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采用ISBS生物技术对生活和工业污水进行深度净化的技术建议书

2020-3-22 11:06:10      点击:

技术建议书

 

本技术建议书内容为:制造销售采用ISBS生物技术对生活和工业污水进行深度净化装置。 

我方技术建议包括:ISBS生物反应器或者完整的SIS集成空间结构,包括已申请专利的、用于市政和工业污水净化的Aqua “SLAT流程技术。

 

1. 前言 

我们提供的工业与生活污水净化生物技术,是污水在直流状态下,在生物反应器中进行处理,不需要像传统工艺那样,在工艺流程前端进行沉淀澄清及活性微生物循环。有机污染物、以及有机和无机氮的生物退化,是在生物量惰性载体中以悬浮和稳定状态进行。为了达到污水中氧饱和,采用专门设计的通气系统。

我们研发的生物技术可以完成污水净化,可以净化除去有机和无机污染物,可以达到用户和环境保护部门最严苛的要求。                                                                                                                                                                                                                                       

们提供工业与生活污水深度净化装置,可用于污水少量排污量(紧凑式,净化模数组为50立方米/天),和中等排污量的生物技术(1000-5000立方米/天),以及绝对适用的大排污量污水的生物技术(10000立方米/天及以上)。本生物技术可用于生活污水和工业污水,并受专利保护。

2.技术说明 

ISBS –采用Aqua “SLAT”流程和SIS生物量(集成空间结构),不需要采用复杂的系统,使用菌种相称的和自循环增长,以及在专门研发的惰性载体中进行菌种退化。 

在同一个设施中整合悬浮和微生物区系,可以保证不同微生物生命活动的最佳条件。此时,与传统曝气池比,活性淤泥浓度提高了5-7倍,氧化能力提高2-3倍,处理时间缩短了 2-3倍。在处理高浓度污水时,在必须保持活性淤泥高剂量的场合,这些优点非常重要。

在传统的生物净化设施中(污水生物净化池,SBR MBR,带有塑性、砾石或者其他颗粒加料的生物过滤器)每天的剩余淤泥量(湿度为97-98%)为污水日流量的1.5%-5% 。即,净化流程进行时,剩余的淤泥一直都在产生和增长,如此一来,需要定期清理出流程,并相应处理。

«ISBS»生物反应器中,与专门载体连接采用的微生物区系,由于在微生物集成空间里发生演替,水处理过程选择精准、相互配合、完全活性,不会吸附在淤泥载体上。在反应器出口处理过的水中,有机淤泥折算成相对每升水的干燥物质百分比含量的话,含量与现有技术比减低了100-300倍,即实际上不需要另外的补充设备,再循环或者排除多余淤泥。

与在曝气池中进行污水生物净化传统方式相比,采用"ISBS "生物技术与Aqua “SLAT”流程具有以下优点

  1. 与现有技术相比,多余活性淤泥产出量降低到原来的100-300之一。

  2. 在净化后,"ISBS "生物反应器出口只有净化后的水流出,没有沉淀物——多余的活性淤泥,在采用传统技术时常有,并需要花费和另外的处理,以便重复使用或者掩埋。

  3. 减少难以管控的悬浮物质(TSS)产生,相应地明显降低了净化污水的(BOD)指标。

  4. 从工艺流程中去掉了用于淤泥循环的泵。

  5. 不需要传统工艺持续控制淤泥量或者设施中淤泥指标等必要的设备。

  6. 从工艺路线中减去了澄清和多余活性淤泥处理的补充系统。

  7. 大大缩减了污水处理时间 (HRT),相应地减少了建设以及辅助设备资金费用。

  8. 没有惰性载体再生的复杂设施和空气保障系统 (扩散器)

  9. 由于惰性载体的专业性能,硝化作用与反硝化作用在ISBS-生物反应器中的单个区间进行,或者在SIS (集成空间结构),不需要其他的补充系统。

  10. 污水净化流程对于进入污水反应器的负荷剧烈减少非常稳定。 

  11. 在计划和非计划事故停车后(地震,长时间停电等),ISBS-生物反应器容易启动投入工作。                                                                                                                                                                    

  12. 污水净化完全自动化,稳定并且高效,即设施独立且自动工作,没有人的参与。

  13. 污水净化流程没有不良气味。

  14. 污水净化流程功能简单,持久。

  15. 水净化能源消耗低 (kW3);  

  16. 建设的面积不大 (Footprint);

  17. ISBS-反应器内部没有电气机械设备。



  18. 符合污水净化管理机构的最严苛的要求

    3. Aqua “SLAT”流程介绍  

    «ISBS» 反应器——稳定的、容易维护的污水处理生物系统。净化后的水质符合标准。有效生物净化在系统中完成,没有沉淀澄清区域和生物量再循环,并且严格完成一系列的要求:                                                                                                                                               

