预制生化池主要通过物理、生物作用对污水进行净化处理,其工作原理基于污水中污染物的分解和转化,核心是创造适宜微生物生长繁殖的环境,利用微生物的代谢作用去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。以下为你详细介绍:
预处理阶段(物理作用)
过滤与沉淀
污水首先进入预制生化池的预处理区,这里通常会设置格栅或滤网,其作用是拦截污水中较大的悬浮物,如树枝、塑料、纸张等,防止这些大颗粒物质进入后续处理单元,避免造成管道堵塞和设备损坏。
经过格栅过滤后的污水会流入沉淀区,污水流速在此区域会减缓,使得污水中密度较大的固体颗粒,如泥沙、部分有机碎屑等,在重力作用下逐渐沉淀到池底,形成污泥层。这个过程可以去除污水中一部分不溶性固体污染物,降低后续生物处理的负荷。
生物处理阶段(微生物作用)
好氧生物处理
在预制生化池的好氧区域,通过曝气设备向污水中通入空气,使污水中溶解氧含量增加,为好氧微生物提供适宜的生存环境。好氧微生物(如细菌、真菌等)以污水中的有机物为食物,通过自身的新陈代谢活动,将有机物分解为二氧化碳和水。
例如,常见的活性污泥中的好氧菌,它们会吸附在污水中的悬浮颗粒和溶解有机物上,利用酶将这些有机物逐步分解转化。在这个过程中,微生物不断繁殖生长,形成活性污泥絮体,这些絮体可以吸附和凝聚污水中的微小颗粒和胶体物质,进一步去除污水中的污染物。
厌氧生物处理
部分预制生化池设有厌氧区域,在厌氧环境中,溶解氧含量极低甚至为零。厌氧微生物在无氧的条件下,对污水中的有机物进行分解。厌氧分解过程相对复杂,一般先由水解细菌将大分子有机物分解为小分子有机物,如将蛋白质分解为氨基酸,将多糖分解为单糖等。
接着,发酵细菌将这些小分子有机物进一步转化为挥发性脂肪酸、醇类等中间产物,最后由产甲烷菌将这些中间产物转化为甲烷和二氧化碳。厌氧处理过程不仅可以去除部分有机物,还能产生沼气,具有一定的能源回收价值。而且对于一些难降解的有机物,厌氧处理具有独特的优势,能够在一定程度上将其分解转化。
深度处理与泥水分离阶段
深度处理
经过好氧和厌氧生物处理后,污水中的大部分有机物已经被去除,但对于一些氮、磷等营养物质,可能还需要进一步的处理。部分预制生化池会采用生物脱氮除磷工艺,通过特定的微生物作用,将污水中的氮转化为氮气释放到空气中,将磷转化为污泥中的含磷物质从而去除。
例如,在生物脱氮过程中,氨氮首先通过硝化细菌的作用转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后反硝化细菌在缺氧条件下将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气。在生物除磷过程中,聚磷菌在好氧条件下过量摄取磷,在厌氧条件下释放磷,通过排放剩余污泥将磷从系统中去除。
泥水分离
处理后的污水和污泥混合物会进入泥水分离区域,通常采用沉淀的方式实现泥水分离。在这个区域,污泥由于重力作用会逐渐沉淀到池底,而经过净化处理后的清水则从池的上部流出,达到排放标准或进入后续的回用系统。
沉淀到池底的污泥一部分会通过回流系统回流到生化处理区域,以维持生化池中微生物的数量和处理效果;另一部分剩余污泥则需要定期排出,进行进一步的处理和处置,如污泥脱水、干化后填埋或焚烧等。