ReCoMag超磁分離水體凈化系統在城市污水處理中的優(yōu)越性

1、 ReCoMag超磁分離水體凈化系統在城市污水處理中的優(yōu)越性 易 洋 （四川環(huán)能德美科技股份有限公司，四川 成都 610045）摘要：本文運行最新數據介紹了目前我國城市污水處理現狀，超磁分離凈化水體系統與當前城市污水常用處理工藝的流程、原理、效果等方面相比較。并描述了各種活性污泥的改良方法在廢水處理中的應用效果，奠定了投加磁種改良活性污泥在廢水處理中具有廣闊的應用前景。關鍵詞：城市污水 超磁分離凈化水體系統 超磁分離機 活性污泥 改良 磁種 Advantage of ReCoMag System in City Sewage Disposal Yi Yang （Sichuan Demo-Sci

2、mee Sci. & Tech. Co.,Ltd，Chengdu 610045，China）Abstract: This paper introduce the current situation of municipal sewage treatment in our native country as well as the comparison among the procedure, mechanism, effect of the common municipal swage treatment technology. We also describe the improve

3、d method of all kinds of activated sludge and their effects of application in the waste water treatment, which proved that dose the magnetic seeds to improve the property of the activated swage in the waste water treatment is of a good prospect of application and extension.Key Words：Municipal Sewage

4、 ReCoMag System Ultra-magnetic Separator Activated Sludge Improve Magnetic Seeds 中國水資源缺乏，是世界13個缺水國家之一，全國670個城市中目前大約一半的城市缺水，且水污染嚴重，全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養(yǎng)化，90%的城市水域污染嚴重，南方城市總缺水量的60%-70%是由于水污染造成的。我國水體污染主要來源于超標排放的工業(yè)廢水和大量未經處理直接進入水體的城市生活污水。城市生活污水正成為水污染的最大“公害”之一。因此，城市生活污水的處理對于改善城市環(huán)境質量與居民生存環(huán)境，促進社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的

5、意義?！?】與國際相比，我國城市污水處理率較低，其主要原因是我國的城市污水處理廠建設滯后。據資料介紹，美國現在平均每1萬人就擁有1座污水處理廠，英國和德國每7000-8000人擁有1座污水處理廠。而我國城鎮(zhèn)人口中平均每150萬人才擁有1座污水處理廠。一、國內常見污水處理工藝比較 我國現階段的城市污水處理主要以生物法為主，物理法和化學法起輔助作用。生物處理污水方法：活性污泥法，工藝有氧化溝、SBR、CASS、UNITANK、AB法等；生物膜法，工藝構筑物有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、生物流化床等；穩(wěn)定塘（舊稱氧化塘、生物塘）；土地處理；厭氧生物處理。就筆者所知在眾多污水處理工藝中目前我國

6、廣泛使用的水污染治理技術有傳統活性污泥法、SBR、CASS、UNITANK、A/O 和A2/O 以及氧化溝工藝。21、傳統活性污泥法 活性污泥法1913年在英國曼徹斯特市試驗成功，發(fā)展至今已經有近百年歷史了，是最有效處理城市污水的方法。傳統活性污泥法其主要處理構筑物是曝氣池和沉淀池。經初次沉淀后的污水與由二次沉淀池來的回流污泥在曝氣池起端進入池內，通過擴散或機械曝氣進行充分混合與曝氣，并通過活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除廢水中的有機物。從曝氣池流出的混合液在二次沉淀池沉淀后，沉淀出的活性污泥以進水量的25%-50%返回曝氣池（即污泥回流比為25%-50%）。該工藝的特點是有機物去除率高、運

7、行費用低。此法穩(wěn)定可靠，已經積累了豐富的設計和管理經驗，但普通曝氣法占地多，建設投資大，僅能滿足BOD5、CODCr、SS三項出水指標，且該工藝容易產生污泥膨脹現象，除磷和脫氮效果差。2、SBR法SBR是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的字母縮寫。它屬于活性污泥法的一種，其反應機制及去除污染物的機理與傳統的活性污泥法基本相同，只是運行操作方式有很大區(qū)別。它是以時間順序來分割流程各單元，整個過程對于單個操作單元而言是間歇進行的。典型SBR集曝氣、沉淀于一池，不需設置二沉池及污泥回流設備。在該系統中，反應池在一定

8、時間間隔內充滿污水，以間歇處理方式運行，處理后混合液進行沉淀，借助專用的排水設備排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內，用于再次與污水混合處理污水，這樣依次反復運行，構成了序批式處理工藝。典型的SBR系統分為進水、反應、沉淀、排水與閑置五個階段運行。該工藝具有以下優(yōu)點：第一，處理構筑物很少，一個SBR反應器集曝氣、沉淀于一體，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房。第二，由于其間歇進水，時間長短、水量多少均可調節(jié)，因此對水量水質的變化具有較強的適應性，不需另設調節(jié)池。第三，占地少，比傳統活性污泥法少占地30-50，是目前各種污水處理工藝中占地最省的工藝之一。第四，可脫氮除磷。通過調節(jié)曝氣時間和間歇時

