【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 區(qū)，有利于生物凝聚，還使活性污泥易于沉淀。該氧化溝BOD去除率可達(dá)95%~99%。 在正常的設(shè)計(jì)流速下，卡魯塞爾氧化溝渠道中混合液的流量是進(jìn)水流量的 50~100倍，曝氣池中的混合液平均每 5~20 分鐘完成一個(gè)循環(huán)。具體循環(huán)時(shí)間取決于廊道長(zhǎng)度、渠道中水流流速及設(shè)計(jì)負(fù)荷。這種狀態(tài)可以防止短流，還通過(guò)完全混合作用產(chǎn)生很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。 卡魯塞爾氧化溝的表面曝氣機(jī)單機(jī)功率大，其水深可達(dá) 5米以上，使其占地面積減少，土建費(fèi)用降低，同時(shí)具有極強(qiáng)的混合攪拌和耐負(fù)荷沖擊能力。由于曝氣機(jī)周圍的局部地區(qū)能量強(qiáng)度比傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池中的強(qiáng)度高很多，氧轉(zhuǎn)移速率也有了大幅度提高。 ⑵奧貝爾氧化溝 奧貝爾氧化溝是一種多級(jí)氧化溝。典型的奧貝爾氧化溝有三個(gè)同心溝，其中外溝占總面積的50%。由沉砂池來(lái)的污水，進(jìn)入外溝并在其中以缺氧狀態(tài)運(yùn)行，促進(jìn)了同時(shí)進(jìn)行的硝化和反硝化過(guò)程。雖然外溝的實(shí)際需氧量可達(dá)總需氧量的 75%，但轉(zhuǎn)碟供給此溝道的氧僅占該系統(tǒng)總需氧量的 30%~60%，使系統(tǒng)在缺氧狀態(tài)下運(yùn)行，通過(guò)整個(gè)通道的溶解氧量為零。外溝內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的硝化和反硝化作用造成總脫氮效率約為80%，無(wú)需內(nèi)循環(huán)。外溝是多數(shù)情況下發(fā)生硝化和反硝化過(guò)程的地點(diǎn)，被稱為曝氣缺氧反應(yīng)池。盡管處于溶解氧為零的情況，系統(tǒng)的大部分硝化作用發(fā)生在外溝。 中溝的溶解氧在擺動(dòng)方式下運(yùn)行，溶解氧的設(shè)計(jì)值為 1mg/L。 內(nèi)溝的溶解氧設(shè)計(jì)值為 2mg/L，保持最終處理方式，使污水在進(jìn)入沉淀池前能去除剩余的BOD和NH3N。 ⑶帕斯維爾氧化溝 帕斯維爾氧化溝采用單環(huán)路，在溝的出口處安裝可調(diào)式溢流堰，以控制水位和曝氣設(shè)備的淹沒(méi)深度。一般設(shè)置中心島和中心隔墻，其中以設(shè)置中心隔墻的居多。為了減少?gòu)澋赖乃^損失，并最大限度的減少?gòu)澋栏魤ο掠伪沉魈幍墓腆w沉淀，需要在彎道彎曲部分設(shè)置導(dǎo)流墻，原污水和回流污泥從曝氣轉(zhuǎn)碟上游進(jìn)入氧化溝，以便在曝氣轉(zhuǎn)碟處的橫截面上使之充分分配，防止短路。 ⑷交替工作式氧化溝 交替工作式氧化溝是由丹麥的 Kruger 公司開發(fā)創(chuàng)建的，根據(jù)運(yùn)行方式和溝內(nèi)的水量可分為單溝(A型)、雙溝(D型)和三溝(T型)三種形式。 交替工作式氧化溝系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置反硝化區(qū)，通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)置停曝區(qū)來(lái)進(jìn)行反硝化，從而獲得較高的氮去除率。 單溝交替式氧化溝由于不能保證連續(xù)進(jìn)水，只能間歇運(yùn)行，故已經(jīng)很少采用。 雙溝交替工作式氧化溝 VR 型是將曝氣溝渠分為 A、B兩個(gè)部分，其間有單向活動(dòng)扳門相連，利用定時(shí)改變曝氣轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)的方向，來(lái)改變溝渠中的水流方向，使 A、B兩部分分別交替的作為曝氣區(qū)和沉淀區(qū)。該系統(tǒng)出水水質(zhì)好，污泥穩(wěn)定，不需要污泥回流裝置，但是系統(tǒng)的最大的缺點(diǎn)是曝氣設(shè)備的利用率僅僅為 %。 三溝氧化溝是由三個(gè)相同的氧化溝組建在一起作為一個(gè)單元運(yùn)行。