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亚洲体育平台 主流污水处理技术发展的历史

Polaris水处理网络新闻:[摘要]随着城市的诞生,对污水处理的需求不断增加。从最初的初级处理到当前的三次处理,城市污水处理技术经历了数百年的变化。从简单的消毒沉淀,有机物去除,氮和磷去除到高级处理和再利用;其中,活性污泥法的问世具有划时代的意义。本文带领大家回顾“那些年”中主流城市污水处理技术的发展历程。

水处理技术发展纪事

污水处理的历史可以追溯到古罗马时期。当时的环境容量很大,水体的自净能力可以满足人类的用水需求。人们只需要考虑排水问题。然后,随着城市化进程的加快,生活污水经过了细菌的传播,导致了传染病的传播。出于健康考虑,人类开始处理排放的生活污水。早期处理方法使用石灰,明矾等沉淀和漂白粉进行消毒。明末,我国有污水净化装置,但由于当时需求不足,我国的生活污水仍主要用于农业灌溉。

1762年,英国开始使用石灰​​和金属盐处理城市污水。

1881年,法国科学家发明了第一个生物反应器,第一个厌氧生物处理池莫里斯池诞生了,这开启了污水生物处理的序幕。

1893年,第一台生物过滤器在英国威尔士投入使用,并在欧洲,北美和其他国家迅速推广。

1912年,皇家污水处理委员会提议使用BOD5来评估水质的污染程度。技术的发展促进了标准的创建。

1914年,自活性污泥二次生物处理技术在英国曼彻斯特问世以来,它已被世界各国广泛采用。目前,二次生物处理技术已在发达国家普及。但是,鉴于活性污泥法存在的问题水处理技术,各国研究人员不断进行技术改造和发展,已经出现了普通的活性污泥法,厌氧/缺氧/好氧的活性污泥法(A / O,A / A / O),分批活性污泥法(SBR法),改进型SBR(MSBR)法,综合活性污泥法(UNITANK),两阶段活性污泥(AB)法以及各种生物膜法等。

经济发达国家的污水处理技术已经从1960年代的末期处理转变为1970年代的预防和控制相结合,从1980年代的集中处理到1990年代的清洁生产以及不断更新的处理技术水处理技术99体育 ,设施和设备。目前,污水生物处理技术的主要发展趋势是多种技术和新工艺的结合。例如同时去除氮和磷的好氧颗粒污泥技术,电/生物耦合技术,吸附/生物再生技术,生物吸附技术澳洲幸运5APP ,以及使用光,声,电和高效生物处理技术来处理高浓度的有毒物质,有害难降解有机物废水的新的物理化学和生物处理相结合的工艺技术,例如光催化氧化生物处理技术,电化学高级氧化/高效生物处理技术,超声预处理/高效生物处理技术,湿式催化氧化/高效生物处理技术和辐射分解生物处理联合技术等。许多国家在水污染控制的目标和技术路线上做出了重大改变。水污染控制的目标已从传统的“污水处理和排放达标”转变为以水质再生为核心的“水循环再利用”。 “从单纯的“污染控制”到“水生态修复”。

污水生物处理技术发展历史

传统观点认为,生物处理的主要功能是分解和稳定有机物,即减少BOD。随着工业生产的发展以及对水环境的长期观察和研究,许多人工合成的有机物质具有严重的危害(致癌重庆快三 ,致畸和诱变),并且难以被微生物降解。氮和磷等无机营养物质很容易引起水体富营养化。因此,水处理的要求在不断变化。除了要求水处理过程具有脱氮和除磷的功能外,还要求在污水处理过程中有效地控制由工业生产和高温高压合成的各种污染物。由于自然界中这种物质的降解需要数百甚至数千年的时间,因此它将继续被富集,其浓度将继续增加,这将直接危害生态环境和人类健康。生物处理技术对这种污水处理是否有效?有些BOD和COD浓度高的污水,甚至高达数万mg / L,生物处理技术是否有效?这些新问题和新要求促进了污水生物处理技术和工艺的发展。

根据微生物的生长方式,可以将生物方法分为以活性污泥法为代表的悬浮生长法和以生物膜法为代表的附着生长法。目前,活性污泥法是城市污水处理中使用最广泛的方法。然而,传统的活性污泥法的操作需要大量的能量,并且操作成本也很高,这需要创新。为了开发高效,低耗的城市污水处理新技术和工艺,国内外进行了大量的研究,并取得了一定的成果。

