污水好氧生化處理工藝節(jié)能增效的實踐

　　隨著環(huán)保管理的不斷完善，城市及工礦企業(yè)污水處理規(guī)模的增加，污水處理的能耗也越來越引起重視。從長遠看，污水處理工藝的節(jié)能、增效，將是一項長期的要求。好氧工藝污水處理是高能耗工藝之一，現(xiàn)有污水處理工藝的節(jié)能、增效主要從能耗單元審核、運行參數(shù)控制、設備升級改造等方面進行，出現(xiàn)了不少節(jié)能降耗新技術。

　　1、強化前級固液分離，減輕后續(xù)單元負荷

　　現(xiàn)行的污水處理工藝流程，前期處理一般都是用格柵攔截顆粒物，但對于小顆粒的固體懸浮物沒法攔截，采用密度高的攔截設備又容易堵塞，同時，對于水中的浮油，格柵也沒有相應的分離措施，導致高負荷的固體懸浮物顆粒和油脂進入水體，從而需要后續(xù)的系統(tǒng)單元消耗更多的能量來消解處理。另一方面，現(xiàn)有的污泥濃縮池，只是簡單地將污泥進行集中濃縮，然后定時將剩余污泥脫水，濾液回流，干泥外運再做后級處理，而這些剩余污泥的有機含量較低，脫水后的后級處理必要但效率不高?，F(xiàn)代的實驗研究表明，污水中通常含有大量的膠體和顆粒性物質(zhì)，并且這部分物質(zhì)在污水中占有相當大的比例。研究表明，活性污泥是一種很好的吸附劑，一方面極大的表面積為活性污泥充分吸附污染物提供了廣闊的空間，另一方面，活性污泥上棲息的微生物也在污泥絮凝、吸附過程中扮演著重要的角色，正是因為微生物作用的存在，而使得活性污泥吸附行為區(qū)別于普通無機吸附劑，水中有機物的去除，首先依靠活性污泥的快速吸附作用。

　　活性污泥對懸浮性有機物的吸附性能，高于對溶解性和膠體性有機物的吸附，對高濃度廢水，吸附性能高于低濃度污水，污泥對有機物的吸附作用主要是物理過程，活性或滅活污泥對于廢水中的膠體以及微顆粒物都有較好的吸附作用。所以，我們可以利用剩余污泥的這一特性，將污泥和待處理的污水進行混合，再將吸附了膠體及微顆粒物的剩余污泥進行濃縮、脫水外運做后級處理，進行過這樣預處理后的廢水，不但有機物含量降低，從而改善后續(xù)處理單元的負荷，降低系統(tǒng)的運行費用。泥水混合液固液分離采用二級旋流方式，因為旋流方式，不易堵塞，能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

　　這樣的工藝改進，可以用比較小的代價，將有機負荷最高的膠體和固體顆粒有機物，用比較經(jīng)濟及簡單直接的物理方式，從水體中除去，從而在整體上大幅提高處理效率。

　　2、生物填料的改進

　　經(jīng)過多年的探索和實踐，生化工藝作為污水處理的成熟工藝，得到了廣泛的應用。其中，好氧工藝以其較高的處理效率、較少的占地面積，成為生化處理中的主要應用工藝。好氧生化處理是利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機污染物為底物進行好氧代謝，經(jīng)過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處理。

　　生物接觸氧化工藝是一種于20世紀70年代初開創(chuàng)的污水處理技術，兼有活性污泥法及生物膜法的特點，具有較高的容積負荷，不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運行管理較活性污泥法簡單，對水量水質(zhì)的波動有較強的適應能力等優(yōu)點，被廣泛采用。其技術實質(zhì)是在生物反應池內(nèi)充填填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得以凈化。