三個(gè)氧化溝之間相互之間雙雙連通，兩側(cè)氧化溝可起曝氣和沉淀雙重作用，中間氧化溝一直為曝氣池，原污水交替的進(jìn)入兩側(cè)氧化溝，處理水則相應(yīng)的從作為沉淀池的兩側(cè)氧化溝中流出，提高了曝氣設(shè)備的利用率，使其達(dá)到 58%。另外也有利于生物脫氮。基本運(yùn)行方式大體上分為 6個(gè)階段，工作周期為 8h。通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制進(jìn)出水方向、溢流堰的升降以及曝氣設(shè)備的開動(dòng)和停止。 三溝式氧化溝運(yùn)行方式可根據(jù)不同的入流水質(zhì)和出水要求而改變，所以系統(tǒng)運(yùn)行靈活，操作方便，但要求自動(dòng)化控制程度高。它是一個(gè) A/O活性污泥系統(tǒng)，可以完成有機(jī)物的降解和反硝化過(guò)程，能獲得較好的 BOD 去除效果和脫氮效果。依靠三池工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，可以免除污泥回流和混合液回流，運(yùn)行費(fèi)用大大降低，處理流程簡(jiǎn)單，省去二沉池，管理方便，基建費(fèi)用低，占地少，其最大缺點(diǎn)是設(shè)備利用率較低。 間歇式活性污泥法 也稱為序批式活性污泥法?，F(xiàn)行的各種系統(tǒng)和運(yùn)行方式都是連續(xù)的但是在活性污泥法開創(chuàng)的初期卻是間歇的。只是由于各種原因，例如，運(yùn)行操作比較復(fù)雜、曝氣裝置易于堵塞、以及某些認(rèn)識(shí)問(wèn)題等，對(duì)活性污泥法一直采用了連續(xù)運(yùn)行的方式。 近幾十年來(lái)，電子計(jì)算機(jī)得到了飛速發(fā)展，污泥回流，曝氣以及混合液中的 DO、pH值、電導(dǎo)率等指標(biāo)都可以用計(jì)算機(jī)加以控制，這就為重新考慮間歇運(yùn)行的活性污泥法創(chuàng)造了條件。 間歇式活性污泥法的工藝流程如圖22所示。由圖可知,該法工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需設(shè)污泥回流設(shè)備，不需要設(shè)置二沉池，曝氣池容積也小于連續(xù)式，建設(shè)費(fèi)用都比較低。在大多數(shù)情況下，無(wú)設(shè)置調(diào)節(jié)池的必要；SVI值較低，污泥易于沉淀，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象；通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能夠進(jìn)行脫氮和除磷反應(yīng)；運(yùn)行管理得當(dāng)，處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式。 SBR 的主要反應(yīng)器——曝氣池的運(yùn)行操作是由流入、反應(yīng)、沉淀、排放、待機(jī)等 5個(gè)工作程序組成，這5 個(gè)程序都在同一個(gè)曝氣池內(nèi)進(jìn)行。 圖22 間歇式活性污泥處理系統(tǒng)的工藝流程 循環(huán)式活性污泥法(CASS) CASS(Cyclic Activated Sludge System)是Gorousiy教授在 ICEAS 即間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。與 ICEAS 相比，CASS 預(yù)反應(yīng)區(qū)容積較小，設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，且將主反應(yīng)區(qū)中部分剩余污泥回流至選擇器中，在運(yùn)行方式上沉淀階段不進(jìn)水。 CASS 具有十分優(yōu)越的性能，設(shè)置了生物選擇器和回流污泥區(qū)，保證了活性污泥不斷的在選擇器中歷一個(gè)高絮體負(fù)荷階段，從而有利于系統(tǒng)中絮凝性細(xì)菌的生長(zhǎng)，并提高活性污泥的活性，使其能快速將廢水中溶解性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為降解基質(zhì)，并進(jìn)一步的抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和殖同時(shí)沉淀階段不進(jìn)水，保證污泥沉降不受水力干擾，在靜置的環(huán)境中進(jìn)行，從而保證系統(tǒng)有良好的分離效果。