一體化糞便污水處理設(shè)備污水處理工藝的優(yōu)選與比較

    一體化污水處理設(shè)備規(guī)模小，技術(shù)性強(qiáng)，工藝組合靈活運(yùn)用，結(jié)構(gòu)多樣，運(yùn)行維護(hù)簡單，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，用來處理飼養(yǎng)生產(chǎn)污水是設(shè)備，

    根據(jù)污水的排放特點(diǎn)、水質(zhì)特點(diǎn)及要求的排放要求，確定工藝分三個(gè)部分：首先是預(yù)處理，去除水中的懸浮物和浮油，降低后續(xù)處理的負(fù)荷并防止后續(xù)處理（尤其是生化處理）單元堵塞而影響處理效果，采用物化的方法；二是生化處理，這是整個(gè)處理工藝的核心，通過微生物的新陳代謝作用，分解污水中溶解性有機(jī)物；三是深度處理，采用物化方法，進(jìn)一步除去水中的污染物，以保證出水達(dá)標(biāo)排放。

    1、預(yù)處理

    一體化污水處理設(shè)備處理飼養(yǎng)生產(chǎn)污水無論以何種工藝或綜合措施進(jìn)行處理，都要采取一定的預(yù)處理措施。通過預(yù)處理可使污水污染物負(fù)荷降低，同時(shí)防止大的固體或雜物進(jìn)入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，造成設(shè)備的堵塞或破壞等。針對污水中的大顆粒物質(zhì)或易沉降的物質(zhì)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)采用過濾、離心、沉淀等固液分離技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，常用的設(shè)備有格柵、沉淀池、篩網(wǎng)等。格柵是污水處理的工藝流程中*的部分，其作用是阻攔污水中粗大的漂浮和懸浮固體，以免阻塞孔洞、閘門和管道，并保護(hù)水泵等機(jī)械設(shè)備。沉淀法是在重力作用下將重于水的懸浮物從水中分離出來的處理工藝， 是污水處理中應(yīng)用zui廣的方法之一。目前，凡是有污水處理設(shè)施的養(yǎng)殖場基本上都是在舍外串聯(lián)2至3個(gè)沉淀池，通過過濾、沉淀和氧化分解將糞水進(jìn)行處理。篩網(wǎng)是篩濾所用的設(shè)施，污水從篩網(wǎng)中的縫隙流過，而固體部分則憑機(jī)械或其本身的重量，截流下來，或推移到篩網(wǎng)的邊緣排出。常用的畜禽糞便固液分離篩網(wǎng)有固定篩、振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)動(dòng)篩。此外，還有常用的機(jī)械過濾設(shè)備如自動(dòng)轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)、轉(zhuǎn)輥壓濾機(jī)、離心盤式分離機(jī)等。

   2、生化處理

  （1）好氧處理技術(shù)

   好氧處理的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機(jī)物，同時(shí)合成自身細(xì)胞(活性污泥)。在好氧處理中，可生物降解的有機(jī)物zui終可被*氧化為簡單的無機(jī)物。該方法主要有活性污泥法和生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、序批式活性污泥法、A/O及氧化溝等。采用好氧技術(shù)對畜禽污水進(jìn)行生物處理，這方面研究的較多的是水解與SBR 結(jié)合的工藝。SBR工藝，即序批式活性污泥法，是基于傳統(tǒng)的Fill- Draw系統(tǒng)改進(jìn)并發(fā)展起來的一種間歇式活性污泥工藝，它把污水處理構(gòu)筑物從空間系列轉(zhuǎn)化為時(shí)間系列，在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等周期循環(huán)。SBR與水解方式結(jié)合處理畜禽污水時(shí)，水解過程對CODCr 有較高的去除率，SBR對總磷去除率為74.1%，高濃度氨氮去除率達(dá)97%以上。此外，其他好氧處理技術(shù)也逐漸應(yīng)用于畜禽污水處理中，如間歇式排水延時(shí)曝氣(IDEA)、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)(CASS)、間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法(ICEAS) 。

  （2）厭氧處理技術(shù)

   20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了厭氧接觸法工藝，此后隨著厭氧濾器AF和上流式厭氧污泥床UASB的發(fā)明，推動(dòng)了以提高污泥濃度和改善污水與污泥混合效果為基礎(chǔ)的一系列高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器的發(fā)展，并逐步應(yīng)用于禽畜污水處理中。厭氧處理特點(diǎn)是造價(jià)低，占地少，能量需求低，還可以產(chǎn)生沼氣，而且處理過程不需要氧，不受傳氧能力的限制，因而具有較高的有機(jī)物負(fù)荷潛力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分進(jìn)行有機(jī)物降解。

常用的方法有：*混合式厭氧消化器（CSTR）、厭氧接觸反應(yīng)器、厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、升流式固體反應(yīng)器（USR）等。目前國內(nèi)養(yǎng)殖場污水處理主要采用的是上流式厭氧污泥床及升流式固體反應(yīng)器工藝。

  （3）自然處理技術(shù)

