【文章內(nèi)容簡介】 作管理更加簡便和科學(xué)，易于控制。 自由體填料（國家專利，專利號： ZL ） 第 10 頁 自由體生態(tài)基的材料特性 ★ 高微生物附著表面積； ★ 適宜的孔結(jié)構(gòu)； ★ 兩面、兩段結(jié)構(gòu)，特殊編織技術(shù)； ★ 仿生水草形態(tài)設(shè)計； ★ 表面吸附性強； 自由體生態(tài)基的作用原理 ★ 去除有機物的原理： 大量的微生物附著在生態(tài)基表面，對有機物進行吸附、生物氧化，最終將有機物分解，或轉(zhuǎn)化成為微生物組分，從而去除水體中的 BOD。 ★ 去除 SS 的原理： 生 態(tài)基水草型的設(shè)計能夠營造平緩的水利環(huán)境，加速懸浮物沉淀；懸浮物在生態(tài)基的碰撞促使其充分沉降；生態(tài)基表面的微生物絮凝作用，使懸浮物被吸附最終隨生物膜脫落降至水底。 ★ 去除氮、磷的原理： 生態(tài)基兩面式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的 A/O 環(huán)境及微孔結(jié)構(gòu)，為脫氮除磷菌及藻類生長創(chuàng)造適宜條件。最終通過藻類的代謝合成和各種菌類礦化作用去除。 ★ 控制懸浮性藻類的原理： 生態(tài)基的超強表面積吸附性將更多的營養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到生態(tài)基表面，從而使浮游藻類在生存競爭中處于不利地位，導(dǎo)致其不能正常生長、繁殖甚至消亡。 自由體生態(tài)基的功能特點 ★ 有效去除水體各種污染物 ★ 菌 藻共生的高效微生物載體 ★ 加速自然水體生態(tài)系統(tǒng)的建立 ★ 促進微生物多樣性 該填料是新一代環(huán)保型生物活性填料，由特殊材料、特殊工藝，世界領(lǐng)先水平設(shè)備織造而成，親水、親油、對氣泡有很好的切割作用，有儲氧功能，吸附能力強。同時由于受水流和氣流的沖動，填料上的生物膜不斷更新，生物活性高，傳質(zhì)效率高。模擬天然水草形態(tài)，不易納藏污泥，充氧時管狀直徑具有可變性，無堵塞等優(yōu)點，使用壽命長此填料具有掛膜快、生物膜發(fā)育良好，具有豐富的生物群落，構(gòu)成細菌、藻類、原生動 第 11 頁 物、后生動物等長的食物鏈，污水中所含的有機物和營養(yǎng)物等通過與生物膜 眾多條食物鏈的接觸，發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，降解成為最終產(chǎn)物 CO H2O、 NH3N， NOxN， PO4 等，它們又通過硝化、反硝化、同化等過程而被除去，從而達到很高的凈化效率；同時，該填料生物膜長食物鏈高效地消耗細菌、藻類、原生動物，生成后生動物而使生物量大幅度減少，致使剩余污泥量很少，僅為活性污泥法工藝的 1/10，可 12 個月排出污泥一次，且數(shù)量很少，就地處理和利用即可。該填料還具有耐酸堿，傳質(zhì)效果好等優(yōu)點。同時還具有重量輕，投資少，運行費用低，使用壽命長，安裝、維護方便，易與其它設(shè)備配套使用等特點。 高效微 生物： D 型高效微生物是一系列對養(yǎng)殖業(yè)廢水有著極高降解作用的產(chǎn)品。同時本產(chǎn)品對于處理異味、脂肪族碳氫化合物、芳香族化合物、酚類化合物等都具有較好的降解效果。除此以外，對于脂肪酸、制革廠廢水、藥廠廢水、酮類及表面活性劑等也有降解效果。本產(chǎn)品的特點是能承受較高的有機負荷、細胞生長快、利用率高、有利于企業(yè)污水站運行的穩(wěn)定，可以運用的場合有：糞污、油漆、顏料、酚類樹脂、橡膠、苯乙烯、潤滑油、糖廠、淀粉、石油化工品、石油及天然氣精煉、乳品業(yè)、水果處理、酒廠、制革廠、養(yǎng)禽廠、植物油的回收等諸多場合。 特征：細菌含量： 50億 CFU/g 外觀狀態(tài)：棕色液體 氣味：酸甜味 優(yōu)點： (1)可降解一系列對于天然細菌有毒性的難降解化合物。 (2)在好氧及缺氧條件下均可生長。 (3)可有效解決處理過程中的 COD 反彈。 (4)含有硝化菌可以去除 NH3N。 (5)較寬的溫度適應(yīng)范圍（ 555℃）?？商岣呶鬯畧龆旧锘钚?,保證處理效果 ,故可在高寒地區(qū)使用。 (6)較好的 pH值適應(yīng)范圍（ ），接近 7時效果最佳。 (7)通過降解一些具有惡臭的有機物及含 S化合物從而可以控制處理過程中的氣味。 (8)無毒無腐蝕性，直接使用時運輸及 儲存均安全。 第 12 頁 深度處理工藝選擇 內(nèi)源呼吸系統(tǒng)出水后，為了進一步降低廢水內(nèi)剩余的有機污染物質(zhì)，可采用混凝沉淀法來對生化出水進行深度處理，再配套協(xié)管沉淀池使內(nèi)源呼吸系統(tǒng)出水污染物濃度進一步降低。 混凝沉淀原理 在廢水處理中，混凝過程常用于膠體物質(zhì)、離子物質(zhì)的分離去除?；炷^程具有兩個作用。第一個作用：使水中原有的離散微粒首先具有粘附在固體顆粒上的性質(zhì) ——凝聚（ coagulation）；第二個作用：使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體 ——絮凝（ flocculation）。 水中膠體表面都帶有電荷，其表 面電荷的產(chǎn)生有如下四個機理：①固相表面對水中某種離子的特異吸附；②極難溶的離子型晶體與它溶解下來的離子產(chǎn)物之間有一平衡關(guān)系，（這一平衡關(guān)系由溶度積來確定），這使得晶體表面有了一定符號的電荷。