一體化二級(jí)生化污水處理裝置原理

一體化二級(jí)生化污水處理裝置原理——社會(huì)背景

我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家污水處理水平對(duì)比

1 我國(guó)污水處理所處水平

根據(jù)統(tǒng)計(jì)司網(wǎng)站2011年公布的各國(guó)污水收集系統(tǒng)受益人口比重和污水處理廠受益人口比重?cái)?shù)據(jù)，共涵蓋近百個(gè)（97個(gè)）國(guó)家和地區(qū)，關(guān)于我國(guó)的新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是2004年。2004年，我國(guó)的污水收集系統(tǒng)受益人口比重為45.67%，污水處理廠受益人口比重為32.55%，兩項(xiàng)指標(biāo)均處于20.01%～40.00%這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)，屬于由低到高的第二層次范圍。

我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)2004年污水處理水平進(jìn)行對(duì)比如圖1，20個(gè)國(guó)家或地區(qū)中已有15個(gè)國(guó)家或地區(qū)的污水收集系統(tǒng)受益人口比重超過(guò)80%，13個(gè)國(guó)家或地區(qū)污水處理廠受益人口比重超過(guò)80%，其中摩納哥和新加坡兩項(xiàng)指標(biāo)均已接。

2 發(fā)達(dá)國(guó)家污水處理水平

德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家1990年以來(lái)污水收集系統(tǒng)受益人口比重和污水處理廠受益人口比重兩項(xiàng)指標(biāo)的變化情況見(jiàn)圖2。從兩項(xiàng)指標(biāo)所處的水平來(lái)看，截止到各國(guó)數(shù)據(jù)獲取年份，2013年德國(guó)的污水收集系統(tǒng)受益人口比重和污水處理廠受益人口比重分別為96.16%和99.99%，污水收集系統(tǒng)受益人口比重自1995年以來(lái)超過(guò)90%，污水處理廠受益人口比重自2007年以來(lái)已基本接近2015年，日本兩項(xiàng)指標(biāo)均為77.8%；2012年，美國(guó)兩項(xiàng)指標(biāo)分別為75.4%和75.5%，到2013年達(dá)到96%。從兩項(xiàng)指標(biāo)的增長(zhǎng)幅度來(lái)看，日本增長(zhǎng)幅度較大，1990年到2015年兩項(xiàng)指標(biāo)均增長(zhǎng)了33.8個(gè)百分點(diǎn)；美國(guó)增長(zhǎng)幅度相對(duì)較小，1992年到2012年兩項(xiàng)指標(biāo)均增長(zhǎng)了5.5個(gè)百分點(diǎn)。從兩項(xiàng)指標(biāo)的重合性來(lái)看，自1998年后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，德國(guó)污水收集系統(tǒng)受益人口比重均小于污水收集系統(tǒng)受益人口比重，與德國(guó)不同，日本和美國(guó)兩項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)基本是一致的?？梢?jiàn)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于污水收集和處理系統(tǒng)效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)早在1990年左右就已經(jīng)開(kāi)始使用，并逐年增長(zhǎng)和完善?？梢钥闯觯聡?guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家城市的污水收集處理系統(tǒng)相對(duì)較為完善，但美國(guó)、日本的污水收集系統(tǒng)受益人口比重和污水處理廠受益人口比重并未處于很高的水平。

3 我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家污水處理指標(biāo)與水平的對(duì)比

與發(fā)達(dá)國(guó)家不同的是，我國(guó)對(duì)污水收集系統(tǒng)設(shè)施能力和效率水平的評(píng)估相對(duì)較少，污水收集率指標(biāo)雖然有明確的計(jì)算方法，但污水排放量和污水收集量數(shù)據(jù)卻很難準(zhǔn)確測(cè)量和統(tǒng)計(jì)。污水處理率一直以來(lái)作為反映污水處理水平的指標(biāo)發(fā)揮了重要作用，但隨著污水處理設(shè)施服務(wù)范的不適應(yīng)性日漸突出。

