【文章內容簡介】 高負荷的厭氧反應器，選擇工藝要綜合考慮以下方面來評估可行性和適用性。? 平面布置：可利用的土地資源是很受限的，節(jié)省占地面積的設計應對廠家有利? 抗沖擊負荷：抗沖擊負荷體現了工藝的可靠性? 最終出水質量：選擇的工藝必須能達到要求的排放水質? 維護保養(yǎng)：簡便節(jié)省的維護保養(yǎng)應是追求的目標? 副產品： 如果產生有價值的副產品，將帶來經濟效益? 污泥處理：污泥是處理后產生的另外一種污染物質，這種負面影響應盡可能加以避免? 運行成本：此關系到長久的經濟效益，節(jié)省能源，節(jié)省營養(yǎng)鹽的工藝是可取的選用厭氧工藝主要基于以下考慮：（1）有機負荷高，占地面積小，～(),～()，而厭氧法的容積負荷為10～60kgCOD/(),～7kgBOD5/()。選用厭氧工藝，就可以提高容積負荷，大大縮小占地面積；（2）動力能耗低，～3mg/l，～，而厭氧甲烷發(fā)酵部分維持溶解氧濃度為零，動力消耗為零。同時，厭氧反應產生的甲烷可以作為能源利用；（3）沉淀性能好，污泥產量少，～，～。采用UASB厭氧處理工藝。有機物在微生物的作用下，經過水解發(fā)酵階段、產氫產乙酸階段、產甲烷階段，最后有機物轉變?yōu)镃HCO2排出，達到去除COD的目的。厭氧反應器具有有機負荷率高，水力停留時間短，占地面積小，高徑比大，耐沖擊負荷能力強，投資較省，出水水質穩(wěn)定等優(yōu)點。 水解酸化從原理上講，水解酸化是厭氧消化過程的第一、第二階段。在各種厭氧工藝中涉及水解酸化過程的有厭氧消化工藝和兩相厭氧消化工藝等，而好氧工藝中則有厭氧缺氧工藝。水解酸化處理工藝中的水解酸化段的目標和厭氧消化不同，并且好氧工藝中微生物濃度和種類于厭氧工藝不同，是一種不同的新處理方法。在水解酸化好氧處理系統(tǒng)中的水解酸化段，能將城市廢水中的非溶解性的有機物截流并逐步轉化為溶解態(tài)的有機物；對于工業(yè)廢水處理，主要是將其中難生物降解物質轉變?yōu)橐咨锝到馕镔|，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)好氧生物處理。 接觸氧化生物接觸氧化工藝（Biological Contact Oxidation）又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，是一種于20世紀70年代初開創(chuàng)的污水處理技術，其技術實質是在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過鼓風曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特點，池內的生物固體濃度（5—10g/l）高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負荷（—）。其特點如下：（1）由于填料比表面積大，池內充氧條件良好，池內單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷，占地相對較小，可間歇運行；（2）由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流完全混合，故對水質水量的驟變有較強的適應能力；（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。 曝氣生物濾池曝氣生物濾池處理工藝，簡稱BAF。