400吨/天一体化污水处理设备方案

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 什么是混合、反应、混凝和矾花

    促使絮凝剂向水中迅速扩散、并与全部水混合均匀的过程称为混合。絮凝剂的混合过程需要通过混合池或混合器等方式实现。

    水中悬浮颗粒与絮凝剂作用，通过压缩双电层和电中和等机理，失去稳定性而相互结合生成微小絮粒的过程称为凝聚。

    凝聚生成的微小絮粒在水流的搅动和絮凝剂的架桥作用下，通过吸附架桥和沉淀网捕等机理，逐渐成长为大的絮体的过程称为絮凝。

    混合、凝聚、絮凝三个过程通称为混凝，而絮凝剂与水混合后生成微小絮体、微小絮体再长大为大絮体的凝聚、絮凝过程又合称为反应。

    絮凝剂与水混合后生成的絮体被称为矾花。絮凝剂与水中的悬浮杂质反应生成矾花的过程在反应池中进行。

混凝工艺的一般流程是怎样的

    混凝工艺一般有药剂配制投加、混合、反应三个环节组成，其基本流程如下：

    絮凝剂一配制一定量投加

    原水—一混合一反应一固液分离

升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed，注：以下简称UASB）工艺具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。

UASB工作原理

　　UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

废水处理系统中滤池的作用是什么?

    (1)在废水处理系统中，一般利用过滤处理二级处理出水，作为三级处理手段保证终出水SS、CODcr等指标达到国家有关排放标准。

    (2)作为深度处理手段，成为废水回用前的终处理或活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透、超滤等深度处理工艺的预处理。

    (3)过滤能作为化学澄清或化学氧化还原等生成沉淀的处理过程的进一步处理，去除未能*沉淀的悬浮颗粒，为这些废水的达标排放或减轻进入二级生物处理系统的负荷创造条件。

    (4)滤池除了对悬浮物有去除作用外，对浊度、CODcrBOD5，、磷、重金属、细菌、病毒和其它物质也都有一定的去除作用。因此当排水有消毒要求时，使用过滤可以在保证消毒效果的情况下，提高消毒效率、降低消毒剂用量。

废水处理系统中常用的滤池形式有哪些?其特点如何?

    滤池形式主要有单层滤料、双层滤料滤池和纤维束滤池等纳污能力较大的滤池。

    单层滤料滤池有两种形式，一种是类似给水处理中使用的滤池，但粒径稍大、滤速也适当降低；另一种采用均质滤料的深床过滤，滤料粒径为1～3mm，滤层厚度为l～5m，滤速为3．7～37m／h。单层滤料的材质为无烟煤、石英砂、陶粒、果壳、活性炭、纤维球、树脂球等。

    双层滤料滤池的滤料组成形式很多，有无烟煤和石英砂、活性炭和石英砂、树脂球和石英砂、树脂球和无烟煤、纤维球和石英砂等，以无烟煤和石英砂组成的双层滤料滤池使用为广泛。双层滤料截留杂质能力强，杂质穿透深，产水能力大。

    纤维束滤池使用的滤料丝经过加弹和弯曲处理，单丝直径在几微米到几十微米之间，打破了粒状滤料滤池的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制，而且过滤阻力很小。微小的滤料直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会，提高了过滤效率和截污容量，而且通过控制技巧可以实现理想的深层过滤(反粒度过滤)。

厌氧塘的工作原理

厌氧塘的原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解。反应分为两个阶段：首先由产酸菌将复杂的大分子有机物进行水解，转化成简单的有机物（有机酸、醇、醛等）；然后产甲烷菌将这些有机物作为营养物质，进行厌氧发酵反应，产生甲烷和二氧化碳等。如图：

厌氧塘的特点及适用条件

优点：

（1）有机负荷高，耐冲击负荷较强。

（2）由于池深较大，所以占地省。

（3）所需动力少，运转维护费用低。

（4）贮存污泥的容积较大。

（5）一般置于塘系统的首端，作为预处理设施，在其后再设兼性塘、好氧塘甚至深度处理塘，做进一步处理，这样可以大大减少后续兼性塘和好氧塘的容积。

缺点：

（1）温度无法控制，工作条件难以保证。

（2）臭味大。

（3）净化速率低，污水停留时间长。城市污水的水力停留时间为30~50天。

什么是纤维过滤技术?使用哪些过滤设备?

