再生水处理工艺

Posted 2023-01-13 生物

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城市污水再生利用常以城市污水厂二级处理出水为原水，经过前两级处理后，城市污水中的SS和BOD5一般均能去除90%以上，水质得到很大程度的改善。但是，若将两级处理后的城市污水直接回收利用，在许多重要水质指标上仍然是不能满足要求的。因此，对两级处理后的城市污水施行进一步的处理，即再生处理（又称深度处理、三级处理），是再生利用的必然前提。

深度处理的目的是去除城市污水厂出水中剩余的污染成分，使处理出水达到再生水水质要求。这些污染物质主要是氮磷、胶体、细菌、病毒、微量有机物、重金属以及影响回用的溶解性矿物质等。由于污水成分的复杂性以及回用的用途不同，再生水处理工艺也千差万别。城市污水深度处理的基本单元技术有混凝（化学絮凝）、沉淀（澄清、气浮）、过滤和消毒等。对水质要求更高时采用的深度处理单元技术有活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、膜分离技术、脱氮除磷技术等。通过对上述单元技术的合理组合，就形成了满足不同使用要求的再生水处理工艺。常见的再生水处理工艺组合见下表。

再生水处理工艺一、化学混凝的应用

这种再生水处理工艺方法的主要思路就是将曝气生物滤池和化学混凝相结合,形成一个一体化的体系,通过生物膜的生物过滤和混凝过滤双重作用,对再生水进行深度处理,以达到净化的目的。化学混凝在再生水处理工艺中的应用既降低了膜过滤技术的成本,又有效的解决了传统工艺中生物膜污染和滤床堵塞等问题,过滤效果比较理想,且出水水质稳定,整套设备不需要像传统工艺中那样的单独的过滤沉淀池,能够形成生物降解,过滤,沉淀以及混凝一体化体系。

实际生产中整个系统运行一段时间后需要对过滤池进行反冲洗,以确保出水质量和稳定性。通常情况下,操作人员需要对水头的损失和出水的质量进行检测,以确定过滤池反冲洗的条件。反冲洗时气从柱的底部流入,水从柱底部流入,由于滤料时悬浮颗粒,反洗其在在底部与高速进入柱内的反洗水形成湍流,老化的生物膜在水的剪力的作用下被冲刷下来。

化学混凝剂主要被用来除去水中的致色物质,胶体和微粒等,而曝气生物过滤池通过生物过滤作用和生物降解作用进一步对再生水进行进化处理,曝气生物过滤池具有出水水质高而稳定,不会产生污泥膨胀,投资小,占地面积少,有机负荷高等优点。

再生水处理工艺二、多孔型悬浮生物陶粒的应用

此再生水处理工艺最大的特点就是环保。曝气生物滤池的滤料选择多孔型悬浮生物陶粒,这是一种以价格低廉,相当易得的工业废渣为原料的新型环保产品,颗粒直径通常在3～8mm。
该再生水处理工艺流程大致为:待处理水→水解酸化池→接触氧化池→二沉池→滤池→消毒→出水。

多孔型悬浮生物陶粒具有比重小,不易生物降解,稳定性较高,生物亲和性好,孔隙率高,比表面积大,微粒表面粗糙等等诸多优点,这能够使微生物良好的存活和繁殖,在保证了较高的微生物浓度的同时又有助于在微生物新陈代谢过程中产生的废物以及所需的营养物质和所需氧气传质,是作为曝气生物滤池比较理想的载体。

在具体操作过程中,若滤料选择多孔型悬浮生物陶粒,相比以前其他一些过滤载体,滤层高度要相应降低,并且不需要设置承托层,这样便省去了这部分的资金投入,还节省了滤料的开支,使得总的生产成本降低。在和传统的过滤池相比,多孔型悬浮生物陶粒滤池出水效果好,冲洗强度小,时间短。并且多孔型悬浮生物陶粒粘性较小,不会随着时间的推移出现越来越严重的接团现象,微粒之间的空隙不会受到太大的影响,装置能够持续且稳定的运行,在再生水处理工艺中拥有广阔的应用空间以及推广前景。

再生水处理工艺三、MBR再生水处理工艺

MBR(MembraneBio-Reactor) 再生水处理工艺,是由生物处理单元和模分离单元相结合的一种新型再生水处理工艺。

膜分离组件和生物反应器共同组成膜生物反应器。在实际工程中,膜生物反应器包括曝气膜生物反应器,萃取膜生物反应器以及固液分离型膜生物反应器。。

MBR再生水处理工艺可简化为:待处理水→曝气沉砂池→MBR→臭氧脱色→二氧化氯消毒→出水。MBR再生水处理工艺生产的水质质量高而且稳定。分离膜的分离作用相当明显,效果不是普通的沉淀池可以相比的。经过处理的水浑浊度很低,悬浮物接近于零,水中的细菌和病毒的含量也明显降低,膜分离技术使得水中的微生物留在生物反应器内里面,这样系统内的微生物浓度能够一直被维持在一个较高的值,在提高反应装置的处理效率的同时,也大大提高了出水的质量。反应装置受工作载荷的影响较小,能够稳定输出优质的出水。该再生水处理工艺理论上可以实现零污泥排放,但在实际生产中式不可能实现的,但此方法已经可以大大降低了污泥的处理成本。整个设备占地面积很小,对工作环境没有特殊要求,反应器内高浓度的生物量能够大大提高装置的工作负荷。并且整套装置的结构比较紧凑,工艺流程比较简单,便于操作和管理。

同样膜生物反应器也存在许多缺陷等待改进。最重要的一点就是生产设备成本较高,尤其是膜的造价比较高。在再生水处理工艺过程中容易出现膜污染问题,会严重影响装置的正常运行以及设备的维护管理。整套装置要在较高的有氧环境中运行,所以需要较高的曝气强度,其次为了降低膜污染发生的可能性,需要增大流速,加大膜的通过量,以有效地对膜进行冲刷,这些条件都需要较高的能耗方能实现。