農村污水處理一體化設備

農村污水處理一體化設備

 人工濕地是20世紀70年代新興的一種污水處理方式，其利用基質、水生植物和微生物之間的相互作用，通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等方式來實現對廢水中有害物質的去除，同時通過營養物質和水分的循環，實現對水的凈化。近年來，人工濕地以其投資費用低，建設、運行成本低，處理過程能耗低，處理效果穩定，景觀效應良好等優點多被用于改善景觀水體水質之中。人工濕地還具有強大的生態功能，包括生物多樣性保護、水源凈化及保護與供給、氣候調節、野生資源開發以及生態環境科學研究等諸多方面。
人工濕地脫氮的機理及其主要影響因素
脫氮機理
人工濕地中的氮通過微生物的氨化、硝化與反硝化作用，植物的吸收，基質的吸附、過濾、沉淀等途徑去除。其中氨化、硝化與反硝化作用是去除氮的主要途徑，其基本條件是濕地中存在大量的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和適當的濕地土壤環境條件。

氨氮可被植物直接攝取，合成植物蛋白質與有機氮后，再通過植物的收割從濕地系統中除去。濕地植物根毛的輸氧及傳遞特性，使根系周圍連續呈現好氧、缺氧及厭氧狀態，相當于許多串聯或并聯的處理單元，使硝化和反硝化作用可以在濕地系統中同時進行。
基質是人工濕地*的組成部分，它為人工濕地中微生物的生長提供穩定的依附表面，為水生植物提供生長載體和營養物質，同時，基質本身對污水凈化也有重要的作用。
影響脫氮的主要因素
基質
不同基質類型對脫氮效果的影響不同。WendongTao等研究發現，石灰石基質和鋪路石對氨氮和TN的去除效果無太大差別，但是石灰石基質能夠增大亞硝酸鹽的含量，將其最高質量濃度從3.6mg/L增加到4.7mg/L，從而更有利于厭氧氨氧化，提高對氮的去除率。

微孔曝氣管的形式有很多，目前較為常用的有兩種：一種是由粗瓷或剛玉等燒結而成的普通曝氣管，這種管壁在燒結過程中產生許多極微小的孔隙，它的主要特點是能產生微小的氣泡，氣泡直徑約0.1～0.2mm，氣、液接觸面積大，氧利用率高，一般可達到20～25%;其缺點是氣壓損失較大，易堵塞，送入的空氣需經¬過濾處理，易損壞，一旦損壞，氧利用率就開始快速下降。另一種是管式膜片微孔曝氣管。

這種曝氣管的安裝方式與前一種基本一樣，但其自身的結構卻有很大的區別，它是由一個用ABS或UPVC制成的管子作為布氣管，管壁上開有通風孔，布氣管外周覆蓋著合成橡膠制成的膜片，膜片被金屬卡子固定在管子上。在合成橡膠膜片上用激光等方法打出均勻分布的孔眼。曝氣時，空氣通過管壁上的通氣孔進入膜片與管壁之間，在壓縮空氣的作用下，使膜片微微鼓起，孔眼張開，達到布氣擴散的目的。停止供氣，氣壓消失后，膜片本身在彈性作用下使孔眼自動閉合，由于水壓的作用，膜片壓實在管壁上。因此，污水不會倒流而堵塞孔眼。但由于這種膜片的開孔直徑直接影響到氧的利用率，因此，開孔直徑應適當。開孔直徑過大，氧的利用率較低，開孔直徑過小，氧利用率高，但阻力增大。橡膠膜片應選用耐老化，高強度膠質，以免膜片出現撕裂，造成曝氣器損壞。

動態曝氣器
動態曝氣器是一種新型的曝氣器，屬于固定安裝式的微氣泡曝氣器，它由圓罩、旋混筒、旋混圈、套接頭抱箍和配氣管組成。
動態曝氣器采用了“大孔排氣泡布氣”技術，將引入曝氣器內的空氣分別進行正旋和反旋導流，正旋導流為順時針方向，反旋導流為逆時針方向，由兩個不同方向旋流作用下，在套筒旋混筒內形成一個瞬間連續局部反應的氣液強化旋混區。由旋混旋流作用所產生的大量氣泡，再經¬圓罩阻擋擴散作用之后，均勻密布的向上產生氣泡。總的來說，動態曝氣器是由大孔雙向旋混、套筒強化旋混和圓罩阻擋擴散等各種結構作用，使氣相在液相中碰撞、剪切和分割，從而形成混合性擴散。由于動態曝氣器采用了大孔排氣，即使停風停壓后，污水倒流進曝氣器和配氣管中，也不會造成排氣孔堵塞，從而從根本上解決了曝氣器堵塞的問題，可長期保持氧利用率不發生變化。但由于產生氣泡的直徑較大，氧利用率相對微孔曝氣器要低，一般在15～19%之間。與動態曝氣器的結構和性能類似的還有旋混曝氣器。

潮汐流人工濕地是一種新型人工濕地，其運行方式包括進水-反應-排空-閑置4個階段，在該運行模式下周期性的復氧，能有效促進污染物質的去除。其原理是利用運行過程中床體飽和浸潤面瞬間變化產生的基質孔隙水吸力將大氣氧強迫吸入床體，從而提高濕地床的氧傳輸量和氧氣有效利用率，實現并強化對污染物質的去除。

關于曝氣生物濾池（BAF）的研究也廣泛地存在于國內外，由于硝化菌的增長速率較慢以及異養菌與其競爭生存空間和溶解氧，因此該工藝也存在著有機碳嚴重限制硝化細菌進行生化反應的問題，另外其曝氣運行費用過高，也限制了其應用。
SBR工藝是通過在時間上的交替來實現傳統活性污泥法的整個運行過程，在流程上只有一個基本單元，將調節池、曝氣池和二沉池的功能集于一體，進行水質水量調節、微生物降解有機物和固液分離等。其運行過程為：進水－曝氣－沉淀－排水－閑置，其運行過程中仍需曝氣，從而產生經濟費用。

研究中采用新型缺氧SBR即ASBR和潮汐流生物濾池即TFBF組合工藝。該組合工藝吸納了潮汐流人工濕地的優點，將其運用到了生物濾池中，在底部設置曝氣盤，以便定時對反應器進行反沖洗，防止其堵塞。同時，組合工藝運行過程中采用前置ASBR和后置TFBF將硝化和反硝化的功能區分開，在ASBR中實現缺氧反硝化的同時消耗掉大部分有機物，從而使得在后續的TFBF反應器中異養好氧菌與自養硝化菌競爭時競爭力下降，實現好氧硝化。對TFBF出水回流液進入ASBR反應器中的比例進行改變，從而優化出污染物去除率較高的最jia回流比，同時為了更深入地了解該新型反應器的脫氮性能，對各個回流比下ASBR和TFBF反應器周期內污染物變化進行了研究。