地埋式一体化生活污水处理成套设备

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什么是“活性污泥
活性污泥法自1914年由E.Arden 和W.T.Lokett在英国曼彻斯特开创以来, 广泛被应用于生活污水和工业废水的处理。
所谓活性污泥, 就是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起而形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒, 这种絮状结构具有良好的沉降性能, 使处理水与污泥分开, *终达到废水净化的目的。
二、什么是“污泥膨胀”?
发生污泥膨胀是活性污泥处理系统在运行过程中出现的异常情况之一,其表观现象是活性污泥絮凝体的结构与正常絮凝体相比要松散一些, 体积膨胀, 含水率上升, 不利于污泥底物对污水中营养物质的吸收降解, 微生物大量消失, 并且影响后续构筑物的沉淀效果。
污泥膨胀的测定指标
评价污泥沉降性能常用指标有下列几种:
①污泥沉降比: 取活性污泥反应器中的混合液静置30min后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比。正常的活性污泥沉静 30min 后, 一般可接近其*大密度, 反映沉淀池中活性污泥的浓缩情况,即 SV30。
②污泥容积指数: 曝气池出口处的混合液, 在经过了 30min 静沉后, 每克干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积。可表示活性污泥中菌胶团结合水率的高低。
③污泥成层沉降速度: 混合液静置一段时间后, 形成清晰的泥水分界线, 此后进入成层沉淀阶段, 分界线将以匀速下降。
④丝状菌长度: 活性污泥单位体积内丝状菌的长度, 该量用来表示丝状菌含量。
污泥膨胀的诱因
目前, 对污泥膨胀的研究可以分为两个方面, 一方面从工艺运行的角度来研究。 比如: 调整污水的pH 值、溶解氧、泥龄等; 另一方面是对引起污泥膨胀的微生物进行研究。这两个方面是相互影响、相互联系、相互制约的。从目前已有的研究成果来看, 活性污泥膨胀的发生与以下几种因素有关。

1、进水水质
(1) 进水中氮和磷营养物质缺乏: 当进水中氮和磷含量不足时,会使低营养型微生物如: 贝氏硫细菌、浮游分枝球衣菌等丝状菌过量繁殖, 出现丝状菌污泥膨胀。*近的研究表明, 当磷充足而氮缺乏时,由于营养比例失调,会出现非丝状菌污泥膨胀。因此, 要严格控制常规性污泥法 BOD∶ N∶ P=100∶ 5∶ 1, 如果发生污泥膨胀, 应加入氨水、尿素、硫胺等。
(2) 进水中碳水化合物含量高, 含有大量可溶性有机物: 在导致丝状菌污泥膨胀的微生物中, *有代表性的是球衣菌属, 它能将葡萄糖、乳糖等糖类物质直接作为能源利用, 同时分泌出高粘性物质, 覆盖在胶团菌表面, 大大提高污泥的水结合率, 导致非丝状菌污泥膨胀。此外, 活性污泥中的丝状菌与其他细菌相比, 对高分子物质的水解能力弱, 也难吸收不溶性物质。所以, 当进水中含可溶性有机物较多时, 丝状菌就易利用自身繁殖, 导致丝状菌膨胀。
(3) 进水中硫化物含量高, 腐败或早期消化的污水: 正常的活性污泥中硫代谢丝状菌含量不多, 若污水储存或在排水管道、初沉池中停留时间过长, 底物中硫化物含量偏高, 容易引起硫化菌、贝氏硫化菌等硫代谢丝状菌的过量繁殖, 引起污泥的膨胀。
(4) 进水波动:进水波动是指进入活性污泥反应器的原水在流量以及有机物浓度、种类方面的改变,曝气池中有机物浓度突然增加。由于微生物的呼吸迅速, 溶解氧量降低, 丝状菌和絮凝性菌胶团争夺溶解氧, 丝状菌优势生长而引起膨胀。
2、pH值
污水中的有机物由厌氧兼氧水解酸化而降解为低分子化合物, 如挥发性的有机酸、氨基酸、单糖、醇类等, 同时导致 pH 值降低, 这种环境有利于某些丝状菌的繁殖。PeidiHuPeter和F.Storm报 道说 在pH≤5 的情况下, 易引起真菌丝状菌的膨胀。
3、温度
温度是影响微生物生长与生存的重要因素之一, 每种微生物都有各自的适宜生长温度。在某温度范围内, 若浮游球衣菌、发硫菌属等占优, 可能引起污泥膨胀。 有人通过观察引起丝状菌膨胀的主要原因, 细菌在 5℃、12℃和20℃下的生长情况, 认为低温有利于丝状菌的生长。也有研究表明, 在其他条件等同的情况下, 10℃时产生严重的污泥膨胀, 如将反应器温度提高到 22℃时, 不再产生污泥膨胀。这也是大多数活性污泥在冬季会产生污泥膨胀的原因之一。
4、溶解氧
溶解氧作为构成活性污泥混合液三要素 ( 气、水、泥) 之一,是许多生物降解反应的必要条件,保持一定的溶解氧( DO) 含量, 是控制反应器的很重要因素之一。在DO较低的情况下 , 某些丝状菌 ( 如Sphaerotilusnatans, 1701型) 因其饱和常数Ko较小, 对低浓度DO有很大的亲合力而增殖迅速。 但是,DO在“膨胀与“非膨胀”之间的临界值并不是固定的, 这是因为这个值还依赖于反应器中活性污泥负荷Bx的实际值。