    1) 保证菌种的氧。

    2) 保证菌种存活最低条件。 

    3) 保护菌种不休克。 

    4) 保证净化水与微生物足够的接触区。 

    5) 工作表面防止污染。

     

    载体表面积与反应器容积比在选择载体的时候具有重要的作用

    «ISBS» 反应器的重要部分是反应器或者SIS 集成空间结构),它是惰性的,菌种载体,完成微生物固化功能和充满水生生物的三维空间形成。增长、发展和保存反应器或者SIS中的生物量的最佳条件形成与以下两个条件相关: 

    a) 在惰性载体接触表面积与每个生物反应器或者SIS的体积之间的合理比例,可以保证达到污水卫生净化的需气流程中在载体中被连接的生物量达到17/升载体接触表面积与反应器体积的比例——是一个转折(骤变)参数,需要注意保持。载体用于完成保证加入的营养物质与氧达到所有的连接的水生生物(在任何地方,菌种均应分布在惰性载体中)。

    b) 载体同时作为分布于单元基础中空气分散器出来的空气气泡的分散器

    污水的完全生物净化,包括硝化和反硝化,按照连接在惰性载体中的水生生物总体组分来进行。配合后的污水流和氧气保证乃是连接生物形式增长、将污染物代谢的必要条件。在每一个ISBS反应器或者SIS组件的载体中菌种的浓度由周围环境进行调控。根据这样的组成,流程不允许生物量超量增长,不会形成难分解的有机物(高分子聚合物,木质素,几丁质等)。

     

    备注:

    任何一个污水生物净化系统与连接的或悬浮的生物量的主要问题与任务——都是建立、发展和保持反应器中的活性生物量浓度,使其可以有效使用装置所有的工作容积,减少污水处理时间,以及减少与空气加入的无效能源消耗、污水循环、剩余和毒性活性淤泥的处理,运输,掩埋等。

    与连接的生物量相关的主要问题之一,就是蔓延(注浆)及相应地必须定期再生菌种载体。主要原因之一在于循环的菌种被密封,体验改变生命的外部条件的应激。为了恢复被密封菌种的代谢活性,需要一定适应期(缓慢期)。如此一来,载体将逐渐被活性生物量堵塞。在载体中此后将会形成厚厚的生物膜。在这种条件下,代谢流程的速度将受营养物质和生物膜内氧气的扩散速度的限制而减缓,这就会限制代谢调节,恶化从水中吸取有机污染物的质量,并需要提高污水处理时间。

    载体表面积与反应器容积比在选择载体的时候具有重要的作用。在三维、硬性载体中,这个比例足够大。但是真实的工作表面往往或者增加或者使用的不够有效,由此形成载体的孔率小。为了有效保证生物量的氧气,在此条件下,需要更加有效的空气鼓风机和压缩机。

    如此,上述问题和不足的综合可得知,极大地增加净化装置建设面积,增加生物量调节、载体再生、滞留系统、硝化与反硝化补充系统、以及剩余活性淤泥持续形成处理的系统的的设施结构尺寸。此外,这还导致极大地增加能耗和必须在设备维护方面拥有训练有素的员工。 

     

    «AquaSlat» 流程乃是直流的生物反应器,包括了连接的微生物惰性载体和专门设计、保证空气中氧的内置系统流程中没有生物量的再循环。主要原理是:建立集成空间顺序水生生物演替 (ISBS),其中环境最佳条件符合每一种水生生物的种类,且生物反应器每一组到另一组或者SIS ( SLAT Integrated Subsystem)是固定微生物单个族群的依次替代。在反应器中,污染物完整的生物退化是一个复杂的多层次流程。分解代谢和吸收在不同微生物的联合参与下完成。 

    集成空间顺序水生生物演替 (ISBS) 可保证从污水中进行有机物质强度和深度净化,即, 一种微生物的分解和代谢中间产物是依次的净化阶段另外其他种类微生物的营养基。在反应器中这样的流程组织里,特别是在其最后的单元部分,进行了多余和悬浮生物量的矿化和好气性稳定处理。            

    «AquaSlat»流程可以强烈地实现自净水域的自然现象。                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

    在生物反应器中形成了营养链,由下列依次演替的水平层次组成:

    1营养水平上,细菌占优势,可观察到某一种简单浮游生物种类存在。 

    2营养水平上,在淤泥中有大量不同种类的简单生物,没有任何一种占优势。 

    3营养水平上,在异养生物和硝化菌之间有半共生关系。从生物反应器的简单生物,最大地发展成为 “隐翅虫”并固定为纤毛虫,轮虫,线形动物,用作菌类的营养基,动物营养纤毛虫,淤泥颗粒。

