農(nong)村汙水(shui)處理壹體化(hua)設(she)備(bei)

農(nong)村(cun)汙(wu)水(shui)處理壹體化(hua)設(she)備(bei)

農(nong)村汙水(shui)處理壹體化(hua)設(she)備(bei)

 人工濕地(di)是(shi)20世(shi)紀70年(nian)代新(xin)興的壹(yi)種(zhong)汙水(shui)處理方式(shi)，其利(li)用基(ji)質、水生(sheng)植(zhi)物和微(wei)生(sheng)物之(zhi)間的相(xiang)互作用，通過過濾、吸附、共沈(chen)澱、離子交(jiao)換(huan)、植(zhi)物吸收和微(wei)生(sheng)物分解(jie)等(deng)方式來(lai)實現(xian)對(dui)廢水(shui)中(zhong)有(you)害物質的去(qu)除(chu)，同時通過營(ying)養(yang)物質和水分的循(xun)環，實現(xian)對(dui)水的凈(jing)化(hua)。近(jin)年(nian)來，人工濕地(di)以其投(tou)資費用低(di)，建(jian)設(she)、運(yun)行成本(ben)低，處理過程(cheng)能耗(hao)低，處理效(xiao)果(guo)穩(wen)定，景觀(guan)效(xiao)應良(liang)好(hao)等優(you)點(dian)多被(bei)用於改善(shan)景觀(guan)水(shui)體水質(zhi)之(zhi)中(zhong)。人工濕地(di)還(hai)具有強大的生(sheng)態功(gong)能，包(bao)括生(sheng)物多樣(yang)性(xing)保護(hu)、水源凈化(hua)及保(bao)護與供(gong)給(gei)、氣候調(tiao)節(jie)、野(ye)生(sheng)資源(yuan)開發以及生(sheng)態環境科學研(yan)究等諸(zhu)多(duo)方(fang)面。
人工濕地(di)脫氮的機理及其主(zhu)要影(ying)響(xiang)因(yin)素
脫氮機理
人工濕地(di)中(zhong)的氮(dan)通過微(wei)生(sheng)物的氨化(hua)、硝化(hua)與反硝化(hua)作用，植(zhi)物的吸收，基(ji)質(zhi)的吸附、過濾、沈澱等途徑去(qu)除(chu)。其中(zhong)氨化(hua)、硝化(hua)與反硝化(hua)作用是(shi)去(qu)除(chu)氮的主(zhu)要途(tu)徑，其基(ji)本(ben)條件(jian)是(shi)濕地(di)中(zhong)存(cun)在大(da)量(liang)的氨化(hua)菌、硝化(hua)菌、反硝化(hua)菌和適當的濕(shi)地(di)土(tu)壤(rang)環境條件(jian)。

氨氮可(ke)被(bei)植(zhi)物直接(jie)攝(she)取，合成植(zhi)物蛋白(bai)質與(yu)有機氮(dan)後，再(zai)通過植(zhi)物的收割(ge)從濕(shi)地(di)系(xi)統中(zhong)除(chu)去(qu)。濕地(di)植(zhi)物根毛的輸氧(yang)及傳遞特(te)性(xing)，使根(gen)系周圍(wei)連續呈現(xian)好(hao)氧(yang)、缺(que)氧(yang)及厭氧(yang)狀(zhuang)態，相(xiang)當於許多(duo)串(chuan)聯(lian)或並聯的處理單元，使(shi)硝(xiao)化(hua)和反硝化(hua)作用可(ke)以在濕(shi)地(di)系(xi)統中(zhong)同(tong)時進(jin)行(xing)。
基(ji)質是(shi)人工濕地(di)*的組(zu)成(cheng)部分(fen)，它(ta)為(wei)人工濕地(di)中(zhong)微(wei)生(sheng)物的生(sheng)長提(ti)供(gong)穩(wen)定的依(yi)附表(biao)面，為水生(sheng)植(zhi)物提供(gong)生(sheng)長載(zai)體和營養(yang)物質，同(tong)時，基質(zhi)本(ben)身對(dui)汙水(shui)凈化(hua)也有重(zhong)要的作(zuo)用(yong)。
影響(xiang)脫氮的主(zhu)要因(yin)素
基質(zhi)
不同基(ji)質類型對脫氮效(xiao)果(guo)的影(ying)響(xiang)不同。WendongTao等(deng)研究發現(xian)，石灰(hui)石基(ji)質和鋪路(lu)石對(dui)氨氮和TN的去(qu)除(chu)效(xiao)果(guo)無(wu)太大差別，但(dan)是(shi)石灰(hui)石基(ji)質能夠增(zeng)大亞(ya)硝酸(suan)鹽的含(han)量(liang)，將(jiang)其最高(gao)質量(liang)濃(nong)度從3.6mg/L增(zeng)加(jia)到4.7mg/L，從而(er)更有利(li)於厭氧(yang)氨氧(yang)化(hua)，提高(gao)對氮的去(qu)除(chu)率(lv)。

