农村生活污水处理设施

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推流式活性污泥法

推流式活性污泥法，又称为传统活性污泥法。推流式曝气池表面呈长方形，在曝气和水力条件的推动下，曝气池中的水流均匀地推进流动，废水从池首端进入，从池尾端流出，前段液流与后段液流不发生混合。其工艺流程图见图2-5-18所示。

在曝气过程中，从池首至池尾，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，活性污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断地变化，其沉降-浓缩性能也不断地变化。

推流式曝气的特点是：①废水浓度自池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，废水降解反应的推动力较大，效率较高;②推流式曝气池可采用多种运行方式;③对废水的处理方式较灵活。但推流式曝气也有一定的缺点，由于沿池长均匀供氧，会出现池首曝气不足，池尾供气过量的现象，增加动力费用。

推流式曝气池一般建成廊道型，根据所需长度，可建成单廊道、二鹿道或多廊道。廊道的长宽比一般不小于5:1，以避免短路。

用于处理工业废水，推流式曝气池的各项设计参数的参考值大体如下：

BOD 负荷(Ns) 0.2~0.4kgBOD5/(kgMLSS.d)

容积负荷(Nv) 0.3~0.6kgBOD5/(m3.d)

污泥龄(生物固体平均停留时间)(θr、ts) 5~15d;

混合液悬浮固体浓度(MLSS) 1500~3500mg/L;

混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS) 1200~2500mg/L;

污泥回流比(R) 25%~50%;

曝气时间(t) 4~8h;

BOD5去除率 85%~95%。

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完全混合活性污泥法

完全混合式曝气池，是废水进入曝气池后与池中原有的混合液充分混合，池内混合液的组成、F/M值、微生物群的量和质是完全均匀一致的。整个过程在污泥增长曲线上的位置仅是一个点。这意味着在曝气池中所有部位的生物反应都是同样的，氧吸收率都是相同的。

氧化塘是一种构造简单、易于维护管理、污水净化效果良好、节省能源的污水处理法。氧化塘对污水的净化过程和自然水体自净过程很相近，污水在塘内经较长时间的缓慢流动、贮存，通过微生物的代谢活动，使污水中的有机污染物降解，污水得到净化。据统计，目前全世界已有近50个采用氧化塘处理污水。氧化塘具有一些较为突出的优点：①可以充分利用地形，工程简易，基建投资省;②能够实现污水资源化，使污水净化与利用相结合;③污水处理成本低廉。但氧化塘也具一定的不足之处：①占地面积大;②污水净化效果不稳定;③ 污泥应及时清除;④浮油应及时去除。

　　氧化沟在世界上应用也很广泛，我市北郊污水净化厂在2OO6年也采用了奥贝尔氧化沟工艺，经过一年的试运行，处理效果基本能达到原设计指标，对氮的去除率很高，但对磷的去除效果一般。氧化沟工艺相对普通活性污泥法，提高了混合液污泥浓度(ML ss)，降低了剩余污泥生成量。氧化沟有很多形式：卡鲁塞尔型、三沟式、合建式等等。一般用机械曝气器击动水面而充氧，曝气器有水平轴转刷型的，氧化沟的水深为3m左右，大水深不超过3.6m。有的氧化沟采用碟式或立轴倒伞曝气器。三沟式氧化沟在在某些污水厂中被应用，如香洲净化厂、深圳污水厂，这种氧化沟不另设二次沉淀池，进出水通过程序定时切换兼有曝气沉淀功能，不需要污泥回流，节省能耗和地建费用，但由于曝气设备利用率低，增加了设备费用。

　　由于可不设回流污泥装置运行管理简单，且氧化沟具有氧化塘的某些优点，并克服了氧化塘占地面积大，处理效果不稳定等缺点，应用有一定发展。合建式氧化沟是近年来开发出的一系列改型的总称，它们的特点是沉淀池与氧化沟合建，进水和曝气都连续不变，它具备了其它氧化沟的优点，达到基建费省，运行费用低，管理又简单方便。不论是何形式的氧化沟，都由于受水深不能过大的限制，在部分曝气器是满负荷运行等，致使其发展受到影响。

　　序批式曝气法(SBR法)

　　序批式曝气法(SBR)是一种古老的工艺，初是在一个池中间歇进水、间歇曝气，沉淀、排水、排泥，处理工序相当简化。如采用延时曝气的SBR法，还可省去污泥消化、沼气贮存利用工序，整个污水厂只需要几个构筑物。目前我国只在一些规模不大的城市污水厂应用，规模为每天100(~n3以下，但由于其突出的简易特点，已显示出管理简单、运行稳定等优点，引起人们广泛的重视。该工艺不仅工艺简单，对水量水质的变化有很强的适应性，可以省去调节池，不存在污泥膨胀的危险，污泥沉降性好，可以脱氮除磷，出水水质好，占地省，在一定规模下造价省，运行费用低。它的缺点是进水、曝气倒换频繁，且由于排出装置，国内尚未形成该工艺，发展有一定限制，一直未能推广。但仍是两种很有潜势的工艺，逐渐受到重视。

　　SBR工艺近年来发展很快，已出现多种改型，目前常用的有以下几种型式：①传统间歇进水，间歇曝气，这种型式对水量水质变化适应性强，水量变化很大，水型污水厂为适用。②连续进水，间歇曝气，对进水不加控制，但必须使其不影响沉淀。③双池串联，连续进水，前池连续曝气，后池间歇曝气，从后池往前池回流混合液以保持污泥浓度。后两种形式均为连续进水，可用于较大型污水处理厂。
下水道内部处理

　　污水中含有微生物和容易同化的有机物，如果污水处于一种需氧状态(存在溶解氧)，则大部分有机物逐渐氧化为二氧化碳或转化成新的细菌细胞。当污水在压力管道中长时间输送时，就中断了大气中氧的供给，所剩余的溶解氧迅速被用光，短时间后特殊的微生物就开始将硫酸盐还原成硫化氢，此时的污水就称为腐化污水。当这种污水同空气接触时，会释放出硫化氢，并在下水道的管壁上氧化成硫酸盐，从而造成严重的危害与腐蚀。在英国，至少有50种下水道已经成功地采用向下水道内喷入氧气来预防这种腐蚀与损害。但这种氧的氧化作用，部分地受到悬浮污水中的微生物和下水道干管表面生长的生物膜的影响，氧的用量大，费用也比其它方法高25倍左右。这种技术仅适用于一定的条件，但它们仍可以作为减轻超负荷运转的污水处理厂负荷的一种有效的补充方法。在我国目前尚无使用此项方法的实例，这是由于该方法投资太巨大，我国目前的经济条件还不能达到。但就我站对全市下水道的十数年监测资料，如果能彻底贯彻“谁污染、谁治理”的方针，由各排水大户承担起部分责任，对整个城市的水环境是有不容忽视的益处的。

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：应采用完全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：脱氮完全，意味着因大量的结合态氧进入厌氧池使除磷所需的完全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，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。
农村生活污水处理设施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。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，因主反应区前面缺乏一个厌氧段，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。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，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。奥贝尔氧化沟拥有独特的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。

活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体在曝气池内是悬浮状，并和污水接触而使之净化的方法。包括标准活性污泥法、STEP曝气法、长时间曝气法、分段式曝气法、限制曝气法以及AB法等传统活性污泥法的