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程。在有充足的氧和生物量的條件下，除碳的過程可以很順利的進(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層次：
①去除有機(jī)物、氨氮，對總氮無要求：可以采用生物硝化工藝，采用延時曝氣。
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)一個厭氧段又要增設(shè)一個缺氧段，以同時實(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)濃度和對出水水質(zhì)的要求、工藝流程長短、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)行管理簡單的脫氮除磷工藝是工藝發(fā)展的總趨勢，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程和除磷過程之間相互限制：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程，通過調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時間的長短，來達(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，又克服其缺點(diǎn)而將脫氮除磷的作用充分發(fā)揮出來而更具優(yōu)勢。
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)變得簡單，但是因主反應(yīng)區(qū)前面缺乏一個厭氧段，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溶解性底物的去除也對難降解有機(jī)物起到良好的水解作用，同時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
通過文獻(xiàn)獲悉，我國中小城鎮(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)推動水體流動的。具體采用哪種組合，需在實(shí)際應(yīng)用中通過計算權(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)勢的工藝。

一體化膜生物反應(yīng)器（Integrated membrane bio-reactor，簡稱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，使水力停留時間與污泥齡相對分離，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生化處理工藝組合而成。

一體化生活污水處理系統(tǒng)整個系統(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、多級生物處理、多級氧化澄清等處理過程。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，*達(dá)到了國家新規(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。
在污水處理過程中，會產(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)生部門對所排放氣體監(jiān)測，符合國家有關(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，針對不同的污染水體、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，不會受水量的沖擊負(fù)荷過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，是將污水處理過程中二個污水處理單元（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，兩者的結(jié)合，更凸現(xiàn)新工藝技術(shù)的優(yōu)勢。 
污水先經(jīng)過粗格柵，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）?；疖?、輪船等生活污水的凈化處理。