【正文】 DE 型氧 化溝技術(shù) DE 型氧化溝 工藝流程如圖 31 所示： 圖 31 DE 型氧化溝工藝流程 該工藝 由 格柵 、曝氣 沉砂池 、 選擇池 、 氧化溝、二沉池 和 接觸池等構(gòu)筑物 組成 。 由于具有較長的水力停留時(shí)間，較低的有機(jī)負(fù)荷和較長的污泥齡 ， 因此相比傳統(tǒng)活性污泥法，省略 了 調(diào)節(jié)池，初沉池，污泥消化池 。 該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn) ]19[ ： （ 1） 有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，對不易降解的有機(jī)物也有較好的處理能力。 （ 2） 有明顯的溶解氧濃度梯度，有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)量。 （ 3） 氧化 溝溝內(nèi)功率密度的不均勻配備，有利于氧的傳質(zhì)，液體混合和污泥絮凝 ， 因而 可以 改善污泥的絮凝性能。 （ 4） 氧化溝的整體功率密度較低，可節(jié)約能源。據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料顯示，與其他污水生物處理方法相比，氧化溝具有處理流程簡單，超作管理方便；出水水質(zhì)好，工藝可靠性強(qiáng)；基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。 該工藝也具有以下不足： （ 1） 在同一溝中好氧區(qū)與缺氧區(qū)各自的體積和溶解氧濃度很難準(zhǔn)確地加以控制，因此對除氮的效果是有限的，而對除磷幾乎不起作用。 （ 2） 在傳統(tǒng)的單溝式氧化溝中，微生物在好氧－缺氧－好氧短 暫的經(jīng)常 的環(huán)境變化中使硝化菌和反硝化菌群并非總是處于最佳的生長代謝環(huán)境中，由此也影響單位體積構(gòu)筑物的處理能力。 11 該工藝的去除率見表 31 所示： 表 31 DE 型氧化溝工藝的去除率及本設(shè)計(jì)的處理要求 ]19[ 5BOD SS crCOD TP NNH?3 去除率 91%～ 96% 94%～ 98% 91%～ 96% 45%～ 65% 88%～ 97% 處理要求 % 97% % % 70% 該工藝中 5BOD ， TP的去除率未達(dá)到要求，因此不可取。 ICEAS 工藝 ICEAS 工藝流程見圖 32 所示： 圖 32 ICEAS 工藝流程圖 該工藝由格柵、沉砂池， ICEAS 反應(yīng)池等構(gòu)筑物組成， 屬于生物化學(xué)處理方法 。 生物化學(xué)處理廢水主要是依靠微生物氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的能力。為此，需要人工創(chuàng)造有利于微生物生命活動(dòng)的環(huán)境，使微生物大量繁殖，提高微生物氧化分解有機(jī)物效率。所以所有的活性污泥法都需向污水中不斷注入空氣，以保持水中有足夠的溶解氧，在污水中形成微生物絮凝體。因此，曝氣是否充足與處理效果在一定的條件下關(guān)系較大。另一方面，充氣時(shí)間過長會(huì)增加能耗，從而增加處理費(fèi)用，同時(shí)也可能會(huì)導(dǎo)致污泥膨脹，影響沉淀分離過程，使出水水質(zhì)變差。如果曝氣時(shí)間小于周期的 50％，出水中 CODCr 的去除率會(huì)明顯降低。為了保證出水水質(zhì)，曝氣時(shí)間至少應(yīng)占整個(gè)周期的 50％以上 ]19[ 。 該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)： 12 （ 1） 具有耐沖擊負(fù)荷能力，當(dāng)進(jìn)水濃度突然提高 ～ 3倍時(shí)，大約 3～ 4天后處理系統(tǒng)就可以達(dá)到穩(wěn)定， 出水水質(zhì)可恢復(fù)到原來的水平。 （ 2） 可在較高的 MLSS 情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，處理效果較穩(wěn)定，并且氮、磷的去除率也較高。