9、間使污水在反應池中處于交替好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，為工藝脫氮除磷創(chuàng)造了條件。同時，這種環(huán)境條件的變化也可以有效抑制絲狀菌的生長，減少污泥膨脹的影響。第五，污水處理廠剛建成運行時，流量一般比設計值低，SBR可以根據水量水質的需要，增減運行池體的數量，這樣可以避免不必要的能量消耗，這是其他工藝所不具備的。存在的缺點有：第一，反應池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁，不能采用人工管理，因此對污水廠設備儀表的要求較高，并要求管理人員有一定的技術水平。第二，水量較大時會暴露出容積利用率不高的問題。3、CASS工藝CASS（Cyclic Activated S1udge System）工藝是普通SBR工藝的一種

10、改進型工藝。 CASS反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果。CASS進水是連續(xù)的，因此進水管道上無電動控制閥，單個池子可獨立運行。CASS 工藝可以根據脫氮除磷效果的要求，將預反應區(qū)分成厭氧、缺氧兩段。在工藝運行過程中，可根據實際污泥性狀和除磷要求選擇回流裝置的開啟。技術特點與優(yōu)勢：第一，建設費用低CASS工藝較普通活性污泥法省去了初沉池、二沉池，工藝流程簡潔，布局緊湊，一次建設費用低。第二，運行費用省CASS工藝由于曝氣地周期性，池內溶解氧濃度是變化的，在每一周期開始時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)省運行費用。第三，運行管理簡單可靠CA

11、SS工藝控制系統簡單，不易發(fā)生污泥膨脹，運行安全可靠，并且污泥產量少。缺點在于脫氮除磷效果不穩(wěn)定，不適合大水量的污水處理，一般僅適用于小城鎮(zhèn)的生活污水處理，即10萬噸/天以下的水量。4、UNITANK法此工藝是以活性污泥法為基礎的一種新工藝（由比利時SEGHERS公司開發(fā)）。本工藝的特點是將曝氣和沉淀組成一體的新工藝，不是形式上的合并，而是工藝上的創(chuàng)新。進水-好氧-好氧-沉淀-出水，首末兩端交替曝氣和沉淀。它周期性變更進出水方向，可省去污泥回流系統，并且布置緊湊、用地省、連續(xù)運轉、省電耗、結構設計簡單經濟，但該方法不具備脫氮除磷功能，需要較高的自動監(jiān)測和自動控制水平。5、A/O法 A/O法是在

12、傳統活性污泥法基礎上發(fā)展起來的一種缺氧-好氧生物法處理工藝。該工藝中好氧池和缺氧池形成硝化-反硝化系統，具有明顯的脫氮作用，但需要進行嚴格的控制，管理水平的要求比較高。6、A2/O法 A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%-95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時才采用該

13、工藝。7、氧化溝法 氧化溝法是活性污泥法的一種變形，屬于低負荷、延時曝氣活性污泥法。廢水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷地循環(huán)流動，因此又被稱為“循環(huán)曝氣池”。氧化溝法具有處理工藝及構筑物簡單、無初沉池和污泥消化池（一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統）、有機物去除率較高、脫氮除磷（溝前增設厭氧池）綜合指標較優(yōu)、泥齡長、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，但存在負荷低、占地大、電耗大、運轉費用偏高的缺點，適用于中小規(guī)模的低負荷污水處理廠。二、新型、高效城市污水處理技術的誕生我國城市污水處理普遍采用的上述工藝是歐美等發(fā)達國家在20世紀六七十年代根據歐洲國家排放標準制定的工藝。

14、進入20世紀 90年代后，一些西方國家污水處理率達到90%以上，每年僅有一兩個城市污水處理廠的建設項目，城市污水處理市場需求萎縮，失去了開發(fā)新工藝的動力，而中國依據當前形勢對污水處理新技術開發(fā)仍有巨大的需求和動力。王凱軍認為在最近一個時期內我國城市污水處理廠主要以延時曝氣的氧化溝和SBR工藝為主是不適合我國國情的。目前我國城市污水處理工藝的發(fā)展趨勢往高效反應器發(fā)展。其中對沉淀和分離性能的改進，生物的量和質的提高以及充氧性能的改善是高效反應器發(fā)展的要點。開發(fā)各類效率高、投入低、可達到一定治理深度的城市污水處理新技術。3對于我國這樣一個污染嚴重、資源短缺的發(fā)展中國家，四川環(huán)能德美科技股份有限公司經

15、過多年技術研發(fā)，成功開發(fā)出符合高效、低耗和低成本原則的超磁分離凈化水體系統。其處理工藝為MagBRReCoMag組成一個沒有沉淀池、占地面積極小、外排污泥量極低、避免污泥回流，處理超大流量的脫氮除磷水處理新工藝。具體介紹參考磁生物反應器研究，其工藝流程如圖1所示。4三、超磁分離凈化水體系統工藝獨特性磁性活性污泥處理廢水是目前國內方興未艾發(fā)展中的新技術，所謂磁性活性污泥法是指在活性污泥中添加一定量的磁種和磁性生物載體的磁性分離法。能夠大幅度消減BOD5、SS負荷，去除CODCr和NH3-N的效率及承受毒物的濃度都優(yōu)于普通活性污泥,而且可以明顯改善污泥絮體結構和沉降性能,克服污泥膨脹,可以大幅度提

