用生物方法來處理景觀水是最科學(xué)的,但也是最復(fù)雜的。簡單的說,就是模擬生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對食物鏈中的生物進(jìn)行合理配置,從而使食物鏈中各個生物之間能相輔相成,使整個生態(tài)系統(tǒng)越來越穩(wěn)定,最終達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
一個完整的生態(tài)系統(tǒng)必須要有穩(wěn)定的生產(chǎn)者、消費者、分解者。用生物方法來處理景觀水體,就是模擬自然界中生產(chǎn)者、消費者、分解者的比例。水生植物就是景觀水體當(dāng)中的生產(chǎn)者,水生動物就是景觀水體當(dāng)中的消費者,微生物就是分解者。在實際運用當(dāng)中,會結(jié)合項目本身需求,輔助搭配一些物理技術(shù),以求更好的進(jìn)行景觀水處理。用生物方法來處理景觀水會涉及到很多學(xué)科,像水生生物學(xué)、微生物學(xué)、水域生態(tài)學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)等等重點學(xué)科,如何科學(xué)得將各學(xué)科運用到景觀水處理當(dāng)中,已成為景觀水處理設(shè)計規(guī)劃師的參照標(biāo)準(zhǔn)。
生物方法具有運行用度低、操縱治理簡單、無二次污染等優(yōu)點,若景觀水體中的有機(jī)物含量較高,則可利用生物方法處理。適用范圍廣,大小面積水體都可以運用,系統(tǒng)穩(wěn)定,無需更換,耗電量低,長期保持清澈,真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,符合十八大建設(shè)生態(tài)家園的精神;缺點是工程復(fù)雜,技術(shù)性強(qiáng),難度較高,需要專業(yè)隊伍來打造。
1、生物接觸氧化
生物接觸氧化法(ASFF)兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點,在染料廢水的處理中已取得良好的效益。該法采用人工曝氣和將填料完全浸沒在污水中的手段,使微生物以固定生物膜的形態(tài)附著于填料表面,與所需凈化的污水相接觸,從而對水中有機(jī)污染物進(jìn)行降解與轉(zhuǎn)化。采用多段ASFF法處理含酚廢水,酚的往除率可達(dá)99.99%。
生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法,即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)目的填料,利用棲附在填料上的生物膜和充分供給的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機(jī)物氧化分解,達(dá)到凈化目的。19世紀(jì)末,德國開始把生物接觸氧化法用于廢水處理,但限于當(dāng)時的產(chǎn)業(yè)水平,沒有適當(dāng)?shù)奶盍希茨軓V泛應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代合成塑料產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,輕質(zhì)蜂窩狀填料問世,日本、美國等開始研究和應(yīng)用生物接觸氧化法。中國在70年代中期開始研究用此法處理城市污水和產(chǎn)業(yè)廢水,并已在生產(chǎn)中應(yīng)用。
生物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。在可生化條件下,不論應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理,都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運行治理方便等特點而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。
生物處理是經(jīng)過物化處理后的環(huán)節(jié),也是整個循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié),在這里氨/氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氰等有害物質(zhì)都將得到往除,對以后流程中水質(zhì)的進(jìn)一步處理將起到關(guān)鍵作用。
2、曝氣生物濾池
曝氣生物濾池(BAF)是90年代初興起的污水處理新工藝,已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國家廣為流行。該工藝具有往除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、往除AOX(有害物質(zhì))的作用,其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體,節(jié)省了后續(xù)沉淀池 ( 二沉池 ),其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大,水力停留時間短,所需基建投資少,出水水質(zhì)好,運行能耗低,運行用度省。