曝氣生物濾池是近年來國際上興起的污水處理新工藝。目前在歐美和日本等國家已有上千座大小各異的污水處理廠應用了這種工藝。它可廣泛應用于城市污水、小區(qū)生活污水、生活雜排水和食品加工廢水、釀造等有機廢水處理，具有去除SS、CODcr、BOD硝化與反硝化、脫氮除磷、除去AOX（有害物質）的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，并節(jié)省了后續(xù)二次沉淀池。該工藝有機物容積負荷、水力負荷大、水力停留時間短、出水水質高，因而所需占地面積小、能耗及運行成本低。待處理污水由管道流入緩沖配水區(qū)，污水在向上流過濾料層時，經濾料上附著生長的微生物膜凈化處理后經過出水區(qū)和出水槽由管道排出。緩沖配水區(qū)的作用是使污水均勻流過濾池。在待處理污水進入濾池起，同時由鼓風機鼓風并通過管道向池內供給微生物膜代謝所需要的氧氣，生長在濾料上的微生物膜叢污水中吸取可溶性有機物作為其生理活動所需的營養(yǎng)物質，在代謝過程中將有機污染物分解，使廢水得以凈化。曝氣生物濾池從結構上共分成三個區(qū)域，即緩沖配水區(qū)、承托層及濾料層、出水區(qū)及出水槽。1. 濾池池體濾池池體的作用是容納被吃力水量和圍擋濾料，并承托濾料和曝氣裝置的重量。其形狀有圓形、正方形和矩形三種。結構形式有鋼制設備和鋼筋混凝土結構等。由于本設計工程水量大，選用池體數量較多，應考慮池體共壁，因而采用矩形鋼筋混凝土結構較經濟。2. 濾料國內外通常采用的接觸填料形狀有蜂窩管狀、束狀、波紋狀、圓形輻射狀、盾狀、網狀、筒狀、規(guī)則粒狀與不規(guī)則粒狀等，所用的材質出粒狀濾料外，基本上采用玻璃鋼、聚氯乙烯、聚丙烯、維尼綸等。由于制作加工和價格原因，國內目前采用的接觸填料主要由玻璃鋼或塑料蜂窩填料、立體波狀填料、軟性纖維填料以及不規(guī)則顆粒濾料（砂、碎石、礦渣、焦炭、無煙煤）等。本工藝設計采用的濾料為輕質圓形陶粒。其有天然陶土或粘土、粉煤灰并添加部分輔料加工而成，強度大、孔隙率大、比表面積大、化學和物理穩(wěn)定性好，與其他規(guī)則濾料相比，具有生物吸附性強、掛膜性能良好、水流流態(tài)好、反沖洗容易進行、截污能力強等優(yōu)點。同時，以輕質圓形陶粒做接觸填料，采用淹沒式曝氣生物濾池處理污水，可以充分利用濾料的比表面積，起到深度處理的作用。 3. 承托層承托層主要是為了支撐濾料，防止濾料流失和堵塞濾頭，同時還可以保持反沖洗穩(wěn)定進行。承托層常用材質為卵石或磁鐵礦，為保證承托層的穩(wěn)定，并對配水的均勻性起充分作用，要求材質具有良好的機械強度和化學穩(wěn)定性，形狀應盡量接近圓形，工程中一般選用鵝卵石作為承托層。4. 布水系統(tǒng)曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)主要包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。 配水室的功能是在濾池正常運行時和濾池反沖洗時是誰在整個濾池截面上均勻分布，它由位于濾池下部的緩沖配水區(qū)和承托濾板組成。要使曝氣生物濾池發(fā)揮其最佳的處理能力，必須使進入濾池的污水能夠均勻流過濾料層，盡量使濾料層的每一部分都能最大限度地參與生物反應，所以設置緩沖配水區(qū)就十分必要。進入濾池的污水首先必須進入緩沖配水區(qū)，在此先進行一定程度的混合后，依靠承托濾板的阻力作用使污水在濾板下均勻、均質分布，并通過濾板上的濾頭而均勻流入濾料層。