CASS 具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，脫氮和除磷能力強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，采用組合式模塊，結(jié)構(gòu)布置緊湊，占地少，分期建設(shè)和擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。 CASS工藝進(jìn)水處的生物選擇器是一個(gè)較小容積的污水接觸區(qū)，進(jìn)入反應(yīng)器的污水和從主反應(yīng)區(qū)內(nèi)回流的活性污泥在此相互接觸混合，污泥回流量約為日平均流量的 20%。該工藝中的池子構(gòu)造和操作方式可允許在一個(gè)循環(huán)中同時(shí)完成硝化和反硝化過(guò)程。泥水混合液通過(guò)主反應(yīng)區(qū)依次經(jīng)過(guò)缺氧——好氧——缺氧——厭氧環(huán)境，活性污泥在此過(guò)程中得到再生。 CASS 一般以 4 小時(shí)為操作循環(huán)期，在最大水深為 6m 左右時(shí)，池子中的混合液污泥濃度一般為 ~,每一循環(huán)的進(jìn)水量約占整個(gè)池子有效容積的 30%左右，最大排水速率為30mm3/min，固液分離時(shí)間一般為1h，設(shè)計(jì)污泥沉降指數(shù)為 140mg/L，實(shí)際污泥沉降指數(shù)一般低于80mg/L。 脫氮除磷活性污泥法 長(zhǎng)期以來(lái)，城市污水的處理均以去除 BOD和 SS 為目標(biāo)，并不考慮對(duì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和磷的去除。隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的加劇和再生水回供需求的提高，有效的降低污水中氮和磷的含量成為污水處理廠工藝選擇時(shí)的一個(gè)重要考慮因素。某些化學(xué)法和物理法可以有效的從污水中脫氮除磷，如化學(xué)藥劑除磷，吹脫法去氮，離子交換法去除氨氮和磷酸鹽等，但化學(xué)法和物理化學(xué)方法運(yùn)行費(fèi)用較高，只能作為城市污水處理的一個(gè)補(bǔ)充手段，這樣生物脫氮除磷工藝就顯得尤為重要。 傳統(tǒng)活性污泥法主要去除水中呈溶解性的有機(jī)物，污水中氮和磷的去除僅限于微生物細(xì)胞合成而從污水中攝取的數(shù)量，去除率低。為了有效的降低污水中氮和磷的含量，利用生物脫氮除磷技術(shù)原理，發(fā)展了多種具有生物脫氮和除磷功能的污水處理工藝，其中主要包括A1/O法(缺氧－耗氧)生物脫氮工藝，A2/O法(厭氧－耗氧)生物除磷工藝，A /O法(厭氧－缺氧－耗氧)生物脫氮除磷工藝等方法。上述工藝在降解有機(jī)物的同時(shí)，具有較強(qiáng)的脫氮除磷能力，且去除率高，與化學(xué)法和物理法相比，投資和運(yùn)行費(fèi)用都大大降低，這使其成為脫氮除磷工藝的主導(dǎo)潮流并被廣泛應(yīng)用。 ⑴缺氧－好氧工藝 缺氧－好氧（AnoxicOxic,簡(jiǎn)稱A1/O）工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成，作用是在去除有機(jī)物的同時(shí)取得良好的脫氮效果。A1/O 又稱前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)，其最顯著的工藝特征是將脫氮池設(shè)置在除碳過(guò)程的前部，先將廢水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中的大量硝態(tài)氮（NOxN）還原成 N2，從而達(dá)到脫氮的目的。然后進(jìn)入后續(xù)的好氧池，O段后設(shè)沉淀池，部分沉淀污泥回流 A 段，以提供充足的微生物。同時(shí)還將 O 段內(nèi)混合液回流至 A 段，以保證A段有足夠的硝酸鹽。 