日處理300噸一體化污水處理設備

日處理300噸一體化污水處理設備

 膜生物反應器（MBR）是一種高效的污水處理工藝，而微生物燃料電池（MFC）能利用NO3-作為電子受體進行脫氮。為解決膜生物反應器（MBR）脫氮效率低和膜污染問題，建立了一套能夠進行脫氮、有效抑制膜污染的一體式MFC-好氧MBR新工藝。以開路MFC-MBR反應器為對照，對耦合系統(tǒng)中污水處理效果、膜污染情況進行研究。
研究表明，2套系統(tǒng)的COD去除率均超過88%，對NH4-N的去除均達到99%。閉路MFC-MBR系統(tǒng)TN去除率達到69.4%，高于開路系統(tǒng)的55.3%?；旌弦旱腗LVSS/MLSS穩(wěn)定在88%左右，同時耦合系統(tǒng)能夠改善污泥混合液的性質(zhì)，zeta電位的值和粘度較開路系統(tǒng)有所減少，污泥顆粒平均體積粒徑（233.482 μm）較開路系統(tǒng)（94.877 μm）有明顯增加，膜清洗周期延長了41.17%。

膜生物反應器（MBR）是一種將生物反應原理和膜過濾相結合的污水處理工藝。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR有良好的出水水質(zhì)、較低的污泥產(chǎn)率及耐沖擊負荷等優(yōu)點。但MBR運行過程中能耗較高，膜污染比較嚴重，已成為MBR應用的瓶頸。除此之外，由于系統(tǒng)好氧環(huán)境的存在，使得反硝化速率受到限制，對總氮去除不理想。為了提高MBR的脫氮效率，國內(nèi)外學者對MBR工藝進行了許多改造，主要有前置反硝化+好氧硝化MBR兩級工藝，SBR+膜分離工藝，間歇曝氣MBR工藝。
在污染控制方面，國內(nèi)外主要從膜材料、反應器運行條件和活性污泥混合液特性等3個方面展開研究。
生物陰極型微生物燃料電池是一種利用微生物作為催化劑來實現(xiàn)陰極電子受體還原的新型微生物燃料電池，它能在降低微生物燃料電池成本的同時在陰極實現(xiàn)特殊污染物的去除。其中以硝態(tài)氮為電子受體的生物陰極微生物燃料電池電池更引起了人們的關注，利用這個特點可以進行生物脫氮。

微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實驗是相似的。微生物的單位結構是細胞，細胞壁相當于半滲透膜，在氯離子濃度小于等于2000mg/L時，細胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓，即使加上細胞壁和細胞質(zhì)膜有一定的堅韌性和彈性，細胞壁可承受的滲透壓也不會大于5-6大氣壓。但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時，滲透壓大約將增大至10-30大氣壓，在這樣大的滲透壓下，微生物體內(nèi)的水分子會大量滲透到體外溶液中，造成細胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，嚴重者微生物死亡。在日常生活中，人們用食鹽（氯化鈉）腌漬蔬菜和魚肉，滅菌防腐保存食物，就是運用了這個道理。工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明：當廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時，微生物的活性將受到抑止，COD去除率會明顯下降；當廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時，會造成污泥體積膨脹，水面泛出大量泡沫，微生物會相繼死亡。 
不過，經(jīng)過長期馴化，微生物會逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖。目前已經(jīng)有人馴化出能夠適應10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是，滲透壓的原理告訴我們，已經(jīng)適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，細胞液的含鹽濃度是很高的，一旦當廢水中的鹽分濃度較低或很低時，廢水中的水分子會大量滲入微生物體內(nèi)，使微生物細胞發(fā)生膨脹，嚴重者破裂死亡。因此，經(jīng)過長期馴化并能逐漸適應在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物，對生化進水中的鹽分濃度要求始終保持在相當高的水平，不能忽高忽低，否則微生物將會大量死亡。 

什么叫好氧生化處理？什么叫兼氧生化處理？二者有何區(qū)別？ 
生化處理根據(jù)微生物生長對氧環(huán)境的要求的不同，可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類，缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。在好氧生化處理過程中，好氧微生物必須在大量氧的存在下生長繁殖，并降低廢水中的有機物質(zhì)；而兼氧生化處理過程中，兼氧微生物只需要少量氧即可生長繁殖并對廢水中的有機物質(zhì)進行降解處理，如果水中氧太多，兼氧微生物反而生長不好從而影響它對有機物質(zhì)的處理效率。 

采用間歇曝氣運行方式，提升潛流人工濕地生活污水處理系統(tǒng)中的溶解氧濃度，強化脫氮效果。結果表明，間歇曝氣運行方式有效提高了濕地內(nèi)部溶解氧水平，曝氣時溶解氧濃度可達6~9 mg/L，停止曝氣后，溶解氧濃度迅速下降至0.5 mg/L以下，在濕地內(nèi)部營造了一種交替的好氧和缺氧環(huán)境，分別促進好氧硝化和缺氧反硝化作用。在水力停留時間為3 d的情況下，間歇曝氣潛流人工濕地系統(tǒng)對氨氮、總氮和COD的去除率分別可達到98.0%、87.6%和96.3%，較常規(guī)潛流人工濕地系統(tǒng)分別提高了74.1%、56.4%和18.1%，實現(xiàn)了氨氮、總氮和COD的同步高效去除。
流人工濕地對有機物去除率通?？蛇_到80%以上，但對于氨氮和總氮的去除率均僅有20%~50%。微生物硝化和反硝化作用是潛流人工濕地主要脫氮機制，其中，好氧硝化作用通常是濕地生物脫氮的限速步驟。因此，充足的溶解氧（DO）供給是保證氨氮硝化過程順利進行的關鍵。

傳統(tǒng)潛流人工濕地主要通過濕地植物根系泌氧獲得可利用的溶解氧，但由于根系泌氧量有限，很難滿足有機物降解、硝化作用等好氧生化過程對氧的需求。連續(xù)曝氣運行方式可有效提高潛流人工濕地有機物和氨氮（(NH4+-N）的去除率，但是濕地內(nèi)高溶解氧環(huán)境導致反硝化過程受到抑制，總氮（TN）去除率較低。