一體化生活污水處理系統(tǒng)

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生物脫氮除磷機(jī)理、作用條件和工藝選擇
生物脫氮除磷工藝一般都是除碳、脫氮和除磷三種流程的有機(jī)組合。除碳是利用細(xì)菌在有氧的條件下將有機(jī)物分解為二氧化碳和水的過(guò)程。在有充足的氧和生物量的條件下，除碳的過(guò)程可以很順利的進(jìn)行?！杜欧艠?biāo)準(zhǔn)》中氮和磷的控制指標(biāo)分為氨氮、總氮和總磷?？偟ㄓ袡C(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。
在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)受納水體的要求和其它一些實(shí)際情況，生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個(gè)層次：
①去除有機(jī)物、氨氮，對(duì)總氮無(wú)要求：可以采用生物硝化工藝，采用延時(shí)曝氣。
②去除有機(jī)物和總氮：因要去除總氮，應(yīng)采用生物硝化和反硝化工藝，需要在好氧反應(yīng)池前增設(shè)一個(gè)缺氧段，將好氧池中的硝酸鹽混合液回流到缺氧段，保證在缺氧的條件下，將硝酸鹽反硝化成氮?dú)狻?br />③去除有機(jī)物、氨氮、有機(jī)氮和總磷：應(yīng)采用除磷的硝化工藝，在好氧反應(yīng)地前增設(shè)一個(gè)厭氧段，在厭氧段內(nèi)完成磷的釋放，在好氧段內(nèi)實(shí)現(xiàn)磷的超量吸收、有機(jī)物的氧化、有機(jī)氮及氨氮的硝化。
④去除有機(jī)物、總氮和總磷：應(yīng)采用*的生物除磷脫氮工藝，在好氧反應(yīng)池前既要增設(shè)一個(gè)厭氧段又要增設(shè)一個(gè)缺氧段，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物除磷脫氮。

中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝
中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝選擇的主要影響因素包括：進(jìn)水水質(zhì)濃度和對(duì)出水水質(zhì)的要求、工藝流程長(zhǎng)短、占地面積、建設(shè)投資、能耗和運(yùn)行管理等。當(dāng)然，出水水質(zhì)好、流程短、占地面積小、能耗低、投資少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單的脫氮除磷工藝是工藝發(fā)展的總趨勢(shì)，我們需要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，認(rèn)真比選，終選擇出符合實(shí)際的，好的工藝。
由上述脫氮除磷機(jī)理分析，我們可以看出脫氮過(guò)程和除磷過(guò)程之間相互限制：脫氮*，意味著因大量的結(jié)合態(tài)氧進(jìn)入?yún)捬醭厥钩姿璧?的厭氧環(huán)境受到破壞，除磷受限;磷的去除通過(guò)排放剩余污泥實(shí)現(xiàn)，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情況下，除磷量也就越多，而生物硝化工藝卻需要較低的負(fù)荷，較長(zhǎng)的泥齡，因此硝化受到影響，進(jìn)而影響脫氮效果。
生物脫氮除磷工藝主要有A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝、SBR工藝、BIOLAK等從活性污泥法派生出來(lái)的工藝，均可實(shí)現(xiàn)除碳、脫氮和除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。
SBR衍生工藝
SBR工藝因其操作靈活性，使之易于引入脫氮除磷過(guò)程，通過(guò)調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)達(dá)到脫氮除磷的目的。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，常規(guī)SBR工藝往往因投資和占地面積等因素，限制其被采納，但其衍生工藝因在具備SBR工藝優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又克服其缺點(diǎn)而將脫氮除磷的作用充分發(fā)揮出來(lái)而更具優(yōu)勢(shì)。
SBR衍生工藝有CAST工藝、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝和UNITANK工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續(xù)進(jìn)水方式，使進(jìn)水的控制系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單，但是因主反應(yīng)區(qū)前面缺乏一個(gè)厭氧段，因此除磷的效果不夠理想。DAT-IAT工藝的回流比比較大，運(yùn)行費(fèi)用偏高。因此，適合小城鎮(zhèn)污水處理廠的SBR工藝非CAST工藝莫屬。