但在一定的范圍內(nèi) MLSS 和污泥負(fù)荷對 SBR 的出水效果影響不明顯。 （ 3） CODCr 和 BOD5 隨時(shí)間的降解速度較快。 該工藝的不足主要有以下兩個(gè)方面： （ 1） 總氮隨時(shí)間的降解速率較慢。若處理中僅考慮 CODCr 和 BOD5 的處理效果曝氣時(shí)間可減少為 2h，若考慮氮和磷的去除，至少應(yīng)當(dāng)曝氣 4小時(shí)。 （ 2） SBR 工藝處理效果 不是特別 好，其 CODCr 去除率一般 為 90％， BOD5 去除率 為 95％，總氮去除率 為 70％，氨 氮的去除率 為 85％，總磷的去除率可達(dá) 90％以上， CODCr， BOD5 達(dá) 不 到 處理 要求。 （ 3） 該工藝對自控要求較高，設(shè)備裝置利用率較低，因此該工藝不盡完美。 膜生物反應(yīng)器簡介 膜 生物反應(yīng)器（ Membrane BioReactor,MBR）為 膜分離 技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài) 廢水處理 系統(tǒng)。是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之 膜分離設(shè)備 截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子固體物。因此系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（ MLSS）濃度可提升至 10,000mg/L，污泥齡 (SRT)可延長 30天以上，于如此高濃度系統(tǒng)可降低生物反應(yīng)池體積，而難降解的物質(zhì)在處理池中亦可不斷反應(yīng)而降解 ]20[ 。故在膜制造技術(shù)不斷提升支援下， MBR 處理技術(shù)將更加成熟并吸引著全世界環(huán)境保 護(hù)工業(yè)的目光，并成為 21 世紀(jì)污水處理與水資源回收再利用唯一選擇。 膜生物反應(yīng)器廣泛適用于 生活小區(qū) 、賓館飯店、度假區(qū)、學(xué) 校、寫字樓、等分散用戶的日常生活污水處理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行業(yè)的有機(jī)污水處理。膜生物反應(yīng)器的產(chǎn)水常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。 13 高濃度事業(yè)廢水 各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 染整、皮革、紙漿廠 ； 制藥業(yè)、高濃度有機(jī)等之廢水處理 ； 舊有污水廠制程改善 ； 逆滲透 系統(tǒng)之前處理 等。 市政民生污水中水回用 大型市政廢水處理及再利用 ， 社區(qū) 生活中水回用 ， 百貨、辦公大樓中水回用 ，餐廳或 風(fēng)景區(qū) 廢水處理及再利用 ， 地表水凈化處理 ， 洗車廠船舶污水回收再利用 。 MBR 工藝的優(yōu)點(diǎn) （ 1） 膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。不用沉淀池、污泥濃縮池、砂濾池等用地節(jié)省。 （ 2） 充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使硝化反應(yīng)保證順利進(jìn)行，有效去除氨氮，避 免污泥的流失，并且可以截留一時(shí)難于降解的大分子有機(jī)物，延長其在反應(yīng)器的停留時(shí)間，使之得到最大限度的分解。 （ 3） 主要污染物的去除率可達(dá)： 5BOD ≥9 8%、 COD≥93% 、 SS=100%。產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。 再配合 A/O、 A2/O 工藝 ，可大舉降低氮與磷，適用在水質(zhì)與 水源保護(hù)區(qū) 。 