河北淀粉污水處理設(shè)備優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)廠家

河北淀粉污水處理設(shè)備優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)廠家

污水處理技術(shù)發(fā)展史

城市污水處理歷史可追溯到古羅馬時期，那個時期環(huán)境容量大，水體的自凈能力也能夠滿足人類的用水需求，人們僅需考慮排水問題即可。而后，城市化進程加快，生活污水通過傳播細菌引發(fā)了傳染病的蔓延，出于健康的考慮，人類開始對排放的生活污水處進行處理。早期的處理方式采用石灰、明礬等進行沉淀進行消毒。明代晚期，我國已有污水凈化裝置。但由于當時需求性不強，我國生活污水仍以農(nóng)業(yè)灌溉為主。1762年，英國開始采用石灰及金屬鹽類等處理城市污水。

十八世紀中葉，歐洲工業(yè)革命開始，其中，城市生活污水中的有機物成為去除重點。1881年，法國科學(xué)家發(fā)明了座生物反應(yīng)器，也是座厭氧生物處理池—moris池誕生，拉開了生物法處理污水的序幕。1893年，生物濾池在英國Wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國家推廣。技術(shù)的發(fā)展，推動了標準的產(chǎn)生。

1914年，自英國曼徹斯特活性污泥法二級生物處理技術(shù)問世以來，一直被世界各國廣泛采用，目*達國家已經(jīng)普及了二級生物處理技術(shù)。但針對活性污泥法存在的問題，各國研究人員對該技術(shù)不斷進行改造和發(fā)展，先后出現(xiàn)了普通活性污泥法、厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/O,A /A/O)、間歇式活性污泥法(SBR 法)、改良型SBR (MSBR) 法、一體化活性污泥法(UNITANK)丶兩段活性污泥法(AB法) 等，以及各種類型的生物膜法等。

經(jīng)濟發(fā)達國家污水處理技術(shù)從20 世紀60 年代的末端治理到70 年代的防治結(jié)合，從80年代的集中治理到90年代的清潔生產(chǎn)，不斷更新處理工藝技術(shù)、設(shè)施和設(shè)備。目前污水生物處理技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是多種技術(shù)組合為一體的新技術(shù)、新工藝，  如同步脫氮除磷好氧顆粒污泥技術(shù)、電/生物耦合技術(shù)、吸附/生物再生工藝、生物吸附技術(shù)以及利用光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合處理高濃度有毒有害難降解有機廢水的新型物化，生物處理組合工藝技術(shù)，如光催化氧化生物處理新技術(shù)、電化學(xué)高級氧化/高效生物處理技術(shù)、超聲波預(yù)處理/高效生物處理技術(shù)、濕式催化氧化/ 高效生物處理技術(shù)以及輻射分解生物處理組合工藝等。

許多國家在水環(huán)境污染治理目標與技術(shù)路線方面已經(jīng)有了重大變化，水污染治理的目標已經(jīng)由傳統(tǒng)意義上的“污水處理、達標排放”轉(zhuǎn)變?yōu)橐运|(zhì)再生為核心的“水的循環(huán)再用”，由單純的“污染控制”上升為“水生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)”。

 生物處理技術(shù)發(fā)展史

傳統(tǒng)觀點認為，生物處理的主要功能是分解、穩(wěn)定有機物，即降低BOD。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和對水環(huán)境的長期觀察與研究表明，很多人工合成的有機物具有“三致”(致癌、致畸、致突變) 的嚴重危害，并且難以被微生物所降解，而無機性的營養(yǎng)物如氮、磷則容易引起水體的富營養(yǎng)化。因此，水處理的要求也在不斷變化，除要求水處理工藝具備脫氮除磷功能外，還要求將工業(yè)化生產(chǎn)、通過高溫高壓合成的各類污染物在污水處理過程中得到有效控制，因為這一類物質(zhì)在自然界的降解需要幾百年甚至上千年，還將不斷富集，濃度不斷增大，直接危害生態(tài)環(huán)境和人類生活的健康。生物處理技術(shù)對這種類型的污水處理是否有效，一些BOD、COD濃度很高，甚至高達數(shù)萬mg/L的污水，生物處理技術(shù)能否有效，這些新的問題和新的要求，推動了世界污水生物處理技術(shù)和工藝方法的發(fā)展。

