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自然循环水处理系统的应用试验

来 源:中华水网   发布时间:2013-11-18 移动版

  随着人类生活、生产活动的加强,大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放,使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统或通过径流进人江、河、湖泊中,对地下水及地表水造成一定程度的污染。当前.对无规则排放的污水进行处理。对受污染的江河湖库水体进行最大限度的修复,已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要自然循环方式水处理是一种新型的水处理形式.最先由日本国开发推出,该系统模仿大自然在物质循环过程中的自净功能,不投加任何化学药品,主要利用附着在填充材料上的微生物对有机物进行降解。系统内的填料经过合理组合,可以使装置内的生物净化功能达到最佳效果。它不仅可以设在普通的居民区来处理普通的生活污水,还可以设在河道、湖泊的附近,就地处理受污染的地表水,来达到修复地表水环境的目的。工艺流程自然循环水处理系统的基本构造lll如图1所示.大致可分为5部分:

  1.1沉淀兼厌氧调节池

  此池无任何填料及设备,污水进入该池后通过沉淀将前段格栅未能去除的细小颗粒、砂土及浮渣进行重力分离.减少后续处理单元的负荷,也减少了滤池堵塞的可能性。

  

大鹏老婆张文露照片,中华水网

 

  1.2脱氮池

  脱氮池前半部为硝化池,后半部为反硝化池。硝化池填充了比表面积很大的塑料接触滤料,其作用是去除水中的丝状杂物,并将氨氮氧化成硝态氮f如果进水氨氮浓度较高则需在脱氮池旁另增加一个硝化池,以达到完全硝化的目的)。反硝化池填充的是朽木、落叶等含碳有机物f蘑菇栽培后的朽木最佳),这些有机物为反硝化菌补充了足够的碳源,硝酸态氮被转化成氮气而去除。同时填料上覆盖了沸石系矿物,可进一步吸附未完全硝化的氨氮。

  1-3好氧池

  碳氧化池1好氧池里填充的是一种新型过滤材料一生物炭f木炭和聚氨基葡萄糖的复合体,具有一定的生物活性。能有效地促进好氧微生物的生长繁殖),池底部设穿孑L布气管,通过向池中曝气,利用生物炭上附着的生物膜的氧化作用将污水中的有机物降解掉,并最终被分解为二氧化碳和水而得以去除。炭氧化池对BOD、COD、LAS等有较高的去除率。

  1.4除磷池

  通过磷去除材料的吸附固定和化学沉淀作用,去除污水中的磷。水中磷以阴离子形式存在,在pH值6以上,通过与钙和铁的反应生成难溶性的化合物,最后以污泥形式去除。

  1.5脱色除臭池

  脱色除臭池分为两部分,前半部分f无任何填料)只进行曝气,以进一步去除污水中残存的挥发性有机物,同时提高水中的溶解氧浓度:后半部分填充比表面积较大的木炭.通过木炭的吸附作用来脱色除臭。

  2工艺特点

  自然循环水处理技术将腐朽枯木、落叶、木炭、石头等物质作为过滤材料,为微生物的代谢营造了一个最接近自然状态的环境,同时又与人工强化措施相结合.加快了有机物的降解进程,达到去除污染物的目的.因而该工艺具有不同于其他污水处理工艺的特点。

  2.1大量运用天然材料

  自然循环净化水处理系统最大的特点就是大量运用自然材料如木炭、石块、朽木等作为微生物的载体,从而节约了基建费用。同时天然材料对微生物良好的亲和力,大大提高了微生物的附着性能,促进了处理效果。f1)脱氮池中填充的朽木C/N比可达到80。而构成微生物细胞的C/N大约为10,在C/N比很大的碳系有机物环境中,微生物为了维持自身的C/N比平衡,不断从污水中吸取N成分因而能进一步去除水中的氮成分。f21沸石是一种呈架装结构的多孔性含水铝硅酸盐矿物,分子间具有巨大的静电吸引力;沸石的晶格内有很多大小均一的空穴和通道,因此沸石的比表面积大,吸附性能强。沸石构架上的平衡阳离子和水分子构架结合得不紧密.极易与周围水溶液中的阳离子发生交换作用,这种作用使得它能对氨氮进行选择性吸收[2 1。自然循环净化正是运用了沸石的这一特性,进一步吸附未被生物降解的氨氮,因此系统对氨氮具有很好的处理效果。(31好氧池中填充本装置特别开发的生物炭,是聚氨基葡糖和木炭的复合体,具有微生物良好的栖息生活条件。聚氨基葡糖是从自然提取的具有生物活性的物质,其分子中的氨基对对蛋白质有很强的亲和力,并在微酸性的介质中呈正电性【31.因而对微生物,尤其是负电性的细菌有着很强的吸附作用。这种作用力远超过一般的物理吸附,使得微生物在其上的固着率及固着稳定性较高_41。通过使污泥附着固定在载体上,游离态的污泥数量减少,污泥絮体之间的连接密度增加,提高了沉降压缩性能。

  2.2适合分散式处理

  各处理单元成一体化设计,中间无需提升设备.同时除部分处理单元需要充氧而安装了鼓风机外,整个系统无其他机械设备,因而运行能耗较低。从处理池的构造看,除了第一槽没有投加填料外,其他各槽根据水质特点和处理目的均投加了不同类型的填料。这种布置方式类似于淹没式生物滤池工艺.但不需进行反冲洗和污水、污泥回流,相应地减少了管路系统,因而运行管理方便。并由于系统内负荷较低,污泥产量少,对管理操作水平要求也较低。这正适合于处理规模较小,缺少专业人员管理的小型污水处理厂,同时也很适合对受污染水体的就地处理。

  2-3出水水质好

  据深圳和江苏宜兴等地自然循环污水处理系统的运行实测数据表明[5 1。出水的CODer可以达到2.25~35.85mg/L,BOD5达到10 mg/L以下,氨氮在0.14~13.3lnq Ig/L,总磷达到0.11~0.53 mg/L,满足中水回用的标准。在深圳对大沙河的污水进行净化处理后提供深圳大学城娱乐水域水源的工程效果也非常显著。

  

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  3处理效果

  我们依据自然循环方式水处理]二艺的流程开展了实验室小型试验,在15c c~20时,水力停留时间为7.82h,具体试验结果见图2、图3、图4。结果表明,对普通的生活污水,自然循环方式水处理系统可以保证出水的CODer在30~50mg/L之间,氨氮小于5mg/L,总磷则在l mg/L以下,接近于中水回用的要求,而且处理过程中剩余污泥很少。

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