微(wei)孔曝(pu)氣管(guan)的形(xing)式(shi)有很多，目(mu)前(qian)較為常用的有(you)兩(liang)種(zhong)：壹種(zhong)是(shi)由(you)粗(cu)瓷或剛(gang)玉等(deng)燒(shao)結(jie)而(er)成的普通曝(pu)氣管(guan)，這種管(guan)壁在燒(shao)結過程(cheng)中(zhong)產(chan)生(sheng)許多(duo)極(ji)微(wei)小的孔(kong)隙(xi)，它(ta)的主(zhu)要特(te)點(dian)是能產(chan)生(sheng)微(wei)小的氣泡，氣泡直(zhi)徑約0.1～0.2mm，氣、液接(jie)觸(chu)面積大，氧(yang)利(li)用(yong)率(lv)高(gao)，壹般可(ke)達(da)到20～25%;其缺(que)點(dian)是氣壓損(sun)失較(jiao)大，易堵(du)塞(sai)，送(song)入的空(kong)氣需經¬過濾處理，易損(sun)壞，壹(yi)旦(dan)損(sun)壞，氧(yang)利(li)用(yong)率(lv)就(jiu)開始(shi)快(kuai)速下(xia)降。另(ling)壹(yi)種(zhong)是(shi)管(guan)式膜(mo)片(pian)微(wei)孔曝(pu)氣管(guan)。

這種曝氣管(guan)的安(an)裝(zhuang)方式(shi)與前(qian)壹種基本(ben)壹樣(yang)，但(dan)其自身的結(jie)構(gou)卻(que)有很大的區(qu)別，它(ta)是(shi)由(you)壹(yi)個(ge)用ABS或UPVC制成的管(guan)子作為布氣管(guan)，管(guan)壁上開有通風(feng)孔，布氣管(guan)外(wai)周(zhou)覆蓋著合成橡膠(jiao)制(zhi)成(cheng)的膜(mo)片(pian)，膜(mo)片(pian)被(bei)金(jin)屬卡子(zi)固定在管(guan)子上。在合成橡膠(jiao)膜(mo)片(pian)上用(yong)激光等方法打出均勻(yun)分布的孔(kong)眼(yan)。曝氣時，空氣通過管(guan)壁上的通氣孔進(jin)入膜(mo)片(pian)與管(guan)壁之(zhi)間，在壓縮空(kong)氣的作(zuo)用(yong)下(xia)，使膜(mo)片(pian)微(wei)微(wei)鼓(gu)起，孔眼(yan)張開，達(da)到布氣擴散(san)的目(mu)的。停止供(gong)氣，氣壓消(xiao)失後，膜(mo)片(pian)本(ben)身在彈(dan)性(xing)作用(yong)下(xia)使孔眼(yan)自動閉合，由於水壓的作(zuo)用(yong)，膜(mo)片(pian)壓實(shi)在管(guan)壁上。因(yin)此(ci)，汙水(shui)不會(hui)倒流而(er)堵(du)塞(sai)孔眼。但(dan)由(you)於這種膜(mo)片(pian)的開孔直(zhi)徑直接(jie)影(ying)響(xiang)到氧(yang)的利(li)用(yong)率(lv)，因(yin)此(ci)，開孔直(zhi)徑應適當。開孔直(zhi)徑過大(da)，氧(yang)的利(li)用(yong)率(lv)較(jiao)低(di)，開孔直(zhi)徑過小，氧(yang)利(li)用(yong)率(lv)高(gao)，但(dan)阻(zu)力增大。橡膠(jiao)膜(mo)片(pian)應選用耐老(lao)化(hua)，高(gao)強度膠(jiao)質(zhi)，以免膜(mo)片(pian)出現(xian)撕裂(lie)，造成曝(pu)氣器損(sun)壞。

