某污水處理廠工程建設項目可行性研究報告-資料下載頁

　　

【正文】 法（SBR—Sequencing Batch Reactor）是早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發明了的水處理工藝。70年代初，美國Natre Dame 教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究，并于1980年在美國環保局（EPA）的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、潷水、閑置。 由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發展速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理工藝。傳統的SBR工藝進水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇的，后來出現各種改型，有的改為連續進水，有的改為部分連續曝氣。一般說來，間歇處理不如連續處理簡單、方便，但它只需用一個反應池就能完成全部反應、沉淀工序，省去了連續工藝中的二沉池和回流污泥設施，使處理構筑物大大簡化，從而節省占地，降低基建投資。目前在傳統SBR工藝的基礎上又逐步發展了許多改良工藝，其基本情況如下：間歇式循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic E*tended System）是在1968年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比，最大特點是：在反應器進水端設一個預反應區，整個處理過程連續進水，間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段，因此處理費用比傳統SBR低。由于全過程連續進水，沉淀階段泥水分離差，限制了進水量。 好氧間歇曝氣系統（DATIAT—Demand Aeration TankIntermittent Tank）好氧間歇曝氣系統主體構筑物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成，DAT池連續進水連續曝氣，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續進水間歇排水。同時，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強的特點，并有除磷脫氮功能。 循環式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)循環式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工藝的基礎上開發出來的,是SBR工藝的一種新形式。將ICEAS的預反應區用容積更小，設計更加合理優化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應區：生物選擇器、缺氧區和好氧區，容積比一般為1：5：30。整個過程間歇運行，進水同時曝氣并污泥回流。該處理系統具有除氮脫磷功能。 CASS生物池由選擇區和主反應區兩部分組成。污水連續不斷地進入選擇區，微生物通過酶的快速轉移機理，迅速吸附污水中約85%左右的可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速增長過程，對進水水質、水量、PH值和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，污水再通過隔墻底部的連接口進入主反應池，經歷一個較低負荷的基質降解過程，并完成泥水分離。CASS工藝的運行模式與傳統SBR法類似，由進水、反應、沉淀和出水及必要的閑置等五個階段組成。從進水至出水結束作為一個周期，每一過程均按所需的設定時間進行切換操作，其每一個周期的循環操作過程如下：① 充水/曝氣在曝氣時同時充水，充水/曝氣時間一般占每一循環周期的50%，如采用4小時循環周期，則充水/曝氣為2小時。② 沉淀停止進水和曝氣，沉淀時間一般采用一小時，形成凝絮層，上層為清液。～，沉淀后可達10 g/l。③ 撇水繼續停止進水和曝氣，用表面撇水器排水，撇水器為整個系統中的關鍵設備，撇水器根據事先設定的高低水位由限位開關控制，可用變頻馬達驅動，有防浮渣裝置，使出水通過無渣區經堰板和管道排出。④ 閑置在實際運行中，撇水所需時間小于理論時間，在撇水器返回初始位置三分鐘后即開始為閑置階段，此階段可充水。在CASS系統中，一般至少設兩個池子，以使整個系統能接納連續的進水，因此在第一個池子進行沉淀和撇水時，第二個池子中進行充水/曝氣過程，使兩個池子交替運行。