一體化地埋式生活污水處理裝置

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一體化污水處理設(shè)備適用于住宅小區(qū)、醫(yī)院、村莊、養(yǎng)殖、村鎮(zhèn)、辦公樓、商場(chǎng)、賓館、飯店、療養(yǎng)院、機(jī)關(guān)、學(xué)校、高速公路、鐵路、工廠、礦山、旅游景區(qū)等生活污水和與之類似的屠宰、水產(chǎn)品加工、食品等中小型規(guī)模工業(yè)有機(jī)廢水的處理和回用。目前一體化污水處理設(shè)備主流的工藝主要有：接觸氧化法、MBR法、SBR法、CASS法等。
(1)接觸氧化工藝
生物接觸氧化工藝又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，其技術(shù)原理是在生物反應(yīng)池內(nèi)填充填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污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，污水中的有機(jī)污染物得以去除，污水得到凈化。

生物接觸氧化工藝采用固定式生物填料作為微生物的載體，生長(zhǎng)有微生物的載體淹沒在水中，曝氣系統(tǒng)為反應(yīng)器中的微生物供氧。由于生物接觸氧化法的微生物固定生長(zhǎng)于生物填料上，克服了懸浮活性污泥易于流失的缺點(diǎn)，在反應(yīng)器中能保持很高的生物量。其工藝特點(diǎn)：
a.生物接觸氧化法擊負(fù)荷和水質(zhì)變化的耐受性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。
b.生物接觸氧化法容積負(fù)荷高，占地面積小，建設(shè)費(fèi)用較低。
c.生物接觸氧化法污泥產(chǎn)量較低，無(wú)需污泥回流，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。
d.生物接觸氧化法有時(shí)脫落一些細(xì)碎生物膜，沉淀性能較差的造成出水中的懸浮固體濃度稍高。排水能達(dá)到城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行調(diào)試的好也能達(dá)到一級(jí)A。

何謂活性污泥膨化現(xiàn)象一般系指在曝氣池中之活性污泥因沉降性及壓縮性不佳，致沉淀池中污泥沉降緩慢或*不沉降；在此情況下，污泥之容積指數(shù)(SVI)趨高，其30分鐘沉降結(jié)果如圖3所示；沉淀池中污泥毯迅速堆積升高導(dǎo)致部分污泥溢流，使放流水中含有大量之懸浮物體，常導(dǎo)致放流水不符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

污泥膨化現(xiàn)象通常包含污泥松化及絲狀菌過度生長(zhǎng)兩種情況。污泥松化之特征為SV30介于700~950ml/L，但幾小時(shí)后SV30常降為400~600 ml/L，膠羽松散且絲狀菌不多(絲狀菌分類常為0~1)、污泥不易從沉淀池溢出，嚴(yán)重時(shí)添加混凝劑控制即可；其原因除廢水特性外大多為曝氣攪拌過量所致，如使用噴射式曝氣機(jī)或表曝機(jī)者。而絲狀菌過度生長(zhǎng)(如圖4所示)之原因與控制措施則相對(duì)較為復(fù)雜。以下針對(duì)絲狀菌過度生長(zhǎng)導(dǎo)致之污泥膨化現(xiàn)象進(jìn)行討論。
1.絲狀菌之特性數(shù)據(jù)
依據(jù)數(shù)據(jù)顯示，造成污泥膨化之生物，大致上有絲狀增殖酵母及其他絲狀微生物等；一般而言，絲狀菌之比增殖速率較細(xì)菌為低。因此，絲狀菌在生存競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中如欲得勝，在于環(huán)境突遭變異時(shí)，對(duì)其他細(xì)菌之增殖速度形成抑制，對(duì)絲狀菌抑制較小，如此才會(huì)形成優(yōu)勢(shì)。有關(guān)絲狀菌之特性，歸納如下：
(1)與膠羽生成菌比較，絲狀菌有較大之表面積與體積之比，因此對(duì)低濃度基質(zhì)、溶氧之?dāng)z取較有利。
(2)絲狀菌比膠羽生成菌具有較強(qiáng)之阻礙物質(zhì)抵抗性。
(3)絲狀菌不為原生動(dòng)物及微小后生動(dòng)物等掠食者所攝取。
(4)絲狀菌比膠羽生成菌對(duì)環(huán)境有較廣之適應(yīng)范圍。

2.活性污泥膨化之原因及處置對(duì)策
污泥膨化之原因大致上有：廢水特性(如高醣類廢水)、基質(zhì)濃度低、pH過低(低于6)、硫化物濃度高、溶氧值低及營(yíng)養(yǎng)物不足等因素。但因可能同時(shí)存在兩種以上因素，故在判別上不容易。

A/O法即厭氧—好氧污水處理工藝，流程如下：
設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
A：厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的形式，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為2~4小時(shí)。厭氧池下部為污泥床區(qū)，污泥床厚度通常控制在1~1.2M之間，進(jìn)水系統(tǒng)可采用脈沖進(jìn)水中阻力布水系統(tǒng)，底部設(shè)布水溝，保留污泥不沉積底部，呈懸浮狀態(tài)。污泥床平均濃度為30~35g/l,則污泥負(fù)荷為0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B：生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內(nèi)設(shè)有填料，微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中，因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點(diǎn)。曝氣系統(tǒng)可采用鼓風(fēng)或射流曝氧增氧系統(tǒng)(設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮投資及運(yùn)行成本)。

為培養(yǎng)微生物的不同的優(yōu)勢(shì)菌種，將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。*格有效水力停留時(shí)間為2.5小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷為1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留時(shí)間為1.5小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特點(diǎn)是：適應(yīng)能力強(qiáng);耐沖擊負(fù)荷;高容積負(fù)荷;不存在污泥膨脹;排泥量非常少;具有較好的脫氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水處理工藝，原理上是相似的。