　　低比表面積導致生物菌種數(shù)量及多樣性不夠理想，在單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量受到限制，從而影響污水處理效率。如果在現(xiàn)有填料基礎上附著高比表面積的多孔性物質(zhì)顆粒物，使生物填料的比表面積大大提高，將為生物菌種的生長和附著提供有利條件，從而提高單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量，提高污水處理效率。具體措施：選用比表面積大于900m2/g的活性炭粉末，經(jīng)噴嘴霧化后噴出，被霧化的活性炭微粒通過槍口的極針或噴盤、噴杯的邊緣時因接觸而帶電，當經(jīng)過電暈放電所產(chǎn)生的氣體電離區(qū)時，將再一次增加其表面電荷密度。這些帶負電荷的活性炭微粒在靜電場作用下，向填料表面運動，并被沉積在填料表面上形成均勻的碳粉涂層。然后進入吹脫工序，用較高的風速，將填料表面附著不牢的碳粉吹脫，最終得到附著力強、比表面積高的生物填料，這種填料表面的活性炭粉，在使用過程中，在增大填料比表面積，為生物菌種的生長和附著提供有利條件，從而提高單位容積內(nèi)的生物菌種數(shù)量的同時，也會吸附水中的有機物，供生物菌種分解，從而提高污水處理效率。該方法成本低，容易實施，而且在后期的運行中不需要耗能。

　　3、提高溶氧效率，增加生物菌種的數(shù)量和多樣性

　　生物好氧工藝的運行，除生物轉盤外，都需要進行曝氣增氧。曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣接觸充氧，而且由于攪動液體，加速了空氣中氧向液體中的轉移;此外，曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉，加強池內(nèi)有機物與微生物及溶解氧接觸的目的。從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對污水中有機物的氧化分解。曝氣設備按供氣的方式分為：鼓風曝氣充氧與機械曝氣充氧二大類。鼓風曝氣需要風機和曝氣器設備及其管道等，是主流的設計方案。而機械曝氣效率低，曝氣效果比較差，比較適應氧化溝工藝，能耗高，現(xiàn)在使用的很少。根據(jù)相關曝氣溶氧效率的研究表明，氧在水中的溶解效率主要和水溫，水深，氣壓，氣泡和水的接觸面積，以及空氣泡在水中的停留時間相關。

　　我們根據(jù)工程實踐，設計了一種浮式生物浮筒，充分利用污水池的現(xiàn)有空間尺寸，優(yōu)化生物浮筒的尺寸，創(chuàng)新性的利用曝氣余氣，推動生物浮筒的連續(xù)轉動。一方面看提高氧氣的溶解，其顯著的特征有：

　　(1)浮筒在空氣中露出時，通過填料表面薄水膜從空氣中供給，當浮筒從水中出現(xiàn)在空氣中時，伴隨著填料表面附著的薄水膜，在空中期間，通過這個膜層可以溶解氧，溶氧效率受水膜的厚度，旋轉速度，浸漬率等的影響;

　　(2)浮筒進出水面，對水面造成擾動，提高水表面溶氧率，從而給水中供氧。另一方面，浮筒中的生物填料表面為微生物菌種提供了生長環(huán)境，形成穩(wěn)定而菌種多樣的生物膜，在不需要增加耗能的情況下，提高污水處理效率。

　　4、結語

　　通過以上三個方面對好氧生化處理工藝的優(yōu)化改進，可以實現(xiàn)節(jié)能增率的目的，降低污水處理的運行成本。首先，利用沉淀污泥強化了前級固液分離的效果，減輕后續(xù)處理單元的負荷，使系統(tǒng)整體的處理效率提高;其次，通過有效提高生物填料比表面積的措施，增大生物菌種的附著面積和數(shù)量，從而提高單位容積內(nèi)的生物數(shù)量和密度，提高系統(tǒng)的處理效率;最后，通過增設創(chuàng)新性的生物浮筒，增加氧氣的利用效率以及生物膜，使好氧處理單元的效率有效提高。(來源：深圳市鼎和環(huán)?？萍加邢薰?，深圳市深投環(huán)?？萍加邢薰?