為防止進水對沉淀的干擾和出水水質的影響，一般在沉淀和撇水時須停止進水和曝氣，在設有四個CASS池子的系統中，通過選擇各個池子的循環過程可以產生連續的進出水。對于四個池子的CASS工藝，若采用4小時循環周期，其循環運行的相關順序如下：序號時間順序（h）1234池1進水/曝氣進水/曝氣沉淀/閑置撇水池2沉淀/閑置撇水進水/曝氣進水/曝氣池3撇水進水/曝氣進水/曝氣沉淀/閑置池4進水/曝氣沉淀/閑置撇水進水/曝氣其中每一循環周期中，始終有兩個池子處于充水/曝氣順序，另兩個池子分別處于沉淀和撇水順序，沉淀和撇水順序均需停止充水和曝氣，這樣的組合可以實現CASS系統的連續進出水。UNITANK單元水池活性污泥處理系統UNITANK單元水池活性污泥處理系統是比利時SEGHERS公司提出的，它是SBR工藝的又一種變形。它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點，一體化設計使整個系統連續進水連續出水，而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統可以靈活的進行時間和空間控制，適當的增大水力停留時間，可以實現污水的脫氮除磷。一體化常規單級UNITANK工藝的外形是矩形體，里面被分割成三個相等的矩形單元池，相鄰的單元池之間以開孔的公共墻相隔，以使單元池之間彼此水力貫通，如圖62所示。在3個單元池內全部配有曝氣擴散裝置。其中外側的兩池具有雙重功能，既作曝氣池，也作沉淀池，兩池上還設有固定出水堰及剩余污泥排放口，用作出水和剩余污泥的排放。中間池始終作曝氣池使用。進入系統的污水，通過進水閘控制可分時序分別進入三只矩形池中任意一池。圖62 UNITANK工藝示意圖一體化常規單級UNITANK工藝主要有兩種運行方式，即單級好氧與脫氮除磷處理系統。單級好氧UNITANK工藝的第一個主體運行階段包括以下過程：①原污水首先進入左側1號池內，在曝氣的同時去除BOD，因該池在上個主體運行階段作為沉淀池運行時積累了大量經過再生、具有較高吸附及活性的污泥，污泥濃度較高。因而可以高效地降解污水中的有機物；②混合液同時自左向右通過始終作為曝氣池的中間2號池，繼續曝氣，有機物得到進一步降解，同時在推流過程中，左側1號池內污泥進入中間2號池，再進入右側3號池，使污泥在各池內重新分配；③混合液進入作為沉淀池的右側3號池，停止曝氣，泥水分離后，出水通過溢流堰排放，剩余污泥則由底部排出。第一個運行階段結束后，通過一個短暫的過渡段，即進入第二個主體運行階段。第二個主體運行階段結束后，通過一個短暫的過渡段，即進入第二個主體運行階段。第二個主體運行階段過程為污水從右側3號池進入系統，混合液通過中間2號池再進入作為沉淀池的左側1號池，水流方向相反，操作過程相同。污水交替進入左側1號池和中間2號池，在左側1號池進行缺氧攪拌，以污水中的有機物作為電子供體，將在前一個運行階段的硝態氮通過兼性菌的反硝化作用實現脫氮；并釋放上一階段運行時沉淀的含磷污泥中的磷。中間2號池在曝氣運行時，進行去除有機物、硝化及吸收磷；在進水并攪拌時，進行反硝化脫氮，并自左向右推進污泥。右側3號池作為沉淀池進行泥水分離，上清液作為出水溢出，含磷污泥的一部分作為剩余污泥排出。在進入第二個主體運行階段前，污水只進入中間2號池，使左側1號池中盡可能完成硝化反應。其后左側1號池停止曝氣，作為沉淀池。然后進入第二個主體運行階段，污水由右向左流，運行過程相同。與SBR相比，UNITANK系統主要有以下改進：a．UNITANK系統在恒水位條件下交替運行，水力負荷恒定，因此可以降低對管道、閥門、水泵等水力設施或設備的規格及要求，從而降低系統的成本；b．系統反應池的有效容積能夠得到連續的使用，其結構因而變得更加緊湊；恒水位系統中可以使用表曝機，出水堰的構造也更加簡單（不需要浮式出水堰），而恒水位條件下的土建設計過程中不需要考慮水位變化對池體的壓力變化；c．厭氧及缺氧過程不會像SBR那樣混在同一階段（充水階段）；此外，根據具體的情況，如濃度較高的工業廢水或濃度較低的城市廢水的不同要求，可以采用時間及空間控制的方法 建造可以實現脫氮除磷的小型、中型及大型UNITANK系統。一體化UNITANK工藝集SBR，傳統活性污泥法，“三溝式氧化溝”的優點，克服了SBR間歇進水、“三溝式”占地大的缺點，使UNITANK系統因采用“三溝式”近似的運行工況而能連續進水，又采用“傳統法”同樣的曝氣裝置而使處理廠的面積減少。改良式序列間歇反應器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）改良式序列間歇反應器（MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor）是C,，研究開發的一種更為理想的污水處理系統。