀條件。但曝氣池首端的實(shí)際的負(fù)荷、基質(zhì)濃度和溶解氧濃度是更為重要的因素。后者是決定污泥膨脹的微環(huán)境，種群的動(dòng)態(tài)是由其微環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物的條件所確定的；