30t/d一体化生活污水处理系统

30t/d一体化生活污水处理系统

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从污水处理的角度，污染物可分为悬浮固体污染物、有机污染物、有毒物质、污染生物和污染营养物质。城市污水中含有的大量有机物排入水体，会使水体中溶解氧的含量降低，甚至达到缺氧状态，严重污染水体，使水中鱼类无法生存。污水中有机物浓度一般用生物化学需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表示。营养物质主要指氮、磷，其可使藻类和浮游生物繁殖，形成"水华"和"赤潮"。
污水处理方法
污水处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法，还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。城市污水的物理处理方法是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等，相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机氧其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。生物处理法是利用微生物的代谢作用，去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。化学处理法在城市污水处理中使用较少，一般涉及城市给水处理中的其他化学方法如中和氧化还原、离子交换、电解主要用于工业废水处理，很少用于城市污水处理。污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。一级处理主要针对水中悬浮物质，常采用物理的方法，经过一级处理后，污水悬浮物去除可达40%左右，附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右;二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高其分解氧化有机物效率。污水经过一级处理以后，已经去除了漂浮物和部分悬浮物，BOD5的去除率约25%～30%。经过二级处理后，BOD5去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用*为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合，污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解，并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。
污水处理的工艺技术
当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、膜分离机等，各有其自身的特点。
AB法
该工艺对曝气池按高、低负荷分为二级供氧。A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5 kg BOD/(kg MLSS•d)以上，池容积负荷在6 kg BOD/(m3•d)以上;B级负荷低，污泥龄较长。A级和B级亦可分期建设，A级与B级间设中间沉淀池。两级池子的F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质。

SBR法
此法进水、曝气、沉淀、出水在同一座池子中完成，常由3—4个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。这种—体化工艺的特点是工艺简单，由于只有—个反应池，不需二沉池、回流污泥及相关的设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省了占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。
普通曝气法
其变型工艺普通曝气法出现得*早，其实际处理效果好，可处理大的污水量，对于Jc-r厂可集中建设污泥消化池，所产生的沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年，在工程实践中，通过降低普通曝气池的容积负荷，可以达到脱氮的目的;在普通曝气池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD，，在池型上有多种形式，如氧化沟，工程上称为普通曝气法的变型工艺，亦可统称为普通曝气法。
氧化沟法
是在20世纪50年代初期发展而形成的，因其构造简单，易于管理，很快得到了推广应用，且不断创新。目前，氧化沟在应用中发展出了多种形式，比较有代表性的有：①帕式，简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5—3.5 m。②奥式，简称同心圆式，实际应用的多为椭圆形的三环道组成，3个环道采用不同的.DO，如外环为0、中环为1、内环为2，这有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0-4.5 m。③卡式，简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，水深一般在3.0 m左右，但污泥易于沉积。④三沟式氧化沟(T型氧化沟)，该工艺由3个池组成，中间作曝气池，左右2个池兼作沉淀池和。曝气池。其特点是采用转刷曝气、水浅、占地面积大、不设厌氧池，不具备除磷功能口J。
膜分离技术
用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：①不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能，从而使工艺控制大大简化;②曝气池的污泥浓度将大大提高，MLSS可以大于20 g/L，从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要;③在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省了处理厂的占地面积;④污泥浓度的提高，要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜的分离而被大量采用。
传统生物脱氮细菌特点
亚硝化菌
亚硝化菌主要参与系统中氨氮被氧化为亚硝酸盐的过程，是生化系统中氨氮去除的主要功能菌。从微生物学角度来看，亚硝化细菌是一类在好氧条件利用无机碳源合成自身菌体、利用氧化氨氮释放能量的化能（能量来源）-好氧（溶氧要求）-自养（碳源类型）细菌。
针对碳源类型，亚硝化菌需要利用无机碳源进行合成代谢，亚硝化细菌生长缓慢，在生化系统中所占总量较小，因此其对于外界环境影响较为敏感，低温环境、负荷冲击、毒物流入、污泥流失等不良条件均可能导致亚硝化菌活性下降，使得系统出现氨氮去除率低，出水氨氮偏高的现象；针对能量来源和溶氧要求，亚硝化菌通过在好氧环境下氧化氨氮获取化学能供给自身的生长代谢，因此充足的溶解氧以及适宜的氨氮浓度是维持亚硝化菌良好生长的必需条件。此外，由于亚硝化过程会导致系统碱度下降，而亚硝化菌的*适pH值范围约为在7.0-7.5，因此应注意曝气池pH值，避免pH值过低导致亚硝化菌活性下降，氨氮去除不佳。
硝化菌
硝化菌主要参与系统中亚硝酸盐被氧化为硝酸盐的过程，其与亚硝化细菌经常出现在相近区域，特点也较为相似。从微生物学角度来看，硝化细菌是一类在好氧条件利用无机碳源合成自身菌体、利用氧化亚硝酸盐释放能量的化能（能量来源）-好氧（溶氧要求）-自养（碳源类型）细菌。

