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農(nóng)村生活污水一體化處理設(shè)備工藝研究
來源：科柏盛環(huán)保 發(fā)布時間：2020-07-06
農(nóng)村生活污水問題已成為阻礙美麗鄉(xiāng)村建設(shè)面臨的主要問題，亟待解決。一體化污水處理設(shè)備具有管理方便、工作效率高、能耗低、投資小以及占地面積小等優(yōu)勢，非常適合在農(nóng)村地區(qū)推廣�；诖耍疚木娃r(nóng)村生活污水一體化處理設(shè)備工藝進(jìn)行簡要分析。
在工業(yè)快速發(fā)展的影響下，我國環(huán)境問題日益突出，引起社會廣泛關(guān)注。每年我國都有新環(huán)保政策出臺，對城市不同類型的污染源進(jìn)行控制，使城市環(huán)境污染問題得到有效緩解。在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)理念的推動下，我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。然而，在農(nóng)村發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中同樣被環(huán)境問題所困擾。大部分農(nóng)村地區(qū)缺少完善的污水處理設(shè)施，其生活污水大多直接被排入河流，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，我國亟待采取先進(jìn)的污水處理工藝治理農(nóng)村生活污水問題。
1 一體化污水處理設(shè)備工藝論證
所謂廢水可生化性，是指廢水中所含的污染物通過微生物的生命活動來改變污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而改變污染物的化學(xué)和物理性能所能達(dá)到的程度。生物處理是指微生物借助污水中的有機(jī)物維持生命特征、開展生命活動，并借助新陳代謝實(shí)現(xiàn)對污染物的清除。因此，需要對水中污染物的含量通過實(shí)驗(yàn)、計(jì)算的方法來確定，進(jìn)而判斷其是否能進(jìn)行微生物處理。
BOD5與COD是比較常用的水質(zhì)指標(biāo)，借助B/C比實(shí)現(xiàn)可生化性評價是一種的方法。當(dāng)B/C比值大于0.3時，可以對污水進(jìn)行可生化處理。隨著兩者比值的增大，其可行性隨之增大。在實(shí)際微生物處理中，不需要將有機(jī)物完全分解為水、硝酸鹽及二氧化碳，只要保證其含量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)即可。
就一體化設(shè)備工藝而言，以活性淤泥法為例，其較為成熟的工藝包括A/O法、A2/O法及其他改進(jìn)工藝等。其 中，A/O脫氮法是指缺氧—好氧法，而A/O除磷法是指厭氧—好氧法，在污水流經(jīng)對應(yīng)區(qū)域時借助各種微生物菌的分解作用，促使氮、磷及有機(jī)物等污染物得到有效去除。
2 A/O主體工藝
2.1 工藝原理
厭氧—好氧活性污泥法（Anoxic/Oxic，簡稱A/O）是由厭氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理工藝。污水進(jìn)入?yún)捬醭睾�，與回流污泥混合�；钚杂倌嘀械木哿拙谶@一過程中大量吸收污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進(jìn)入好氧池后，有機(jī)物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧環(huán)境中的吸磷量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在厭氧環(huán)境中的釋磷量，因此，污水經(jīng)過“厭氧—好氧”的，達(dá)到除磷目的。
2.2 工藝特點(diǎn)
采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備具有除磷功能、脫氮功能及減少有機(jī)物功能等，其能有效避免出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，并且操作極其簡便。并且填料比表面積較大，池內(nèi)具有良好的充氧條件，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高，再加上污泥回流，反應(yīng)池內(nèi)活性污泥濃度較高，因此兼有活性污泥法的特點(diǎn)，具有較高的容積負(fù)荷。由于生物固體量多，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量能保證不大于經(jīng)活性淤泥法所產(chǎn)生的淤泥量。并且該工藝操作十分簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低、處理效果良好、運(yùn)行穩(wěn)定，完全可以滿足污水治理要求，保證污水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 工藝流程