16、高活性污泥的濃度,增大單位容積的處理能力。國內外研發(fā)成功使用磁性活性污泥處理污水技術屈指可數，并且均采用常規(guī)的重力沉淀法進行泥水分離。那樣取代不了二沉池和污泥回流系統，所以除了曝氣池內污泥濃度提高可縮小池容外，沒有其他地方有節(jié)省占地的優(yōu)勢。四川環(huán)能德美科技股份有限公司成功研制出磁生物反應器，其打破常規(guī)工藝，利用磁性活性污泥與在眾多工程項目中成功運行長達20年之久的超磁分離機相結合。通過超磁分離機的磁分離部件對曝氣池中泥水混合液進行打撈（固液分離），磁性活性污泥被全部回收利用，這樣省去了二沉池和污泥回流系統。這是生物與物理方法完美融合，對城市污水C、N有極好的去除能力，后面緊接RoCoMag工藝

17、，高效除磷。最終出水水質優(yōu)于國家一級A標。當前城鎮(zhèn)污水處理廠升級改造工程正如火如荼的開展中，其中懸浮物（SS）、總磷（TP）是由一級B提高到一級A標準中的兩項重要指標。而超磁分離機在這方面有絕對的優(yōu)勢，經處理后外排水中SS10mg/l；TP0.5mg/l。磁生物反應器除了超磁分離機這個技術核心外，在生物處理單元中：投加磁種進行活性污泥的改良從而達到高效率處理城市污水這點也相當重要。四、活性污泥的改良 活性污泥結構和功能的中心是能起絮凝作用的細菌形成的細菌團塊，即菌膠團。菌膠團有類似于水處理工程中混凝劑的作用。對活性污泥進行改性以提高其耐受有毒有害物質的能力非常必要。除此之外，改性往往可以使處理

18、效果更佳。以下介紹常見的活性污泥改良方法并加以比較。1、臭氧改性臭氧是一種很強的氧化劑，反應過程中無二次污染物。臭氧處理有助于活性污泥的生物降解。但是臭氧生成困難，價格較貴。2、酸改性 不同的微生物要求不同的pH值，改變活性污泥中的酸堿度可以為細菌提供更好的生存環(huán)境，從而增大對有機物的吸附量提高分解能力，但操作復雜、成本高。3、投加粉末活性炭 粉末活性炭是一種優(yōu)良的吸附劑，將其投入活性污泥中，構成復合系統，不僅可以改善污泥絮體的沉降性能、提高系統的抗沖擊負荷能力，而且可以增強其吸附作用，此法亦稱作PACT 法。但由于粉末活性炭價格高、再生問題等原因，在廢水方面的應用受到一定限制。4、靜電處理

19、靜電處理技術常用于改善活性污泥絮體的物理特性,以提高活性污泥的沉降性和脫水性。楊峰等人研究了高壓靜電處理水對活性污泥耗氧速率的影響，發(fā)現在經過一定時間高壓靜電處理后的緩沖液中，活性污泥降解有機物的能力可提高20%以上。靜電改性方法投資費用低，處理效果好，但是設備復雜，運行費用較高。5、紫外輻射處理 李偉民等研究了紫外線誘變對活性污泥降解城市生活污水中COD的影響，發(fā)現活性污泥經適當劑量的紫外光誘變后，其對COD降解效率有明顯的增強作用。江映翔等人研究了適當劑量紫外線輻射對活性污泥除磷性能的增強作用。但是紫外線產生困難，不適合大規(guī)模應用。6、投加特異功能菌種活性污泥體系中雖然菌種豐富，但是對于某

20、些有特異功能的菌種還是比較缺乏的，投加特異功能菌可以使其對特定的廢水有更好的處理效果。試驗證明單純的投菌可以使處理效果較為理想，但也存在著一些缺點，如：附著性能較差，菌體易流失，并且菌群生長環(huán)境條件難以控制。7、投加磁種 在改良活性污泥眾多方法失敗的基礎上，開辟采用投加磁種組成磁性活性污泥試驗。試驗成功運行數月，磁性活性污泥濃度較普通活性污泥濃度提高3-5倍，在磁種粒徑、比表面積、比重、剩磁等要點選擇得當的情況下可以使磁性活性污泥比普通活性污泥氧利用率高，曝氣池中的污水復氧率增大。眾所周知，活性污泥由真菌、細菌、原生動物、后生動物組成。細菌為優(yōu)勢群體，在凈化水中起主導作用。選擇微米級磁種其粒徑選擇與微生物個體大小相匹配，細菌與磁種方能緊實結合。微生物的生長有一定的周期性，在對數增長期由于活性高，