CAST工藝是在主反應(yīng)區(qū)前設(shè)置預(yù)反應(yīng)區(qū)，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，從主反應(yīng)區(qū)回流的污泥與進(jìn)水混合，不僅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速對(duì)溶解性底物的去除也對(duì)難降解有機(jī)物起到良好的水解作用，同時(shí)可使污泥中的磷在厭氧條件下得到有效的釋放。預(yù)反應(yīng)區(qū)還有效的抑制絲狀菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
CAST工藝具有出水水質(zhì)好、抗沖擊負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)、污泥活性好、投資和占地面積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。但CAST工藝的設(shè)備和容積利用率不高。
氧化溝工藝
通過(guò)文獻(xiàn)獲悉，我國(guó)中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)應(yīng)用奧貝爾氧化溝工藝多。奧貝爾氧化溝擁有*的3層溝渠結(jié)構(gòu)，通過(guò)制溝渠內(nèi)的溶解氧量，保持較大的溶解氧梯度，形成厭氧-缺氧-好氧的環(huán)境達(dá)到脫氮除磷的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，我所從事的公司中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)多采用改良型卡魯賽爾氧化溝，即在卡魯賽爾氧化溝的主體結(jié)構(gòu)之前增設(shè)厭氧池和缺氧池，結(jié)合A2/O工藝和氧化溝優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到良好的出水水質(zhì)。
卡魯賽爾氧化溝中的曝氣設(shè)備有采用表曝裝置如倒傘曝氣機(jī)，也有采用微孔曝氣頭，推流器或攪拌機(jī)推動(dòng)水體流動(dòng)的。具體采用哪種組合，需在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)計(jì)算權(quán)衡才能確定。
合建式BIOLAK工藝
BIOLAK工藝是一種具有除磷脫氮功能的采用天然土池作反應(yīng)池而發(fā)展起來(lái)的污水處理系統(tǒng)。該工藝采用鋪設(shè)有HDPE防滲膜的土池結(jié)構(gòu)來(lái)避免地下水污染，采用懸掛曝氣鏈曝氣避免了穿孔安裝曝氣設(shè)備。合建式BIOLAK池前端的厭氧池和反應(yīng)池中的波浪式曝氣所形成的環(huán)境使污水中的氮和磷去除。
由于BIOLAK工藝采用土池而大大減少了建設(shè)投資，采用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)強(qiáng)化了氧的轉(zhuǎn)移效率，并減少運(yùn)行費(fèi)用，大大提高了處理效果，澄清池后穩(wěn)定池內(nèi)的二次曝氣進(jìn)一步保證了出水水質(zhì)。BIOLAK工藝污泥回流量大，剩余污泥量少并且性質(zhì)穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)沒有水下固定件，維修方便且概率小，因而在條件具備的地區(qū)，BIOLAK工藝應(yīng)該是中小城鎮(zhèn)污水處理廠具優(yōu)勢(shì)的工藝。

一體化膜生物反應(yīng)器（Integrated membrane bio-reactor，簡(jiǎn)稱IMBR）技術(shù)是膜分離技術(shù)與活性污泥技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜生物反應(yīng)器用膜分離技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法的重力式沉淀池，提高了泥水分離率，使水力停留時(shí)間與污泥齡相對(duì)分離，具有處理設(shè)備緊湊，有機(jī)物分率高，污泥發(fā)生量少，維護(hù)管理方便，處理水質(zhì)穩(wěn)定，且品質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)。然而，由于成本問(wèn)題，使其難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。
    IMBR技術(shù)特點(diǎn)：（1）IMBR技術(shù)處理洗浴廢水的出水水質(zhì)，可達(dá)到并優(yōu)于城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18920-2002）。（2）生物接觸氧化和膜生物反應(yīng)器的組合工藝，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，適應(yīng)性廣。（3）反應(yīng)池內(nèi)充氧條件好，單位容積微生物量大，具有容積負(fù)荷高、不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹、出水穩(wěn)定、占地面積少以及維護(hù)管理方便等特點(diǎn)。
