一体化生活污水处理系统

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生物脱氮除磷机理、作用条件和工艺选择
生物脱氮除磷工艺一般都是除碳、脱氮和除磷三种流程的有机组合。除碳是利用细菌在有氧的条件下将有机物分解为二氧化碳和水的过程。在有充足的氧和生物量的条件下，除碳的过程可以很顺利的进行。《排放标准》中氮和磷的控制指标分为氨氮、总氮和总磷。总氮包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
在实际的工程设计中，根据受纳水体的要求和其它一些实际情况，生物除磷脱氮工艺可以分成以下几个层次：
①去除有机物、氨氮，对总氮无要求：可以采用生物硝化工艺，采用延时曝气。
②去除有机物和总氮：因要去除总氮，应采用生物硝化和反硝化工艺，需要在好氧反应池前增设一个缺氧段，将好氧池中的硝酸盐混合液回流到缺氧段，保证在缺氧的条件下，将硝酸盐反硝化成氮气。
③去除有机物、氨氮、有机氮和总磷：应采用除磷的硝化工艺，在好氧反应地前增设一个厌氧段，在厌氧段内完成磷的释放，在好氧段内实现磷的超量吸收、有机物的氧化、有机氮及氨氮的硝化。
④去除有机物、总氮和总磷：应采用*的生物除磷脱氮工艺，在好氧反应池前既要增设一个厌氧段又要增设一个缺氧段，以同时实现生物除磷脱氮。

中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺
中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺选择的主要影响因素包括：进水水质浓度和对出水水质的要求、工艺流程长短、占地面积、建设投资、能耗和运行管理等。当然，出水水质好、流程短、占地面积小、能耗低、投资少、运行管理简单的脱氮除磷工艺是工艺发展的总趋势，我们需要根据污水处理厂的实际情况，认真比选，终选择出符合实际的，好的工艺。
由上述脱氮除磷机理分析，我们可以看出脱氮过程和除磷过程之间相互限制：脱氮*，意味着因大量的结合态氧进入厌氧池使除磷所需的*的厌氧环境受到破坏，除磷受限;磷的去除通过排放剩余污泥实现，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情况下，除磷量也就越多，而生物硝化工艺却需要较低的负荷，较长的泥龄，因此硝化受到影响，进而影响脱氮效果。
生物脱氮除磷工艺主要有A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟、SBR工艺、BIOLAK等从活性污泥法派生出来的工艺，均可实现除碳、脱氮和除磷三种流程的组合，都是比较实用的除磷脱氮工艺。
SBR衍生工艺
SBR工艺因其操作灵活性，使之易于引入脱氮除磷过程，通过调整运行周期以及控制各工序时间的长短，来达到脱氮除磷的目的。然而，在实际应用中，常规SBR工艺往往因投资和占地面积等因素，限制其被采纳，但其衍生工艺因在具备SBR工艺优点的同时，又克服其缺点而将脱氮除磷的作用充分发挥出来而更具优势。
SBR衍生工艺有CAST工艺、ICEAS工艺、DAT-IAT工艺和UNITANK工艺等。ICEAS工艺和DAT-IAT工艺均采用连续进水方式，使进水的控制系统变得简单，但是因主反应区前面缺乏一个厌氧段，因此除磷的效果不够理想。DAT-IAT工艺的回流比比较大，运行费用偏高。因此，适合小城镇污水处理厂的SBR工艺非CAST工艺莫属。
CAST工艺是在主反应区前设置预反应区，在预反应区内，从主反应区回流的污泥与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除也对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。预反应区还有效的抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统稳定性。
CAST工艺具有出水水质好、抗冲击负荷适应性强、污泥活性好、投资和占地面积小、能耗低等优点。但CAST工艺的设备和容积利用率不高。
氧化沟工艺
通过文献获悉，我国中小城镇污水处理厂建设应用奥贝尔氧化沟工艺多。奥贝尔氧化沟拥有*的3层沟渠结构，通过制沟渠内的溶解氧量，保持较大的溶解氧梯度，形成厌氧-缺氧-好氧的环境达到脱氮除磷的目的。在实际应用中，我所从事的公司中小城镇污水处理厂建设多采用改良型卡鲁赛尔氧化沟，即在卡鲁赛尔氧化沟的主体结构之前增设厌氧池和缺氧池，结合A2/O工艺和氧化沟优点，达到良好的出水水质。
卡鲁赛尔氧化沟中的曝气设备有采用表曝装置如倒伞曝气机，也有采用微孔曝气头，推流器或搅拌机推动水体流动的。具体采用哪种组合，需在实际应用中通过计算权衡才能确定。
合建式BIOLAK工艺
BIOLAK工艺是一种具有除磷脱氮功能的采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。该工艺采用铺设有HDPE防渗膜的土池结构来避免地下水污染，采用悬挂曝气链曝气避免了穿孔安装曝气设备。合建式BIOLAK池前端的厌氧池和反应池中的波浪式曝气所形成的环境使污水中的氮和磷去除。
由于BIOLAK工艺采用土池而大大减少了建设投资，采用曝气链曝气系统强化了氧的转移效率，并减少运行费用，大大提高了处理效果，澄清池后稳定池内的二次曝气进一步保证了出水水质。BIOLAK工艺污泥回流量大，剩余污泥量少并且性质稳定，整个系统没有水下固定件，维修方便且概率小，因而在条件具备的地区，BIOLAK工艺应该是中小城镇污水处理厂具优势的工艺。