    硝化和反硝化在 «AquaSlat»流程中是不可分割的部分完成。                                                                                                                                           

    生物量在好气区的固定化,可以在同一个阶段高效完成硝化和反硝化,好气硝化菌在生物膜好气区域存在,此时条件性厌氧和厌氧硝化还原菌将形成生物膜的更深层,在此保护不受氧的作用。如此一来,根据在污水中氧的作用下,在设施使用专门的菌种和连接到惰性载体的条件下进行反硝化厌氧流程。 

     

    流程原理图:



    3. 工艺路线说明

    Aqua “SLAT污水净化流程是不间歇的,循环的,由以下主要单元与设施组成:

    1. 机械净化单元,包括微洗和除沙池。

    2. 混匀槽。

    3. 污水泵

    4. 空气准备和加入流程的单元。

    5. ISBS强度净化生物反应器。

    6. 硝化与反硝化SIS-单元(集成空间结构)

    7. 消毒单元(*可选单元)

    8. 脱磷酸物单元(*可选单元,必要时脱除磷酸盐)

      *按订货方需要进行选择。

      a) 污水自流进入微型栅栏接收器,在此进行大型分散颗粒的剔除。

      b) 接着水进入混合容器,之后,在泵的帮助下进入ISBS-反应器。生物反应器在容器的平面图上,由工艺组或SIS构成。 

      ISBS 生物反应器或者 SIS,根据污水组分分为需氧区和缺氧区,之间的比例可以根据污染物的性能和数量进行调整。每一个组或者SIS可保证各自的、可调节的、专门设计的空气通气系统以保持微生物的生命力。微生物固化在专门的惰性载体中进行,充满了整个ISBS 生物反应器或者 SIS工作区。

      c) 在生物反应器的第一个组(单元),污水强烈吸附空气的氧。接着污水自流进入生物反应器的之后单元,在此依次经过隔板溢流孔,受控进行需氧微生物群落的作用。活性淤泥的微生物,与惰性载体相联,分离出污水中可溶解的及乳化的有机物,以保持自己的生命力。  

      ISBS 生物反应器中市政污水平均停留时间取决于污水的质量以及净化水的标准,为8-12小时。

      生物反应器需氧单元必要的氧用空气鼓风机加入。

      装置功能正常取决于空气不间断的加入,必须要保证理想的物质交换与微生物生命力。 

      d) 净化过的污水从生物反应器中进入到SIS-生物化学深度净化单元,在此进行接下来的悬浮物净化,溶解有机物残留与硝化-反硝化流程。

      SIS – 精华单元放置于生物反应器中,成为其不可分割的一部分。 

      直流生物净化技术实际上无需人为干预调节工艺流程


      这也是优点。

      该技术由以色列技术团队研发完成,之后在西班牙、保加利亚等国建成了多个装置。

      Aqua”SLAT”技术得到了以色列环境部使用认证。




      设计开始时必须要解决以下三个问题:                                                                                                                                         

      1.  确定处理系统的地理位置和范围: 

      例如:
      - 应当包括哪些行业性能(居民区和人数)? 
      - 是否在污水处理系统中包括水域部分(比如,沼泽或者水沟)和农业土地(比如,灌溉)?
      - 在每个连的行业边界,系统是否开始,或者房屋渠道系统中已经包含?(污水分离系统需要改造渠道)                                                                                                                                                                                     2.  考虑接受水域和其他情况,将系统标准重建。
      例如:
      - 接收排水的水体(塘)在本地的水计划中其目的是什么?
      -水体(塘)其他用户还有什么需求(用于洗浴,饮用等)?
      - 有没有营养物质二次使用的可能性(比如是否有合适的田野,有没有农场感兴趣合作等)?                                                                                                                                                                                              

      3.  确定感兴趣方,他们的作用。

      - 政府(可能土地所有者或者当地环保和计划机构,政府可能是系统的所有者)。
      - 业主(一般使用系统并支付其服务)。
      - 农场(可能出售或者提供系统用的土地,或者使用系统出来的营养物质)。
      - 承包者(部分或全部系统)。

       

      为了优化污水净化设施建设使用面积,以及节约排水体系资金消耗和建设时间,订货方可以选择净化综合体分阶段引入工作,在其中有相互距离远度不同的区域。例如,有人口300000 居民的城市需要处理每昼夜60000立方米的污水。我们建议,在城市不同地方分别安排3-5个综合体,处理能力为12000 20000立方米/天。为了这些综合体,根据我们的技术,需要建设一个总有效容积为6000 10000  立方米的生物反应器。这样的分阶段的引入可以大大缩减市政网络的建设花费,设施建造时间,按照城市每个区域的需求来修正设施建设次序,以及允许每个单独区域在自有计划中的最佳使用净化后的污水用于自有目的(如,使用作为公园灌溉或者将水卖给最近的农场)。此外,这样的污水分配系统在出现主管道事故的时候,可以避免主要设施中的净化流程停止工作,以及三到五个区域可以独立处理污水。