如圖1所示，生活污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后，由污水泵抽送至A級兼氧池，兼氧池內(nèi)掛有彈性填料，借助填料中兼氧細(xì)菌自身的吸附水解作用，使污水中對生物細(xì)菌有抑制作用和難以生物降解的有機(jī)物水解，同時將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，并對固體有機(jī)物進(jìn)行降解，減少了污泥量，降低污水中懸浮固體的含量。同時，利用污水中的有機(jī)物作為碳源，使從后級好氧段回流的硝化液中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮經(jīng)過兼氧細(xì)菌作用后，形成氣態(tài)氮從污水中逸出，實(shí)現(xiàn)污水脫氮目標(biāo)，降解污水中的有機(jī)物，提高污水的生化可降解性，同時有效除去污水中的懸浮物及氨氮。兼氧池出水進(jìn)入O級好氧接觸氧化池，好氧池內(nèi)好氧微生物在水體中有充足溶解氧的條件下，利用污水中的可溶性污染物進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，污水中大部分懸浮物在二沉池中能得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲存，中間水泵再提升至沙過濾器，去除懸浮雜質(zhì)、顆粒及膠體等雜質(zhì)，確保出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后消毒排放。
經(jīng)格柵攔截的柵渣需要定期清理外運(yùn)，二沉池中的污泥部分回流至A級生物處理池，另一部分污泥流入污泥池進(jìn)行好氧穩(wěn)定消化處理，減少臭氣排放量及污泥體積。并且消化池上清液溢流回到調(diào)節(jié)池，進(jìn)入下一批次循環(huán)處理。剩余污泥定期抽送出設(shè)備罐體外運(yùn)處置。
3 MBR主體工藝
3.1 工藝原理
膜生物反應(yīng)器（Membrane Biore-actor，簡稱MBR）技 術(shù)是膜分離技術(shù)和活性淤泥法相結(jié)合的工藝。與活性淤泥法有所不同，其不需要利用沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離，而是借助中空纖維膜替代沉淀池，因此其固液分離能力更加突出。
3.2 工藝特點(diǎn)
MBR處理工藝能適應(yīng)各種水質(zhì)，并且具有良好的沖擊負(fù)荷能力。處理池中采用新型彈性立體填料，比表面積較大，更容易實(shí)現(xiàn)微生物掛膜及脫膜，在相同的有機(jī)物負(fù)荷條件下，其去除有機(jī)物的效果更加明顯，能提高空氣中的氧在水中的溶解度；其工藝簡單，不需要設(shè)置過濾池、沉淀池，可有效節(jié)約土地資源；同時，可有效減少水力的停留時間，減少污泥排放量，進(jìn)而降低污泥處理成本。
3.3 工藝流程
如圖 2 所示，污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)池，借助PLC控制器開啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行充氧作業(yè)，生物反應(yīng)池出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理環(huán)節(jié)，污水返回調(diào)節(jié)池。反沖洗泵借助清水池中的處理水達(dá)到反沖洗膜處理設(shè)備的目的，同時反沖污水返回調(diào)節(jié)池。提升泵開啟與閉合由反應(yīng)池的水位進(jìn)行控制。膜單元的過濾操作與反沖洗操作，能通過手動與自動兩種控制方式實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)膜單元需要開展化學(xué)清洗作業(yè)時，應(yīng)關(guān)閉污水循環(huán)閥及進(jìn)水閥，開啟藥液循環(huán)泵、藥洗閥及藥劑循環(huán)閥，達(dá)到化學(xué)清洗的目的。MBR工藝?yán)媚さ母咝Ы亓糇饔茫瑢⑸磻?yīng)池中的大分子有機(jī)物及活性淤泥截留住，省略初沉池、二沉池，進(jìn)行固液分離，有效達(dá)到泥水分離的目的。
4 SBR主體工藝
4.1 工藝原理
序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR法）的*大優(yōu)勢是在運(yùn)行操作中將排水、沉淀、反應(yīng)及曝氣等環(huán)節(jié)的操作工序根據(jù)時間順序在同一反應(yīng)池中反復(fù)進(jìn)行。SBR工藝的運(yùn)作次序主要包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水及閑置5個階段，5個階段所需的時間為一個運(yùn)行周期，一個周期內(nèi)各個階段的運(yùn)行時間、運(yùn)行狀況及反應(yīng)池中混合液的濃度等都可以根據(jù)運(yùn)行功能與進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行靈活操作。通過對各階段操作的有效控制及切換，SBR法就能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。同時，在進(jìn)水階段、反應(yīng)階段，缺氧（或厭氧）與好氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，有效抑制專性好氧菌的過量繁殖。并且較短的污泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖，解決了常規(guī)活性污泥易使污泥膨脹的問題。
4.2 工藝流程
如圖 3 所示，污水流經(jīng)格柵井后去除體積大的漂浮物，然后流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、均量。出水經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入主反應(yīng)SBR設(shè)備池，經(jīng)過曝氣、反應(yīng)、沉淀、排水等一系列操作工序后，下部污泥流入污泥儲存池，上部清液經(jīng)潷水器潷水后流入中間水池，經(jīng)消毒處理后，作為回用中水或達(dá)標(biāo)排放至水體。進(jìn)入污泥儲存池的污泥經(jīng)壓濾后抽排外運(yùn)，上清液回流至調(diào)節(jié)池。