A1/O工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn)： ①在原污水C/N 較高（大于4）時(shí)，反硝化池不需外加碳源，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用； ②本系統(tǒng)硝化曝氣池在后，可以使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高了出水水質(zhì)； ③流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，基建費(fèi)用可大大節(jié)約； ④缺氧池在好氧池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有機(jī)物，可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷，另一方面，也可起到生物選擇器的作用，有利于控制污泥膨脹；同時(shí)，反硝化過(guò)程產(chǎn)生的堿度也可以補(bǔ)償部分硝化過(guò)程對(duì)堿度的消耗； ⑤該工藝在低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡條件下運(yùn)行，因此系統(tǒng)剩余污泥量少，有一定穩(wěn)定性； ⑥便于在常規(guī)活性污泥法基礎(chǔ)上改造成 A1/O脫氮工藝。 A1/O工藝的工藝流程圖可參見(jiàn)圖 23。 圖23 A1/O 脫氮工藝流程A1/O 工藝的主要缺點(diǎn)是脫氮效率不高，其脫氮效率受混合液回流比的制約，脫氮率（η）與混合液回流比（r）間存在如下關(guān)系： 當(dāng) r=900%時(shí)，脫氮率可達(dá)到 90%，但此時(shí)動(dòng)力費(fèi)用太大。所以脫氮率一般控制在70%~80%。而且A1/O 工藝不能去除磷。此外，如果沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，還會(huì)在沉淀池發(fā)生反硝化作用，造成污泥上浮，使處理水水質(zhì)惡化。盡管如此，A1/O 工藝仍以其突出特點(diǎn)而受到重視，該工藝是目前應(yīng)用比較廣泛的脫氮工藝之一。 ⑵厭氧－好氧工藝 厭氧－好氧(AnaerobicOxic,簡(jiǎn)稱 A2/O)工藝的作用在于去除有機(jī)物的同時(shí)去除污水中的磷，整個(gè)流程由厭氧池、缺氧池、好氧池和二次沉淀池組成。城市污水和回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭?，并借助水下推進(jìn)式攪拌器的作用使其混合?；亓魑勰嘀芯哿拙趨捬醭乜晌杖コ徊糠钟袡C(jī)物，同時(shí)釋放出大量磷。然后混合液流入后段好氧池，污水中的有機(jī)物在其中得到氧化分解，同時(shí)聚磷菌從污水中吸收更多的磷，然后通過(guò)排放富磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。對(duì)于低溫、低有機(jī)物濃度的生活污水，因活性污泥增殖較少，難以通過(guò)排放剩余污泥達(dá)到除磷效果，宜用旁路除磷工藝達(dá)到除磷目的。好氧池在良好的運(yùn)行狀況下，剩余污泥中磷的含量在 %以上，整個(gè) A2/O工藝的BOD5 去除率大致與一般活性污泥法相同，反應(yīng)池水力停留時(shí)間較短，一般厭氧池 1~2h，好氧池2~4h，總共3~6h，厭氧池與好氧池的水力停留時(shí)間之比一般為（1:3）~（1:2），而磷的去除率為 70%~80%，處理后出水磷濃度一般都小于 。 A2/O生物除磷工藝的主要特點(diǎn)如下： ①厭氧池在前，好氧池在后，有利于抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，混合液的 SVI小于100，泥易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹，并能減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷； ②活性污泥含磷率高，%以上，故污泥肥效較好； ③工藝流程簡(jiǎn)單。 該工藝適用于 TP/BOD 值較低的污水，當(dāng) TP/BOD 值很高時(shí)，BOD 負(fù)荷過(guò)低會(huì)使剩余污泥量少，這時(shí)就難以達(dá)到較為滿意的處理效果。