1.经过生物处理的微生物

传统的污水生物处理技术主要依靠两种微生物,即异养需氧微生物和异养厌氧微生物。近几十年来,科学家和工程师共同努力,对污水生物处理中的微生物进行了深入研究,并取得了许多成果,例如:活性污泥中细菌和原生动物的不同类型和特征以及它们的协同作用。促进了AB流程的发展;对硝化反硝化细菌的研究以及对磷积累细菌特性的研究,促进了具有反硝化作用的A / O过程和具有反硝化和除磷作用的A /过程。 A / O流程的开发;对厌氧微生物的种群和特征进行研究,发现厌氧微生物具有部分降解高分子合成有机物的能力,并促进厌氧生物处理工艺的发展以及厌氧/好氧串联工艺的应用废水处理技术的发展含有难熔的有机物;高效细菌的筛选,培养和固定化研究为进一步提高污水生物处理效率,特别是对难处理有机物的处理提供了有效途径。

2.生物处理过程

生物处理中的三个主要元素是微生物,氧气和养分。反应器是微生物居住和生长的地方,是微生物降解和利用污水中污染物的主要设备。高效反应器必须能够保持最大数量的微生物及其活性,能够有效地供应或隔离氧气,并确保污水中的微生物,氧气和有机物能够在良好的传质条件下充分接触。根据反应堆的特性,反应堆可以大致分为以下几类:

①悬浮生长类型(如活性污泥法)或附着生长类型(如生物膜法);

②推流式或完全混合式;

③连续操作类型(例如传统的活性污泥法)或间歇操作类型(例如SBR方法)。

一、活性污泥法

活性污泥工艺由Arden和Lockett于1914年发起。它已经发展和实践了104年,并且在供氧方法,操作条件和反应器形式方面不断创新和改进。最早的传统活性污泥法是活塞流曝气池。由于池水入口附近的基质浓度高于出口端的浓度,因此原始设计未考虑氧气需求量的变化,从而在某些部位产生了氧气。功能不足。为了改善氧气供应不均的缺点,在1936年,将均匀曝气方法改为沿推动流动方向逐渐减小的曝气方法。衰减是主要反应的出水口只需要少量氧气。这是传统活性污泥法的一种较为标准的形式,即逐渐减少的曝气活性污泥法。

活性污泥法(分段曝气法)的一种变型出现在1942年。分段曝气法也称为多点进水法。进水分成几股水,然后几股污水从曝气池的不同位置进入,使需氧量均匀分布。在与原水混合之前对污泥重新充气的想法得到了进一步发展。接触稳定化活性污泥法于1951年问世,它是传统活性污泥法的又一发展形式。为了避免由活塞流曝气池中基质的浓度梯度引起的微生物不合适,将微生物群落保持在相对稳定的状态。到1950年代末,出现了完全混合的活性污泥工艺。这种形式的优点是它提供了有利于细菌絮凝物生长且不利于丝状细菌生长的环境。污泥的沉降和密实度都非常好,但是由于基质梯度的变化,该系统容易受到有毒物质的影响。为了克服其他几种改进形式的缺点(必须处理大量污泥,并且工艺的操作控制要求严格),出现了延迟曝气方法。因为有一个完整的平均细胞停留时间,所以稳定性很高。但是,由于经济上的限制,它仅用于污水浓度低的小型设施。此外,还出现了纯氧曝气法和深井曝气法。

(1. 1) SBR方法的发展

SBR法是对传统活性污泥法的改进,具有广阔的应用前景。 SBR工艺是“分批间歇式活性污泥工艺”的缩写(也称为“分批间歇式反应器”)。目前,它是一种污水生物处理技术,在国内外受到了广泛的关注,研究和应用,尤其是随着先进的自动控制技术的发展,污水处理厂的自动管理程度得到了极大的提高, SBR活性污泥法推广应用的有利条件。