鐵、鋁、氫、氧化物顆粒表面電荷可以是依此機理產(chǎn)生的。由于金屬氧化物或氫氧化物的溶解沉淀反應(yīng)與溶液 pH 值有關(guān)，因此，這類顆粒的表面電荷和電勢受 pH 控制；③顆粒表面離子化。能團的離解，特別是高分子有機物因其極性能團的酸堿離解而使表面帶上電荷；（受 pH 控制）（如蛋白質(zhì)： COOH – R – NH2）④某些離子型晶體（結(jié)晶物質(zhì)）的 Schottky 缺陷。在晶體表面產(chǎn)生過量的陽或陰離子，而在其表面呈帶正電或負電。（粘土及其它鋁硅酸鹽礦物晶體的表面電荷成因） 圖 41 膠體核電示意圖 水處理中要求顆粒盡快長大到一定的粒度，以便在沉淀設(shè)備中能除掉。因此，對粒度和沉淀時間有嚴格要求。水處理中絮凝的顆粒是一個很復(fù)雜的體系，在水處理中往往由于有機和無機混凝劑的使用，使得水處理中的混凝機理更為復(fù)雜。 歸結(jié)起來，可以認為主要是三方面的作用： ① 壓縮雙電層作用 水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)，主要是由于膠粒的 ∫電位。如能消除或降低膠 第 13 頁 粒的 ∫電位，就有可能使微粒碰撞聚結(jié)，失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質(zhì) ——混凝劑可達此目的。例如天然水中帶負電荷的粘土膠粒，在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后，混凝劑提供的大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層。因為膠核表面的總電位不變，增加擴散層及吸附層中的正離子濃度，就使擴散層減薄，圖中的 ∫電位降低。當大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時， ∫電位為零，稱為等電狀態(tài)。在等電狀態(tài)下，膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。實際上， ∫電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這 時的 ∫電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。 ② 吸附架橋作用 。 三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子 混 凝劑溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒所強烈吸附。因其線性長度較大．當它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋，使顆粒逐漸結(jié)大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程，稱為絮凝。 ③ 網(wǎng)捕作用 。 三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這 些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。 以鋁鹽為例，說明其作用機理。 當 Al2(SO4)3 配制為 10~20%溶液使用時， pH≈ 4，發(fā)生下列離解反應(yīng)： 當其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應(yīng)，水的 pH 也隨之改變： 同時，還在水解過程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡單的形式是： 高效、經(jīng)濟的混凝劑對混凝作用固然重要 ， 但同時必須在設(shè)備上提供良好的水力條件 ， 從而形成密實度好的混凝顆粒 ， 以利于后續(xù)工藝的高效運行。 經(jīng)過以上的工藝比較，最終確定升級后的主體 工藝為“預(yù)酸化 +并聯(lián) UASB +缺氧 +?? ?? 243342 SO3Al2)SO(Al??? ??? HA l( O H )OHAl n3n23 nnO2H]O)A l( HAlO)[(HO H ]O)2 [ A l( H 244242252 ??? ??OH OH 第 14 頁 流動床內(nèi)源呼吸 +混凝沉淀”。 消毒系統(tǒng) 為了降低廢水中微生物病菌含量，可采用二氧化氯消毒工藝對其進行消毒處理， 二氧化氯是國際上公認的含氯消毒劑中唯一的高效消毒滅菌劑，它可以殺滅一切微生物，包括細菌繁殖體，細菌芽孢，真菌，分枝桿菌和病毒等，并且這些細菌不會產(chǎn)生抗藥性。二氧化氯對微生物細胞壁有較強的吸附穿透能力，可有效地氧化細胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速地抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物。處理后的污水經(jīng)過二氧化氯消毒，可達到排放標準。同時，企業(yè)還可將這部分水進行回 收利用，用于沖欄等。 