工藝描述
污水經(jīng)化糞池腐化處理后進(jìn)入污水處理站格柵井。經(jīng)格柵清除懸浮物、藥棉、紗布及糞便雜物后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池。
調(diào)節(jié)池為鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積V＝40m3，水力停留時(shí)間t＝6h。池內(nèi)設(shè)預(yù)曝氣裝置。為防止污泥沉積，增加污水中的溶氧，采用微孔曝氣方式。曝氣后污水用無(wú)堵塞潛污泵提升進(jìn)入豎流式一沉池。
豎流式一沉池上升流速V0＝0.7mm/s，水力停留時(shí)間T＝1.5h。一沉池底部污泥（含水率95%）用氣提送入污泥消化池進(jìn)行好氧消化處理，其上清液重力流入生物接觸氧化池進(jìn)行生化處理。
生物接觸氧化池采用推流式，3級(jí)?？偹νＡ魰r(shí)間T總＝6h。池內(nèi)設(shè)半軟性填料，易結(jié)膜，不堵塞，不結(jié)球。用風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)供氧，設(shè)計(jì)氣水比15：1 。
接觸氧化技術(shù)是利用微生物群體附著在纖維填料的表面形成生物膜，在好氧條件下，廢水流經(jīng)濾料表面，廢水中的有機(jī)物通過(guò)微生物的吸附、氧化、還原、合成過(guò)程，把廢水中的有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物二氧化碳和水。主要設(shè)備為維系好氧生物細(xì)菌的半軟性填料及布?xì)獬溲跸到y(tǒng)。
經(jīng)生物接觸氧化池處理后的污水，其BOD5去除率達(dá)95%。匯入2個(gè)隔板反應(yīng)池。投加混疑劑pac，反應(yīng)時(shí)間t＝20min。
入流V1＝0.6m/s，出流V2＝0.3m/s，進(jìn)入二沉池。
二沉池采用豎流斜管式。上升流速V＝0.4mm/s，水力停留時(shí)間t=1.5h，污泥回流比R≤2.0。
二沉池的作用：
a.泥水分離;b.污泥濃縮;c.暫存活性污泥。其目的是污水澄清。
二沉池底部污泥（含水率96%）用氣提法送入污泥消化池進(jìn)行好氧消化處理，其上清液進(jìn)入消毒池。
消毒池加入固體氯片（或次氯酸鈉溶液）進(jìn)行消毒滅菌處理。消毒時(shí)間T＝1.5h。消毒池容積V＝10m3。
污水消毒加藥量為20mg/l，污泥消毒加藥量為2.5g/l。
一沉池和二沉池的污泥均采用污泥消化池進(jìn)行好氧消化處理。好氧消化處理的原理是將污泥通過(guò)混合、曝氣，達(dá)到自身氧化期，即內(nèi)源呼吸期。經(jīng)過(guò)內(nèi)源呼吸期，使污泥中僅存在無(wú)機(jī)非分解物質(zhì)，使污泥趨向穩(wěn)定狀態(tài)。好氧消化目的是減少污泥量。大部分污泥經(jīng)過(guò)好氧消化轉(zhuǎn)換成揮發(fā)性物質(zhì)CO2、NH3、H2等。
好氧消化反應(yīng)方程式：
C5H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+
污泥經(jīng)好氧消化，加藥消毒滅菌處理后，外運(yùn)處置，污水經(jīng)消毒處理后達(dá)標(biāo)排放。
沉砂池除砂設(shè)備操作維護(hù)規(guī)程

濾池的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)：
分類(lèi)：①按濾速大?。郝秊V池、快濾池、高速濾池；②按水流過(guò)濾層的方向：上向流、下向流、雙向流；③按濾料種類(lèi)：砂濾池、煤濾池、煤-砂濾池；④按濾料層數(shù)：?jiǎn)螌訛V料、雙層濾料、多層濾料；⑤按水流性質(zhì)：壓力濾池和重力濾池；⑥按進(jìn)出水及反沖洗水的供給和排出方式：普通快濾池、虹吸濾池和無(wú)閥濾池。
結(jié)構(gòu)：濾池外部由濾池池體、進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及其附件組成；濾池內(nèi)部由沖洗水排出槽、進(jìn)水渠、濾料層、墊料層（承托層）、排水系統(tǒng)組成。
普通快速濾池的工作過(guò)程：過(guò)濾-反沖洗兩個(gè)過(guò)程交替進(jìn)行。濾池進(jìn)水時(shí)，廢水自進(jìn)水管經(jīng)進(jìn)水渠、排水槽分配入濾池，廢水在池內(nèi)自上而

