【正文】 司在UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)的厭氧反應(yīng)工藝，該工藝是為克服UASB反應(yīng)器在處理低濃度廢水時(shí)（COD在1500以下）為利于污泥顆?；刂戚^高的上升流速而研發(fā)的。在處理中高濃度廢水時(shí)，與UASB反應(yīng)器相比并無明顯優(yōu)勢(shì)。且該工藝為國外的專利產(chǎn)品，核心技術(shù)由國外公司掌握，如采用將會(huì)使投資成本提高幾倍。目前，IC反應(yīng)器僅在啤酒工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。膨脹顆粒污泥床（EGSB）厭氧反應(yīng)器是荷蘭Wageingen農(nóng)業(yè)大學(xué)Lettingga教授等在UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上開發(fā)的厭氧反應(yīng)工藝。也是為克服UASB反應(yīng)器處理低濃度廢水時(shí)的存在的問題而設(shè)計(jì)研發(fā)的。但是EGSB過大的高徑比導(dǎo)致其建設(shè)費(fèi)用提高，EGSB最大的特點(diǎn)—極小的HRT，也是以強(qiáng)制的外循環(huán)所消耗的大量的運(yùn)行費(fèi)用為代價(jià)的，且需要控制回流量以適應(yīng)不同的水質(zhì)水量，操作條件較為復(fù)雜，運(yùn)行不穩(wěn)定，管理難度大。所以本工程厭氧階段選用經(jīng)設(shè)計(jì)改良的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，設(shè)計(jì)充分考慮了實(shí)際工程中常出現(xiàn)的問題，重新設(shè)計(jì)進(jìn)水方式，并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，研究表明，該布水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)廢水在整個(gè)反應(yīng)器的過水?dāng)嗝嫔暇鶆蚍植?，使廢水中有機(jī)污染均勻、充分的與反應(yīng)區(qū)中的污泥混合接觸，可最大限度的發(fā)揮全部微生物的處理功能，并獲得了極好的穩(wěn)定性。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)的上流式污泥床反應(yīng)器在處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，由于過強(qiáng)的產(chǎn)氣攪動(dòng)而造成的污泥流失的問題，對(duì)三相分離器進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，解決了沼氣上升至沉淀區(qū)影響出水水質(zhì)的問題。經(jīng)過改良的反應(yīng)器，處理污水負(fù)荷和穩(wěn)定性將大幅提高，經(jīng)過厭氧工藝處理后的廢水有機(jī)物濃度可大大降低。（2）好氧處理單元好氧生物處理法(Aerobic Bioremediation)是在有游離氧存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其無害化、穩(wěn)定化的處理過程。微生物利用廢水中存在的有機(jī)污染物，作為營養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝。雖然厭氧生物處理等前處理工藝能在一定程度上降低廢水中的有機(jī)物含量，但因養(yǎng)豬廢水的濃度極高，特別是氨氮含量，大多數(shù)情況下仍無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此還需要進(jìn)一步進(jìn)行好氧生物處理。好氧脫氮處理工藝常用的有A/O工藝、SBR污水生物處理技術(shù)、A２/O工藝及氧化溝技術(shù)等，在好氧曝氣條件下，利用微生物代謝生長，將廢水中有機(jī)物分解利用，以提高出水水質(zhì)。A/O生物處理工藝及其各種改進(jìn)型：其主要特點(diǎn)是將缺氧段放在工藝的第一級(jí)，同時(shí)設(shè)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，向缺氧段回流硝化液。這是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。主要存在的問題是：（1）A/O 工藝流程的處理水來自好氧池，含氮有機(jī)物的氨化和氨氮的硝化在好氧池內(nèi)進(jìn)行，因此，在處理水中還有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，在沉淀池內(nèi)也會(huì)發(fā)生反硝化反應(yīng)，使污泥上浮，處理水水質(zhì)惡化。（2）處理含氮濃度高的廢水時(shí)，需要另行增加投堿設(shè)備以調(diào)節(jié)好氧池pH 值。在反硝化過程中，還原1mg 的堿度，而在硝化反應(yīng)過程中，將1mg 的NH3N氧化為NO3N， 的堿度。那么，在A/O 系統(tǒng)中，反硝化反應(yīng)所產(chǎn)生的堿度只可補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗堿度的一半左右。因此，對(duì)含氮濃度較高的廢水必需另行投堿以調(diào)節(jié)pH 值。（3）A/O 系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水COD 去除率不夠高。碳源利用率低或有機(jī)物濃度低，都會(huì)影響反硝化的碳源需求，反硝化不能順利進(jìn)行，硝酸根便會(huì)大量積累，影響反硝化脫氮效率。