针对碳源类型，硝化菌需要利用无机碳源进行合成导致其生长缓慢，在生化系统中所占总量较小，因此其对于外界环境影响较为敏感，低温环境、负荷冲击、毒物流入、污泥流失等不良条件均可能导致硝化菌活性下降，使得好氧池中出现亚硝酸盐积累的现象；针对能量来源和溶氧要求，硝化菌通过在好氧环境下氧化亚硝酸盐获取化学能供给自身的生长代谢，因此充足的溶解氧以及适宜的亚硝酸盐浓度（主要来自于氨氮被氧化生成的亚硝酸盐）是维持硝化菌良好生长的必需条件。此外，由于硝化过程会导致系统碱度下降，而硝化菌的*适pH值范围约为在7.0-8.0，因此应注意曝气池pH值，避免pH值过低导致硝化菌活性下降。
反硝化菌
反硝化菌主要参与系统中硝酸盐及亚硝酸盐被还原的过程，是生化系统中硝酸盐氮去除的主要功能菌。从微生物学角度来看，常规的反硝化细菌是一类在缺氧条件利用有机碳源合成自身菌体、利用氧化有机物释放能量的化能-缺氧-异养细菌。在反硝化过程中，有机物充当电子供体，硝酸盐充当电子受体，在电子传递过程中，有机物失去电子被氧化，硝酸盐得到电子被还原，化学能被释放用于微生物的合成及其他生命活动。
由于反硝化菌可以利用有机碳源，其生长较快，污水处理中生化系统污泥普遍存在大量反硝化细菌，占据较大的生物量比例。因此，为了促进硝酸盐在反硝化过程中被去除，充足的有机碳源、良好的缺氧环境是必不可少的。有机碳源方面，进水提供的有机物的可生化性（BOD/COD比例）和含量（BOD/TN比例）多用于判断有机物碳源是否适宜并足够系统用于脱氮去除。溶解氧方面，由于好氧条件下氧气会取代硝酸盐充当细菌电子传递中的电子受体，导致反硝化无法顺利进行，同时好氧下反硝化细菌用于反硝化的硝酸盐还原酶及相关酶系会受到抑制，也导致反硝化无法进行。
新型生物脱氮过程
传统生物脱氮理论积累多年，并在工程实践中广泛应用，但也存在一些不足。由于传统脱氮中硝化与反硝化过程对于溶解氧与有机物需求不同，这导致硝化与反硝化很难在时间与空间上完全同步发生在同一环境内，如何能够减少外加碳源的投加、缩短脱氮过程流程、降低构筑物占地一直是研究热门。
厌氧氨氧化VS好氧氨氧化
传统生物脱氮中，氨氧化（即亚硝化）过程为好氧过程，细菌需要溶解氧作为电子受体实现氨氮的氧化。从1989年欧洲科学家在厌氧反应器中发现了厌氧氨氧化现象起，越来越多的厌氧氨氧化研究报告拓展了我们对于生物脱氮的认知范围。除了污水处理，厌氧氨氧化还被发现存在于地球上的多种自然环境，其对于地球范围内氮素循环的贡献不容忽视。
厌氧氨氧化细菌可以在厌氧环境下以氨氮为电子供体、以亚硝酸盐为电子受体，产生氮气和少量硝酸盐。由于厌氧氨氧化菌一般呈现红色，因此也常常被称为“红菌”。厌氧氨氧化菌是自养微生物，以二氧化碳等无机物为碳源进行自身生长合成。由于厌氧氨氧化无需好氧曝气条件与有机碳源，其在曝气能耗削减与有机碳源节约方面有着显著优势，因此近年来厌氧氨氧化成为发展*迅猛的新型脱氮理论之一。由于需要亚硝酸盐作为电子受体，厌氧氨氧化常与短程硝化结合，通过短程硝化将部分氨氮氧化为亚硝酸盐，并与剩余氨氮进行厌氧氨氧化反应。
在工艺设计中，短程硝化与厌氧氨氧化过程可在同一工段进行，也可分为两段进行。目前厌氧氨氧化技术在国内外已有中试乃至实际规模运行案例，相比于主流厌氧氨氧化（污水处理的主线流程），污水处理厂的侧流（污泥处理中的消解液）厌氧氨氧化处理发展较快，这是由于侧流厌氧氨氧化过程中有机物浓度、氨氮浓度、温度等相关因素较为理想，而主流过程中则存在较多不利于厌氧氨氧化的条件，因此主流厌氧氨氧化的扩大与推广仍存在不少技术问题有待解决。此外，基于颗粒污泥技术的短程硝化-厌氧氨氧化技术也是研究热门。

一体化污水处理设备常用主体工艺
一体化污水处理设备采用的主体工艺以A/O(厌氧-好氧活性污泥法)工艺为主。随着污水处理要求的不断提高与多元化需求，MBR(膜生物反应器)工艺、SBR(序批式活性污泥法)工艺也作为主体工艺运用到一体化污水处理设备中。由于采用其他工艺作为主体工艺的一体化污水处理设备效率较低或应用不广等原因，故笔者不予以分析比较。