該工藝進(jìn) 出水水質(zhì) 如表 32所示 : 表 32 MBR 工藝處理效率 ]20[ 5BOD CODcr SS TN 大腸桿菌 TP 進(jìn)水 30Omg/L 50Omg/L 30Omg/L 45mg/L 出水 5mg/L 〈 2Omg/L Omg/L 工藝設(shè)計(jì)流程 通過對氧化溝工藝、 ICEAS 工藝和 MBR 工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較發(fā)現(xiàn)，前兩種工藝都有很多不如意的地方，在處理效果上也有不同程度的不足。因此最終確定了 MBR 膜生物反應(yīng)器作為主體工藝。 14 工藝流程圖 本設(shè)計(jì)采用 MBR 工藝，其主要工藝流程如圖 33 所示： 圖 43 3000 dm/3 MBR 小區(qū)中水回用工藝 工藝說明 中格柵： 小區(qū)污水通過污水管道首先進(jìn)入中格柵， 在中格柵的作用下，去除堵塞水泵機(jī)組及管道 閥門較大的懸浮物，保 證后續(xù)工作正常運(yùn)行，同時(shí)降低固體懸浮物濃度。 水量調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水量，保證污水均勻的流入處理工藝設(shè)備，因?yàn)樾^(qū)生活污水的水量變化較大，呈周期變化規(guī)律。 提升泵房：保證污水以動(dòng)力的形式進(jìn)入沉砂池，同時(shí)提供水頭 。 平流沉砂池：以重力分離為基礎(chǔ)，控制進(jìn)入沉砂池的水流速度，使相對密度較大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮物顆粒則隨水流帶走。其作用是去除污水中的泥沙、煤渣等相對密度較大的無機(jī)顆粒，以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。 精細(xì)格柵： 進(jìn)一步去除污水中顆粒雜質(zhì)，以免小顆粒雜物進(jìn)入膜池影響膜的使用壽命。 缺氧池：缺氧區(qū)的出水與好氧區(qū)污泥混合進(jìn)入缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化完成 TN的去除，同時(shí) 5BOD 得到快速降減。 好氧池（膜池）： 缺氧區(qū)的水進(jìn)入好氧區(qū)，并與膜池回流污泥混合，在好氧環(huán)境下有機(jī)物濃度大量降減，氨氮得以硝化，聚磷菌在此完成對 P 的大量吸收。同時(shí)經(jīng)過膜生物反應(yīng)器后，大腸桿菌的到了 90%以上的去除。 15 平板膜組建吊裝在膜池，用底腳螺栓固定，分別將曝氣管，集水管與相應(yīng)的管道連接，組成 MBR 膜系統(tǒng)。 MBR 的正常運(yùn)行：向 膜池中加入污水，并投加活性污泥，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)通過穿孔曝氣 管并在曝氣箱內(nèi)混合均勻后上升進(jìn)入膜箱。啟動(dòng)抽吸泵，膜過濾的清水通過集水管泵被抽到清水池。正常運(yùn)行下抽吸負(fù)壓為（ 0~— 20） kp 之間，采用 8 分鐘抽清水， 2分鐘停止抽吸為一個(gè)周期的循 環(huán)方式運(yùn)行。通過液位儀控制膜池液位，以保證膜組件始終浸沒在水中， 并正常產(chǎn)水 。 清洗步驟：當(dāng)出水真空壓力表顯示 20KP 時(shí)，需要清洗濾膜。在關(guān)閉抽吸泵的情況下，首先關(guān)閉出水閥門，開啟沖洗藥箱的閥門，實(shí)現(xiàn)配置好的清洗藥液通過加藥泵經(jīng)集水管進(jìn)入膜元件，浸泡一段時(shí)間后在曝氣的沖刷下，濾膜得到有效恢復(fù)。關(guān)閉加藥閥門，開啟清洗藥液回流閥門，并開 啟抽吸泵，將清洗產(chǎn)液排入調(diào)節(jié)池，藥液洗凈后，關(guān)閉回流閥門，開啟出水閥門，恢復(fù)正常運(yùn)行。 曝氣管的清洗步驟：在干燥空氣的作用下，曝氣管會(huì)發(fā)生部分堵塞，要定期清洗。關(guān)閉一次慮管曝氣閥門，開啟曝氣清洗閥門，由于風(fēng)壓減小，以及水壓作用，氣水混合液形成湍流可將曝氣管周圍的污物沖刷下來，并隨氣水混合液流出，從而達(dá)到清洗效果 ]22[ 。 清水池： 收集處理好的清水，使其均勻高效的進(jìn)入中水回用管道。 