探究活性污泥法在高原生活污水處理中的應(yīng)用

水處理網(wǎng)訊:摘要：高原地區(qū)因海拔較高，普遍存在低溫、低壓、低氧的現(xiàn)象，傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以發(fā)揮全部作用，且高原地區(qū)地廣人稀，建立集中式生活污水處理廠成本較大，分散式活性污泥法更適合。本文從高原生活污水特征和活性污泥法入手，分析活性污泥法在高原生活污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：活性污泥法；高原生活污水；生活污水處理

引言：海拔高度在1000米以上且地勢較為平坦的地區(qū)被稱為高原，我國高原地區(qū)主要是青藏高原和云貴高原，高原地區(qū)具有獨(dú)特的氣候特點(diǎn)，那里氣壓低、含氧量低、溫度低，因此高原地區(qū)的污水處理需要對氧氣、溫度需求量更低的處理技術(shù)。且在我國無論是青藏高原還是云貴高原都是多條河流的發(fā)源地，地表水和地下水的污染治理和環(huán)境保護(hù)不容忽視。

1.高原生活污水

高原地區(qū)地廣人稀、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后，且由于海拔高的原因氣壓低、含氧量低、晝夜溫差大，導(dǎo)致大多數(shù)業(yè)內(nèi)相對成熟的生活污水處理技術(shù)在進(jìn)入高原地區(qū)后出現(xiàn)效率降低、效果退化的現(xiàn)象，且大多數(shù)需要提高能耗才能維持處理效果，在冬季承受沖擊能力弱。高原城市和農(nóng)村地區(qū)隨著我國整體經(jīng)濟(jì)情況轉(zhuǎn)好，生活方式發(fā)生改變，尤其是原本農(nóng)村地區(qū)的旱廁改為水沖廁，雖然為當(dāng)?shù)厝嗣駧ケ憬?，但由于地廣人稀導(dǎo)致排出的污水沒有經(jīng)過處理就進(jìn)入地表水系，對水質(zhì)造成極大的影響；而城市地區(qū)的污水處理技術(shù)無法達(dá)到應(yīng)有的效果，因此我國云貴高原和青藏高原的地表水系和地下水都出現(xiàn)較為嚴(yán)重的污染情況，無法穩(wěn)定保持I類水體標(biāo)準(zhǔn)，防治任務(wù)艱巨。

2.活性污泥法

活性污泥法是利用好氧微生物與污水混合并曝氣，利用微生物將污水中的有機(jī)污染物分解，利用生物絮凝體膠團(tuán)對無機(jī)、有機(jī)污染物進(jìn)行吸附，從而將污染物從被處理水體中分離，達(dá)到進(jìn)行污水凈化處理的目的。傳統(tǒng)活性污泥法凈化水體，主要建立沉淀池、曝氣池、濃縮池等構(gòu)筑物組成污水處理工藝流程，生活污水進(jìn)入處理廠區(qū)后經(jīng)過格柵截留大部分漂浮物和懸浮物；在沉淀池中分離可沉淀的無機(jī)物和部分有機(jī)物；污水進(jìn)入活性污泥池后經(jīng)過曝氣裝置與污泥充分混合，利用微生物分解有機(jī)物、利用膠團(tuán)吸附懸浮物和有機(jī)物，從而形成新的活性污泥；處理后的混合液經(jīng)過二次沉淀池進(jìn)行固液分離，凈化后的水體經(jīng)過消毒基本達(dá)到排放水體的保證，可以進(jìn)行外排。

3.活性污泥法在高原生活污水處理中的應(yīng)用

活性污泥法是目前大多數(shù)城市進(jìn)行污水處理的重要工藝，但由于高原地區(qū)的低氧和低溫環(huán)境，活性污泥法在高原地區(qū)適應(yīng)情況不佳，存在能耗高、污泥產(chǎn)量多、冬季抗沖擊能力弱的現(xiàn)象，且在低溫環(huán)境下運(yùn)行容易出現(xiàn)凈化后水體質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，這種水體進(jìn)行外排同樣會(huì)對高原地區(qū)地表和地下水系造成污染和破壞，且增加了高原生活污水處理的成本，對可持續(xù)發(fā)展無益?；钚晕勰喾m然單獨(dú)使用的效果有所欠缺，但其不失為一種良好的污水處理技術(shù)，可以通過與其他對溫度、氧氣量依賴性不強(qiáng)的水處理技術(shù)進(jìn)度搭配，提高高原地區(qū)生活污水處理工藝的效果和抗沖擊能力。

3.1 低溶解氧（DO）活性污泥技術(shù)

3.1.1 降低污泥量

活性污泥的低氧工藝是一種較為新型的水處理技術(shù)，尚未能夠得到嚴(yán)格的定義，低氧工藝將好氧、厭氧、兼氧環(huán)境合為一體，利用低溶解氧環(huán)境下活性污泥出現(xiàn)絲狀菌導(dǎo)致污泥膨脹的特性，建立絲狀菌的生物濾網(wǎng)，利用濾網(wǎng)的過濾作用和生物降解作用去除水中細(xì)小的懸浮物和有機(jī)物，有效改善處理后水體的質(zhì)量，且絲狀菌不會(huì)持續(xù)增殖，降低了爆發(fā)惡性污泥膨脹的幾率，對維持活性污泥污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大作用。

