污染物的去除途径
1.3.1 BOD 的去除
BOD 的去除机理包括土壤吸附和生物氧化作用。在慢速、 和漫流系统中,BOD 的去除基本上都在土壤表层进行的,微生物的生长和表层中形成的生物膜对污水中物的去除起主要作用,其主要反应为氧化反应。Amy[4]认为,在土壤渗滤过程中,物在渗流区内的去除机理主要是生物降解,吸附只是小部分。同时室内土壤渗滤模拟试验结果也表明,以参数DOC 表明的物通过降解作用可以减少50%~60%;Quanrud[5]的研究还表明对于二级和三级进水(美标准准,相当于我国二、出水标准)而言,经过土壤渗滤处理系统的物出水浓度基本上是一致的,说明稳定的出水浓度并不依靠进水的浓度,土壤渗滤系统有很大的缓冲能力。
Gary Amy 和Wilson 等研究了在美国野外实验条件下,运用土壤渗滤系统去除二级和三级污水的可能性。结果表明,DOC 和TOX(总卤化物)的平均去除率分别为和80%[6]。
影响MBR工艺系统运行效果的4个重要指标分别是污泥浓度(MLSS)、COD负荷、温度、pH,对其分别进行分析。1污泥浓度(MLSS)的影响:蔡岚岚等对污水处理厂好氧池与膜池中MLSS的变化及同期COD和NH3-N的去除效果的研究表明,尽管进水水质波动较大,但是MBR处理系统的出水水质非常稳定,对COD和NH3-N的平均去除率分别为91.9%和98.1%。这是因为MBR反应池内维持了较高的污泥浓度,好氧池的平均MLSS为8.4g/L,膜池的平均MLSS可高达10.23g/L以上。随着MLSS的增高,微生物量也就增加,对水质水量的变化适应能力加强,抗冲击负荷能力变强。
2COD负荷的影响:由于MBR出水水质稳定,所以其动力学参数COD污泥负荷和容积负荷随进、出水的COD浓度变化而变化。郑祥等对毛纺废水处理的实验研究表明,在系统运行初期MLSS仅为0.32g/L,污泥负荷高达3.71g/(kg·d),系统出水COD在15~45mg/L之间,对COD的平均去除率达左右;系统运行10d后,MLSS升至0.9g/L,COD污泥负荷降至1.40kg/(kg·d);系统进入稳定运行期,COD污泥负荷一般在0.60~1.80kg/(kg·d)之间,此时出水的COD值<25mg/L,对COD的平均去除率92%。在系统的稳定运行期,由于进水COD的波动而污泥负荷曾一度升至5.85kg/(kg·d),但出水水质和各项指标的去除率并无大的变化,表明MBR系统具有较强的抗冲击负荷的能力。
沉淀区(分离区)
沉淀区位于UASB反应器 部,其作用是使由于水流的夹带作用而随上升水流进入出水区的固体颗粒(主要是污泥悬浮层中的絮凝性污泥)在沉淀区沉淀下来,并沉淀区底部的斜壁滑下而重新回到反应区内(包括污泥床和污泥悬浮层),以 反应器中污泥不致流失而同时 污泥床中污泥的浓度。沉淀区的另一个作用是可以通过合理调整沉淀区的水位高度来 整个反应器的气室的有效空间调试,而防止集气室究竟的破坏。气泡带着污泥和水一起上升进入沉淀区,UASB反应器具特色的部分——三相分离器就设在这个区域。上升的气泡碰到三相分离器下部的折射板的四周,并穿过水层进入气室。在三相分离器外部的沉淀区污泥发生絮凝沉淀并在重力作用下没三相分离器的外壁下滑回反应区,而经泥水分离后的处理出水则从沉淀区溢流堰上部排出。
布水系统
布水系统是UASB反应器的关键部分之一,其合理设计对于反应器的良好运行至关重要。布水系统兼有配水和水力搅拌的作用,使进水与污泥充分接触,大限度地利用反应器内的厌氧污泥,防止进水的通过污泥床时出现沟流和死角。由于厌氧反应器产生的沼气对污泥床中的颗粒污泥有一定的搅拌作用,在一定程度上可防沟流的形成,因此产气量越大,形成沟流的可能越小,反之亦然。
在具有一定生产规模的各种厌氧反应器中已成功地采用了各式各样的布水系统,但许多属于技术,其设计参数未公开。布水系统的设计包括进水方式的选择和布水点的布置。UASB反应器所采用的进水方式大致可分为间隙式进水、脉冲式进水、连续均匀进水和连续进水与间隙回流相结合的进水方式等几种。进水方式的选择应根据进水浓度及进水流量而定,通常采用的是连声均匀进水方式;仅在进水浓度很高,使得设计停留时间长,进水流量小时考虑他几种进水方式。布水点的布置则应根据布水点数量,可选择一管一点或一管多点的布水方式。