在SBR工艺的设计和操作中,根据不同的水质条件,使用场合和出水要求,发生了许多新的变化和发展,并且有许多变体。与传统的SBR相比,ICEAS增加了一个预反应区以及连续的进水和间歇排水功能。然而,入水会影响沉积期间泥浆和水的分离,从而限制了入水水质。 DAT-IAT流程克服了ICEAS的缺点。将预反应区改变为与SBR反应池IAT分开的预曝气池DAT。 DAT具有连续的水流入和连续的曝气。在沉淀阶段,主批反应器IAT不受水的影响。从IAT到DAT的影响并增加了回报。但是,对于含难处理有机物的污水的处理,DAT-IAT无法取得良好的效果。 CASS工艺克服了这一缺点,并将ICEAS的预反应区改造成体积小,设计更优化,更合理的生物选择器。主反应区中剩余的部分污泥返回选择器,没有水进入沉淀阶段,因此系统更稳定,并且具有良好的脱氮除磷效果。 IDEA也是CASS的开发,主要是将生物选择器更改为与SBR主体结构分开的预混池。但是,上述过程只能实现连续取水和间歇排水。为了克服间歇式排水的缺点,UNITANK工艺结合了SBR和三沟氧化沟的优势,一体化设计,实现了连续进水和连续出水以及自动污泥回流,从而消除了污泥回流设备的需要与CASS相比。但是,UNITANK工艺也有一些缺点,例如中沟的污泥浓度低以及对仪器设备的过度依赖。例如,一旦进水阀损坏,整个系统将无法工作。为了克服UNTANK工艺的缺点,生产了一种新型的SBR系统MSBR。它本质上串联了A / A / O流程和SBR系统。它采用单室多室方法,省去了许多阀门和仪表,增加了污泥回流并确保更高的污泥浓度。良好的反硝化和除磷效果。近年来,厌氧SBR澳洲幸运5 ,多级SBR等许多其他SBR系统也得到了深入的研究,取得了良好的效果。随着技术的不断进步和深入的研究,将会出现更多的SBR改性工艺。

(1. 2)氧化沟的形成

氧化沟是活性污泥法的一种改进。它的曝气池是封闭式沟渠型。污水和活性污泥的混合物在其中连续流动,因此也称为“环形曝气”。 “气罐”,“不带终端的曝气系统”。氧化沟工艺的改进和发展离不开曝气设备的研究。 1960年代末,荷兰DHV公司将立式低速仪表曝气机应用于氧化沟工艺,并将其安装在氧化沟中央隔墙的末端。沟渠的有效水深增加到4. 5m。该过程是卡鲁塞尔氧化沟工艺。几乎同时,Lecmple和Mandt首次将水下曝气和推进系统应用于氧化沟工艺,并开发了喷射曝气氧化沟。该工艺使氧化沟的有效水深和宽度相互独立,其深度可达到7〜8m。 1970年,南非开发了旋转曝气机,并出现了Orbal氧化沟工艺。近年来,荷兰DHV公司推出了一种两层涡轮立式曝气机,德国Passavant公司开发了一种具有强耐腐蚀性,高强度和轻重量的玻璃纤维增​​强塑料旋转刷叶片。美国Filter Envirex公司开发了曝气转盘。 (推水流)立式循环流反应器(VLR)氧化沟工艺与粗气泡曝气气相相结合。

(1. 3) AB法的发展

AB过程是吸附/生物降解过程的缩写。该废水生物处理技术是由德国亚琛工业大学的Botho Bohnke教授开发的,旨在解决传统的两阶段生物处理系统在去除难处理有机物,氮和磷去除效率低以及投资和成本高等问题。运营成本。在对泥浆法和高负荷活性污泥法进行大量研究的基础上,1970年代中期开发了一种新的生物废水处理工艺,并在1980年代应用于工程实践。

我国AB法的研究与应用经历了三个阶段。一是对AB工艺特性,运行机理和处理工艺稳定性进行详尽的报告和研究。其次,更多的单位对AB法处理城市污水和工业废水进行了一定规模的实验研究。第三是国内城市污水处理厂的一部分,如山东青岛海波河污水处理厂亚博app ,泰安污水处理厂,新疆乌鲁木齐河东污水处理厂等。在介绍的基础上建设了相当规模的AB污水处理厂。德国AB工艺技术。与传统的活性污泥法相比,AB法在处理效率,操作稳定性,项目投资和运营成本方面具有优势。

(1. 4)开发A / A / O系列

在1970年代中期,美国的Spector研究了活性污泥膨胀控制问题,发现厌氧/好氧(Ap / O)状态的交替循环不仅有效地阻止了活性污泥丝状细菌的膨胀,还提高了污泥的沉降性能,并具有明显增强的除磷效果。 1979年,第一个生产性的Ap / O(厌氧/有氧)工厂建成并投入运行,此后,许多污水处理厂在建造或翻新过程中都采用了该工艺。 AP / O系统由一个活性污泥反应池和一个二级沉淀池组成。污水和污泥通过厌氧和好氧循环交替流动。将反应罐分为厌氧区和需氧区,并将两个反应区进一步分为相同体积的小室以产生活塞流流态。将污泥送回厌氧池可以吸收并去除部分有机物,并释放出大量的磷。在进入需氧池的污水中,有机物可以被好氧降解。同时,污泥将吸收污水中的大量磷,部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出,实现磷的去除。

Ap / O除磷工艺流程图

AN / O(缺氧/氧化)工艺是一种带回流的预脱氮生物反硝化工艺,其中在缺氧槽中进行预脱氮,在需氧槽中进行硝化。