該裝置是利用微生物處理技術(shù)組合成的一種新型污水處理凈化裝置。它由生物化糞池池體、微生物菌群、微生物載體等組成。主要是通過(guò)人工強(qiáng)化技術(shù)，將微生物菌群一次性引入到生物化糞池內(nèi)，在池內(nèi)的生物載體上逐漸形成菌群生物膜，利用微生物菌群（生物膜）的新陳代謝作用吸附、消化、分解污水中有機(jī)污染物，使之轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)定的無(wú)害化物質(zhì)，達(dá)到凈化水質(zhì)之目的。該工藝采用的是多級(jí)生化處理工藝組合而成。

一體化生活污水處理系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)埋在地下，污水進(jìn)入該系統(tǒng)后不需任何能耗，利用流體推流虹吸技術(shù)，自動(dòng)沿內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)逐次流經(jīng)調(diào)節(jié)、沉淀、分離、多級(jí)生物處理、多級(jí)氧化澄清等處理過(guò)程。在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有特殊的GSH生物載體，便于微生物結(jié)膜繁衍生存。在該裝置安裝完畢正常運(yùn)行后，一次性加入培植的GSH微生物菌種群，便可終身運(yùn)行；該微生物菌群所含的種類多，菌譜寬，降解有機(jī)物能力強(qiáng)，處理后的污水經(jīng)衛(wèi)生、防疫、環(huán)保部門監(jiān)測(cè)，*達(dá)到了國(guó)家新規(guī)定的GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，可以就近排入下水道及附近水系。
在污水處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生部分的甲烷氣體及少量的氮氧化合物氣體，因其濃度低而不純，故不能回收利用也不會(huì)引起爆炸，可隨水流經(jīng)下水道排放或用管道高空排放。經(jīng)環(huán)保、衛(wèi)生部門對(duì)所排放氣體監(jiān)測(cè)，符合國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)要求，不影響居住環(huán)境大氣質(zhì)量。 處理后的水，如回用，可在排水口，增設(shè)一套相應(yīng)流量的回用水裝置，用于澆花草樹木、沖洗車輛、地面廁所等。這是一項(xiàng)將微生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中的生物工程。其原理是將自然水體中各種微生物通過(guò)特殊的設(shè)備分離提純、培植馴化、濃縮固化后配制成高活性、高濃度多組合粉粒劑（或水劑）貯存。在常溫、常壓情況下，粉粒劑可保存6年以下。
我們研制的GSH系列微生物菌種為高活性、高濃度（100億/克粉粒劑）、高組合（幾十種--幾百種/克粉粒劑）。應(yīng)用時(shí)，針對(duì)不同的污染水體、水質(zhì)及其污水中污染因子和濃度情況，選擇降解性能有佳優(yōu)勢(shì)的微生物菌種群（分為A、B、C、D、E型等系列）及所需數(shù)量，用裝置將菌群"激活"后，再投放到污水處理裝置系統(tǒng)內(nèi)（或城市的排污河、渠、溝、湖內(nèi)），便可吸收消化分解污水中的有機(jī)污染物及其他有害成份。因生物化糞池內(nèi)安裝有特殊的生物載體，便于微生物附著結(jié)膜及新陳代謝，不會(huì)受水量的沖擊負(fù)荷過(guò)大使大量微生物的流失。
應(yīng)用范圍
該技術(shù)及裝置是目前污水處理的佳方式。適用于辦公樓、住宅區(qū)、居民生活區(qū)、商業(yè)社區(qū)、賓館酒店、食堂、學(xué)校、度假村、醫(yī)院、水解——曝氣生物濾池污水處理工藝，是一種新的工藝型式，是將污水處理過(guò)程中二個(gè)污水處理單元（反應(yīng)器）組合而成的一種新技術(shù)。它與傳統(tǒng)的好氧生物處理工藝相比較，具有能耗低、水力停留時(shí)間短、污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)。特別是水解反應(yīng)器具有改善污水可生化性的特點(diǎn)，曝氣生物濾池具有處理負(fù)荷高、出水水質(zhì)好的優(yōu)勢(shì)，兩者的結(jié)合，更凸現(xiàn)新工藝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。 
污水先經(jīng)過(guò)粗格柵，以去除污水中大塊的懸浮物，再流入提升泵房的集水池，由潛污泵提升至旋流沉砂池進(jìn)水渠上的細(xì)格柵，進(jìn)一步去除細(xì)小懸浮物，并經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入旋流沉砂池，以去除污水中的細(xì)小砂粒。沉淀下來(lái)的砂粒經(jīng)砂水分離器分離，干砂外運(yùn)。砂水分離后的污水流入提升泵房集水池。經(jīng)沉砂池處理后的污水自流入水解酸化池。水解酸化池將截留污水中大部分的懸浮物并將其中的部分有機(jī)物進(jìn)行降解，且可將大分子的有機(jī)物水解為小分子的有機(jī)物。水解酸化池的出水自流入C/N上向流曝氣生物濾池進(jìn)行有機(jī)物的降解和硝化處理。C/N濾池出水進(jìn)入N濾池進(jìn)行脫氮處理，N濾池出水進(jìn)入清水池，至此即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或排放或回用（若有需要可設(shè)消毒池）。火車、輪船等生活污水的凈化處理。