污泥池： 該工藝的產(chǎn)泥量較少， 處理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高，因此 不宜于進(jìn)行處理 ，只需設(shè)置一座 污泥池把它收集起來，定期用污泥車外運(yùn)處理。 16 第 四 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 說明 格柵 格柵的作用 格柵是由一組平行的金屬柵條﹑篩網(wǎng)或穿孔板制成，安裝在污水渠道﹑泵房集水井的進(jìn)口或污水處理廠的前部， 截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維﹑ 毛發(fā)﹑果皮﹑蔬菜﹑煙蒂﹑塑料﹑和泡沫制品等，以減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。被截流的物質(zhì)稱為柵渣，柵渣的含水率約為 70%~80%，容重約為 750kg/㎡ 。 格柵的分類 按格柵條凈間隙 ，可以分為粗格柵、中格柵和細(xì)格柵三種，平面和曲面 格柵均可做成粗、中、細(xì)三種。 按格柵的形狀，可以分為平面格柵和曲面格柵。 本設(shè)計(jì)中選平面中格柵和精細(xì)格柵。 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)規(guī)范要求 ]1[ 1） 污水泵站一般采用固定清污機(jī)，單臺(tái)工作寬度不宜超過 3M，否則應(yīng)使用多臺(tái)，以保證運(yùn)行效果。 2） 柵條的間隙 （ 1） 污水泵站主要使用中格柵一道，在污水處理廠的進(jìn)水泵房中，泵前設(shè)置一道中格柵，以利于污水的后續(xù)處理。 （ 2） 格柵間隙大小應(yīng)考慮： 根據(jù)水泵葉輪間隙允許通過的污物能力決定，即格柵間隙應(yīng)小于葉輪的間隙。 根據(jù)泵站收稅范圍的地區(qū)特點(diǎn) ﹑ 柵渣的性質(zhì)決定。一般采用 20～ 25mm。 3） 格柵的安裝角度 機(jī)械清渣一般 060 ～ 075 ,回轉(zhuǎn)式一般 060 ～ 090 ，特殊時(shí)為 090 。 設(shè)計(jì)計(jì)算 17 格柵的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括尺寸計(jì)算 ﹑水力計(jì)算﹑柵渣量計(jì)算以及清渣機(jī)械的選用等， 格柵的 設(shè) 計(jì) 簡 圖 見圖 51。 圖 51 格柵的設(shè)計(jì)計(jì)算簡圖 1） 格柵寬度： ennSB ??? )1( (41) ehu aQn sinmax? (42) 式中 : B 柵槽寬度， m； S柵條寬度， m，本設(shè)計(jì)中 S取 ； e柵條凈間隙， mm， 一般取 20～ 25mm， 本設(shè)計(jì)中取 20mm； n 柵條間隙數(shù) maxQ 最大設(shè)計(jì)流量， smdm /0 3 ? a 格柵 傾角 ，本設(shè)計(jì)中取 060 ； H 柵前水深， m；取 ； u 過柵流速，最大設(shè)計(jì)流量時(shí)為，平均設(shè)計(jì)流量時(shí)為 ； 18 asin 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 代入公式（ 41），（ 42）得： 18?n 個(gè) mB ? 2） 過柵水頭損失： 01 khh? （ 43） aguh sin2 20 ?? （ 44） 式中 ： 1h 過柵水頭損失， 0h 計(jì)算水頭損失， g重力加速度 ， 2/sm ； k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般 k取 3； ξ 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān)， ? =β 34)(eS ,當(dāng)為矩形斷面時(shí)，β =。 則：ξ = ) ( 34 ? 為避免造成柵前壅水，故將柵后槽底下降 1h 作為補(bǔ)償。 代入公式（ 43），（ 44）得 ： mh ? mh ? 3） 柵槽總高度：