Av: Kate
Email: kate@aquasust.com
Datum: 18 november 2024
För närvarande inkluderar de representativa processerna vid tillämpningen av biologisk rening av avloppsvatten huvudsakligen aktiverad slamprocess och biofilmprocess. Därefter kommer de två processmetoderna att analyseras och jämföras, baserat på år av produktionspraktik och teoretiska studier.
Aktiverad slamprocess
Process och princip
En typisk aktiverad slamprocess består av en luftningstank, en sedimentationstank, ett slamretursystem och ett system för avlägsnande av överskottsslam.
Avloppsvatten och det återförda aktiverade slammet kommer in i luftningstanken tillsammans för att bilda en blandad vätska. Tryckluft som skickas från luftkompressorstationen kommer in i avloppsvattnet i form av små bubblor genom luftdiffusionsanordningen placerad i botten av luftningstanken, i syfte att öka halten löst syre i avloppsvattnet och även hålla den blandade vätskan i ett tillstånd av våldsam agitation och suspenderat tillstånd. Löst syre, aktivt slam och avlopp blandas fullständigt och bringas i kontakt med varandra, vilket gör att reaktionen av aktiverat slam fortgår normalt.
I det första steget adsorberas organiska föroreningar i avloppsvattnet på ytan av zoogloea av de aktiverade slampartiklarna på grund av deras enorma yta och polysackaridviskösa ämnen. Samtidigt bryts vissa makromolekylära organiska ämnen ner till små molekylära organiska ämnen under verkan av extracellulära enzymer av bakterier.
I det andra steget absorberar mikroorganismer dessa organiska ämnen och oxiderar och sönderdelas dem under tillräckliga syreförhållanden för att bilda koldioxid och vatten, varav en del används för deras egen spridning och reproduktion. Resultatet av aktivslamreaktionen är att organiska föroreningar i avloppsvattnet bryts ned och avlägsnas, det aktiva slammet i sig förökas och odlas och avloppsvattnet renas. Den blandade vätskan kommer efter att ha renats av det aktiva slammet in i den sekundära sedimentationstanken, där det suspenderade aktiva slammet och andra fasta ämnen i den blandade vätskan fälls ut och separeras från vattnet. Det klarade avloppet släpps ut som renat vatten. Det slam som koncentrerats genom utfällning släpps ut från botten av sedimenteringstanken, varav det mesta återförs till luftningstanken som ympslam för att säkerställa den suspenderade fasta koncentrationen och mikrobiella koncentrationen i luftningstanken; de prolifererade mikroorganismerna släpps ut från systemet som "överskottsslam". Faktum är att föroreningar till stor del överförs från avloppsvattnet till detta överskottsslam.
Principen för den aktiverade slamprocessen kan uttryckligen uttryckas som: mikroorganismer "äter" det organiska materialet i avloppsvattnet och förvandlar avloppsvattnet till rent vatten. I huvudsak liknar det den naturliga processen för självrening av vattenförekomster, förutom att genom artificiell förbättring är effekten av avloppsrening bättre.
Biofilmprocess
Biofilmprocess Processtyper.
Våt typ: biologiskt filter, biologiskt torn, biologisk skivspelare.
Nedsänkt typ: kontaktoxidation, filtermaterial nedsänkt i filtertanken.
Typ av fluidiserad bädd: biologiskt aktivt kol, sandmedium suspenderat och flytande i tanken.
Princip: Eftersom hushållsavlopp innehåller en stor mängd organiska komponenter, förlitar sig biofilmsprocessen på att den mikrobiella filmen fästs på ytan av bäraren för att bryta ned det organiska materialet. Eftersom mikrobiella celler nästan stadigt kan fästa, växa och föröka sig på vilken som helst lämplig bäraryta i vattenmiljön, orsakar de extracellulära polymererna som sträcker sig från cellerna att de mikrobiella cellerna bildar en fibrös intrasslingsstruktur. Därför har biofilmen vanligtvis en porös struktur och starka adsorptionsegenskaper.
Biofilmen fäster på bärarens yta och är en mycket hydrofil substans. Under villkoret av kontinuerligt flöde av avloppsvatten finns det alltid ett fäst vattenskikt på utsidan av det.
Biofilmen är också en mycket tät substans av mikroorganismer. Ett stort antal mikroorganismer och mikrodjur växer och förökar sig på ytan och insidan av membranet och bildar en näringskedja som består av organiska föroreningar → bakterier → protozoer (metazoer).
Biofilmen är sammansatt av bakterier, svampar, alger, protozoer, metazoer och några andra synliga biologiska samhällen. När avloppsvatten rinner över bärarens yta adsorberas organiska föroreningar i avloppet av mikroorganismerna i biofilmen och syre diffunderar in i biofilmen. Biologisk nedbrytning och andra effekter uppstår i membranet för att fullborda nedbrytningen av organiskt material.