SBR序批式反應(yīng)器是一種間歇式活性污泥法，硝化和反硝化在一池中進(jìn)行，它不需回流污泥和混合液內(nèi)回流，靈活性較高。是一種適應(yīng)于中小規(guī)模處理和具有氮、磷去除效果的廢水處理工藝。其自動(dòng)化控制要求較高，需要自動(dòng)儀表多，設(shè)備投資較大，如自動(dòng)儀表失靈，需要手工操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度很大；為獲得較高的脫氮效果，SBR工藝必須設(shè)有攪拌裝置，且不可避免存在污泥上浮現(xiàn)象；另外該方法對(duì)SS、色度的去除效果并不理想，必須輔以一定的前、后處理工序；廢水經(jīng)過SBR法處理后，其中氨氮含量仍然很高，需要在該工序后輔以化學(xué)方法除去。A2/O生物處理工藝及其各種改進(jìn)型： A2/O工藝分為厭氧、缺氧及好氧三個(gè)階段。污水經(jīng)一級(jí)物理處理后進(jìn)入?yún)捬醭?，聚磷菌可將菌體內(nèi)積貯的聚磷鹽分解。隨后廢水進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌就利好氧區(qū)中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)同時(shí)去碳和脫氮的目的。接著廢水進(jìn)入曝氣的好氧區(qū)，聚磷菌除了吸收、利用廢水中殘剩的可生物降解有機(jī)物外，此外還可主動(dòng)吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷鹽的形式在體內(nèi)貯積起來。這樣，在消耗水中有機(jī)物的同時(shí)，此工藝也有了良好的脫氮除磷效果。但該方法回流污泥中含有硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，對(duì)除磷效果有影響，脫氮也受內(nèi)回流比的影響。此外，硝化菌生長速率慢，世代期長，需要在較長的泥齡下運(yùn)行才可以正常生長，但聚磷菌為短世代微生物，在較短的泥齡下運(yùn)行時(shí)可獲得較高的除磷效率。且聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機(jī)物。另外，較長的泥齡還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)糖原累積，非聚磷微生物的增長而使除磷效率大幅度降低。倒置A2/O工藝將缺氧區(qū)設(shè)在厭氧區(qū)前面，避免了回流污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷的影響，無混合液回流時(shí)流程簡(jiǎn)捷并且節(jié)能，但是厭氧釋磷過程得不到優(yōu)質(zhì)易降解的碳源，且在無混合液回流時(shí)總氮去除效率不高。改良Bardenpho工藝流程由厭氧缺氧好氧缺氧好氧無段組成，整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到較好的脫氮除磷效果，但是池體分隔較多，池體容積較大，進(jìn)而大大增加造價(jià)，且流程較長，操作管理過于復(fù)雜。氧化溝生物處理工藝，屬于活性污泥法的一種改良，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀曝氣渠道中循環(huán)流動(dòng)，氧化溝的水力停留時(shí)間可達(dá)10～30h，污泥齡20～30d，有機(jī)負(fù)荷很低，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于延時(shí)曝氣活性污泥系統(tǒng)。其運(yùn)行成本低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于維護(hù)管理，出水水質(zhì)好、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行穩(wěn)定、并可脫氮除磷。氧化溝兼有完全混合式和推流式的特點(diǎn)，在控制適宜的條件下，溝內(nèi)同時(shí)具有好氧區(qū)和缺氧區(qū)，可使溝渠中進(jìn)行硝化和反硝化的過程，達(dá)到脫氮的效果，同時(shí)，使出水中活性污泥具有良好的沉降性能。此外，由于氧化溝采用的污泥齡很長，剩余污泥量較一般的活性污泥法少得多，而且已經(jīng)得到好氧硝化的穩(wěn)定，因而不再需要硝化處理，可在濃縮、脫水后加以利用或最后處置。而且它不需混合液內(nèi)回流，因而運(yùn)行費(fèi)用低。氧化溝兼有完全混合式和推流式的特點(diǎn)，在控制適宜的條件下，達(dá)到脫氮的效果。經(jīng)過好氧處理后，BOD5去除率可達(dá)90%99%，脫氮率達(dá)85%左右，除磷效率達(dá)為50%左右。其是一種公認(rèn)的耐沖擊負(fù)荷、操作簡(jiǎn)單、處理穩(wěn)定、出水水質(zhì)好的技術(shù)。鼓風(fēng)曝氣氧化溝是將充氧設(shè)備和水流推動(dòng)設(shè)備分開設(shè)置的一種工藝，在德國等歐美發(fā)達(dá)國家使用較多，國內(nèi)近些年新設(shè)計(jì)的污水處理廠采用此種處理工藝也日趨增多。該工藝采用鼓風(fēng)機(jī)供氣和高效率的微孔曝氣器在池底布?xì)獬溲酰瑫r(shí)采用潛水推進(jìn)器對(duì)溝內(nèi)水流進(jìn)行推動(dòng)。在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)來水負(fù)荷的變化，通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)裝置可使供給氧化溝內(nèi)的空氣量在零流量至裝置的最大供氣量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，還可以開停任意數(shù)量的曝氣器單元，調(diào)整氧化溝缺氧段和好氧段的長度，以適應(yīng)不同進(jìn)水水質(zhì)和提高脫氮除磷效果的需要。