一体化地埋式生活污水处理装置

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一体化污水处理设备适用于住宅小区、医院、村庄、养殖、村镇、办公楼、商场、宾馆、饭店、疗养院、机关、学校、高速公路、铁路、工厂、矿山、旅游景区等生活污水和与之类似的屠宰、水产品加工、食品等中小型规模工业有机废水的处理和回用。目前一体化污水处理设备主流的工艺主要有：接触氧化法、MBR法、SBR法、CASS法等。
(1)接触氧化工艺
生物接触氧化工艺又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，其技术原理是在生物反应池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中的有机污染物得以去除，污水得到净化。

生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体，生长有微生物的载体淹没在水中，曝气系统为反应器中的微生物供氧。由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上，克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点，在反应器中能保持很高的生物量。其工艺特点：
a.生物接触氧化法击负荷和水质变化的耐受性强，运行稳定。
b.生物接触氧化法容积负荷高，占地面积小，建设费用较低。
c.生物接触氧化法污泥产量较低，无需污泥回流，运行管理简单。
d.生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜，沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高。排水能达到城镇污水排放一级B标准，运行调试的好也能达到一级A。

何谓活性污泥膨化现象一般系指在曝气池中之活性污泥因沉降性及压缩性不佳，致沉淀池中污泥沉降缓慢或*不沉降；在此情况下，污泥之容积指数(SVI)趋高，其30分钟沉降结果如图3所示；沉淀池中污泥毯迅速堆积升高导致部分污泥溢流，使放流水中含有大量之悬浮物体，常导致放流水不符合排放标准。

污泥膨化现象通常包含污泥松化及丝状菌过度生长两种情况。污泥松化之特征为SV30介于700~950ml/L，但几小时后SV30常降为400~600 ml/L，胶羽松散且丝状菌不多(丝状菌分类常为0~1)、污泥不易从沉淀池溢出，严重时添加混凝剂控制即可；其原因除废水特性外大多为曝气搅拌过量所致，如使用喷射式曝气机或表曝机者。而丝状菌过度生长(如图4所示)之原因与控制措施则相对较为复杂。以下针对丝状菌过度生长导致之污泥膨化现象进行讨论。
1.丝状菌之特性数据
依据数据显示，造成污泥膨化之生物，大致上有丝状增殖酵母及其他丝状微生物等；一般而言，丝状菌之比增殖速率较细菌为低。因此，丝状菌在生存竞争环境中如欲得胜，在于环境突遭变异时，对其他细菌之增殖速度形成抑制，对丝状菌抑制较小，如此才会形成优势。有关丝状菌之特性，归纳如下：
(1)与胶羽生成菌比较，丝状菌有较大之表面积与体积之比，因此对低浓度基质、溶氧之摄取较有利。
(2)丝状菌比胶羽生成菌具有较强之阻碍物质抵抗性。
(3)丝状菌不为原生动物及微小后生动物等掠食者所摄取。
(4)丝状菌比胶羽生成菌对环境有较广之适应范围。

2.活性污泥膨化之原因及处置对策
污泥膨化之原因大致上有：废水特性(如高醣类废水)、基质浓度低、pH过低(低于6)、硫化物浓度高、溶氧值低及营养物不足等因素。但因可能同时存在两种以上因素，故在判别上不容易。

A/O法即厌氧—好氧污水处理工艺，流程如下：
设计要点：
A：厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为2~4小时。厌氧池下部为污泥床区，污泥床厚度通常控制在1~1.2M之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水沟，保留污泥不沉积底部，呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30~35g/l,则污泥负荷为0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B：生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料，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生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统(设计时必须考虑投资及运行成本)。

为培养微生物的不同的优势菌种，将接触氧化池分为两格是行之有效的。*格有效水力停留时间为2.5小时，有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时，有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特点是：适应能力强;耐冲击负荷;高容积负荷;不存在污泥膨胀;排泥量非常少;具有较好的脱氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺，原理上是相似的。

厌氧水解池即为国标化粪池，厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池，内置填料，氧化沟即利用排水沟及强制通风，空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理，且可与国标化粪池组合使用，其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程，可在较为富裕的农村地区使用。

污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厌氧和好氧)处理生活污水在目前是较经济、较适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。
1、氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式;B：奥巴尔型;C：交替工作式氧化沟;D：曝气—沉淀一体化氧化沟氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。

其主要特点是：进出水装置简单;污水的流态可看成是*混合式，由于池体狭长，又类似于推流式;BOD负荷低，处理水质良好;污泥产率低，排泥量少;污泥龄长，具有脱氮的功能。设计要点：混合液悬浮固体浓度5000mg/l;生物固体平均停留时间，去除BOD5时，取5~8天，当要求硝化反应时取10~30天;水力停留时间为20、24、36、48h，根据对处理水水质要求而定;BOD—SS负荷(Ns)为0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容积负荷(Nv)为0.1~0.2kgBOD/(m3.d);污泥回流比为50~150%;混合液在渠内的流速为0.4~0.5m/s;沟底流速为0.3m/s。
2、SBR法
即间歇式活性污泥法，由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征，目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。

设计要点：理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围，为0.1~1.3kgBOD5/m3.d，但为安全计，一般取低值，如0.1kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反应时的水位，最低水位是指排放工序结束时的水位，最低水位必须保证在排水在此水位时，沉淀污泥不随上清液而流失。
SBR工艺的主要特点有：出水水质较好;占地少;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。

废水生物处理程序基本上可分厌氧处理及好氧处理两种，厌氧处理常用于高浓度废水，而好氧处理则较常见于业界所使用。于生物好氧处理上，亦分成多种处理程序，如活性污泥法、接触氧化法、氧化深渠法等，各项处理方法之选用有其特性考虑；如活性污泥法具处理效率较高，但污泥产量较多；接触氧化法处理效率较低，污泥产生量相对亦较少；氧化深渠法具处理较稳定之优点，但有占地较大之缺点等。另有结合活性污泥法及接触氧化法之处理程序，以处理较高浓度废水之研究，如ABF、MBBR等。

一体化地埋式生活污水处理装置废水生物处理之操作维护项目众多，问题之发生与解决对策亦有多种；本文仅以笔者所认知事项提出经验交流，内文主要从活性污泥胶羽、溶氧控制、pH值变化、污泥膨化、污泥上浮、泡沫问题及微生物相观察等项目；介绍相关问题之原因、其可行之处理方案及经验分享，让业界于操作生物处理程序时可作为参考使用。

选择污水处理工艺：
根据需求选择合适的污水处理工艺。目前主流的一体化污水处理设备工艺是：AO(接触氧化法)、MBR(生物膜法)、SBR(序批式活性污泥法)、CASS(周期循环活性污泥法)。其中AO法和MBR法较为常见。AO法能达城镇污水处理厂排放一级B标准，和医疗行业直接排放标准。MBR法可以达到城镇污水排放一级A标准，其处理效果特别好，悬浮物和浊度接近于零，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。当然MBR法处理成本也相应较高。

关注水力停留时间：
简写作HRT，水力停留时间是指污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与微生物的反应时间。因此，如果反应器的有效容积为V(立方米)
则：HRT = V / Q (h)
Q(h)=V处理水量/24h
一体化设备有效容积越大，污水在设备里面的水力停留时间越长，微生物与污染物接触越充分，相应的处理效果也就越好。