   自然處理法是利用天然水體、土壤和生物的物理、化學(xué)與生物的綜合作用來凈化污水。其凈化機(jī)理主要包括過濾、截留、沉淀、物理和化學(xué)吸附、化學(xué)分解、生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，分層多級截留、儲藏、利用和轉(zhuǎn)化營養(yǎng)物質(zhì)機(jī)制等。這類方法投資省、工藝簡單、動(dòng)力消耗少，但凈化功能受自然條件的制約。自然處理的主要模式有氧化塘、土壤處理法、人工濕地處理法等。

    氧化塘又稱為生物穩(wěn)定塘，是一種利用天然或人工整修的池塘進(jìn)行污水生物處理的構(gòu)筑物。其對污水的凈化過程和天然水體的自凈過程很相似，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長，有機(jī)污染物通過水中微生物的代謝活動(dòng)而被降解，溶解氧則由藻類通過光合作用和塘面的復(fù)氧作用提供，亦可通過人工曝氣法提供。作為環(huán)境工程構(gòu)筑物，氧化塘主要用來降低水體的有機(jī)污染物，提高溶解氧的含量，并適當(dāng)去除水中的氮和磷，減輕水體富營養(yǎng)化的程度。

    土壤處理法不同于季節(jié)性的污水灌溉，是常年性的污水處理方法。將污水施于土地上，利用土壤—微生物—植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對污水中的污染物進(jìn)行一系列物理的、化學(xué)的和生物凈化過程，使污水的水質(zhì)得到凈化，并通過系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長繁殖，從而實(shí)現(xiàn)污水的資源化、無害化和穩(wěn)定化。

    人工濕地可通過沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途徑去除污水中的懸浮物、有機(jī)物、氮、磷和重金屬等。由于自然處理法投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，在有足夠土地可利用的條件下，它是一種較為經(jīng)濟(jì)的處理方法，特別適宜于小型畜禽養(yǎng)殖場的污水處理。

  （4）混合處理法

   上述的自然處理法、厭氧法、好氧法用于處理畜禽養(yǎng)殖污水各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，為了取長補(bǔ)短，獲得良好穩(wěn)定的出水水質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中加入其他處理單元。混合處理就是根據(jù)畜禽污水的多少和具體情況，設(shè)計(jì)出由以上3種、或以它們?yōu)橹黧w并結(jié)合其他處理方法進(jìn)行優(yōu)化的組合共同處理畜禽污水。這種方式能以較低的處理成本，取得較好的效果。

    3、深度處理

    深度處理為進(jìn)一步處理生化處理未能去除的污染物的凈化過程。深度處理通常由以下處理單元優(yōu)化組合而成：混凝沉淀、膜技術(shù)等。

    （1）混凝沉淀法

    混凝沉淀法就是向污水中投加混凝藥劑，使其中的膠體和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)，并聚集為數(shù)百微米以至數(shù)毫米的礬花，進(jìn)而可以通過重力沉降或其他固液分離手段予以去除的污水處理技術(shù)。

    常用的混凝劑分為兩類，一類是無機(jī)鹽類混凝劑，目前應(yīng)用zui廣的是鐵系和鋁系金屬鹽，包括三氯化鐵、*、硫酸鋁、聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS），還有碳酸鎂、活性硅酸、高嶺土、膨潤土等。另一類是有機(jī)高分子類混凝劑，分為陰離子型、陽離子型和非離子型。其中，以聚丙烯酰胺（PAM）應(yīng)用zui為普遍，其產(chǎn)量占高分子混凝劑總產(chǎn)量的80%。聚丙烯酰胺與常作為助凝劑與其他混凝劑一起使用，可產(chǎn)生較好的混凝效果。聚丙烯酰胺的投加次序與污水水質(zhì)有關(guān)。當(dāng)污水濁度低時(shí)，宜先投加其他混凝劑，再投加聚丙烯酰胺，當(dāng)污水濁度高時(shí)，應(yīng)先投加聚丙烯酰胺，再投加其他混凝劑。

   （2）膜分離技術(shù)

膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的成分進(jìn)行選擇性分離的技術(shù)。用于污水處理的膜分離技術(shù)包括擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、微濾等幾種。

    膜分離法的特點(diǎn)是：在分離過程中，不發(fā)生相變化，能量的轉(zhuǎn)化效率高；一般不需要投加其他物質(zhì)，這可節(jié)省材料和化學(xué)藥品；分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，這樣能回收有價(jià)值的物質(zhì)；可在常溫下進(jìn)行分離，不會破壞對熱敏感和對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)；操作及維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

    （3）膜生物反應(yīng)器（MBR）

     膜生物反應(yīng)器工藝（MBR工藝）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，也稱膜分離活性污泥法。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使反應(yīng)池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更*，另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明從而省掉二沉池。因此，膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前zui有前途的污水處理新技術(shù)之一。

      MBR工藝的特點(diǎn)是：

      能夠的進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。

       膜的截留作用，使微生物*截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的*分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。反應(yīng)池內(nèi)的微生物濃度高，可達(dá)到常規(guī)活性污泥法的2～3倍，耐負(fù)荷沖擊。有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長和繁殖，系統(tǒng)的硝化效率得以提高，運(yùn)行方式的控制亦有脫氮和除磷的功能。 泥齡長。膜分離使污水的大分子難降解的成分在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物降解效率。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)基本無剩余污泥排放。 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制。占地面積小，工藝設(shè)備集中。

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