雷神山医院污水处理设计方案

2021-01-11 17:37发布

2020年1月25日,武汉市新型肺炎防控指挥部决定,除武汉蔡甸火神山医院之外,还将半个月之内再建一所“小汤山医院”——武汉江夏区雷神山医院,雷神山医院于1月26日正式开建!

雷神山医院污水处理采用生化处理,污水处理平面图见图1,具体工艺 流程为:接触消毒-化粪池-调节池-MBBR池-高效沉淀池-消毒-排至市政污水管网!

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图1:雷神山污水处理平面图

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图2:雷神山污水处理剖面图

MBBR工艺的工作原理及应用特点

移动床生物膜工艺(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)已在世界上很多国家建成了数千套污(废)水处理设施,取得了良好的处理效果。MBBR工艺运用生物膜法的基本原理、同时结合活性污泥法的优点,以悬浮填料作为微生物生长的载体,通过悬浮填料在二级生化池中的充分流化,实现污水的高效处理。

一、工作原理

移动床生物膜工艺(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)需要具有比重接近于水,有效比表面积大,适合微生物附着生长等特点的悬浮填料,目前国内已经有多家设备厂商开发成功,我国也颁布了相应的行业规范。悬浮填料在生化池中轻微搅拌即可悬浮起来,易于随水自由运动,能够很好的形成流化状态。

在好氧条件下,曝气充氧时产生的空气泡上升浮力能够推动填料和周围的水体流动,当气流穿过水流和填料空隙时又被填料阻滞,并被分割成小气泡。

在这样的过程中,填料被充分地搅拌并与水流混合,而空气流又被充分地分割成细小的气泡,增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下,水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流化起来,达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。

MBBR工艺的核心是实现悬浮载体填料的充分流化,以达到强化处理污染物的目的。在MBBR工艺的实际应用上,需要考虑的因素主要有生化池池型、悬浮填料投加量、曝气系统、拦截筛网、推进器等。

在曝气区内生物填料的流化是系统实现良好处理功能的关键。其主要依靠生化池的好氧区曝气系统来实现。在好氧区中适当的曝气系统能够确保生物载体流化填料的流化效果,保证流化填料在水体中做上下、前后的流动,使填料与污水进行充分的混合、碰撞、接触,有效完成污染物、水、气三相的接触、交换、吸附等过程。

填料比重一般选择为0.94-0.97,在培菌期间,填料表面会慢慢附着大量的生物膜,附着量越大,比重逐渐增加,当填料上生物膜到一定厚度时,其比重大于1,填料从非曝气区下沉到水池底部,曝气区底部的冲击力最强,能迅速冲洗掉填料上的残余生物膜,脱膜后的填料比重也随之降低到1以下,并在曝气区上升。

根据挂膜前后的比重变化特点,填料可以随水流在曝气区和非曝气区翻腾,从而交替完成了生物膜的生长和脱落过程,保证生物膜的数量稳定性和活性,使工艺运行较稳定。为了防止流化悬浮填料随混合液进入下一个环节,在好氧区内适当位置设计采用筛网进行简单拦截和分隔。筛网材质选用不锈钢,型式与悬浮填料配套。

二、优缺点分析

1、MBBR的优点

与活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性,又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。

(1)填料特点

填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的,比重接近于水,以圆柱状和球状为主,易于挂膜,不结团、不堵塞、脱膜容易。

(2)良好的脱氮能力

填料上形成好氧、缺氧和厌氧环境,硝化和反硝化反应能够在一个反应器内发生,对氨氮的去除具有良好的效果。

(3)去除有机物效果好

反应器内污泥浓度较高,一般污泥浓度为普通活性污泥法的5~10倍,可高达30~40g/L。提高了对有机物的处理效率,同时耐冲击负荷能力强。

(4)易于维护管理

曝气池内无需设置填料支架,对填料以及池底的曝气装置的维护方便,同时能够节省投资及占地面积。

2、MMBR缺点

(1)反应器中的填料依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态,在实际工程中,容易出现局部填料堆积的现象。为了避免填料堆积现象,需改进曝气管路的布置以及反应器的结构。反应器的结构在很大程度上决定了它的水力特性。实际工程中,当单个反应器的长深比为0.5左右且长度不大于3m时有利于填料完全移动。在实际工程设计时应通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性,降低能耗,进一步提高MBBR的经济效益。

(2)反应器出水往往设置栅板或格网以避免填料流失,但容易造成堵塞。在实际工程中,可以设置活动栅板,定期进行人工清理,也可设置空气反吹装置以防止堵塞。

三、填料的判别指标

1、生物膜的附着性

生物膜的附着能力-评价填料优劣的最重要指标生物附着量=受保护的表面积(与填料的设计运行状态有关)× 单位表面积的生物附着量(与填料的性能有关)

2、填料性能

填料性能-评价填料生物附着量的最重要指标

(1)填料表面性能

1)表面构造:一般认为表面粗糙度大,挂膜速度快。

2)表面电位:一般微生物带负电荷,填料表面为正电荷适宜微生物生长。

3)亲水性:微生物为亲水性粒子,填料亲水性好适合微生物生长挂膜状态。

(2)水力学性能

1)孔隙率:填料占用的体积,孔隙率高好。

2)形状尺寸:影响水流、气流的流态。

3)流化性能:与填料的密度有关。填料的密度应为0.97-1.03,较小的曝气或搅拌即可实现流化。

3、挂膜成熟判别

肉眼判断:生物膜均匀分布于载体表面,越靠近载体表面越致密,反之越松散,同时载体颜色变深,标志着载体挂膜进入了成熟期。

镜检判断:生物膜结构致密,微生物种类多样化,固着型纤毛虫、钟虫、累枝虫等数量居多,有少量轮虫、游泳型