采用單池多方格方式，在恒定水位下連續運行。 圖63 MSBR系統原理圖現將MSBR系統的運行原理簡介如下：污水進入厭氧池，回流活性污泥在這里進行充分放磷，然后污水進入缺氧池進行反硝化。反硝化后的污水進入好氧池，有機物在這里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進入起沉淀作用的SBR池，澄清后的污水被排放，、硝化，或起靜置預作用。回流污泥首先進入濃縮區進行濃縮，上清液直接進入好氧池，而濃縮污泥則進入缺氧池，一方面可以進行反硝化，另一方面為先消耗掉回流濃縮污泥中的溶解氧和硝酸鹽，為隨后的厭氧放磷提供更為有利的條件。，以便進行反硝化。由其工作原理可以看出，MSBR是具有同時進行生物除磷及生物脫氮的污水處理工藝。采用MSBR工藝時需注意以下幾個問題：a．設備的利用率較低，這是SBR系列工藝的通病，MSBR工藝雖經多次改進，設備的利用率仍僅有74%。b．污水廠工程成功業績欠缺。c．MSBR工藝中的污泥濃縮池，工藝計算中要求在30分鐘內將污泥濃度提高近3倍（），由于濃縮池底部布置欠妥，污泥堆積無法避免，因此池內MLSS濃度無法平衡。d．進入好氧池有4Q，，因此好氧池內流向較紊亂。e．MSBR工藝各池傳動機械設備多，相互之間回流泵多，對控制系統依賴性大，如果自控系統中某一部分出故障時，將導致全廠運行困難。生物濾池系列二級處理除活性污泥法的另一大類別為生物膜法，主要代表工藝為生物濾池。傳統生物濾池凈化效果好，但存在占地大，衛生條件差等缺點。隨著生物濾池的發展，曝氣生物濾池已成為生物膜法的主力工藝。現代曝氣生物濾池是在生物氧化基礎上，引入自來水處理過濾工藝原理基礎上發展起來的一種新工藝，在80年代初出現在歐洲，主要是在一級強化處理基礎上將生物氧化與過濾結合在一起，濾池后可不設二次沉淀池，通過反沖洗再生，實現濾池周期運行。由于其性能良好，應用范圍逐漸擴大，至90年代已日趨成熟，在污水二、三級處理領域中曝氣生物濾池發展很快，其中BIOSTYR向上流生物濾池是近年來在歐洲發展起來的新一代生物膜污水處理技術。最近十年世界上已有多個國家和地區建成超過70個BAF同類型的污水處理廠。所以，曝氣生物濾池是一種具有活性污泥法特點的生物膜法處理構筑物，它結合了曝氣池和生物濾池兩者的優點。其主要特點和優點如下：處理負荷高、自動化程度高，操作人員少；一旦生化系統由于有害物質的進入或負荷變化而導致功能破壞，固定生物膜工藝同懸浮生長工藝相比具有非常強的恢復能力，生物濾池工藝僅需要幾天即可恢復其以前的生化能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復；工藝操作靈活，同一濾池內可同時完成硝化和反硝化的功能；由于濾池和生化反應器結合起來，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規工藝的1/41/5，節省大量征地和地基處理費用BAF工藝屬生物膜法，生物膜法主要特點是微生物附著在介質“濾料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CONH3和微生物細胞物質，污水得到凈化。采用鼓風曝氣系統結合污水充氧。溶解的有機污染物轉化為生物膜，生物膜經反沖洗脫落下來，從系統中去除。BAF反應池是一種高負荷濾池,微生物附著于全浸沒在水中的球形顆粒濾料上。由于BAF過濾，能有效的截留水中的懸浮物，經BAF生物濾池處理過的水，不再需要進行專門沉淀處理。減少了污水處理設施的占地和投資。但是BAF生物濾池對進水性質有一點要求，進水中懸浮物一般要小于60mg/l，故要加前處理設施，同時對出水水質要求較高時還要加混凝沉淀池。生物接觸氧化法系列傳統的生物接觸氧化工藝（Biological Contact O*idation）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（~），另外接觸氧化工藝不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運行管理較活性污泥法簡單，對水量水質的波動有較強的適應能力。雖然傳統的生物接觸氧化工藝具有上述優點，但其固有的缺點卻限制了其發展。傳統的生物接觸氧化工藝其生物反應池內幾乎充滿填料，雖然提高了池內的生物量，卻擠占了污水流動的空間，致使其產水率低，抵消了其較高的容積負荷可以減少池容的優點；另外由于污水在池內水流緩慢，生物膜主要靠自身脫落而非靠污水沖刷，因此生物膜更新速度緩慢，致使活性較差，一旦進水BOD5超出100mg/L就處理效率下降，還極易產生填料堵塞。對傳統的生物接觸氧化工藝的特點的分析可知，傳統的生物接觸氧化工藝事實上更偏向于固著型生物膜工藝，僅有少部分容積尚存一定濃度的懸浮性活性污泥。科亮生物工程有限公司和美國科恩國際公司聯合開發出來的一套具有高效、低能、低運