MBR地埋式生活污水處理裝置
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廢水處理方法
廢水處理過程是將廢水中所含有的各種污染物與水分離或加以分解，使其凈化的過程。廢水處理法大體可分為：物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物處理法。
1、物理處理法
廢水物理處理法通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物（包括油膜、油珠）的方法。處理過程中，污染物的化學性質不發生變化。方法有：①重力分離法，其處理單元有沉淀、上浮（氣浮）等，使用的處理設備是沉淀池、沉砂池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。②離心分離法，其本身是一種處理單元，使用設備有離心分離機、水旋分離器等。③篩濾截留法，有柵篩截留和過濾兩種處理單元，前者使用格柵、篩網，后者使用砂濾池、微孔濾機等。此外，還有廢水蒸發處理法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等。物理處理法的優點：設備大都較簡單，操作方便，分離效果良好，故使用極為廣泛。
2、廢水化學處理法
廢水化學處理法是通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；以傳質作用為基礎的處理單元有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等。有廢水中和處理法、廢水混凝處理法、廢水化學沉淀處理法、廢水氧化處理法、廢水萃取處理法等。與生物處理法相比，能較迅速、有效地去除更多的污染物，可作為生物處理后的三級處理措施。此法還具有設備容易操作、容易實現自動檢測和控制、便于回收利用等優點。化學處理法能有效地去除廢水中多種劇毒和高毒污染物。
3、廢水物理化學處理法
廢水物理化學處理法系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級處理，是一種比較典型的物理化學處理系統。和生物處理法相比，此法優點：占地面積少；出水水質好，且比較穩定；對廢水水量、水溫和濃度變化適應性強；可去除有害的重金屬離子；除磷、脫氮、脫色效果好；管理操作易于自動檢測和自動控制等。但是，處理系統的設備費和日常運轉費較高。
4、廢水生物處理法
廢水生物處理法又稱“廢水生物化學處理法”，簡稱“廢水生化法”，是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物轉化為無害物質，以實現凈化的方法。可分為廢水需氧生物處理法和廢水厭氧生物處理法，前者主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、廢水灌溉等。
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。根據作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運行方式。屬于生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及近發展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。
用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內充填填料，已經充氧的廢水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，廢水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，廢水中有機污染物得到去除，廢水得到凈化。后,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統與生活廢水混合后進行處理,氯消毒后達標排放。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對廢水進行充氧，并使池體內廢水處于流動狀態，以保證廢水同浸沒在廢水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在廢水與填料接觸不均的缺陷。