此外，由于城市污水一天內(nèi)的進(jìn)水流量變化（高低峰）會(huì)造成沉淀池內(nèi)污水的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致聚磷菌在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生磷的釋放，會(huì)降低該工藝的除磷效率，所以應(yīng)注意及時(shí)排泥和污泥回流。 ⑶A /O工藝 由于對(duì)城市污水處理的出水有去除氮和磷的要求，故國(guó)內(nèi) 10 年前開發(fā)此厭氧－缺氧－好氧工藝。利用生物處理法脫氮除磷，可獲得優(yōu)質(zhì)出水，是一種深度二級(jí)處理工藝。A/A/O法的同步除磷脫氮機(jī)制由兩部分組成：一是除磷，污水中的聚磷菌在厭氧狀態(tài)下(DO)，釋放出磷，在好氧狀態(tài)下又將其更多的吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)；二是脫氮，缺氧段要控制 DO，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中 BOD 作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來(lái)自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)庖萑氪髿猓_(dá)到脫氮的目的。為有效脫氮除磷，對(duì)一般的城市污水，COD/TKN 為 ~(完全脫氮COD/TKN)，BOD/~，COD/TP 為30~60，BOD/TP 為16~40(一般應(yīng)20)。若降低污泥濃度、壓縮污泥齡、控制硝化，以去除磷、BOD5 和COD為主，則可選用A/O工藝。A/O工藝的工藝流24所示。 污泥處理方案的選取與論證 污泥是污水處理過(guò)程的副產(chǎn)物，包括篩余物、污泥、浮渣和剩余污泥等，主要由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成。 污泥處理的目的有： ⑴確保水處理的效果，防止二次污染； ⑵使容易發(fā)臭腐化的有機(jī)物穩(wěn)定化； ⑶使有毒有害物質(zhì)得到妥善處理和利用； ⑷使有用物質(zhì)得到綜合利用，變害為利。 總之，污泥處理和處置的目的是使污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化及綜合利用。脫除污泥水分，縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調(diào)理、脫水、干化。穩(wěn)定污泥中的有機(jī)物主要是通過(guò)消化、焚燒、氧化和消毒等。對(duì)整個(gè)污水處理廠的處理工藝過(guò)程而言，污泥處理工藝的選擇也是極為重要的。應(yīng)依據(jù)“環(huán)境衛(wèi)生安全，資源回收，資源投入產(chǎn)出比和收益效應(yīng)比”三個(gè)方面進(jìn)行方案選取。 目前常見(jiàn)的污泥處理技術(shù)包括污泥脫水、污泥濃縮、干化、消化、焚燒、堆肥等。污泥濃縮是指污泥處理過(guò)程中提高污泥固體物濃度和固液分離。污泥濃縮的主要方法有重力濃縮和機(jī)械濃縮法。重力濃縮是目前普遍采用的污泥濃縮方式，其本質(zhì)上一種沉淀工藝，屬壓縮沉淀。 污泥脫水是整個(gè)污泥處理過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其目的是固體富集，減少污泥體積，為污泥最終處置創(chuàng)造條件。目前常采用的污泥脫水方法有自然干化、機(jī)械脫水、污泥烘干及污泥焚燒等。機(jī)械脫水與自然干化相比，特點(diǎn)是脫水效果好、效率高、不受氣候影響、占地面積少。自然干化場(chǎng)因受到地區(qū)、氣候等條件限制而很少采用。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械脫水，選擇帶式壓濾機(jī)脫水。帶式壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器制造簡(jiǎn)單，附屬設(shè)備少，投資、能耗低，噪音少，連續(xù)運(yùn)行，操作、維護(hù)、管理方便，濾帶可以回旋，脫水能力大。缺點(diǎn)是必須正確選取高分子混凝劑，運(yùn)行費(fèi)用高。 本設(shè)計(jì)確定剩余污泥處理方案如下：集泥池→濃縮池→貯泥池→污泥提升泵房→污泥脫水車間→泥餅外運(yùn) 污水處理工藝流程該啤酒廢水處理系統(tǒng)采用高濃度廢水和低濃度廢水分開處理的方式，高濃度廢水先經(jīng)過(guò)厭