5、BOD-污泥负荷
BOD-污泥负荷是设计活性污泥反应池和控制其运行的重要指标。不少学者研究发现, 污泥负荷在0.25～0.45kgBOD/kgMLSS.d范围时沉降性能好, 超出这个范围会导致SVI值升高。
此外, 泥龄过长, 有机物浓度梯度小也会引起污泥膨胀。
6、进水中含有毒物质
不利于絮体形成的有毒有害物质如: H2S、酚、醛、酮等会使SVI升高。 据报道城市污水中, H2S浓度超过1～2mg/L, 就可能发生污泥膨胀, 控制这一类型的膨胀可以采用预曝气, 或采用重金属盐类形成沉淀去除H2S等。
此外, 排泥不畅通也是引起非丝状菌污泥膨胀的一个诱因。

生活污水处理
污水处理一般划分为初级处理、生化处理(二级处理)和深度处理(三级处理)三个处理水平。
初级处理是指通过格栅或沉淀池等除去部分悬浮固体和有机质的过程。通过初级处理，悬浮物、生物化学需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50%左右。在沉淀池中加入一些化学或微生物絮凝剂以及石灰等可加速悬浮物质的沉淀(强化初级处理)。
传统的二级污水处理一般采用生化技术。二级处理的目的是利用污泥中各种细菌或真菌的氧化作用破坏有机质的结构，进一步降?低污水中的BOD。如果采用厌氧处理技术，污泥中有机质在厌氧菌作用下可产生沼气。利用活性污泥技术的二级处理可使病菌数量降至10%。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
三级处理是在二级处理的基础上对污水进行更高一级的处理过程。其处理方法主要包括投放化学絮凝剂、活性炭或交换树脂、反渗透工艺以及各种杀菌处理技术。处理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖类、盐分，以及对污水进行消毒等。
污水处理技术的选用必须综合考虑当地的社会经济发展水平、污水来源及其处理后的用途。不同的污水来源以及处理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的处理水平和处理技术。农村地区生活污水主要含有各种有机污染物以及病原菌等污染物，再生水主要用于各类作(植)物的灌溉用水、景观或环境用水等方面。根据再生水的具体用途，确定污水需要处理的深度或水平。
目前污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。
(1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。
(2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多
城市生活污水处理
在城市污水管网尚未铺就或不可能到达，或尚未建成城市污水处理厂的城市的住宅小区，生活污水处理一直都是很难解决的问题。过去常用的化粪池沉淀和厌氧发酵，虽然对悬浮物质和寄生虫卵有一定的去除作用，但BOD5去除率很低，且不具备脱氮除磷功能，已不能满足水污染防治和水环境保护的需要。近年来，适用于住宅小区的小型污水处理站和污水处理设备的技术开发发展迅速。
住宅小区生活污水处理技术的沿革，经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察，则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧”的轨迹发展。从去除对象来看，早期技术仅能去除SS物质，而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。生物接触氧化法，是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术，兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池，池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料，在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，有机污染物得到去除，污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件，因此，生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强，不产生污泥膨胀，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能，除有效地去除有机物外，如运行得当，还能够脱氧和除磷。