AB法工藝對氮、磷的去除以A段的吸附去除為主。污水中的部分有機氮和磷以不溶解態存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通過沉淀轉移到固相中，同時生物同化也可以去除一部分以溶解態存在的氮和磷。傳統的AB法工藝的總氮去除率約為30%～40%；對磷的去除以A段的吸附絮凝作用為主，A段對磷的去除率約為35%～50%，是傳統一段活性污泥法的兩倍以上；剩余的磷進入B段用于B段的微生物的合成而得到進一步去除。這樣AB法工藝整體顯示出了比傳統活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身組成上的特點，決定了其對氮、磷的去除量有限，主要表現在以下兩個方面：
首先，生物脫氮過程包括硝化和反硝化兩個部分，終使氮以氣態的形式釋放到大氣中而達到從污水中去除的目的。由于A段對BOD的去除率高而對氨氮去除的很少，使得進入B段的BOD/N值降低，這樣有利于硝化菌的生長，使B段充分完成硝化過程；由于常規的AB法工藝沒有反硝化過程，雖然氨氮得到去除，但是導致了硝態氮的增加，硝態氮的存在使出水依然難以達到污水排放對氮含量的要求。
其次，對于磷來說，傳統的AB法工藝不能為聚磷菌提供優勢生長的厭氧/好氧條件，因此不能充分發揮生物除磷的作用。磷的去除主要是利用A段的吸附絮凝作用，主要去除的也是以懸浮態存在的磷。但城市污水中以懸浮態存在的磷的比例有限，因此磷的去除率也有限。雖然AB法表現出比普通活性污泥法好的除磷效果，但出水也很難達到對磷的排放標準的要求。對于AB法工藝來說，它不具備同時脫氮除磷的條件，對氮、磷的去除率很難進一步提高。
MBR主體工藝
工藝原理。
膜生物反應器技術是活性污泥生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新工藝。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池進行固液分離，而是使用中空纖維膜替代沉淀池，因此具有固液分離性能。同時利用膜的特性，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成8000～12000mg/L超高濃度的活性污泥濃度，使污染物分解*，因此，出水水質良好、穩定，出水細菌、懸浮物和濁度接近于零。
工藝特點。
MBR處理工藝對水質的適應性好，耐沖擊負荷性能好，出水水質優良、穩定，不會產生污泥膨脹;池中采用新型彈性立體填料，比表面積大，微生物易掛膜，脫膜，在同樣有機物負荷條件下，對有機物去除率高，能提高空氣中的氧在水中溶解度;工藝簡單，不必單獨設立沉淀、過濾等固液分離池，占地面積少，水力停留時間大大縮短;污泥排放量少，只有傳統工藝的30%，污泥處理費用低，但一次性投資較高。
MBR地埋式生活污水處理裝置工藝流程說明。
污水經格柵進人調節池后，經提升泵進入生物反應器，通過PLC控制器開啟鼓風機充氧，生物反應器出水經循環泵進入膜分離處理單元，濃水返回調節池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對膜處理設備進行反沖洗，反沖污水返回調節池。通過生物反應池內的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過濾操作與反沖洗操作可自動或手動控制。當膜單元需要化學清洗操作時，關閉進水閥和污水循環閥，打開藥洗閥和藥劑循環閥，啟動藥液循環泵，進行化學清洗操作。MBR工藝是膜分離技術與活性污泥法有機結合的新型污水處理技術，它利用膜的截留作用，將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉了初沉池和二沉池，進行固液分離，有效地達到了泥水分離的目的。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間和污泥停留時間可以分別控制，而難降解的大分子有機物，延長其在反應器的停留時間，使之得到zui大限度的分解，大大強化了生物反應器的功能。
S-BR主體工藝原理
序批式活性污泥法是一種間歇式活性污泥法。S-BR工藝在運行操作上的zui大you點是將曝氣、反應、沉淀、排水等單元操作工序按時間順序在同一個反應池中反復進行。其運行次序一般分為進水期、反應期、沉淀期、排水期和閑置期5個階段，5個階段所需的時間稱為一個周期。一個周期內，各個階段的運行時間、反應池混合液的濃度以及運行狀況等都可以根據進水水質與運行功能靈活操作。只要有效地控制與變換各階段的操作，S-BR法就能在一定的范圍內適應水質、水量的變化;而且，在進水與反應階段，缺氧(或厭氧)與好氧狀態交替出現，有效地抑制了專性好氧菌的過量增長繁殖，同時，較短的污泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖，由此克服了常規活性污泥易使污泥膨脹的弊端。
