農(nóng)村生活污水治理一體化裝置
生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附著水層有機物,由好氧層的好氧菌將其分解,再進入?yún)挌鈱舆M行厭氧分解,流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜,如此往復以達到凈化污水的目的。
廢水中微生物沿固體(可稱載體)表面生長的生物處理方法的統(tǒng)稱。因微生物群體沿固體表面生長成粘膜狀,故名。廢水和生物膜接觸時,污染物從水中轉(zhuǎn)移到膜上,從而得到處理。其基本機理見水的生物處理法。
生物膜法的典型流程中的生物器可以是生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池或厭氧生物濾池。前三種用于需氧生物處理過程,后一種用于厭氧過程。早出現(xiàn)的生物膜法生物器是間歇砂濾池和接觸濾池(滿盛碎塊的水池)。它們的運行都是間歇的,過濾-休閑或充水-接觸-放水-休閑,構(gòu)成一個工作周期。它們是污水灌溉的發(fā)展,是以土壤自凈現(xiàn)象為基礎的。接著就出現(xiàn)了連續(xù)運行的生物濾池。新型塑料問世后,又有了新的發(fā)展。
生物膜法生物濾池
生物膜法中常用的一種生物器。使用的生物載體是小塊料(如碎石塊、塑料填料)或塑料型塊,堆放或疊放成濾床,故常稱濾料。與水處理中的一般濾池不同,生物濾池的濾床暴露在空氣中,廢水灑到濾床上。布水器有多種形式,有固定式的,有移動式的。回轉(zhuǎn)式布水器使用廣。它以兩根或多根對稱布置的水平穿孔管為主體,能繞池心旋轉(zhuǎn)。穿孔管貼近濾床表面,水從孔中流出。布水器的工作是連續(xù)的,但對局部床面的施水是間歇的,這承繼了污水灌溉間歇灌水的概念。濾床的下面有用磚或特制陶塊、混凝土塊鋪成的集水層。再下面是池底。集水層和池外相通,既排水又通風。工作時,廢水沿載體表面從上向下流過濾床,和生長在載體表面上的大量微生物和附著水密切接觸進行物質(zhì)交換。污染物進入生物膜,代謝產(chǎn)物進入水流。出水并帶有剝落的生物膜碎屑,需用沉淀池分離。生物膜所需要的溶解氧直接或通過水流從空氣中取得。在普通生物濾池中,生物粘膜層較厚,貼近載體的部分常處在無氧狀態(tài)。
濾床的深度和濾率、濾料有關。碎石濾床的深度在一個相當長的時間內(nèi)大多采用1.8~2米左右。深度如果提高,濾床表層容易堵塞積水。濾率在1~4左右,如果提高床面也容易積水。首先突破的是濾率的提高。水力負荷率(即濾率)提高到8~10以上時,水流的沖刷作用使生物膜不致堵塞濾床,而且有機物負荷率,可從0.2左右提高到1以上。為了滿足水力負荷率的要求,來水常用回流稀釋。為了穩(wěn)定處理效率,可采用兩級串聯(lián)。這種流程革新、負荷率提高、構(gòu)造不變的生物濾池稱高負荷率生物濾池。繼而發(fā)現(xiàn),濾床深度從2米左右提高到8米以上時,通風改善,即使水力負荷率提高,濾床也不再堵塞,濾池工作良好,同時有機物負荷率也可以提高到1左右。因為這種濾池的平面直徑一般為池高的1/6~1/8左右,外形像塔,故稱塔式濾池。自塑料型塊問世后,通風、堵塞等不再成為問題,濾床深度和濾率可根據(jù)需要進行設計。
農(nóng)村生活污水治理一體化裝置生物膜法生物轉(zhuǎn)盤
是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的。數(shù)十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串,平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米。有電動機和減速裝置轉(zhuǎn)動盤軸,轉(zhuǎn)速1.5~3轉(zhuǎn)/分左右,決定于盤徑,盤的周邊線速度在15米/分左右。
廢水從槽的一端流向另一端。盤軸高出水面,盤面約40%浸在水中,約60%暴露在空氣中。盤軸轉(zhuǎn)動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋,生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸,不斷地取得污染物和氧氣,凈化廢水。膜和盤面之間因轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生切應力,隨著膜的厚度的增加而增大,到一定程度,膜從盤面脫落,隨水流走。
活性污泥微生物又是由細菌、真菌、原生動物、后生動物等多種微生物群體相結(jié)合所組成的一個生態(tài)系。
細菌是活性污泥在組成和凈化功能上的中心,是微生物的主要成分,污水中有機物的性質(zhì)決定那些種屬的細菌占優(yōu)勢,含蛋白質(zhì)的污水有利于產(chǎn)堿桿菌屬和芽孢桿菌屬,而醣類污水或烴類污水則有利于假單孢菌屬。在一定的能量水平(即細菌的活動能力)下,大部分細菌構(gòu)成了活性污泥的絮凝體,并形成菌膠團,具有良好的自身凝聚和沉淀性能。
在活性污泥法處理過程中,凈化污水的第和主要承擔者是細菌,其次出現(xiàn)原生動物,是細菌的*捕食者,繼之出現(xiàn)后生動物,是細菌的第二次捕食者。
凈化過程與機理
活性污泥微生物能夠連續(xù)從污水中去除有機物,是由以下幾個過程完成的。
(1)初期去除與吸附作用
在很多活性污泥系統(tǒng)里,當污水與活性污泥接觸后很短的時間(3-5分鐘)內(nèi)就出現(xiàn)了很高的有機物(BOD)去除率,這種初期高速去除現(xiàn)象是吸附作用所引起的,由于污泥表面積很大(介于2000-10000m2/m3混合液),且表面具有多糖類粘質(zhì)層,因此,污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)是被絮凝和吸附去除的,初期被去除的BOD象一種備用的食物源一樣貯存在微生物細胞的表面,經(jīng)過幾小時的曝氣后,才會相繼攝入代謝。