    纤维过滤技术使用纤维束软填料作为过滤元，滤料丝经过加弹和弯曲处理，单丝直径在几微米到几十微米之间，每立方米滤料的表面积可达80000m2，而且过滤阻力很小，打破了粒状滤料滤池的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。微小的滤料直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会，从而提高了过滤效率和截污容量。反洗时纤维束可以*放松清洗，性能恢复较好，纤维束由高强度的丙纶纤维长丝制成，不会出现掉毛现象，使用寿命可长达10年以上。

    纤维束过滤设备可以分压力式纤维束过滤器和重力式纤维束滤池两大类，压力式纤维束过滤器多用于小水量的工业领域，而重力式纤维束滤池多用于大水量的市政领域。纤维束过滤设备按滤层密度调节方式可分为加压室式和无加压室式两大类，加压室式、无加压室式包括机械挤压和水力自助调节两种，其中应用较多的是水力自助式。

    加压室式纤维束过滤器通过设在滤层内的加压室对纤维束滤料的挤压，使滤层沿水流方向的截面积逐渐缩小，而密度逐渐加大，相应滤层孔隙直径逐渐减小，实现了理想的深层过滤(反粒度过滤)。当滤层需要清洗时，将加压室内的水排出，使纤维束处于放松状态，通过采用气一水混合擦洗，有效地恢复滤层的过滤性能。

    水力自助式纤维束过滤设备内部设置自助式密度调节装置，该装置不需要额外动力和附加操作，在正常过滤操作发洗操作过程中通过力即可实现对纤维束滤层的压紧和放松。在过滤操作时，能在1 min内将滤层压紧至所需状态，而且有避免靠近活动支撑装置的纤维密度大于滤层主体密度的措施。在反洗操作时，无论滤层积泥量有多大、滤层被压得多密实，均能在1min内将滤层*放松，而且能避免靠近纤维束向活动支撑装置上的堆积而有利于泥渣的*排出。

（1）氧化还原电位（Eh）不同

在混合厌氧消化系统中，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物共处于同一个反应器中，整个反应器的氧化还原电位（Eh）的控制必须首先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为300mV以下，因此，系统中的水解（酸化）微生物也是在这一电位值下工作的。而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在-300—-100mV之间。水解（酸化）-好氧处理工艺中的水解（酸化）段为一典型的兼性过程，只要Eh控制在0mV左右，该过程即可孙里进行。

膜过滤在废水处理系统中的作用有哪些?

    (1)造纸废水：膜过滤可用于亚硫酸盐纸浆废液的处理，把大分子木质素磺酸盐与糖类和小分子无机物分离出来，得到纯度为90％～95％的木质素磺酸盐。还可用于处理硫酸盐纸浆漂洗水，截留高分子量木质素着色残留物，使透过水回用。

    (2)洗毛废水：用单一离心法无法回收洗毛废水中低于10g／L的羊毛脂，采用膜过滤可以将洗毛废水中低浓度羊毛脂浓缩至30～45g／L，再进入离心提油机，循环提油。这种方法对羊毛脂的去除率为95％～99％，对COI)心的去除率为90％～95％，对SS的去除率>99％，水回收率>70％，其中羊毛脂的回收率比单一离心法提高1～2倍。

    (3)电泳废水：用膜滤法直接处理电泳槽废水，透过液可以作为漂洗水使用，浓缩液可以返回电泳槽继续使用。这种工艺既可以回收涂料，又可以节约大量漂洗水。

    (4)染料废水：对还原性染料和分散性染料废水采用膜滤法进行处理，可以回收其中的染料。用聚砜外压干式超滤器处理还原性染料废水，脱色率为95％～98％，cODc，去除率为60％一90％，染料回收率>95％。

    (5)含油废水：在石油炼制、金属加工、化纤处理过程中产生的乳化油废水，可以不破乳直接进行分离，实现出水达标和回收油剂的双重目的。使用超滤可以将乳化油含量0．8％～1．O％废水浓缩到含油量10％，必要时可以浓缩到50％～60％，而出水中油剂的含量几乎为零。

    (6)污水回用：采用生物处理和膜过滤工艺相结合，适用于大饭店、宾馆和生活小区等局部生活污水的再生利用。用此法产生的中水水质比普通混凝过滤工艺要好，而且节省消毒费用。在工业废水或城市污水深度处理过程中，也可以使用膜过滤工艺代替普通过滤工艺，实现二级出水的回用。

 AnMBR中的微生物

系统内微生物种群数量是决定厌氧工艺处理能 力的主要因素之一。除了废水组成、操作条件外， 反应器类型也影响产甲烷菌种群数量。在厌氧反应 器中主要存在两类产甲烷菌：甲烷八叠球菌和甲烷丝状菌属。

1．1 AnMBR中的微生物种群

膜在厌氧反应器中的应用不但可以增加微生物 的数量，还可以改变优势种群。Ince O等［1］研究 AnMBR中微生物种群的变化时发现，从城市污水 的消化池中接种污泥，其具优势的群落为甲烷球 菌属，其次分别为甲烷八叠球菌、短杆菌、中杆 菌、丝状菌以及长杆菌。而在AnMBR中发现优势 种群出现了变化，相应的顺序为：中杆菌、短杆 菌、甲烷八叠球菌、长杆菌以及丝状菌。运行14 周后，产甲烷菌和非产甲烷菌都相应增加了50% 和20%，同时具有活性产甲烷菌急剧增加。自体荧 光产甲烷菌与细菌总量的比值在6．7%到8．3%之 间变化，具有生物活性的产甲烷菌增加了近20倍。

