文_盧濱 鄭琪豫
1 臨沂市生態(tài)環(huán)境局經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)分局 2 臨沂市生態(tài)環(huán)境局河東分局
SBR即序批間歇式活性污泥法,是一種按照間歇曝氣方式來處理污水的工藝,可有效處理活性污泥污水。與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比,SBR污水處理工藝通過應用非穩(wěn)定生化反應、時間分割方式及靜置理想沉淀方法可以取得更好的去除效果,目前已經(jīng)替代了傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)生化反應技術與動態(tài)沉淀技術。SBR污水處理工藝實際應用過程中因為充分集合了均化、沉淀、二沉與生物降解功能,且可以將SBR污水反應池作為核心內(nèi)容,因而實際處理效率和質(zhì)量均遠遠高于傳統(tǒng)污水處理工藝。
SBR污水處理工藝的優(yōu)勢集中體現(xiàn):①在污水處理過程中,SBR污水處理工藝有較高的控制能力,可以采用理想的推流,繼而實現(xiàn)增強生化反應推動力的目的,對于提升污水處理效率十分有利;②SBR污水處理工藝應用過程中有良好的穩(wěn)定性,反應池內(nèi)的好氧與厭氧均可以長期處于交替狀態(tài),有很好的穩(wěn)定性,一方面可以實現(xiàn)良好的凈化效果,另一方面可以確保污水在短時間內(nèi)沉淀,縮短處理時間;③SBR污水處理工藝與傳統(tǒng)的污水處理方式有較大的不同,其在沖擊負荷方面有較強的耐受能力,且反應池內(nèi)存在著較多的處理水,不僅可以很好的稀釋和緩沖污水,而且可以抵抗來自有機污物與水量的沖擊。除此之外,SBR污水處理工藝在實際應用過程中,可以根據(jù)實際需求來自行調(diào)整污水處理工序,應用方式更加的靈活,且可以保證污水處理質(zhì)量。
隨著近年來SBR污水處理工藝的發(fā)展,其在多種污水處理環(huán)境中均可以得到廣泛的應用,甚至在水資源缺乏和用地緊張的地區(qū)也同樣適用,效果顯著。
生物除磷的優(yōu)勢在于不需要添加化學藥劑即可實現(xiàn)最佳的除磷效果,可以很大程度上降低廢水處理的費用。更為重要的是生物除磷技術可以避免產(chǎn)生大量的化學污泥,對生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的二次污染較小,因而可以得到廣泛的應用。在應用過程中,生物除磷主要是借助聚磷菌的優(yōu)勢,在厭氧條件下可以充分釋放磷酸鹽,在好氧條件下可以將污水中的過量磷超量吸收,并儲存至細胞中,最終實現(xiàn)除磷目的,這也是生物除磷工藝可以在厭氧與好氧環(huán)境下實現(xiàn)良好除磷效果的原因所在。
在開展除磷過程中,需要按照流程開展除磷菌的過量攝取磷、除磷菌的磷釋放及高磷污泥的排放。在好氧條件下,除磷菌可以利用污水中的BCD5或所儲存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,所獲得的磷一部分可以用來合成ATP,并且絕大部分的磷可以被合成聚磷酸鹽而貯存至細胞體內(nèi)。在厭氧條件下,除磷菌可有效分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP,并利用ATP將廢水中的有機物攝入到細胞內(nèi),繼而將這些有機物質(zhì)以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存至細胞內(nèi)。
除此之外,在好氧條件下生物除磷可以攝取到更多的磷,除磷菌可以發(fā)揮更大的作用,污水生物除磷工藝正是利用這一優(yōu)勢將多余的污泥排出,以此實現(xiàn)除磷目的。目前使用的污水處理除磷劑可以很好的去除無機磷、有機磷等水體中的總磷,在解決水體富營養(yǎng)化中發(fā)揮著十分重要的作用。同時,鑒于除磷劑還擁有吸附、沉淀、色度、混凝等作用機理,因而在去除氨氮、懸浮物、重金屬離子、COD中均有明顯的優(yōu)勢。因此,生物除磷SBR工藝可以很好的處理生活污水和工業(yè)廢水,全面提升污水處理效率,與化學除磷工藝有一定的區(qū)別。