動(dong)態曝氣器
動(dong)態曝氣器是(shi)壹(yi)種新(xin)型的曝(pu)氣器，屬於固定安裝(zhuang)式的微(wei)氣泡曝(pu)氣器，它(ta)由(you)圓(yuan)罩、旋(xuan)混筒(tong)、旋混圈(quan)、套接(jie)頭(tou)抱(bao)箍和配氣管(guan)組成。
動態曝氣器采(cai)用(yong)了(le)“大孔(kong)排(pai)氣泡布氣”技術(shu)，將(jiang)引(yin)入曝(pu)氣器內(nei)的空(kong)氣分別進(jin)行(xing)正(zheng)旋和反旋導流，正旋(xuan)導流為順(shun)時針方(fang)向，反旋導流為逆(ni)時針方(fang)向，由兩(liang)個(ge)不同方(fang)向旋流(liu)作用(yong)下(xia)，在套(tao)筒(tong)旋混筒(tong)內形(xing)成壹(yi)個(ge)瞬(shun)間(jian)連續局(ju)部反應的氣液強化(hua)旋混區(qu)。由旋(xuan)混旋流(liu)作(zuo)用所產(chan)生(sheng)的大(da)量(liang)氣泡，再(zai)經(jing)¬圓罩阻(zu)擋擴散(san)作用之(zhi)後，均勻(yun)密布的向上產(chan)生(sheng)氣泡。總(zong)的來(lai)說，動態曝氣器是(shi)由(you)大孔雙(shuang)向旋混、套筒(tong)強化(hua)旋混和圓罩阻(zu)擋擴散(san)等各種(zhong)結(jie)構作(zuo)用，使氣相(xiang)在液(ye)相(xiang)中(zhong)碰(peng)撞、剪切(qie)和分割(ge)，從而(er)形成(cheng)混合性(xing)擴散(san)。由於動態曝氣器采(cai)用(yong)了(le)大孔(kong)排(pai)氣，即使(shi)停風停壓後，汙(wu)水(shui)倒流(liu)進(jin)曝(pu)氣器和配氣管(guan)中(zhong)，也(ye)不會(hui)造成排(pai)氣孔堵(du)塞(sai)，從而(er)從根(gen)本(ben)上解(jie)決了(le)曝氣器堵(du)塞(sai)的問(wen)題(ti)，可(ke)長(chang)期(qi)保持氧(yang)利(li)用(yong)率(lv)不發生(sheng)變化(hua)。但(dan)由(you)於產(chan)生(sheng)氣泡的直(zhi)徑較大(da)，氧(yang)利(li)用(yong)率(lv)相(xiang)對(dui)微(wei)孔曝(pu)氣器要低(di)，壹(yi)般(ban)在15～19%之(zhi)間。與(yu)動態曝氣器的結(jie)構(gou)和性(xing)能類似(si)的還(hai)有(you)旋混曝氣器。

潮(chao)汐(xi)流人工濕地(di)是(shi)壹(yi)種新(xin)型人工濕地(di)，其運(yun)行方(fang)式包括(kuo)進(jin)水(shui)-反應-排(pai)空-閑置4個(ge)階段(duan)，在該(gai)運行(xing)模(mo)式(shi)下(xia)周期性(xing)的復(fu)氧(yang)，能有(you)效(xiao)促進(jin)汙(wu)染(ran)物質的去(qu)除(chu)。其原(yuan)理是利(li)用(yong)運行過程(cheng)中(zhong)床(chuang)體飽和浸(jin)潤面瞬(shun)間(jian)變化(hua)產(chan)生(sheng)的基(ji)質(zhi)孔隙(xi)水吸力(li)將(jiang)大(da)氣氧(yang)強迫吸入床(chuang)體，從而(er)提高(gao)濕地(di)床(chuang)的氧(yang)傳輸量(liang)和氧(yang)氣有效(xiao)利用(yong)率(lv)，實(shi)現(xian)並(bing)強化(hua)對汙染(ran)物質的去(qu)除(chu)。