一体化膜生物反应器（Integrated membrane bio-reactor，简称IMBR）技术是膜分离技术与活性污泥技术相结合的新型水处理技术。膜生物反应器用膜分离技术代替传统活性污泥法的重力式沉淀池，提高了泥水分离率，使水力停留时间与污泥龄相对分离，具有处理设备紧凑，有机物分率高，污泥发生量少，维护管理方便，处理水质稳定，且品质优良等特点。然而，由于成本问题，使其难以大规模推广应用。
    IMBR技术特点：（1）IMBR技术处理洗浴废水的出水水质，可达到并优于城市污水再生利用城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002）。（2）生物接触氧化和膜生物反应器的组合工艺，耐冲击负荷强，适应性广。（3）反应池内充氧条件好，单位容积微生物量大，具有容积负荷高、不会出现污泥膨胀、出水稳定、占地面积少以及维护管理方便等特点。
该装置是利用微生物处理技术组合成的一种新型污水处理净化装置。它由生物化粪池池体、微生物菌群、微生物载体等组成。主要是通过人工强化技术，将微生物菌群一次性引入到生物化粪池内，在池内的生物载体上逐渐形成菌群生物膜，利用微生物菌群（生物膜）的新陈代谢作用吸附、消化、分解污水中有机污染物，使之转化成为稳定的无害化物质，达到净化水质之目的。该工艺采用的是多级生化处理工艺组合而成。

一体化生活污水处理系统整个系统埋在地下，污水进入该系统后不需任何能耗，利用流体推流虹吸技术，自动沿内部的特殊结构逐次流经调节、沉淀、分离、多级生物处理、多级氧化澄清等处理过程。在系统内设有特殊的GSH生物载体，便于微生物结膜繁衍生存。在该装置安装完毕正常运行后，一次性加入培植的GSH微生物菌种群，便可终身运行；该微生物菌群所含的种类多，菌谱宽，降解有机物能力强，处理后的污水经卫生、防疫、环保部门监测，*达到了国家新规定的GB8978-1996《污水综合排放标准》，可以就近排入下水道及附近水系。
在污水处理过程中，会产生部分的甲烷气体及少量的氮氧化合物气体，因其浓度低而不纯，故不能回收利用也不会引起爆炸，可随水流经下水道排放或用管道高空排放。经环保、卫生部门对所排放气体监测，符合国家有关环境保护要求，不影响居住环境大气质量。 处理后的水，如回用，可在排水口，增设一套相应流量的回用水装置，用于浇花草树木、冲洗车辆、地面厕所等。这是一项将微生物技术应用于环境保护中的生物工程。其原理是将自然水体中各种微生物通过特殊的设备分离提纯、培植驯化、浓缩固化后配制成高活性、高浓度多组合粉粒剂（或水剂）贮存。在常温、常压情况下，粉粒剂可保存6年以下。
我们研制的GSH系列微生物菌种为高活性、高浓度（100亿/克粉粒剂）、高组合（几十种--几百种/克粉粒剂）。应用时，针对不同的污染水体、水质及其污水中污染因子和浓度情况，选择降解性能有佳优势的微生物菌种群（分为A、B、C、D、E型等系列）及所需数量，用装置将菌群"激活"后，再投放到污水处理装置系统内（或城市的排污河、渠、沟、湖内），便可吸收消化分解污水中的有机污染物及其他有害成份。因生物化粪池内安装有特殊的生物载体，便于微生物附着结膜及新陈代谢，不会受水量的冲击负荷过大使大量微生物的流失。
应用范围
该技术及装置是目前污水处理的佳方式。适用于办公楼、住宅区、居民生活区、商业社区、宾馆酒店、食堂、学校、度假村、医院、水解——曝气生物滤池污水处理工艺，是一种新的工艺型式，是将污水处理过程中二个污水处理单元（反应器）组合而成的一种新技术。它与传统的好氧生物处理工艺相比较，具有能耗低、水力停留时间短、污泥产量少等特点。特别是水解反应器具有改善污水可生化性的特点，曝气生物滤池具有处理负荷高、出水水质好的优势，两者的结合，更凸现新工艺技术的优势。 
污水先经过粗格栅，以去除污水中大块的悬浮物，再流入提升泵房的集水池，由潜污泵提升至旋流沉砂池进水渠上的细格栅，进一步去除细小悬浮物，并经计量后进入旋流沉砂池，以去除污水中的细小砂粒。沉淀下来的砂粒经砂水分离器分离，干砂外运。砂水分离后的污水流入提升泵房集水池。经沉砂池处理后的污水自流入水解酸化池。水解酸化池将截留污水中大部分的悬浮物并将其中的部分有机物进行降解，且可将大分子的有机物水解为小分子的有机物。水解酸化池的出水自流入C/N上向流曝气生物滤池进行有机物的降解和硝化处理。C/N滤池出水进入N滤池进行脱氮处理，N滤池出水进入清水池，至此即可达到排放标准，或排放或回用（若有需要可设消毒池）。火车、轮船等生活污水的净化处理。