5 結(jié)語
當(dāng)前，我國在農(nóng)村環(huán)保方面出臺了相關(guān)政策，農(nóng)村環(huán)境治理市場的發(fā)展優(yōu)勢巨大。特別是在農(nóng)村污水處理方面，排放標(biāo)準(zhǔn)不一、處理工藝多樣，導(dǎo)致其沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。因此，在農(nóng)村污水處理設(shè)備工藝方面應(yīng)加大研發(fā)力度，提高農(nóng)村污水處理效率，以實(shí)現(xiàn)建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的目標(biāo)。
在工業(yè)快速發(fā)展的影響下，我國環(huán)境問題日益突出，引起社會廣泛關(guān)注。每年我國都有新環(huán)保政策出臺，對城市不同類型的污染源進(jìn)行控制，使城市環(huán)境污染問題得到有效緩解。在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)理念的推動下，我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。然而，在農(nóng)村發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中同樣被環(huán)境問題所困擾。大部分農(nóng)村地區(qū)缺少完善的污水處理設(shè)施，其生活污水大多直接被排入河流，對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，我國亟待采取先進(jìn)的污水處理工藝治理農(nóng)村生活污水問題。
1 一體化污水處理設(shè)備工藝論證
所謂廢水可生化性，是指廢水中所含的污染物通過微生物的生命活動來改變污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而改變污染物的化學(xué)和物理性能所能達(dá)到的程度。生物處理是指微生物借助污水中的有機(jī)物維持生命特征、開展生命活動，并借助新陳代謝實(shí)現(xiàn)對污染物的清除。因此，需要對水中污染物的含量通過實(shí)驗(yàn)、計(jì)算的方法來確定，進(jìn)而判斷其是否能進(jìn)行微生物處理。
BOD5與COD是比較常用的水質(zhì)指標(biāo)，借助B/C比實(shí)現(xiàn)可生化性評價是一種的方法。當(dāng)B/C比值大于0.3時，可以對污水進(jìn)行可生化處理。隨著兩者比值的增大，其可行性隨之增大。在實(shí)際微生物處理中，不需要將有機(jī)物完全分解為水、硝酸鹽及二氧化碳，只要保證其含量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)即可。
就一體化設(shè)備工藝而言，以活性淤泥法為例，其較為成熟的工藝包括A/O法、A2/O法及其他改進(jìn)工藝等。其 中，A/O脫氮法是指缺氧—好氧法，而A/O除磷法是指厭氧—好氧法，在污水流經(jīng)對應(yīng)區(qū)域時借助各種微生物菌的分解作用，促使氮、磷及有機(jī)物等污染物得到有效去除。
2 A/O主體工藝
2.1 工藝原理
厭氧—好氧活性污泥法（Anoxic/Oxic，簡稱A/O）是由厭氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理工藝。污水進(jìn)入?yún)捬醭睾�，與回流污泥混合�；钚杂倌嘀械木哿拙谶@一過程中大量吸收污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進(jìn)入好氧池后，有機(jī)物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧環(huán)境中的吸磷量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在厭氧環(huán)境中的釋磷量，因此，污水經(jīng)過“厭氧—好氧”的，達(dá)到除磷目的。
2.2 工藝特點(diǎn)
采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設(shè)備具有除磷功能、脫氮功能及減少有機(jī)物功能等，其能有效避免出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，并且操作極其簡便。并且填料比表面積較大，池內(nèi)具有良好的充氧條件，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高，再加上污泥回流，反應(yīng)池內(nèi)活性污泥濃度較高，因此兼有活性污泥法的特點(diǎn)，具有較高的容積負(fù)荷。由于生物固體量多，當(dāng)有機(jī)容積負(fù)荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，因此污泥產(chǎn)量能保證不大于經(jīng)活性淤泥法所產(chǎn)生的淤泥量。并且該工藝操作十分簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)成本較低、處理效果良好、運(yùn)行穩(wěn)定，完全可以滿足污水治理要求，保證污水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 工藝流程
