郭千元
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一、概述
现阶段,人口数量急剧增加,经济发展水平不断提高,污水处理也成为了人们关注的焦点。我国也面临着巨大的污水处理压力。废水处理技术分为物理法、化学法和生物法三大类。由于生物法具有高效、经济、对污染物的去除最终实现无害化等优点,因此被世界各地广泛运用。新型高效微生物智能污水处理技术是采用特殊生物培养器,利用现代生物技术选育优势菌种。具有提高难生物降解物质的生物处理效率,增强设施运行稳定性,可有效提高系统抗水流冲击负荷和有机物冲击负荷的能力。
二、新型高效微生物智能污水处理技术降解污染物原理
污水处理过程主要分为好氧及厌氧处理过程,在好氧过程中有机物被微生物摄食之后,通过代谢活动,有机物一方面被分解、稳定,并提供微生物活动所需的能量;另一方面被转化、合成为新的原生质的组成部分,即微生物自身繁殖生长。厌氧处理的全过程分为:1.水解发酵阶段,在此阶段通过兼性水解发酵细菌的代谢活动,将复杂有机物—碳水化合物、蛋白质和脂类等发酵成为有机酸、醇类、CO2、H2、NH3、H2S等;2.产氢产乙酸阶段,通过专性厌氧的产氢产乙酸细菌的生理活动,将细菌的代谢产物—丙酸及其他脂肪酸、醇类和某些芳香族酸转化为乙酸、CO2和H2;3.产甲烷阶段,由产甲烷菌利用产生的乙酸、CO2和H2为主要基质最终转化为CH4+CO2。新型高效微生物智能污水处理技术系统中的每个生物处理单元由池体、曝气系统和新型生物培养器组成,每个生物处理单元都是独立的三相流化床生物反应器,空气、水和微主物在培养器表面接触,为微生物的生长和繁殖提供了良好的环境。新型高效微生物智能污水处理技术反应器基本结构及原理如图所示:
新型生物反应器原理图
新型高效微生物智能污水处理技术系统类似于自然生态系统,存在着由许多种微生物构成的较长食物链。宿居于载体上的新型高效微生物多功能菌群平时处于休眠状态,当接触废水及生物助剂后,菌群很快由休眠状态转向活跃状态。废水中有机物质在很短的时间内(约10?20min)被吸附到菌体上,可溶性物质直接透入细胞膜内。进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下,经过一系列生化反应,使复杂的高分子有机物转化为无害的小分子化合物、二氧化碳、水等简单无机物,同时产生能量。微生物利用呼吸作用放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质,使菌体大量繁殖。微生物不断进行生物氧化,使环境中有机物不断减少,污水得到净化。
新型高效微生物智能污水处理技术系统可分为对流区域(含氧量较高之区)、反应槽角落处为非对流区(其含氧量几乎微乎其微)、两区交接区域(含氧量高于反应槽角落,微生物群最佳的生存环境)。让不同的微生物能对不同种类的碳水化合物进行呼吸作用和发酵作用,使其不断降解成简单无机物。
三、新型高效微生物智能污水处理技术主要工艺流
主要工艺流程详见如下工艺流程图:
四、新型高效微生物智能污水处理技术主要设备
1.特殊的生物培养器
新型高效微生物智能污水处理技术主要设备有生物培养器,是由经过特殊加工的木质制造而成。在制造过程中,除去易造成木质腐败的成份,保存其中一定量的纤维素、木质素及戊聚糖成份,经物理处理,使其达到适合微生物菌群生长所需75?85%的孔隙率,经过微生物的栽殖培育后,成为有生命状态的培养器。生物反应器使微生物菌群不易流失,菌相组织稳定、处理有机物效率高,系统中的生物反应器不需更换,属于半永久性使用。通常在系统运行3?5年之后,每年只需酌情少量补充。生物反应器半悬浮于水中,增加了气、液、固三相接触面积。新型高效微生物智能污水处理技术中的微生物群是由功能不同的多种属环境微生物群共存共生于生物培养器上,单位体积生物量多,生物相丰富,生物活性高,可快速分解有机物, 消除硫化氢,氨氮等物质。
2.超强效果的曝气装置
特殊材质制成的具有超细供气功能的曝气管,管上有众多细小的T型孔隙,微孔的断面有一定的斜度,从而使气泡不仅细小密集,而且在停止供气时可自动关闭,防止堵塞。曝气管材质优良,技术先进,充气效果好,易于形成生物净化所需的最佳水力状态。该曝气装置采用了特殊悬吊系统、系统不需停止即可进行维护。每个生化池均为由特殊菌群形成的三相流化生物反应器,内装生物载体和高效微曝气装置,通过曝气装置位置的设定和曝气量的设置,池内可通过不同结构比例的厌氧、兼氧、好氧区,即形成AA/O的过程,这样可有效提高系统抗水流冲击负荷和有机物冲击负荷的能力。
五、新型高效微生物智能污水处理技术的技术特点
由于该技术特殊的生物培养器及超强效果的曝气装置,致使该污水处理技术有如下特点:
1.微细气泡产生:具有高效率氧气溶解率;
2.超音波气泡移动:具有高度的化合作用;
3.高速水流作用:水流速度强而稳定;
4.微细菌群作用:促进大量微细菌群的产生;
5.适于厌氧菌、兼性菌、好氧菌共生生存的环境;
6.污水处理设施占地面积少,建设时间短,操作、维护费用低;
7.可根据用户的不同需求设计处理流程及规模,达到相应的国家排放标准。
由于新型高效微生物智能污水处理技术培养器中的孔隙深浅不同,曝气量分布不均匀,因而使厌氧区、兼氧区及好氧区共存于同一个槽体。这样,污水在经过每一个处理池体时都要反复经过好氧、兼氧和厌氧的过程,大大加强了污水处理效果。由于新型高效微生物智能污水处理技术系统提供的特殊良好环境,系统内生物相丰富,生物活性高,形成一个非常良好的生态系统,污染物被完全分解,在污水处理过程中无剩余有机污泥产出。
六、结束语
新型高效微生物智能污水处理技术的安全性较高,占地面积少,操作、维护费用低,且处理效果较好,不会出现二次污染的问题,提高了水资源的利用效率,所以在污水处理中新型高效微生物智能污水处理技术是一个重要的发展趋势与方向。