生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞，现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面积较大，处理效果好。生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一，其主体工艺流程为：原污水→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池→排放初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池，上升流速分别为0.6～0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料，池中心廊道式射流曝气，气水比为10：1~12：1，停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L。
地埋式一体化生活污水处理成套设备两段活性污泥法，简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是：不设初淀池，A段高负荷，B段低负荷，A、B两段污泥分别回流，充分利用污水管道中的微生物，为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件，让其充分发挥作用，耐冲击负荷能力强，处理效果稳定。其主体工艺流程为：原污水→格栅→顶曝气调节池→A段曝气池→A段沉淀池→B段曝气池→B段沉淀池→排放该类设备，采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%，COD去除率为80%。
生活污水处理工艺
怎样处理生活污水，我们着重介绍一种处理工艺：
本工程拟采用调节池—一体化污水处理设备—过滤—消毒的工艺流程。
污水经格栅截留大颗粒污物后流入调节池，调节池采用曝气式，以均衡水质水量，并通过曝气搅拌避免污物沉淀。调节池后部设缺氧池，好氧处理采用两级生物接触氧化。生物接触氧化是处理流程中*重要的部分，大量有机物在这里被细菌好氧降解。采用多级分段式接触氧化，形成逐级负荷递减系统，使接触氧化在去除率、抗冲击负荷、出水水质等方面更具优势和可靠性。
生物接触氧化出水再经过过滤、消毒，即可完成深度处理中水回用。
为了达到排放要求，处理工艺采用以生化处理A/O法为主处理的二级处理法A/O工艺，即缺氧—好氧污水处理工艺，该工艺具有适应能力强，耐冲击负荷，高容积负荷，不产生污泥膨胀，排泥量少，脱氮效果较好等特点，特别适合于中小型污水处理站选用。A/0工艺由缺氧池和好氧池串联而成，在去除有机物的同时可以取得良好的脱氮效果。该工艺的显著特点是将脱氮池设置在除碳过程的前部，即：先将污水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NO—x-N）还原成N：，从而达到脱氮的目的；污水接着进入好氧池，大部分有机物在此得到消化降解，好氧池后设置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，以提供充足的微生物，同时将好氧池内混合液回流至缺氧池，以保证缺氧池有足够的硝酸盐。
缺氧池一般采用上流式污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为2—4小时，池底为污泥床，污泥床厚度通常控制在l一1．2m之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水管，运行时污泥呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30—359／L，污泥负荷为O．30—0．35kgBOD，（kgMLSs·d），污水中DO浓度小于0．2m∥Lo
好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游离氧（分子氧）存在的条件下，消化、降解污水中的有机物，使其稳定化、无害化的处理装置。好氧池一般为接触氧化池的形式，池内设置有填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面，一部分则以絮状悬浮于水中，因此它兼有生物滤池和活性污泥法的特点。接触氧化池中微生物所需的氧通常由人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用造成部分生物膜脱落，促进了新生物膜的生长，形成生物的新陈代谢。脱落的生物膜随出水进入后续的二沉池。
平片膜的过滤机理：
1.物理过滤原理
平片膜浸没在污水中。污水在两片平片膜之间流动，清洁的水在压力或外部抽吸力的作用下流入平片膜的滤板内，再通过平片膜的取水口流出至集水池，从而达到固液分离的作用。膜表面聚集的污泥，在鼓风气泡剪切力的作用下，脱离膜表面，从而使膜的固液分离能力持续保持。