如圖1所示，生活污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后，由污水泵抽送至A級兼氧池，兼氧池內(nèi)掛有彈性填料，借助填料中兼氧細(xì)菌自身的吸附水解作用，使污水中對生物細(xì)菌有抑制作用和難以生物降解的有機(jī)物水解，同時將大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，并對固體有機(jī)物進(jìn)行降解，減少了污泥量，降低污水中懸浮固體的含量。同時，利用污水中的有機(jī)物作為碳源，使從后級好氧段回流的硝化液中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮經(jīng)過兼氧細(xì)菌作用后，形成氣態(tài)氮從污水中逸出，實(shí)現(xiàn)污水脫氮目標(biāo)，降解污水中的有機(jī)物，提高污水的生化可降解性，同時有效除去污水中的懸浮物及氨氮。兼氧池出水進(jìn)入O級好氧接觸氧化池，好氧池內(nèi)好氧微生物在水體中有充足溶解氧的條件下，利用污水中的可溶性污染物進(jìn)行新陳代謝，達(dá)到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池，污水中大部分懸浮物在二沉池中能得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲存，中間水泵再提升至沙過濾器，去除懸浮雜質(zhì)、顆粒及膠體等雜質(zhì)，確保出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后消毒排放。
3 MBR主體工藝
3.1 工藝原理
膜生物反應(yīng)器（Membrane Biore-actor，簡稱MBR）技 術(shù)是膜分離技術(shù)和活性淤泥法相結(jié)合的工藝。與活性淤泥法有所不同，其不需要利用沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離，而是借助中空纖維膜替代沉淀池，因此其固液分離能力更加突出。
3.2 工藝特點(diǎn)
MBR處理工藝能適應(yīng)各種水質(zhì)，并且具有良好的沖擊負(fù)荷能力。處理池中采用新型彈性立體填料，比表面積較大，更容易實(shí)現(xiàn)微生物掛膜及脫膜，在相同的有機(jī)物負(fù)荷條件下，其去除有機(jī)物的效果更加明顯，能提高空氣中的氧在水中的溶解度；其工藝簡單，不需要設(shè)置過濾池、沉淀池，可有效節(jié)約土地資源；同時，可有效減少水力的停留時間，減少污泥排放量，進(jìn)而降低污泥處理成本。
3.3 工藝流程
如圖 2 所示，污水經(jīng)格柵井流入調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)池，借助PLC控制器開啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行充氧作業(yè)，生物反應(yīng)池出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理環(huán)節(jié)，污水返回調(diào)節(jié)池。反沖洗泵借助清水池中的處理水達(dá)到反沖洗膜處理設(shè)備的目的，同時反沖污水返回調(diào)節(jié)池。提升泵開啟與閉合由反應(yīng)池的水位進(jìn)行控制。膜單元的過濾操作與反沖洗操作，能通過手動與自動兩種控制方式實(shí)現(xiàn)。
4 SBR主體工藝
4.1 工藝原理
序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor，簡稱SBR法）的*大優(yōu)勢是在運(yùn)行操作中將排水、沉淀、反應(yīng)及曝氣等環(huán)節(jié)的操作工序根據(jù)時間順序在同一反應(yīng)池中反復(fù)進(jìn)行。SBR工藝的運(yùn)作次序主要包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水及閑置5個階段，5個階段所需的時間為一個運(yùn)行周期，一個周期內(nèi)各個階段的運(yùn)行時間、運(yùn)行狀況及反應(yīng)池中混合液的濃度等都可以根據(jù)運(yùn)行功能與進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行靈活操作。通過對各階段操作的有效控制及切換，SBR法就能在一定的范圍內(nèi)適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。同時，在進(jìn)水階段、反應(yīng)階段，缺氧（或厭氧）與好氧狀態(tài)交替出現(xiàn)，有效抑制專性好氧菌的過量繁殖。并且較短的污泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖，解決了常規(guī)活性污泥易使污泥膨脹的問題。
4.2 工藝流程
如圖 3 所示，污水流經(jīng)格柵井后去除體積大的漂浮物，然后流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)、均量。出水經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入主反應(yīng)SBR設(shè)備池，經(jīng)過曝氣、反應(yīng)、沉淀、排水等一系列操作工序后，下部污泥流入污泥儲存池，上部清液經(jīng)潷水器潷水后流入中間水池，經(jīng)消毒處理后，作為回用中水或達(dá)標(biāo)排放至水體。進(jìn)入污泥儲存池的污泥經(jīng)壓濾后抽排外運(yùn)，上清液回流至調(diào)節(jié)池。
當(dāng)前，我國在農(nóng)村環(huán)保方面出臺了相關(guān)政策，農(nóng)村環(huán)境治理市場的發(fā)展優(yōu)勢巨大。特別是在農(nóng)村污水處理方面，排放標(biāo)準(zhǔn)不一、處理工藝多樣，導(dǎo)致其沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。因此，在農(nóng)村污水處理設(shè)備工藝方面應(yīng)加大研發(fā)力度，提高農(nóng)村污水處理效率，以實(shí)現(xiàn)建設(shè)美麗鄉(xiāng)村的目標(biāo)。