廢水處理工藝流程圖 圖 41 污水處理工藝流程圖 廢水 調(diào)節(jié)池池 初沉池 預(yù)酸化池 勻漿池 CSTR 反應(yīng)器 鮮糞 轉(zhuǎn)性池 缺氧池 一、二、三級內(nèi)源呼吸池 混凝沉淀池 消毒池 排放、回用 泵 泵 藥劑 二氧化氯 風(fēng)機 格柵 格柵 儲氣柜 脫水 脫硫 沼氣發(fā)電機 廠區(qū)用電 污泥池 污泥脫水 集水池 泵 第 15 頁 我們根據(jù)廢水的水質(zhì)特點及豬場具體條件，結(jié)合多項工程的成功經(jīng)驗，本著投資省、運行費用低、操作管理方便的原則，確 定了預(yù)處理 — CSTR 厭氧 — 缺氧系統(tǒng) — 內(nèi)源呼吸系統(tǒng) — 混凝沉淀 — 消毒的主體工工藝，其中 CSTR 厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣可用來發(fā)電，供養(yǎng)殖場內(nèi)部使用。 工藝流程說明 （ 1）集水池 來自養(yǎng)豬場的廢水首先流入調(diào)節(jié)池進 行收集，調(diào)節(jié)池前設(shè)置格柵，去除污水中較大的懸浮物，保護后續(xù)處理穩(wěn)定運行及提升泵的正常運行。 調(diào)節(jié)池主要進行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)。 為了使 后續(xù)的污水處理 構(gòu)筑物正常工作，不受廢水 高峰流量或濃度變化的影響，需在廢水處理 設(shè)施 之前設(shè)置調(diào)節(jié)池 ，以滿足后段系統(tǒng)進水 水質(zhì)。 （ 2）初沉池 初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物。 來水中含有的懸浮物， 經(jīng)初沉 池 后，約可去除 95%，以滿足后段系統(tǒng)的進水水質(zhì)。這樣， 既可解決豬糞在沼氣池的沉淀問題，極大增強沼氣池的處理能力，又可大大減小沼氣池、生化池的建設(shè)面積。節(jié)省環(huán)保處理的建設(shè)投資和土地使用面積， 初沉池采用斜管沉淀池，內(nèi)設(shè)斜管填料一套，以保證水中的懸浮物和糞污全部去除，滿足后段系統(tǒng)的進水水質(zhì)需求，保證預(yù)酸化的處理效果。 （ 3）預(yù)酸化池 預(yù)酸化法是介于好氧和厭氧之間的方法，該方法廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理，酸化工藝與單獨的厭氧 或好氧工藝相比，具有以下特點：①水解和產(chǎn)酸菌的繁殖速度快，代謝強度高，馴化培養(yǎng)時間短；②不需要嚴格的厭氧條件，對溫度， pH 值變化不很敏感，便于操作控制；③對有毒物質(zhì)不敏感，具有脫氮除磷作用，適用范圍廣；④相對好氧工藝而言，可以適應(yīng)更高的有機物濃度，能有效地降解好氧法不能去除的有機物。 水解酸化是分階段進行的。 在水解階段，把固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì) ， 大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)；酸化階段把碳水化合物降解為脂肪酸。 利用 水解產(chǎn)酸菌迅速降解水中有機物，進一步提高廢水的可生物降解性和 后續(xù) 生化處理效率。 預(yù)酸化池內(nèi)加入懸 掛式自由體生態(tài)基填料， 微生物附著 在 填料上可增加污水與微生 第 16 頁 物的接觸面積 ，同時，可以防止微生物與酸化菌流失， 提高酸化池的處理效率 。 （ 4）勻漿池 預(yù)酸化出水流入勻漿池，將鮮糞安照一定比例投入至勻漿池進行攪拌混勻，然后用切割泵打入沼氣反應(yīng)系統(tǒng)。 （ 5） CSTR 反應(yīng)器 連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)，或稱連續(xù)攪拌槽 (continuous stirred tank reactor),簡稱CSTR 系統(tǒng)。 性質(zhì)：連續(xù)攪拌槽反應(yīng)器是指帶有攪拌漿的槽式反應(yīng)器。攪拌的目的在于使物料體系達到均勻狀態(tài)，以有利于反應(yīng)的均勻和傳熱。反應(yīng) 過程包括體系中物料的物理和化學(xué)的變化，表征其體系特性的參數(shù)包括溫度、壓力、液位及體系組分等。 原理：在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生的過程。消化器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料和微生物處于完全混合狀態(tài)。投料方式采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料運行。新進入的原料由于攪拌作用很快與發(fā)酵器內(nèi)的全部發(fā)酵液菌種混合，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。 優(yōu)點： CSTR 工藝可以處理高懸浮固體含量的原料。消化器內(nèi)物料均勻分布，避免了分層狀態(tài)，增加了物料和微生物接觸的機會。利用產(chǎn)生沼氣發(fā)電余熱對反應(yīng)器外部的保溫加熱系 統(tǒng)進行保溫，大大提高了產(chǎn)氣率和投資利用率，同時使得反應(yīng)器一年四季均可正常工作。該工藝占地少、成本低，是目前世界上最先進的厭氧反應(yīng)器之一。 新建 CSTR 反應(yīng)罐設(shè)計進水量 100m3/d，運行溫度設(shè)計為中溫 30～ 35oC， PH 控制范圍在 ～ ，有效容積為 1500m3，停留時間為 HRT