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農(nóng)村微動(dòng)力污水處理站
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膜分離技術(shù)的應(yīng)用
用膜分離代替沉淀進(jìn)行泥水分離實(shí)現(xiàn)污水處理,可帶來活性污泥工藝的以下變化:
1)不再存在污泥膨脹問題。在調(diào)控活性污泥系統(tǒng)時(shí),不必再考慮污泥的沉降性能,從而使工藝控制大大簡(jiǎn)化;
2)曝氣池的污泥濃度將大大提高,MLSS可以大于20g/L,從而使系統(tǒng)可在超大泥齡、超低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,充分滿足去除各種污染物質(zhì)的需要;
3)在同樣的處理要求下,可使曝氣池容積大大減小,節(jié)省了處理廠的占地面積;
4)污泥濃度的提高,要求較高的曝氣速率,因而純氧曝氣將隨著膜的分離而被大量采用。
膜分離技術(shù)以其處理效率高、出水水質(zhì)好、流程簡(jiǎn)單、操作管理方便等突出的特點(diǎn),使其在工業(yè)廢水、生活污水以及中水回用等領(lǐng)域都得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，得到各大污水處理廠的青睞。今后,隨著膜材料及膜分離技術(shù)的完善,具有抗污染性強(qiáng)、易清洗,能適于高溫、高pH值等特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)膜的出現(xiàn),將會(huì)使膜污染問題逐步得到解決。同時(shí),膜質(zhì)量的提高和成本的降低,也會(huì)使膜分離工藝的投資成本隨之降低。通過對(duì)微濾、超濾、納濾和反滲透等各種膜技術(shù)的有機(jī)組合,將更能充分發(fā)揮各種膜分離技術(shù)的特性,從而形成更加高效、完整的處理系統(tǒng),以適應(yīng)不同水質(zhì)的污水處理要求,得到符合回用標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)良出水水質(zhì)。
分子生物技術(shù)的應(yīng)用
目前,分子生物技術(shù)已開始應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。為探索聚磷菌除磷的生化機(jī)理,已開始用分子診斷技術(shù)獲取聚磷菌的遺傳信息。在活性污泥中發(fā)現(xiàn)了30多種絲狀菌,其中只有4種被準(zhǔn)確命名及生物分類學(xué)定位,因?yàn)檫@些絲狀菌大部分無法進(jìn)行分離和純培養(yǎng)。目前,用分子診斷技術(shù)將進(jìn)行這些絲狀菌進(jìn)行生物學(xué)定位,以進(jìn)一步準(zhǔn)確了解其特性。隨著分子診斷技術(shù)的大量應(yīng)用和活性污泥微生物基因庫的建立,并在此基礎(chǔ)上,采用基因技術(shù)培育具有高效活性的污泥菌種,進(jìn)一步提高污水處理效果將是未來的發(fā)展方向。
曝氣生物濾池
曝氣生物濾池實(shí)質(zhì)上就是常說的生物接觸氧化池,相當(dāng)于在曝氣池中添加了供微生物棲附的填(濾)料,在填料下鼓氣,其實(shí)是具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。生物膜法處理城市污水,在國(guó)內(nèi)尚需積累經(jīng)驗(yàn),處理規(guī)模不宜過大。
MBR工藝處理污水，去除率高、處理效果穩(wěn)定且操作方便、占地面積小，能較好的應(yīng)用于居民住宅區(qū)等建筑密度較大的地區(qū)，目前國(guó)內(nèi)已有一些成功的案例可供參考。
該工藝的運(yùn)行周期內(nèi)，運(yùn)行情況良好，出水水質(zhì)可達(dá)到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18920-2002)的要求。
膜分離生物反應(yīng)器按照膜組件的放置方式可分為分體式（分置式）和一體式（浸沒式）膜生物反應(yīng)器（Submerged MembraneBioreactor）。
分體式生物反應(yīng)器
分體式生物反應(yīng)器把生物反應(yīng)器與膜組件分開放置，生物反應(yīng)器的混合液經(jīng)泵增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統(tǒng)出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。
一體式生物反應(yīng)器
一體式系統(tǒng)則直接將膜組件置于反應(yīng)器內(nèi)，通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的交錯(cuò)流由空氣攪動(dòng)產(chǎn)生，曝氣器設(shè)置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動(dòng)，在膜表面產(chǎn)生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應(yīng)器可集沉淀過濾曝氣膜濾于一體，便于管理，優(yōu)于分體式膜生物反應(yīng)器，在工程上應(yīng)用較多。
膜生物反應(yīng)器利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子物質(zhì)截留住，活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)，有效降解有機(jī)物，孔隙率不大于0.08μm級(jí)膜將凈水與雜質(zhì)*分離，出水中SS值趨于零。絕大部分的細(xì)菌、微生物、熱源、病毒隨同它的載體一道被截留在污水中，后續(xù)消毒手段可作為殺菌的雙重保險(xiǎn)，避免了傳統(tǒng)工藝可能會(huì)出現(xiàn)的水質(zhì)不合格的問題，出水水質(zhì)*得到保證。
膜生物反應(yīng)器的前處理與后處理極其簡(jiǎn)單，占地小，可程控化管理。MBR反應(yīng)器中的有機(jī)物在MBR池內(nèi)被自身分解氧化，基本不產(chǎn)生剩余污泥，極少需要排泥，不產(chǎn)生二次污染，僅需利用簡(jiǎn)單的PLC技術(shù)對(duì)水位進(jìn)行自動(dòng)控制、膜污染報(bào)警及開啟相應(yīng)反洗設(shè)施即可程控化管理。因此，一體式膜生物反應(yīng)器工藝通過膜在中水處理工藝中得到廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性
在目前常見的幾種中水回用處理工藝中，MBR工藝的投資較大。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度上來講，該工藝不僅能保證穩(wěn)定和高質(zhì)的出水，也能可以慢慢收回成本。當(dāng)生物膜的研究到達(dá)新的階段，MBR將有可能成為應(yīng)用廣泛的污水處理技術(shù)。
某高校生活區(qū)，采用MBR工藝中水回用，其處理綜合成本約為1 元/t。按目前中水水源數(shù)量和自來水市場(chǎng)水價(jià)（2.46 元/t）、全年280天，可得每年中水處理量為4.2 萬t，每年減少水費(fèi)10.3 萬元。而水處理綜合成本為4.2 萬元/年，每年可節(jié)約6.1 萬元。在目前學(xué)生規(guī)模狀況下，建設(shè)中水回用系統(tǒng)，將中水應(yīng)用于沖廁、綠化澆水等用途，每年可節(jié)約6.1 萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。從社會(huì)角度分析，中水的使用減少了優(yōu)質(zhì)水源的消耗，緩解了地區(qū)供水不足的矛盾，具有顯著的社會(huì)效益。
MBR工藝尚需解決的問題
MBR在顯示出許多傳統(tǒng)工藝*的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，也暴露出一些尚需改進(jìn)的地方，這是研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。
（1）膜制造技術(shù)需要進(jìn)步，膜質(zhì)量有待提高和膜制造成本需要降低，MBR的投資也會(huì)隨之降低。
（2）膜受到污染而導(dǎo)致膜通量的降低，如何減緩膜污染進(jìn)程從而維持膜通量是應(yīng)用膜工藝時(shí)所面臨的一大挑戰(zhàn)。
（3）雖然較高的污泥濃度能有效減小MBR的體積，但過高的污泥濃度對(duì)于MBR正常運(yùn)行是不利的，在運(yùn)行MBR時(shí)應(yīng)控制適當(dāng)?shù)奈勰酀舛取?/span>
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