Ytskiktet av biofilmen är aeroba och fakultativa aeroba mikroorganismer, medan det inre skiktet av biofilmen ofta är i ett anaerobt tillstånd. När biofilmen tjocknar gradvis och tjockleken på det anaeroba skiktet överstiger det aeroba skiktet, kommer det att leda till att biofilmen tappas, och en ny biofilm kommer att regenereras på ytan av bäraren. Genom den periodiska förnyelsen av biofilmen upprätthålls den normala driften av biofilmreaktorn.
Förnyelse och utgjutning av biofilmen. Att upprätthålla normal drift av biofilmreaktorn är en viktig del av förnyelsen och utgjutningen av biofilmen. Ytskiktet av biofilmen är aeroba och fakultativa aeroba mikroorganismer, medan det inre skiktet av biofilmen ofta är i ett anaerobt tillstånd. När biofilmen tjocknar gradvis och tjockleken på det anaeroba skiktet överstiger det aeroba skiktet, kommer det att leda till att biofilmen tappas, och en ny biofilm kommer att regenereras på ytan av bäraren.
Processen för förnyelse och avfall är som följer:
Först, utseendeprocessen för det anaeroba membranet:
En är biofilmen;
Den andra är att den allmänna tjockleken på den mogna biofilmen fortsätter att öka, och den inre delen där syre inte kan tränga in kommer att ändras till ett anaerobt tillstånd; båda är sammansatta av ett anaerobt membran och ett aerobt membran;
Den tredje är att det aeroba membranet är huvudplatsen för nedbrytning av organiskt material, och den allmänna tjockleken är 2 mm.
För det andra, förtjockningsprocessen av det anaeroba membranet:
En är ökningen av anaeroba metaboliter, vilket leder till obalans mellan det anaeroba membranet och det aeroba membranet;
Det andra är det kontinuerliga utsläppet av gasformiga produkter, vilket försvagar biofilmens vidhäftningsförmåga på fyllmedlet;
Det tredje är att bli en åldrande biofilm, som har dålig reningsfunktion och lätt att falla av.
För det tredje, uppdateringen av biofilmen:
Den ena är att det åldrande membranet tappas bort, och den nya biofilmen kommer att växa igen;
Det andra är att den nya biofilmens reningsfunktion är starkare.
Jämförelse av aktiverat slamprocess och biofilmprocess
Fördelar och nackdelar med aktiverad slamprocess.
Under lång tid har den sekundära biologiska reningen av hushållsavlopp från städer mestadels antagit den aktiverade slamprocessen, som för närvarande är den mest använda sekundära biologiska reningsprocessen i världen. Den har följande egenskaper:
För det första, med användning av den traditionella aktiverade slamprocessen, är kapitalbyggnadskostnaden, driftskostnaden, energiförbrukningen ofta hög, hanteringen är mer komplex och slambulkning är benägen att inträffa; processutrustningen kan inte uppfylla kraven på hög effektivitet och låg förbrukning.
För det andra ställs högre krav på utsläpp av näringsämnen som kväve och fosfor i avloppsvattnet med den kontinuerliga skärpningen av avloppsnormerna. Traditionella avloppsreningsprocesser med funktioner för borttagning av kväve och fosfor använder för det mesta den aktiverade slamprocessen, vilket ofta kräver att flera anaeroba och aeroba reaktionstankar kopplas i serie för att bilda en flerstegsreaktionstank, och ökar den interna cirkulationen för att uppnå syftet med kväve. och fosforavskiljning, vilket kommer att öka kapitalinvesteringarna och energiförbrukningen och göra driften och förvaltningen mer komplex.
För det tredje genererar den aktiverade slamprocessen en stor mängd överskottsslam, vilket kräver slamavgiftningsbehandling, vilket ökar investeringen.
Fördelar och nackdelar med biofilmprocess.
Biofilmprocessen är också en vanlig metod för sekundär biologisk rening av stadsavlopp. Jämfört med den aktiverade slamprocessen har den följande egenskaper:
För det första har biofilmen en stark anpassningsförmåga till förändringar i avloppskvalitet och kvantitet, och är lätt att hantera och slambulkning kommer inte att inträffa.
För det andra fixeras mikroorganismer på bärarens yta, och mikroorganismer med längre generationstid kan också föröka sig. Den biologiska fasen är rikligare, stabilare och genererar mindre överskottsslam.
För det tredje kan den behandla lågkoncentrerat avloppsvatten. Dessutom är bristerna med biofilmprocessen att biofilmsbäraren ökar investeringen i systemet; bärarmaterialets specifika yta är liten, reaktionsanordningen har begränsad volym och låg utrymmeseffektivitet, och behandlingseffektiviteten är lägre än den för den aktiverade slamprocessen vid behandling av stadsavlopp; mängden mikroorganismer fästa vid den fasta ytan är svår att kontrollera, och operationsflexibiliteten är dålig; naturlig ventilation används för syretillförsel, vilket inte är lika tillräckligt som tillförseln av aktiverat slam, och anaeroba förhållanden är benägna att uppstå.