下穿過(guò)濾料層、墊料層，由排水系統(tǒng)收集，并經(jīng)出水管排出。工作期間濾池處于全浸沒(méi)狀態(tài)。

境保護(hù)技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)、技術(shù)前瞻性

導(dǎo)流曝氣生物濾池是一種典型的高負(fù)荷、淹沒(méi)式、固定化生物床的三相導(dǎo)流，脫氮除磷反應(yīng)器，在不加大投資的前提下，使處理后的污水優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到中水回用水質(zhì)，因此技術(shù)前瞻性。

(2)、工藝創(chuàng)新性

導(dǎo)流曝氣生物濾池使污水在同一個(gè)處理池內(nèi)，解決其它污水處理需要四個(gè)池子才能完成的工藝過(guò)程。整個(gè)運(yùn)行沒(méi)有閑置。 因此工藝創(chuàng)新性。

(3)、工程投資經(jīng)濟(jì)性

導(dǎo)流曝氣生物濾池的BOD5容積負(fù)荷是常規(guī)二級(jí)生物處理的5～10倍，并將兩個(gè)曝氣池、兩個(gè)沉淀池、兩個(gè)過(guò)濾池合為一體，因此，工程投資經(jīng)濟(jì)性。

(4)、處理效果穩(wěn)定性

導(dǎo)流曝氣生物濾池具有硝化、反硝化功能，沒(méi)有污泥膨脹之慮，不受水力負(fù)荷的沖擊，因此處理效果穩(wěn)定性。

(5)、處理流程簡(jiǎn)化性

導(dǎo)流曝氣生物過(guò)濾能將污水理后，在不用深度處理設(shè)施和設(shè)備的條件下，達(dá)到中水回用水質(zhì)，因此處理流程性簡(jiǎn)化。

(6)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)性

導(dǎo)流曝氣生物濾池利用濾料切割、阻擋、細(xì)碎氣泡，強(qiáng)化氣、液傳質(zhì)效應(yīng)，增加微生物與空氣的接觸面積和時(shí)間，大大提高充氧率，減小耗電功率，因此運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)性。

(7)、操作管理簡(jiǎn)單性

導(dǎo)流曝氣生物濾池采用PLC實(shí)現(xiàn)程控運(yùn)行，即通過(guò)通過(guò)液位傳感與設(shè)備連鎖，做到有污水自動(dòng)開(kāi)機(jī)，無(wú)污水自動(dòng)停機(jī)；通過(guò)溶氧測(cè)定儀變頻器連鎖，實(shí)現(xiàn)曝氣量調(diào)節(jié)；通過(guò)無(wú)錢(qián)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，達(dá)到水質(zhì)監(jiān)控、故障判等目的，因此操作管理簡(jiǎn)單性。

(8)、脫氮除磷典型性

通過(guò)內(nèi)錐的下部、和外錐的上部的自養(yǎng)型細(xì)菌（如硝化菌）等，使氨氮被兩次硝化，能將氨氮脫到3mg/L以下，你好低的小于0.068mg／L，因此脫氮典型性。

導(dǎo)流曝氣生物濾池的除磷，是在內(nèi)錐、和外錐這兩個(gè)好氧段產(chǎn)生的聚磷菌，能大量攝取溶解性磷，并且通過(guò)導(dǎo)流曝氣生物濾池的錐底沉降后，很順暢的排泥，因此出水中的磷一般小于0.5mg／L，你好低的達(dá)到0.08mg／L，因此除磷典型性。

導(dǎo)流曝氣生物濾池有效解決了BAF(曝氣生物濾池)、脫氮效果好，除磷效果差的技術(shù)難題。同時(shí)還解決了A2／O在二沉池中N2附著污泥上浮，沉淀效果不理想。增大二沉池還原電位增高、造成磷釋放，除磷效果不盡人意等技術(shù)難題。