由此可見，采用該工藝的污水廠運(yùn)行靈活性大大提高，適應(yīng)的污水水質(zhì)、水量負(fù)荷變化范圍較寬。另外還提高了空氣中氧的利用率及充氧動(dòng)力效率，使得曝氣設(shè)備裝機(jī)容量及能耗均相應(yīng)減少并可防止活性污泥在溝內(nèi)沉淀。此時(shí)，氧化溝設(shè)計(jì)可采用較大水深，一般為6m，節(jié)省了氧化溝及污水處理廠占地。由于微孔曝氣器的充氧性能及氧的利用率等隨溝內(nèi)水深（或水壓）的增加而提高，氧化溝水深增加更加有利于氧的轉(zhuǎn)移和電能的節(jié)省。采用鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝既去除有機(jī)物同時(shí)還去除氮和磷的生化工藝，具有耐沖擊負(fù)荷和出水穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。污水處理效果與采用其他方式曝氣的氧化溝相同并有所提高，并能克服其他型式氧化溝的一些弊端。綜上所述，本單元采用鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝。167。 工藝流程 工藝流程養(yǎng)豬廢水具有高有機(jī)物濃度、高N、P含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水的特點(diǎn)，屬較難處理的有機(jī)廢水。但其可生化性較好，目前廣泛采用的生化處理方法能達(dá)到較好效果。經(jīng)綜合比較各種處理方案，在保證水處理達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分考慮將來的運(yùn)行成本，結(jié)合以往的工程實(shí)踐，設(shè)計(jì)采用厭氧—好氧組合生物處理工藝。本工程項(xiàng)目廢水水量大，在設(shè)計(jì)過程中充分考慮了建設(shè)及運(yùn)行的成本。在保證水處理達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上主要考慮兩個(gè)問題，一是盡量減少初期基建投資；二是盡量降低運(yùn)行過程的能耗?；谶@樣的目的，綜合本單位多年從事環(huán)境裝備及廢水處理的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)廢水的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面掌握的基礎(chǔ)上，采用如下工藝。出水水力篩上清液初沉調(diào)節(jié)池UASB氧化溝二沉池消毒池污泥井污泥濃縮池固體發(fā)酵池養(yǎng)豬廢水沼氣利用廢物利用（有機(jī)肥）沼氣利用圖 廢水處理工藝流程因養(yǎng)豬場(chǎng)廢水排放規(guī)律和工作時(shí)間聯(lián)系大，沖欄時(shí)間水量較大，而其余時(shí)間廢水排放量相對(duì)較小，所以設(shè)置初沉調(diào)節(jié)池以均勻水質(zhì)水量。該池主要用于除去水中較重?zé)o機(jī)物，并使廢水發(fā)酵酸化（酸化程度控制在20％~40％左右），以利于后續(xù)的厭氧生物處理過程。廢水進(jìn)入初沉調(diào)節(jié)池，一方面可使廢水混合均勻，保證厭氧池的均質(zhì)進(jìn)水；另一方面在產(chǎn)酸菌的作用下，可使廢水中的有機(jī)大分子和難生物降解有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，從而極大地提高厭氧處理效率。厭氧池是該工程的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)和工藝決定著整個(gè)工程的成敗。通過廣泛地收集資料，結(jié)合以往的工程實(shí)踐, 并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，本項(xiàng)目以適合養(yǎng)豬場(chǎng)實(shí)際情況、設(shè)計(jì)投資省、運(yùn)行可靠、效率高為原則，設(shè)計(jì)采用上流式厭氧污泥床（UASB）發(fā)酵工藝。好氧部分采用氧化溝工藝，主要利用微生物在機(jī)械充氧作用下分解水中有機(jī)物，推流前進(jìn)，通過調(diào)控溶解氧濃度而達(dá)到脫氮除磷的目的。好氧出水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離。設(shè)有污泥回流泵，將活性污泥回流至曝氣池。另設(shè)置廢污泥泵，將剩余污泥排入污泥濃縮池。 主要構(gòu)筑物功能說明① 水力篩固態(tài)物質(zhì)被截留，過濾后的水從篩板縫隙中流出，同時(shí)在水力作用下，固態(tài)物質(zhì)被推到篩板下端排出，從而達(dá)到固液分離目的，能有效地降低水中懸浮物濃度，減輕后續(xù)工序的處理負(fù)荷。② 初沉調(diào)節(jié)池對(duì)水中較大的顆粒物質(zhì)進(jìn)行沉降并將廢水的酸化程度控制在20％～40％，以利于后續(xù)的厭氧系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)可防止因水質(zhì)波動(dòng)大以及廢水在高峰期水量排放較大而造成對(duì)后續(xù)系統(tǒng)的沖擊。 ③升流式厭氧污泥床當(dāng)廢水從UASB的污泥床底部流入與顆粒污泥層和懸浮污泥層混合接觸時(shí)，污泥中厭氧微生物分解有機(jī)物的同時(shí)產(chǎn)生大量微小沼氣氣泡，該氣泡在上升過程中逐漸增大并攜帶著污泥隨水一起上升進(jìn)入三相分離器。當(dāng)沼氣碰到分離