按照微生物的生長方式，生物法可分為以活性污泥法為代表的懸浮生長法和以生物膜法為代表的附著生長法。目前，城市污水處理以活性污泥法的應(yīng)用廣。但是，由于傳統(tǒng)活性污泥法運行需要消耗大量的能源，運行費也較高，需要進行革新。為開發(fā)高效、低耗的城市污水處理新技術(shù)、新工藝，國內(nèi)外開展了大量的研究，并取得了一定的成就。

1.生物處理微生物

傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)主要依賴兩大類微生物，即異養(yǎng)型好氧微生物和異養(yǎng)型厭氧微生物。近幾十年來，科學(xué)家和工程師共同合作，對污水生物處理中的微生物進行比較深人的研究，取得了很多成果，如: 對活性污泥中細菌和原生動物的不同種類和特性及其協(xié)同作用的研究，推進了AB法工藝的發(fā)展; 對于硝化、反硝化細菌的研究，以及聚磷菌特性的研究，推進了具有脫氮功能的A/O法工藝以及具有脫氮除磷功能的A/A/O法工藝的發(fā)展; 對于厭氧微生物種群和特性的研究，以及發(fā)現(xiàn)了厭氧微生物具有部分降解大分子合成有機物的能力，推進了厭氧生物處理工藝以及用厭氧/好氧串聯(lián)流程處理含難降解有機物廢水的工藝發(fā)展; 對于高效菌的篩選、培養(yǎng)和固定化的研究，為進一步提高污水生物處理的效能，特別是為難生物降解有機物的處理提供了有效的途徑。

2.生物處理工藝

生物處理中的三大要素是微生物、氧和營養(yǎng)物質(zhì)。反應(yīng)器是微生物棲息生長的場所，是微生物對污水中的污染物加以降解、利用的主要設(shè)備。高效的反應(yīng)器，要能保持大的微生物量及其活性，  要能有效地供應(yīng)氧(或隔絕氧)，要使微生物、氧和污水中的有機物之間能充分接觸良好的傳質(zhì)條件。反應(yīng)器按其特性，大致可分為以下幾類:

①懸浮生長型(如活性污泥法) 或附著生長型(如生物膜法);

②推流式或*混合式;

③連續(xù)運行式(如傳統(tǒng)活性污泥法) 或間歇運行式(如SBR法)。

(1) 活性污泥法

活性污泥法自1914 年由Arden和Lockett 開創(chuàng)至今，已經(jīng)過104年的發(fā)展與實踐，在供氧方式、運轉(zhuǎn)條件、反應(yīng)器形式等方面不斷得到革新和改進。早出現(xiàn)的傳統(tǒng)活性污泥法屬于推流式曝氣池，由于靠近水池進水口的基質(zhì)濃度高于出口端的基質(zhì)濃度，而初的設(shè)計沒有考慮到這種需氧量的變化，結(jié)果造成了一些部位氧的不足。為改進供氧不均勻的缺點，1936 年將均勻曝氣的方式改為沿推流方向漸減曝氣的方式，大部分的氧量在基質(zhì)去除相當快的進水端輸人，而以內(nèi)源代謝和衰減為主要反應(yīng)作用的出水端僅需少量的氧，這也就是傳統(tǒng)活性污泥法比較標準的形式一一漸減曝氣活性污泥法。

活性污泥法的另一個變種一一階段曝氣法于1942 年出現(xiàn)。階段曝氣法又稱多點進水法，進水分成幾股，然后幾股污水從曝氣池的不同點進人，從而使需氧量分配均勻。在污泥同原水混合前，使污泥進行再曝氣的想法得到了更進一步的發(fā)展。

1951年出現(xiàn)了接觸穩(wěn)定活性污泥法，它是傳統(tǒng)活性污泥法的另外一種發(fā)展形式。為了避免在推流式曝氣池中因基質(zhì)濃度梯度造成的微生物不適應(yīng)，使微生物群落保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