厭氧水解池即為國(guó)標(biāo)化糞池，厭氧過濾池即為厭氧接觸氧化池，內(nèi)置填料，氧化溝即利用排水溝及強(qiáng)制通風(fēng)，空氣中的氧氣溶入污水中的過程為自然進(jìn)行。這一污水處理工藝適宜單個(gè)住宅樓的生活污水處理，且可與國(guó)標(biāo)化糞池組合使用，其最大的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用為零。出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該工藝適宜于污水量小于20m3/d的污水處理工程，可在較為富裕的農(nóng)村地區(qū)使用。

污水處理的核心是生化部分，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厭氧和好氧)處理生活污水在目前是較經(jīng)濟(jì)、較適用的污水處理工藝，根據(jù)生活污水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)的條件而選擇不同的污水處理工藝對(duì)投資及運(yùn)行成本具有決定性的影響。
1、氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長(zhǎng)，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式，典型的有：A：卡羅塞式;B：奧巴爾型;C：交替工作式氧化溝;D：曝氣—沉淀一體化氧化溝氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠，其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬(wàn)立方米，工藝日趨完善，其構(gòu)造型式也越來(lái)越多。

其主要特點(diǎn)是：進(jìn)出水裝置簡(jiǎn)單;污水的流態(tài)可看成是*混合式，由于池體狹長(zhǎng)，又類似于推流式;BOD負(fù)荷低，處理水質(zhì)良好;污泥產(chǎn)率低，排泥量少;污泥齡長(zhǎng)，具有脫氮的功能。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：混合液懸浮固體濃度5000mg/l;生物固體平均停留時(shí)間，去除BOD5時(shí)，取5~8天，當(dāng)要求硝化反應(yīng)時(shí)取10~30天;水力停留時(shí)間為20、24、36、48h，根據(jù)對(duì)處理水水質(zhì)要求而定;BOD—SS負(fù)荷(Ns)為0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容積負(fù)荷(Nv)為0.1~0.2kgBOD/(m3.d);污泥回流比為50~150%;混合液在渠內(nèi)的流速為0.4~0.5m/s;溝底流速為0.3m/s。
2、SBR法
即間歇式活性污泥法，由于它具有一系列優(yōu)于普通活性污泥法的特征，目前已普遍應(yīng)用于污水處理工程中。SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進(jìn)行。其運(yùn)行操作由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)五個(gè)工序組成。通過調(diào)節(jié)每個(gè)工序的時(shí)間，可達(dá)到除磷脫氮的效果。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：理論上SBR反應(yīng)器的容積負(fù)荷有一個(gè)較在的范圍，為0.1~1.3kgBOD5/m3.d，但為安全計(jì)，一般取低值，如0.1kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反應(yīng)時(shí)的水位，最低水位是指排放工序結(jié)束時(shí)的水位，最低水位必須保證在排水在此水位時(shí)，沉淀污泥不隨上清液而流失。
SBR工藝的主要特點(diǎn)有：出水水質(zhì)較好;占地少;不產(chǎn)生污泥膨脹;除磷脫氮效果好。

廢水生物處理程序基本上可分厭氧處理及好氧處理兩種，厭氧處理常用于高濃度廢水，而好氧處理則較常見于業(yè)界所使用。于生物好氧處理上，亦分成多種處理程序，如活性污泥法、接觸氧化法、氧化深渠法等，各項(xiàng)處理方法之選用有其特性考慮；如活性污泥法具處理效率較高，但污泥產(chǎn)量較多；接觸氧化法處理效率較低，污泥產(chǎn)生量相對(duì)亦較少；氧化深渠法具處理較穩(wěn)定之優(yōu)點(diǎn)，但有占地較大之缺點(diǎn)等。另有結(jié)合活性污泥法及接觸氧化法之處理程序，以處理較高濃度廢水之研究，如ABF、MBBR等。

一體化地埋式生活污水處理裝置廢水生物處理之操作維護(hù)項(xiàng)目眾多，問題之發(fā)生與解決對(duì)策亦有多種；本文僅以筆者所認(rèn)知事項(xiàng)提出經(jīng)驗(yàn)交流，內(nèi)文主要從活性污泥膠羽、溶氧控制、pH值變化、污泥膨化、污泥上浮、泡沫問題及微生物相觀察等項(xiàng)目；介紹相關(guān)問題之原因、其可行之處理方案及經(jīng)驗(yàn)分享，讓業(yè)界于操作生物處理程序時(shí)可作為參考使用。

選擇污水處理工藝：
根據(jù)需求選擇合適的污水處理工藝。目前主流的一體化污水處理設(shè)備工藝是：AO(接觸氧化法)、MBR(生物膜法)、SBR(序批式活性污泥法)、CASS(周期循環(huán)活性污泥法)。其中AO法和MBR法較為常見。AO法能達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠排放一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，和醫(yī)療行業(yè)直接排放標(biāo)準(zhǔn)。MBR法可以達(dá)到城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其處理效果特別好，懸浮物和濁度接近于零，可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。當(dāng)然MBR法處理成本也相應(yīng)較高。

關(guān)注水力停留時(shí)間：
簡(jiǎn)寫作HRT，水力停留時(shí)間是指污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時(shí)間，也就是污水與微生物的反應(yīng)時(shí)間。因此，如果反應(yīng)器的有效容積為V(立方米)
則：HRT = V / Q (h)
Q(h)=V處理水量/24h
一體化設(shè)備有效容積越大，污水在設(shè)備里面的水力停留時(shí)間越長(zhǎng)，微生物與污染物接觸越充分，相應(yīng)的處理效果也就越好。