3.1.2 去除有機(jī)物量

在低氧環(huán)境下，當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，污泥產(chǎn)量有大幅度降低，因?yàn)樵诓煌芙庋鯘舛葪l件下，微生物對有機(jī)物降解的特性有較大差異，例如溶解氧濃度大于2mg/L時(shí)，微生物以溶解氧作為電子受體，被處理水體中大部分有機(jī)物被氧化為無機(jī)物，微生物從中獲取能量用于增殖；厭氧條件下，作為電子受體的不再是微生物自身，而是以碳氮硫等有機(jī)物為電子受體，進(jìn)行不徹底的氧化反應(yīng)；當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，囊括了好氧、厭氧兩種氧化反應(yīng)，兩種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，不僅污泥產(chǎn)量有所降低，有機(jī)物去除效果也穩(wěn)定在94%左右。

3.1.3 脫氮除磷

活性污泥法過程中溶解氧濃度低會(huì)影響硝化反應(yīng)的進(jìn)行，但會(huì)促進(jìn)硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)同步的狀態(tài)生成，節(jié)省了對氧氣量的消耗，又不會(huì)影響處理工藝中脫氮的效果。在常規(guī)活性污泥法中硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)是兩個(gè)不同的步驟，但當(dāng)溶解氧濃度在1mg/L時(shí)，硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)可以在同一個(gè)反應(yīng)空間內(nèi)同時(shí)存在，因?yàn)槿芙庋鯘舛葟奈⑸锱c污水混合絮狀物中心到邊緣逐漸升高，氨氮由絮狀物外向內(nèi)的過程是硝化反應(yīng)到反硝化反應(yīng)的過程，且這個(gè)過程較短，形成硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)同步的狀態(tài)，溶解氧濃度上升或下降都會(huì)打破這個(gè)平衡。除磷的原理與脫氮原理相似，在絮狀物邊緣進(jìn)行吸磷，在絮狀物中心進(jìn)行釋磷。

3.2 與生物轉(zhuǎn)盤相結(jié)合

3.2.1 菌種與生物膜

高原地區(qū)冬季低溫環(huán)境下，活性污泥活性弱，對水處理的效果波動(dòng)性大，因此單獨(dú)設(shè)置活性污泥法不能良好的對沖擊進(jìn)行抵御，采用生物轉(zhuǎn)盤與活性污泥進(jìn)行搭配的工藝可以提高水處理技術(shù)的適應(yīng)性和抗沖擊能力，因?yàn)樯镛D(zhuǎn)盤中菌種bacillus（芽孢桿菌）能夠適應(yīng)低溫環(huán)境，在高原地區(qū)低溫環(huán)境中具有優(yōu)勢。生物轉(zhuǎn)盤的孔隙率在97%以上，比表面積較大，但因采用密度較小的材料制成且不吸水，因此生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行過程中對電能的消耗較小；生物轉(zhuǎn)盤通過bacillus菌種和其他微生物共同生長發(fā)育在表面形成一層膜狀生物污泥，也就是被稱為生物膜的物質(zhì)。污水與生物轉(zhuǎn)盤接觸，微生物和菌種利用有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而對污水進(jìn)行凈化處理；微生物和菌種需要的氧氣通過生物轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)獲取，當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)體離開水面時(shí)，生物膜可以透過水層吸收空氣中的氧氣，當(dāng)轉(zhuǎn)盤進(jìn)入污水中時(shí)，微生物對污水中的有機(jī)物進(jìn)行分解，不斷在生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中形成好氧和厭氧環(huán)境，不斷在代謝過程中分解有機(jī)物。

3.2.2 生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速

在生物轉(zhuǎn)盤與活性污泥相結(jié)合的水處理工藝中，生物轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速對于處理后水體質(zhì)量有較大影響，轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了生物轉(zhuǎn)盤中微生物污水的接觸時(shí)間和溶解氧量，當(dāng)轉(zhuǎn)速過慢時(shí)，生物轉(zhuǎn)盤的厭氧環(huán)境大于有氧環(huán)境，不利于有機(jī)物的去除；當(dāng)轉(zhuǎn)速過快時(shí)又容易引起生物膜的脫落，消耗大量能量。經(jīng)過試驗(yàn)可知，當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速在每分鐘4～8r之間時(shí)，能夠滿足對氨氮的去除，又不過早脫落生物膜；當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速超過每分鐘6r時(shí)會(huì)使總氮的去除效率下降；而對于磷的去除效率則是在轉(zhuǎn)速為每分鐘3～4r時(shí)最高，因此生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)當(dāng)設(shè)置為每分鐘4r。

結(jié)束語：囿于高原地區(qū)的低氧、低壓、低溫環(huán)境，活性污泥法在高原生活污水處理中作用受限，因此不能直接使用，且能耗量上升，需要前置處理技術(shù)，與多種處理技術(shù)進(jìn)行配合，提高污泥活性、提高能源利用率，為我國高原地區(qū)水資源保護(hù)和污染水體治理提供技術(shù)支持。