到20世紀50年代末，出現(xiàn)了*混合式活性污泥法，這種形式的優(yōu)點是提供了一個有利于細菌絮體生長，不利于絲狀菌生長的環(huán)境，污泥的沉降和密實性都很好，但是由于基質(zhì)梯度的變化使系統(tǒng)容易受有毒物質(zhì)的千擾。為了克服其他幾種改進形式的缺點(必須處置大量的污泥，流程的運行控制要求嚴格)，出現(xiàn)了延時曝氣法，由于有一個完整的細胞平均停留時間，所以，穩(wěn)定程度相當高，然而由于經(jīng)濟問題的限制，它僅用于污水濃度低的小型設(shè)施。另外，還出現(xiàn)了純氧曝氣法、深井曝氣法等。

1) SBR法的發(fā)展

作為傳統(tǒng)活性污泥法的改進，SBR法有著廣泛的應(yīng)用前景。SBR法是序批式間歇活性污泥祛(又稱序批式反應(yīng)器) 的簡稱，它是目前受到國內(nèi)外廣泛重視、研究和應(yīng)用較多的一種污水生物處理技術(shù)，特別是隨著*的自動控制技術(shù)的發(fā)展，污水處理廠的自動化管理程度大大提高，為SBR活性污泥法的推廣應(yīng)用提供了更為有利的條件。

SBR工藝在設(shè)計和運行中，根據(jù)不同的水質(zhì)條件、使用場合和出水要求，有了許多新的變化和發(fā)展，產(chǎn)生了許多變型。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比，增加了一個預(yù)反應(yīng)區(qū)。且連續(xù)進水、間歇排水，但由于在沉淀期進水影響了泥水分離，使進水水質(zhì)受到了限制。DAT-IAT 工藝克服了ICEAS的缺點，將預(yù)反應(yīng)區(qū)改為與SBR反應(yīng)池IAT 分立的預(yù)曝氣池DAT,  DAT 連續(xù)進水、連續(xù)曝氣，主體間歇反應(yīng)器IAT在沉淀階段不受進水的影響，且增加了從IAT到DAT的回流。但是對于含生物難降解有機物污水的處理，DAT IAT并不能取得好的效果，而CASS工藝克服了這個缺點，將ICEAS的預(yù)反應(yīng)區(qū)革新為容積小、設(shè)計更加優(yōu)化合理的生物選擇器，并將主反應(yīng)區(qū)的部分剩余污泥回流至選擇器，沉淀階段不進水，因而系統(tǒng)更加穩(wěn)定，且具有良好的脫氮除磷效果。IDEA 又是CASS的發(fā)展，主要是將生物選擇器改為與SBR 主體構(gòu)筑物分立的預(yù)混合池。但以上工藝均只能做到進水連續(xù)，而排水間歇。為了克服間歌排水這個缺點，UNITANK工藝集合了SBR和三溝式氧化溝的優(yōu)點，一體化設(shè)計，做到連續(xù)進水連續(xù)出水，并且污泥自動回流，與CASS相比省去了污泥回流設(shè)備。但UNITANK 工藝還存在中溝污泥濃度低及過分依賴于儀表裝置等缺點，如一旦進水閥門損壞，整個系統(tǒng)無法工作。為了克服UN-TANK 工藝的缺點，又產(chǎn)生了一種新型的SBR系統(tǒng)MSBR,它實質(zhì)上是將A/A/O工藝與SBR系統(tǒng)串聯(lián)而成，采用單池多格方式，省去了許多閥門儀表等，增加了污泥回流又保證了較高的污泥濃度，有很好的脫氮除磷效果。近幾年，其他許多SBR系統(tǒng)的研究也得到了深人，如厭氧SBR、多級SBR等，均取得了良好的效果。隨著技術(shù)的不斷進步和深人研究，將出現(xiàn)更多的SBR變型工藝。

2) 氧化溝的發(fā)展

氧化溝是活性污泥法的一種改型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，污水和活性污泥的混合液在其中進行不斷的循環(huán)流動，因此又被稱為“環(huán)形曝氣池”、“無終端的曝氣系統(tǒng)”。