BAF 屬第三代生物膜反應(yīng)器,是接觸氧化法的一種特殊形式,也可以看成是普通生物濾池的一種變形。BAF在生物反應(yīng)器內(nèi)填裝高比表面積的顆粒填料,以提供微生物生長的載體;同時在填料下部鼓風(fēng)曝氣,球形的粒狀填料使得氣泡通過濾層時的行程加長,空氣通過濾料層的氧利用率可達(dá)30%以上,空氣動力效率的進(jìn)步,降低了污水處理的動力用度。不僅具有生物膜工藝技術(shù)的上風(fēng),同時也起著有效的空間過濾作用,使用BAF處理過的出水SS遠(yuǎn)低于普通生物處理方法。
BAF的工藝特點
采用氣水平行上向流,使得氣水進(jìn)行極好均分,防止了氣泡在濾料層中凝聚核氣堵現(xiàn)象,氧的利用率高,能耗低;與下向流過濾相反,上向流過濾維持在整個濾池高度上提供正壓條件,可以更好的避免形成溝流或短流,從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阻;
上向流形成了對工藝有好處的半推流條件,即使采用高過濾速度和負(fù)荷,仍能保證 BAF 工藝的持久穩(wěn)定性和有效性;
采用氣水平行上向流,使空間過濾能被更好的運用,空氣能將固體物質(zhì)帶進(jìn)濾床深處,在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì),從而延長了反沖洗周期,減少清洗時間和清洗時用的氣水量;濾料層對氣泡的切割作用事負(fù)氣泡在濾池中的停留時間延長,進(jìn)步了氧的利用率;由于濾池極好的截污能力,使得BAF后面不需再設(shè)二次沉淀池。
BAF的技術(shù)特點
①總體投資省,包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費;
②占地面積小,通常為常規(guī)處理工藝占地面積的 1/5-1/10 ,廠區(qū)布置緊湊,美觀;
③處理出水質(zhì)量好,可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);
④工藝流程短,氧的傳輸效率高,供氧動力消耗低,處理單位污水的電耗低;
⑤過濾速度高,處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝;
⑥陸洪宇采用A/O一體式懸浮曝氣生物濾池處理蘇州園林景觀水,COD、NH4+-N、TN和TP的往除率分別為56%左右、90%以上、40%左右;
⑦和接近30%,出水濁度低于2NTU。曝氣生物濾池水頭損失大,需定期反沖洗,對進(jìn)水SS要求比較嚴(yán)格。
3、膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,簡稱MBR)是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理工藝。用中空纖維膜取代活性污泥法中的二沉池,進(jìn)行固液分離,有效地達(dá)到了泥水分離的目的。膜的高效截留作用,可以有效截留硝化菌,使其完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),使硝化反應(yīng)得以順利進(jìn)行,有效往除氨氮,避免污泥的流失,同時可以截留一時難于降解的大分子有機(jī)物,延長其在反應(yīng)器的停留時間,使之得到最大限度的分解。MBR對主要污染物如COD等的往除率較傳統(tǒng)工藝大大進(jìn)步,出水可以直接回用。
主要特點:
①占地面積?。?/span>
②處理效率高,水力停留時間少;
③全自動控制,操縱方便;
④投資用度及運作本錢低;
⑤運行穩(wěn)定可靠,抗水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);
⑥膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),該材料化學(xué)性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng)、使用壽命長、耐污染、易清洗,特別適合于污水處理;
⑦利用生化池的曝氣過程對膜纖維表面進(jìn)行清洗,防止膜堵塞,保持穩(wěn)定的產(chǎn)水量。
4、微生物凈化技術(shù)
微生物作為水體中的分解者,在水質(zhì)凈化中有著重要作用。人工選育培養(yǎng)出的光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌等復(fù)合高效微生物,能夠有效往除氮、磷營養(yǎng)元素和有機(jī)污染物,抑制藻類生長,增加水體溶解氧,改善水質(zhì)。
利用致病微生物控制藻類是微生物技術(shù)的一條新的途徑,即向水體投放藻類致病細(xì)菌或病毒,使之染病死亡。據(jù)報導(dǎo),某些溶藻細(xì)菌可以通過同藻類競爭有限營養(yǎng)或分泌胞外物質(zhì)抑制藻類生長,并導(dǎo)致藻細(xì)胞的溶解。史順玉等從滇池分離出的溶藻細(xì)菌DC23對微囊藻等藍(lán)藻有很強(qiáng)的溶解作用,接進(jìn)兩天后葉綠素含量下降70%左右。