1．2 AnMBR中微生物浓度

由于膜的截留作用，可以维持反应器中高浓度 的微生物量，从而提高反应器的容积负荷。在 AnMBR运行的前期，由于微生物的积累，污泥增 长速率很快，MLVSS的质量浓度可达到数十g／L。 同时膜对微生物浓度分布也有影响，发现，在0．5 m／s的流速、0．1 MPa的压力下，经 过20 d的运行，反应器内MLVSS的质量浓度从 2 410 mg／L降低到920 mg／L，而膜表面附着的微 生物的质量浓度增加到20 700 mg／L，系统中约有 16%的微生物转移到了膜表面。

纤维滤料过滤的特点是什么?

    纤维过滤技术成功地解决了一般滤料在过滤和清洗过程中容易出现的问题，实现了理想的深层过滤效应。

    纤维过滤技术可有效地去除水中的悬浮物，并对水中的胶体、大分子有机物等杂质有显着的去除作用，可广泛应用于石油、化工、造纸、冶金、纺织、游泳池等各种工业用水及其废水和生活用水的过滤处理。

    纤维束过滤器和纤维束过滤池可用于各种污水深度处理回用场合，经济有效地去除污水中的悬浮物、油等有害物质，在具有一定预处理措施的条件下，使过滤出水达到国家杂用水和景观用水、循环冷却水水质要求。

    纤维束过滤器过滤效率高，过滤初期ss去除率接近100％，使用水质范围广，进水SS在20~1000mg／L范围内都可保证出水合格。纤维束滤料的截污容量可以高达20～120kg／m3，使用寿命长，短时间内不用更换。纤维束过滤设备的滤速为20～120／h，远高于普通颗粒滤料滤池。加压室式过滤器可以通过调节加压室的充水量，调整纤维束滤料的密实程度，适应进水水质的变化，保证出水水质优良。

厌氧塘的适用条件

对于高温、高浓度的有机废水有很好的去除效果，如食品、生物制药、石油化工、屠宰场、畜牧场、养殖场、制浆造纸、酿酒、等工业废水。对于醇、醛、酚、酮等化学物质和重金属也有一定的去除作用。对重金属也有一定的去除效果。　

一般规定

（1）必须严格作好防渗措施。

（2）厌氧塘前要进行预处理。

（3）进水水质： 进水中有机负荷不能过高。有机酸在系统中的浓度应小于3000mg/L；进水硫酸盐浓度不宜大于500mg/L；进水BOD：N：P=100：2.5：1；C：N一般为20：1左右；pH值要介于6.5~7.5；进水中不得含有有毒物质，重金属和有害物质的浓度也不能过高，应符合《室外排水设计规范》的规定。

什么是微絮凝过滤?其原理和特点如何?

    原水经过混凝后即进入滤池的过滤方式称为微絮凝过滤。与有沉淀设备的普通滤池相比，虽然滤池的冲洗水量由约2％增加到6％，但整个水厂的基本建设费可节约30％，生产和维护费用也相对较低，混凝剂用量和产生的污泥量也都较少。微絮凝过滤的基本原理是充分利用了过滤过程中的接触絮凝作用，在原水中投加比有沉淀池的絮凝作用所需要少的药剂量，水中的污染物形成尺寸较小的絮体，在进入滤料的孔隙间后产生接触絮凝作用被截留去除。微絮凝过滤不利之处在于，由于原水经混凝后迅速进入滤池，没有常规流程中的沉淀时间所提供的缓冲作用，因而必须仔细控制絮凝过程，否则很容易出现出水不合格的现象。

    采用微絮凝过滤的特点有两个，一是通常使用双层滤料或三层滤料滤池，二是必须使用高分子混凝剂或高分子助凝剂。这是因为进入微絮凝过滤滤池的进水浊度比有沉淀池的常规滤池进水要高，因此要求悬浮固体在滤层中尽量穿透的深一些，以便既能在滤层中截留较多的悬浮固体，而又不致使水头损失增长过快。选用双层滤料或三层滤料是为了使悬浮固体在滤层中更易于进入滤层深处，而为了防止进入滤层深处的悬浮颗粒的泄漏，必须选用高分子混凝剂或高分子助凝剂来加强絮体的强度和与滤料颗粒之间的吸附力。

UASB工艺的优缺点

　　UASB的主要优点是：

　　1、UASB内污泥浓度高，平均污泥浓度为20－40gVSS/1； 

　　2、有机负荷高，水力停留时间短，采用中温发酵时，容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右； 

　　3、无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动； 

　　4、污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题； 

　　5、UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。

　　主要缺点是：

　　1、进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/l以下； 

　　2、污泥床内有短流现象，影响处理能力； 

　　3、对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。