氧化溝工藝形式的改進和發(fā)展與其曝氣設(shè)備的開發(fā)和研究是分不開的。20 世紀60 年代末，荷蘭的DHV公司將立式低速表曝機應(yīng)用于氧化溝工藝，將其安裝在氧化溝中心隔墻的末端，利用其所產(chǎn)生的攪拌推動力使水流循環(huán)流動，使氧化溝的有效水深增加至4.5m,該工藝即為Carrousel氧化溝工藝，幾乎與此同期，Lecmple和Mandt *將水下曝氣和推動系統(tǒng)應(yīng)用于氧化溝工藝，開發(fā)了射流曝氣氧化溝工藝，使氧化溝的有效水深和寬度相互獨立，其深度可達7~8m。1970年，南非開發(fā)了轉(zhuǎn)盤曝氣機而出現(xiàn)了Orbal氧化溝工藝。近年來，荷蘭DHV公司推出了兩層渦輪立式曝氣機; 德國Passavant 公司開發(fā)了具有抗腐蝕強、強度高、重量小的玻璃鋼強化型轉(zhuǎn)刷葉片; 美國USFilter Envirex公司開發(fā)了以曝氣轉(zhuǎn)碟(推動水流) 和粗泡曝氣相結(jié)合的垂直循環(huán)流反應(yīng)器(VLR) 氧化溝工藝。

目前，國外研究開發(fā)氧化溝工藝和生產(chǎn)氧化溝噪氣裝置的公司及機構(gòu)日趨增多，氧化溝技術(shù)還將得到發(fā)展。

3) AB法的發(fā)展

AB工藝是吸附/生物降解工藝的簡稱。這項污水生物處理技術(shù)是由德國亞琛工業(yè)大學(xué)的BothoBohnke教授為解決傳統(tǒng)二級生物處理系統(tǒng)存在的去除難降解有機物和脫氮除磷效率低及投資運行費用高等問題，在對兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法進行大量研究的基礎(chǔ)上，于20世紀70 年代中期開發(fā)、80年代開始應(yīng)用于工程實踐的一項新型污水生物處理工藝。

AB工藝在我國的研究和應(yīng)用經(jīng)歷了三個階段。首先是對AB工藝的特性，其次是較多單位對AB工藝處理城市污水、工業(yè)廢水進行一定規(guī)模的試驗研究; 第三是國內(nèi)部分城市污水處理廠(如山東省青島市海泊河污水處理廠、泰安市污水處理廠、新疆烏魯木齊市河?xùn)|污水處理廠等) 在引進德國AB工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，已建成相當處理規(guī)模的AB法污水處理廠。

AB 工藝與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比，在處理效率、運行穩(wěn)定性、工程投資和運行費用等方面均具有明顯的優(yōu)勢。

4) A/A/O系列的發(fā)展

20世紀70年代中期，美國的Spector在研究活性污泥膨脹控制問題時，發(fā)現(xiàn)厭氧/好氧(Ap/O) 狀態(tài)的交替循環(huán)不僅能有效防止活性污泥絲狀菌的膨脹，改善污泥的沉降性能，而且具有明顯的強化除磷效果。個生產(chǎn)性Ap/O (Anaerobic/Oxic) 裝置于1979 年建成投產(chǎn)，此后許多污水處理廠在修建或改造過程中采用了該工藝。

AP/O系統(tǒng)由活性污泥反應(yīng)池和二次沉淀池構(gòu)成，污水和污泥順次經(jīng)厭氧和好氧交替循環(huán)流動。反應(yīng)池分為厭氧區(qū)和好氧區(qū)，兩個反應(yīng)區(qū)進一步劃分為體積相同的格，產(chǎn)生推流式流態(tài)。回流污泥進人厭氧池可吸收去除一部分有機物，并釋放出大量磷，進人好氧池污水中可使有機物得到好氧降解，同時污泥將大量攝取污水中的磷，部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出，實現(xiàn)磷的去除。

Ap/O除磷工藝流程圖：

AN/O (Anoxic/Oxic) 工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮流程，其中前置反硝化在缺氧池中進行，硝化在好氧池中進行。

AN/O (Anoxic/Oxic) 工藝流程圖：