在氣、水聯合反沖洗時，緩沖配水區(qū)還起到均勻配氣作用，氣墊層也在濾板下的區(qū)域中形成。5. 布氣系統(tǒng)曝氣生物濾池內的布氣系統(tǒng)包括正常運行時曝氣所需的曝氣系統(tǒng)和進行氣—水聯合反沖洗時的功氣系統(tǒng)兩種。曝氣系統(tǒng)的設計必須根據工藝計算所需供氣量來進行。保持曝氣生物濾池中足夠的溶解氧是維持曝氣生物濾池內生物膜高活性、對有機物和氨氮的高去除率的必備條件，因此選擇合適的充氧方式對曝氣生物濾池的穩(wěn)定運行十分重要。曝氣生物濾池一般采用鼓風曝氣形式，良好的充氧方式有能夠有高的氧吸收率。在實際應用中，有充氧曝氣與反沖洗曝氣共用一套布氣管的形式，但由于充氧曝氣需氣量比反沖洗時需氣量小，因此配氣不易均勻。共用一套布氣管雖然能減少投資，但運行時不能同時滿足兩者的需要，影響曝氣生物濾池的穩(wěn)定運行。在實踐中發(fā)現此辦法利少弊多，最好是將兩者分開，單獨設立一套曝氣管，以保持正常運行；同時另設一套反沖洗布氣管，以滿足反沖洗布氣要求。6. 反沖洗系統(tǒng)本設計采用氣—水聯合反沖洗，其目的是去除生物濾池運行過程中截留的各種顆粒及膠體污染物以及老化脫落的微生物膜。曝氣生物濾池氣—水聯合反沖洗通過濾板及固定其上的長柄濾頭實現，反沖洗過程一般為：先降低濾池內的水位比能夠單獨氣洗，而后采用氣—水聯合反沖洗，最后再單獨采用水洗。曝氣生物濾池的反沖洗是通過運行實踐、濾料層阻力損失、水質參數等來完成的，一般是由在線檢測儀表將檢測數據反饋給PLC，并由PLC系統(tǒng)來自動控制和操作。濾料的沖洗是通過交替使用空氣和水清洗的程序完成，大約持續(xù)20分鐘左右。反沖洗分三個階段：①單獨空氣反沖洗，使粘附在濾料表面上的大量生物膜被剝落下來②氣、水聯合反洗，反沖水可將剝落下來的生物膜帶出池外，在空氣共同作用下，濾料層產生松動，并略有膨脹，使生物膜更容易被沖走，可減少反沖洗強度和反沖洗水量③單獨用水沖洗，最后將濾層沖洗干凈。反沖洗水來自濾池出水后的配水渠，通過綜合泵房的反沖洗水泵實現反沖洗沖洗后的污水通過重力自流而進入回收水池，然后同過水泵提升后，排入到廠區(qū)排水管，最終回流到污水廠的前端。7. 出水系統(tǒng)曝氣生物濾池的出水系統(tǒng)有采用周邊出水和采用單側出水堰出水等。在大、中型污水處理工程中，為了工藝布置方便，一般采用單側堰出水較多，并將出水堰口出設計為60176。斜坡，以降低出水口處的水流流速；在出水堰口處設置柵形穩(wěn)流板，以將反沖洗時有可能被帶至出水口處的陶粒與穩(wěn)流板碰撞，導致流速降低而在該處沉降，并沿斜坡下滑回濾池中。8. 管道和自控系統(tǒng)曝氣生物濾池既要完成有機污染物的降解功能，也要完成對污水中各種顆粒及膠體污染物以及老化脫落的微生物膜的截留功能，同時還要完成濾池本身的反沖洗，這幾種方式膠體運行。對于小型工業(yè)廢水處理，濾池控制可以簡單些，甚至可以手動控制，但對于處理規(guī)模較大的水處理工程，若采用手動控制工作量較大且較難完成。為了提高濾池處理能力和對污染物的去除效果，所以必須有PLC控制系統(tǒng)來自動完成對濾池的運行控制，需要設計必要的自控系統(tǒng)。 曝氣系統(tǒng)曝氣系統(tǒng)為生物好氧提供必須的氧氣，是處理站設計的核心之一，許多廢水處理站無法正常運行均由該系統(tǒng)的故障造成。設計的關鍵是需氧量的計算，采用經驗值計算往往會造成設計容量過大或不足。