化學除磷是一個化學沉淀的過程,需要在污水中加入無機金屬鹽藥劑與溶解性鹽類(如磷酸鹽),但需要注意一點,在污水中加入化學藥劑后,污水在開展沉析反應的過程中會伴隨化學絮凝反應,因而實際處理時需要做好兩者的區(qū)分。目前來看,無論是化學沉析反應,還是化學絮凝反應均在SBR污水處理工藝中有廣泛的應用,均是極其重要的兩種技術?;瘜W絮凝反應可以很好的改善SBR池的沉淀效果,化學沉析反應可以有效去除污水中的溶解性磷。如果需要借助化學沉析反應來實現(xiàn)反應的轉換,則需要做好溶解性金屬鹽藥劑投放位置的選擇工作,盡量選擇在SBR池前端的旋流沉砂池、集水池或總排水口。反應過程中讓溶解性磷轉換為非溶解性磷酸金屬鹽和非溶解性氫氧化物,同時讓沉析物質(zhì)與非溶解性固體物質(zhì)可以發(fā)生聚集反應形成穩(wěn)定的膠體,最后在脫穩(wěn)與擴散過程中形成絮凝體,順利進入到下一個污水處理環(huán)節(jié)。在此過程中所形成的化學污泥可以隨著排泥管道順利進入到污泥濃縮池,而后經(jīng)過簡單脫水后即可開展無害化處理,以此實現(xiàn)除磷目的。
化學除磷工藝在SBR工藝中的應用要點主要包括前沉析、同步沉析及后沉析。
前沉析非常適用于現(xiàn)有污水處理廠增加化學除磷措施的改建項目中,藥劑的添加位置可以選擇在分配池或旋流沉砂池,其優(yōu)勢在于不僅可以有效除磷,且可以最大限度減少生物處理設施的負荷,但也有一定的局限性,會一定程度上增加總污泥量,增加反硝化反應的難度。
同步沉析是目前應用最為廣泛的化學除磷方式,這種工藝在使用時將沉析藥物添加到SBR曝氣池中,也有較為顯著的優(yōu)勢和不可忽視的局限性。優(yōu)勢在于這種工藝因為有沉析藥物和金屬鹽藥劑的應用,尤其是金屬鹽藥劑的使用可以大大增加活性污泥的重量,可以更好的避免活性污泥發(fā)生膨脹效應;局限性在于會增加污泥的總量,pH值也會下降,對硝化反應的順利進行有所不利,且單獨回收磷酸鹽有較高的成本。
后沉析反應是一個深度加工處理的工藝,是將絮凝、沉析及被絮凝物質(zhì)有效分離至相對獨立的環(huán)境中,先將沉析藥物加入到SBR生物反應池中,如果是綜合反應池或反硝化池則需要確保反應時間在4h以上。在此過程中,需要在SBR總排水管道上設置所需要的流量計,并根據(jù)流量計的流量指揮泵來自動啟動,以便控制好除磷劑的添加劑量。后沉析反應的優(yōu)勢在于磷酸鹽的沉析反應與生物凈化反應均是相互分離,反應過程中不會彼此影響。另外,藥劑的添加劑量可以根據(jù)污水中的磷變化來控制,且磷酸鹽污泥可以單獨排放,利用可以更加合理。目前化學除磷工藝中所使用的藥劑主要有金屬鹽藥劑,包括呂鹽類的硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鋁,三價鐵鹽類的硫酸鐵、氫氧化鈣、氯化鐵、氯化硫酸鐵。
化學除磷對SBR工藝除磷性能有很大的影響,涉及對水金屬含量、水腫鹽成分含量、堿度、剩余污泥產(chǎn)量及硝化反應的影響等。如,使用金屬藥劑開展污水中的磷沉析反應時,會導致污水處理中的鹽含量增多;借助磷酸鹽沉析時,鋁離子或鐵離子會與水溶液發(fā)生復合反應,形成六水復合物,這一復合物質(zhì)可以進一步被水解,繼而一定程度上降低水的堿度,但產(chǎn)生的氫氧化物不會提升污水的堿度。污水處理過程中的剩余污泥產(chǎn)量可以直接體現(xiàn)污泥處理參數(shù)設計的合理性程度,同步沉析反應所產(chǎn)生的剩余污泥和除磷沉析物質(zhì)均會對SBR工藝除磷性能產(chǎn)生一定的影響。除此之外,隨著近年來研究的深入,發(fā)現(xiàn)化學除磷法對污水SBR工藝除磷性能的影響系數(shù)較大,常規(guī)工藝的影響系數(shù)可以控制在1.00,化學除磷使用FeSO4的影響系數(shù)通常在1.10~1.35。
借助生物除磷與化學除磷兩種SBR工藝除磷工藝,可以更好發(fā)揮SBR工藝除磷的優(yōu)勢與性能,不僅可以提升除磷效率,而且可以最大限度確??偭字笜说挠行コ?,達到一級A排放標準,目前已經(jīng)全面替代了傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)生化反應和動態(tài)沉淀方法,有廣闊的發(fā)展前景,值得后續(xù)進一步研究。