工藝特點
采用S-BR法作為主體工藝的一體化污水處理設備具有工藝流程簡單，構筑物少的特點。該工藝不需設置污泥回流設施，不設二沉池，曝氣池容積也小于傳統連續式活性污泥法，易產生污泥膨脹的現象。通過調節運行，不僅去除COD，而且可以有效地脫氮除磷。該工藝對水質水量變化適應性強，出水水質較穩定，適合間歇排放的污水，可由PLC自動控制系統靈活控制運行工序。但SBR法屬于間歇式活性污泥法，排水時間短，且排水時要求不攪動沉淀污泥層，因而需要專門的排水設備(潷水器)，且對潷水器的要求較高。上述原因導致采用該工藝作為主體工藝的一體化設備處理效率不高。運行費用低。
工藝流程說明
污水經過格柵去除掉較大的漂浮物，然后流入到調節池進行均質、均量。出水經提升泵提升后，進入主反應SBR設備池，由經曝氣、反應、沉淀、排水一系列操作工序后，下部污泥進入污泥儲存池，上清液經潷水器潷水后進入中間水池，經過消毒工藝處理后，作為回用中水或達標水體排放。進入污泥儲存池的污泥經壓濾后抽排外運，上清液回流至調節池。
常用主體工藝技術經濟對比
現以一體化生活污水處理設備處理量為120m3/d，對3種常用主體工藝進行技術經濟比較。由表1可知，A/O主體工藝總投資費用和運行費用較低，在出水水質不作較高要求時，應優先考慮采用該主體工藝一體化處理設備;MBR主體工藝出水水質可穩定符合GB18918-2002一級A排放標準，但工藝設備相對復雜，總體投資與運行費用較高，建議土地利用成本較高的東部地區，發展較好的農村地區使用;S-BR主體工藝對進水水質有很高的抗沖擊能力，該工藝流程簡單，設備少，由于該工藝屬于間歇式活性污泥法，對于進水水質、水量不穩定的地區，可以考慮使用此工藝。
(1)一體化生活污水處理設備具有投資低、能耗少、處理效率高、占地面積小、管理方便等一系列優勢，可以有效地緩解管網建設壓力，適合農村地區分散式污水處理，在我國農村地區具有廣闊的發展前景。
(2)在一體化生活污水處理設備的常用主體工藝中，A/O主體工藝技術成熟，發展穩定，在工程投資和運行成本上體現出較大的優勢;MBR主體工藝在出水水質及出水穩定性上更優，但投資和運營成本較高，管理方面相對復雜，隨著膜組件生產工藝的不斷發展革新，MBR主體工藝顯示出巨大的發展潛力;SBR主體工藝流程簡單，設備少，但由于屬于間歇性活性污泥法，處理效率不高，且對潷水器的要求較高，常僅在水質水量變化較大的地區使用。對于具體的農村一體化生活污水處理設備主體工藝選擇，應結合當地水質、水量的特點，綜合上述技術經濟因素予以考慮。
厭氧- 好氧工藝是中、高濃度有機廢水處理的適宜工藝。這是因為:
1. 厭氧法多適用于高濃度有機廢水的處理, 能有效地降解好氧法不能去除的有機物, 具有抗沖擊負荷能力強的you點,但其出水綜合的指標往往不能達到處理要求;
2. 厭氧法能耗低和運行費便宜,尤其在高濃度有機廢水時,厭氧法要比好氧法經濟得多;
3. 好氧法則多適用于中低濃度有機廢水的處理, 對于高濃度且水質、水量不穩定的廢水的耐沖擊負荷能力不如厭氧法,尤其當進水中含有高分子復雜有機物時,其處理效果往往受到嚴重的影響。厭氧- 好氧聯合處理工藝可大大改善水質及運行的穩定性,但由于厭氧段實現了甲烷過程,因而對運行條件和操作要求較為嚴格,同時因原水中大量易于降解的有機物質在厭氧處理中被甲烷化后,剩余的有機物主要為難生物降解和厭氧消化的剩余產物, 因而盡管其后續的好氧處理進水負荷得到大大降低,但處理效率仍較低。此外,該工藝須考慮復雜的氣體回收利用設施,從而增加基建費用。而水解酸化工藝則將厭氧處理控制在產酸階段, 不僅降低了對環境條件(如溫度、p H、DO 等) 的要求, 使厭氧段所需容積縮小,同時也可不考慮氣體的利用系統,從而節省基建費用。由于厭氧段控制在水解酸
化階段,經水解后原水中易降解物質的減少較少,而原來難以降解的大分子物質則被轉化為易生物降解的物質,從而使廢水的可生化性及降解速率得到較大幅度的提高。因此,其后續好氧處理可在較短的HRT下達到較高的處理率。兩相厭氧消化工藝即是將厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開,以便獲得各自*的運行工況。與水解酸化過程相比, 其產酸段對產物的要求是不同的(以乙酸為其產物) 。