活性污泥池的需氧主要由三部分組成：去除BOD5所消耗的氧（）、維持曝氣池內污泥好氧所需要的氧（）、氨氮硝化所需要的氧（），其中氨氮硝化所需的氧接近于其他部分所需氧的總和。許多設計人員在計算需氧量過程中會故意忽略氨氮硝化所需要的氧，以減少曝氣量，降低投資和運行成本，增加項目在投標階段的競爭力，故總是無法達標。確定需氧量后，選擇供氧系統(tǒng)成為關鍵，目前主要的供氧系統(tǒng)有射流曝氣和鼓風曝氣兩大類。與鼓風曝氣相比，射流曝氣的優(yōu)點是噪音小，安裝維護簡易；其缺點是能耗大，以目前行業(yè)內較為常用的水下曝氣機和射流器為例，；而鼓風機+微孔曝氣器的曝氣系統(tǒng)，～。小型廢水處理站可選用射流曝氣，對于規(guī)模較大的廢水處理站則選擇鼓風曝氣為宜。另外微孔曝氣器的性能和參數則是曝氣系統(tǒng)能否正常運行的關鍵，“溶解氧利用率”的高低直接關系到廢水處理運行費用的高低。4. 各構筑物設計參數說明 固液分離在污水處理前期對污水中的SS進行處理，為后面的處理構筑物減小處理負荷。 調節(jié)池功能：調節(jié)水量、均衡水質，為后續(xù)厭氧反應池提供連續(xù)穩(wěn)定的廢水。運行方式：進水與工廠排水一致；出水由泵提升，1臺水泵連接2座厭氧反應池，24小時運行，低水位保護；每臺水泵的設計流量為45m3/h；泵出水口安裝有電磁流量計，以調整和記錄處理站的進水水量。調節(jié)池池容的確定：根據提供的水量分布資料，日總排水量為2000噸，設計污水停留時間為8h。構筑物：尺寸 812數量 2座結構形式 鋼筋混凝土結構地下構筑物、無蓋 UASB厭氧反應器功能：UASB厭氧處理工藝是有機物在微生物的作用下，經過水解發(fā)酵階段、產氫產乙酸階段、產甲烷階段，最后有機物轉變?yōu)镃HCO2排出，達到去除COD的目的。厭氧反應器具有有機負荷率高，水力停留時間短，占地面積小，高徑比大，耐沖擊負荷能力強，投資較省，出水水質穩(wěn)定等優(yōu)點。運行方式：連續(xù)進水，連續(xù)出水，24小時運行。設計參數：處理水量：Q=2000m179。/d；進水：COD=20000mg/l；有效容積負荷率：Nv=179。.d；COD去除率：85％；沼氣產率：r=179。/kgCOD；厭氧生物處理污泥產量：r=；有效容積：3400m3。構筑物：尺寸 BLH=816數量 4座結構形式 鋼筋混凝土結構地上構筑物、有蓋 水解酸化池功能：經UASB反應器處理后的廢水進入本池，在兼氧的條件下水解廢水中大分子有機物分解為小分子有機物，同時通過水中氨化菌的作用把廢水中的有機氮轉化為能被硝化菌利用分解的NH4+。該池內安裝有彈性填料可作為生物載體，經過一段時間的培養(yǎng)馴化水中的大量微生物以生物膜的形式固定于填料表面，同時池的下部會形成一層濃度較高的污泥層，當廢水通過它時大量懸浮固體被截留、液化、水解。本池作為生化處理系統(tǒng)的預處理同時具有極高有機物去除率，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了良好的條件。同時該池還能分解部分回流的污泥，使整個處理系統(tǒng)的排泥量進一步降低。運行方式：連續(xù)進水、連續(xù)出水、污泥定期由污泥泵泵入貯污池。設計參數：設計BOD5去除率 35%日去除BOD5 容積負荷： 總停留時間 5小時有效池容 450m2構筑物：尺寸 BLH=5255m數量 2組結構形式 鋼筋混凝土半地上、無蓋 接觸氧化池功能：生物接觸氧化實質是在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