一體化醫療污水處理系統
BIOSTYR上向流生物濾池是一種運行可靠、出水水質好、節約能耗、抗沖擊能力強和自動化程度高的新一代曝氣生物濾池工藝,既可用于污水二級處理,也可用于污水深度處理和回用,還可以用于微污染水預處理。大中城市的市區污水廠在升級改造過程中,由于受到占地面積的限制,生物濾池工藝是一種較好的選擇。
在淹沒式曝氣生物濾池(包括下向流濾池和上向流濾池)領域擁有近30 年的工程設計、建設和運行經驗,并且在世界各地建設了300多座采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠,其中一種工藝便是上向流生物濾池(已經擁有140多個成功案例)。該工藝先開發時是用于二級和三級處理氨氮和總氮的去除,目前該工藝已經可與多種預處理工藝配合直接進行二級 生化處理,并且出水水質能夠達到一級A排放標準。
基本結構和工藝過程
基本結構
BIOSTYR工藝是一種淹沒式上向流生物濾池,球形顆粒濾料漂浮在水中。該濾料由聚苯乙烯顆粒發泡而成,是一種密度較小并且均勻度很高的小球,直徑為3~5 mm,具有很大的比表面積、很強的機械性能和物理化學性能,且有一定剛性,在水中既不容易變形,也不容易磨損。

一體化醫療污水處理系統每個生物濾池單元包括:
① 進水渠(水量較小時也可使用管道進水),在濾池的側面,經過預處理的出水(一般經過6mm 細格柵、曝氣沉砂池和初沉池處理,不需要2mnl超細格柵;有時也包括回流的反沖洗廢水或內回流的濾池出水)由上而下進入底部的配水渠。
② 配水渠,位于濾池底部,每格濾池2~4條不等,每條配水渠上有一排折形布置的配水孔,直徑約為50~60 mm,不易堵塞,還可用于排除反沖洗廢水。
③ 空氣管,初需要布置兩條空氣管(304L 不銹鋼穿孔管,孔徑為3~5 mm),中部一條用于工藝曝氣,底部一條用于氣反沖洗;新的設計已將工藝曝氣和反沖洗空氣合并為同一條管道,并采用氣動調節蝶閥進行氣量調節。
④ 濾料層,厚度為2.0—3.5 m,濾料表面有 一層生物膜附著大量的微生物。
⑤ 濾板,濾池頂部有混凝土預制濾板,防止濾料的流失。
⑥ 濾頭,濾板上安裝有濾頭,濾頭縫隙≤1.5 mm,用于濾池出水和空氣的排除。
在生物處理中,廢水中的有機物作為微生物的營養源被微生物利用,終分解為穩定的無機物或合成細胞物質而以污泥物態由水中分離,從而使廢水得到凈化。在好氧處理工藝中,微生物通過利用氧氣將有機污染物氧化為CO2和微生物的細胞物質(污泥)。隨著氧化分解過程,大量能量被釋放,用于微生物降解有機物轉化為細胞物質,即好氧污泥;而厭氧處理工藝則是在無氧的條件下,大多數有機污染物的能量轉化為甲烷的形式,結果只有很少部分用于合成細胞物質,而產生的沼氣可作為熱能被再利用。因此從生物反應的原理上,顯而易見,厭氧處理存在很大的優勢。

整個厭氧過程分為水解、發酵、產乙酸產氫階段、產甲烷階段。
1.水解階段
高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。因此它們在階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白酶分解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。
一體化醫療污水處理系統發酵(或酸化)階段
在這一階段,上述小分子的化合物在發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸(簡寫為VFA)、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時,酸化細菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此未經酸化廢水厭氧處理時會產生更多的剩余污泥。酸化菌對pH有很大的容忍性,產酸可在pH到4的條件下進行,產甲烷菌則有它自己的佳pH:6.5~7.5,超出這個范圍則轉化速度將減慢。
3.產乙酸產氫階段
在此階段,上一階段的產物被進一步降解為乙酸(又稱醋酸)、氫和二氧化碳,這是終產甲烷反應的反應底物。
4.產甲烷階段(高的階段)
產甲烷菌是一種嚴格的厭氧微生物,與其它厭氧菌比較,其氧化還原電位非常低(<-330mV)。
生物膜法生物轉盤
是隨著塑料的普及而出現的。數十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串,平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米。有電動機和減速裝置轉動盤軸,轉速1.5~3轉/分左右,決定于盤徑,盤的周邊線速度在15米/分左右。
廢水從槽的一端流向另一端。盤軸高出水面,盤面約40%浸在水中,約60%暴露在空氣中。盤軸轉動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋,生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸,不斷地取得污染物和氧氣,凈化廢水。膜和盤面之間因轉動而產生切應力,隨著膜的厚度的增加而增大,到一定程度,膜從盤面脫落,隨水流走。
同生物濾池相比,生物轉盤法中廢水和生物膜的接觸時間比較長。而且有一定的可控性。水槽常分段,轉盤常分組,既可防止短流,又有助于負荷率和出水水質的提高,因負荷率是逐級下降的。生物轉盤如果產生臭味,可以加蓋。生物轉盤一般用于水量不大時。
生物膜法曝氣生物濾池
設置了塑料型塊的曝氣池。按其過程也稱生物接觸氧化法。它的工作類似活性污泥法中的曝氣池,但是不要回流污泥,曝氣方法也不能沿用,一般采用全池氣泡曝氣,池中生物量遠高于活性污泥法,故曝氣時間可以縮短。
運行較穩定,不會出現污泥膨脹問題。也有采用粒料(如砂子、活性炭)的。這時水流向上,濾床膨脹、不會堵塞。因為表面積高,生物量多,接觸又充分,曝氣時間可縮短,處理效率可提高,尚處在研究階段。
構造和曝氣生物濾池雷同,只是不要曝氣系統。因生物量高,和污泥消化池相比,處理時間可以大大縮短(污泥消化池的停留時間一般在10天以上),處理城市污水等濃度較低的廢水時有可能采用。
生物膜運行過程
生物膜法生物膜的形成
前提條件:起支撐作用的載體物——填料或稱濾料
營養物質——有機物、N、P以及其它
接種微生物
生物膜的形成過程:含有營養物質和接種微生物的污水在填料的表面流動,一定時間后,微生物會附著在填料表面而增殖和生長,形成一層薄的生物膜。