關於(yu)曝氣生(sheng)物濾池（BAF）的研(yan)究也廣泛(fan)地(di)存(cun)在於(yu)國(guo)內(nei)外(wai)，由(you)於硝化(hua)菌的增(zeng)長(chang)速率(lv)較(jiao)慢(man)以及異(yi)養(yang)菌(jun)與(yu)其競(jing)爭(zheng)生(sheng)存(cun)空間(jian)和溶(rong)解氧(yang)，因(yin)此(ci)該(gai)工藝也存(cun)在著(zhe)有機碳(tan)嚴(yan)重(zhong)限制(zhi)硝化(hua)細菌(jun)進(jin)行(xing)生(sheng)化(hua)反應的問(wen)題(ti)，另(ling)外(wai)其曝(pu)氣運行(xing)費用過高(gao)，也限制(zhi)了(le)其應用。
SBR工藝是通過在時間上(shang)的交(jiao)替(ti)來實現(xian)傳統活性(xing)汙泥(ni)法的整(zheng)個(ge)運行(xing)過程(cheng)，在流(liu)程上(shang)只(zhi)有(you)壹個(ge)基本(ben)單元，將(jiang)調(tiao)節(jie)池(chi)、曝(pu)氣池和二沈池的功(gong)能集(ji)於壹(yi)體，進(jin)行(xing)水(shui)質水(shui)量(liang)調(tiao)節(jie)、微(wei)生(sheng)物降解(jie)有(you)機物和固液分(fen)離(li)等。其運(yun)行過程(cheng)為(wei)：進(jin)水(shui)－曝(pu)氣－沈澱－排(pai)水－閑置，其運(yun)行過程(cheng)中(zhong)仍需曝氣，從而(er)產(chan)生(sheng)經濟(ji)費用。

研(yan)究中(zhong)采(cai)用(yong)新(xin)型缺(que)氧(yang)SBR即(ji)ASBR和潮汐流生(sheng)物濾池即TFBF組(zu)合工藝。該(gai)組合工藝吸納(na)了(le)潮汐(xi)流人工濕地(di)的優(you)點(dian)，將(jiang)其運(yun)用到了(le)生(sheng)物濾池中(zhong)，在底部(bu)設(she)置曝(pu)氣盤(pan)，以便定時對反應器進(jin)行(xing)反沖洗，防止其堵(du)塞(sai)。同時，組合工藝運行過程(cheng)中(zhong)采(cai)用(yong)前(qian)置ASBR和後置TFBF將(jiang)硝(xiao)化(hua)和反硝化(hua)的功(gong)能區(qu)分開，在ASBR中(zhong)實(shi)現(xian)缺(que)氧(yang)反硝化(hua)的同(tong)時消(xiao)耗掉(diao)大(da)部(bu)分有機物，從而(er)使得(de)在後續的TFBF反應器中(zhong)異(yi)養(yang)好(hao)氧(yang)菌(jun)與(yu)自養(yang)硝(xiao)化(hua)菌競(jing)爭(zheng)時競(jing)爭(zheng)力(li)下(xia)降，實現(xian)好(hao)氧(yang)硝(xiao)化(hua)。對TFBF出水(shui)回流(liu)液(ye)進(jin)入ASBR反應器中(zhong)的比(bi)例(li)進(jin)行(xing)改(gai)變，從而(er)優化(hua)出汙染(ran)物去(qu)除(chu)率(lv)較(jiao)高(gao)的最jia回流(liu)比(bi)，同時為了(le)更深入地(di)了(le)解該(gai)新(xin)型反應器的脫氮性(xing)能，對(dui)各個(ge)回流(liu)比(bi)下(xia)ASBR和TFBF反應器周期內(nei)汙(wu)染(ran)物變化(hua)進(jin)行(xing)了(le)研究。