环保污水处理常用的填料及其用途性能和几种常见的水处理工艺对比
在污水处理工程中通常都需要用到填料,填料一般分为挂膜,沉淀,吹脱等样式。由于填料的性价比较高,效果也比较好。所以一些用地紧张或提标上会用到,但是因填料的一些局限性并不是每个工艺都适用。
1.软性纤维填料
成分:PE中心绳+醛化维纶丝花束
适用范围:易挂、脱膜,污泥减量效果明显,整体使用效果很好,成本一般,性价比较好,适用于大型污水处理装置。
2.半软性填料
成分:PE中心绳+PE环片
适用范围:适合兼氧、厌氧,也有用于曝气池。半软性填料具有特殊的结构和水力性能,孔隙率大(>96%),流阻小,不易缠结、堵塞,难挂膜、污泥减量不明显。一般适用于小型的污水处理。
3.组合纤维填料
成分:PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束
适用范围:适合兼氧、厌氧, 曝气池。易挂、脱膜,污泥减量效果明显,整体使用效果很好,性价比较好,适用于大型污水处理装置。
4.弹性立体填料
成分:PE中心绳+PP弹性丝
适用范围:适合兼氧、厌氧,少量用于曝气池。易挂、脱膜,污泥减量效果明显,整体使用效果较差,成本较低,性价比较低,适用于一般中小型污水处理装置。
5.悬浮填料
成分:PE球壳+醛化维纶丝花束或者PP宽扁丝带
适用范围:适合兼氧、厌氧,也有用于曝气池。易挂、脱膜,污泥减量效果一般,整体使用效果一般,成本较高,适用于改造或小型污水处理装置及流化床。
6.MBBR专用悬浮填料
适用范围:适用于自来水远水处理,效果很好,也可以用于污水处理装置的厌氧池、曝气池、生物流化床。成本较高,性价比较高。
7.梅花环
成分:PP
适用范围:适用于占地面积较小的塔式小型生物膜法处理装置。
8.生物转盘
成分:玻璃钢或塑料
适用范围:适用于日处理量不大的,膜法生物处理装置。
9.纤维球填料
成分:涤纶纤维
适用范围:适用于高效过滤器、生物流化床。
10.蜂窝斜(直)管填料
成分:PP或PVC
适用范围:直管适用于小型生物膜法污水处理装置,斜管适用于沉淀池。
11.鲍尔环、阶梯环、多面球、拉西环、海尔环
成分:PP
适用范围:适用于空气处理过滤塔、污水处理装置、流化床装置。
12.立体网状填料
序号 | 填料名称 | 适合工艺 | 材料、组成、结构 | 安装方式 | 比表面积 | 优缺点 |
1 | 软性纤维填料 | 生物膜法 | PE中心绳+醛化维纶丝花束 | 框架捆绑悬挂 | 较大 | 适合兼氧、厌氧,也有用于曝气池。易挂、脱膜,污泥减量 效果明显,整体使用效果很好,成本一般,性价比较好,适用于大型污水处理装置。 |
2 | 组合纤维填料 | 生物膜法 | PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束 | 框架捆绑悬挂 | 较大 | 适合兼氧,厌氧,曝气池。易挂、脱膜,污泥减量效果明显,整体使用效果很好,性价比较好,适用于大型污水处 理装置。 |
3 | 半软性填料 | 生物膜法 | PE中心绳+PE环片+醛化维纶丝花束 | 框架捆绑悬挂 | 不大 | 适合兼氧、厌氣,也有用于曝气池。半软性填料具有特殊的结构和水力性能,孔隙率大(大于96%),流阻小,不易缠结、堵塞,难挂膜,污泥减量不明显。一般适用于小型的污水处理。 |
4 | 弹性立体填料 | 生物膜法 | PE中心绳+PP弹性丝 | 框架捆绑悬挂 | 较小 | 适合兼氧、厌氣,少量用于曝气池。易挂、脱膜,污泥减量效果明显,一般适用于小型的污水处理。 |
5 | 悬浮填料 | 膜法或流化床 | PE球壳+醛化维纶丝花束或者PP宽扁丝带 | 池内随意放置 | 略小 | 适合兼氧,厌氧,也有用于曝气池。易挂,脱膜,污泥减量效果一般,整体使用效果一般,成本较高,适用于改造或小型污水处理装 置及流化床。 |
6 | 斜悬式多孔悬浮填料(MBBR) | 膜法或流化床 | PP | 池内随意放置 | 略小 | 适用于自来水远水处理,效果很好,也可以用于污水处理装置的厌氧池,曝气池、生物流化床,成本较高,性价比较高。 |
7 | 纤维球填料 | 塔式过滤器 | 涤纶纤维 | 塔内自然投放 | 较大 | 适用于高效过滤器、生物流化床。 |
8 | 梅花环 | 膜法或气滤塔 | PP | 塔内有序堆放 | 一般 | 适用于占地面积较小的塔式小型生物膜法处理装置。 |
9 | 生物转盘 | 生物膜法 | 玻璃钢或塑料 | 池面固定安装 | 较小 | 适用于日处理量不大的膜法生物处理装置。 |
10 | 蜂窝斜(直)管填料 | 膜法或沉淀池 | PP或PVC | 框架支撑 | 较小 | 直管适用于小型生物膜法污水处理装置,斜管适用于沉淀池 |
11 | 鲍尔环、阶梯环、多面球、拉西环、海尔环 | 膜法或气滤塔 | PP | 堆放或者投放 | 一般 | 适用于空气处理过滤塔、污水处理装置、流化床装置。 |
水 处 理 工 艺 对 比
1.UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20-40gVSS/1;
2.有机负荷高,水力停留时间长,采用中温发酵时,容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;
3.无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;
4.污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题;
5.UASB内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内,通常可以不设污泥回流设备。
UASB的主要缺点
1.进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高,一般控制在100mg/l以下;
2.污泥床内有短流现象,影响处理能力;
3.对水质和负荷突然变化较敏感,耐冲击力稍差。
SBR的主要优点
1.理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。
2.运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
3.耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
5.处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
6.反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。
7.SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。
8.脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
9.工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。
SBR的主要缺点
1.自动化控制要求高。
2.排水时间短(间歇排水时),并且排水时要求不搅动沉淀污泥层,因而需要专门的排水设备(滗水器),且对滗水器的要求很高。
3.后处理设备要求大:如消毒设备很大,接触池容积也很大,排水设施如排水管道也很大。
4.滗水深度一般为1~2m,这部分水头损失被白白浪费,增加了总扬程。
5.由于不设初沉池,易产生浮渣,浮渣问题尚未妥善解决。
A/O工艺
基本原理
A/O是Anoxic/Oxic的缩写,它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外,还具有一定的脱氮除磷功能,是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,所以A/O法是改进的活性污泥法。
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
(A/O)生物脱氮流程具有以下优点:
1.效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。
2.流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
3.缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。
4.容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化,反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术,有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度,与国外同类工艺相比,具有较高的容积负荷。
5.缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时,本工艺均能维持正常运行,故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出,生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点,我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求,而且其它指标也达到排放标准。
A/O工艺的缺点:
1.由于没有独立的污泥回流系统,从而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低;
2.若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大了运行费用。另外,内循环液来自曝气池,含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到90%。
3.影响因素,水力停留时间 (硝化>6h ,反硝化<2h )污泥浓度MLSS(>3000mg/L)污泥龄( >30d )N/MLSS负荷率(<0.03 )进水总氮浓度( <30mg/L)