水解酸化—接觸氧化法處理生活污水的工藝設計
摘要：廠區生活污水有機物及懸浮顆粒含量高，可生化性好。采用水解酸化－接觸氧化法(厭氧/ 好氧) 處理生活污水，目前系統運行穩定，出水各項指標達到國家GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中二級排放標準。設計處理能力為1 500 m3/d，處理后出水進入廠區回用水池。
關鍵詞：污水處理; 生活污水; 水解酸化; 接觸氧化
0 引言
國內外一般采用生化方法處理生活污水，因生活污水的ρ(BOD5)/ρ(COD)≈0. 5，可生化性強。接觸氧化法具有容積負荷高，停留時間短，有機物去除效果好，運行簡單和占地面積小等優點。為此，本項目選用工藝成熟、運行可靠的接觸氧化法。
1 原水水質水量
原水為廠區生活排水，包括廠區辦公設施、食堂、浴池等生活設施總排水。日最大處理量: 1 500 m3 ;辦公設施的廁所排水須經化糞池處理; 食堂廚房排水須經隔油池處理后方可匯入該生活污水處理站。生活污水處理站設計進水水質指標見表1。
表1 生活污水處理站設計進水水質指標 mg/L
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2 工藝流程及處理后水質
工藝流程見圖1。
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圖1 工藝流程
生活污水處理段采用A /O 生化法進行處理。即采用水解酸化(缺氧段) 與生物接觸氧化(好氧段) 相結合法，能夠有效利用兼性細菌和好氧細菌不同的新陳代謝作用，對水中的可生物降解的各種污染物進行徹底分解。“A /O”工藝同時具有良好的脫氮除磷的生物處理效果，是通過好氧菌、缺氧菌不同的代謝過程交替作用來完成的。深度處理段采用接觸過濾物化工藝將水中微小顆粒懸浮物進行分離，使出水滿足回用水水質標準要求。生化、物化兩種處理段的有機結合，使生活污水處理有良好穩定的效果。處理系統的污泥處置: 高效沉淀池的有機活性污泥自流回水解酸化池，通過池下部的厭氧菌進行消化分解，并定期將水解酸化池的污泥提升至工業污泥調節池，同工業污泥混合經污泥脫水機脫水后外運。剩余污泥150 ～ 200 kg/d，其中無機物含量≥80%，有機污泥含量≤20%。處理后水質指標見表2。
表2 生活污水處理設計出水水質指標 mg/L
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3 主要構筑物及特點
1) 格柵井。格柵井內設有兩支進水渠，每支渠均有閘門和格柵井，格柵可去除水中較大懸浮物和漂浮物，包括紙張、塑料袋、毛發等，保證后續處理構筑物的正常運行。
2) 水解酸化池: 2 座，有效容積: 165 m3，停留時間: 2. 5 h(最大)。原水進入水解酸化池在兼性微生物的作用下充分的完成水解酸化過程，使得大分子有機物徹底分解成小分子有機物，提高可生化性。
水解酸化池出水自隔墻上部的出水窗進入調節池。后續好氧處理后的沉淀污泥部分回流水解酸化池，在下部厭氧微生物的作用下利用沉淀池回流污泥中的硝酸鹽和原水中的有機物進行反硝化反應以去除水中的氨氮和硝化污泥，減少外排污泥量。
3) 調節池: 2 座，有效容積: 380 m3，停留時間:6 h。由于污水來水呈峰、谷不均勻狀態，污水處理站需要設置較大的調蓄容積，以緩解來水不均勻有可能給后續生化系統帶來的沖擊負荷。池底部設有防止污泥沉積的穿孔曝氣裝置。
4) 接觸氧化池:一級接觸氧化池，2座，有效容積286 m3，停留時間: 4. 5 h; 二級接觸氧化池，2 座，有效容積142 m3，停留時間: 2. 25 h。
采用鼓風曝氣系統給待處理水充入足夠的氧氣，使好氧菌能有足夠的氧氣利用水中有機物進行新陳代謝，從而使水中的污染物變成二氧化碳和水等無害無機物。池中投加生物填料，為微生物創造一個穩定的環境，使其能夠順利地進行新陳代謝。水下曝氣機的氣泡細小均勻，有利于氧的傳質和溶解。由于池中入口處COD 負荷較高而營養物質豐富，微生物生長率處于上升階段，此時其繁殖率高，活力強，吸附和代謝有機物的能力極高，水中污染物去除率極高。在池后出水處由于有機物處理較為徹底，污染物濃度低，微生物處于內源呼吸期而易于死亡脫落。
5) 高效沉淀池: 2 座，有效容積: 53 m3，停留時間: 1. 66 h。死亡脫落的生物膜顆粒較大，沉降性能好，隨水流進入后續二級沉淀池進行沉淀去除。沉淀池內設有與水流方向相反的填料區，成為高效沉淀池。因填料區增加了沉淀池有效沉淀接觸面積，使得其表面水力負荷為普通沉淀池的幾倍，而容積則大大減小。沉淀污泥定期回流至水解酸化池，進行消化分解。
6) 中間水池: 1 座，最高液位為-1. 30 m，最低液位為-4. 80 m，調節水量50 m3，貯水時間為1 h。滿足用水集中時的用水量，同時作為二級提升泵的吸水池。
7) 反洗水池: 1 座，最高液位為-1. 60 m，最低液位為-4. 80 m，調節水量64 m3。
8) 主要設備。
①提升泵: 生化系統前的提升泵采用多臺小流量泵，便于工控機自動化管理系統根據不同水量情況進行調節，或啟動1 臺、或啟動2 臺直至多臺水泵均投入運行，保證處理構筑物生化段的連續運行，處理水質穩定。
②鼓風曝氣系統: 根據管理系統的指令配合一級提升泵的供水量或初級接觸氧化池的液位變化提供適宜的曝氣量，保證生化處理段的高效穩定運行。鼓風曝氣過程產生熱量，調節鼓風曝氣量以緩解冬季水溫較低造成的微生物活性降低，不能滿足降解水中污染物的需要而致出水水質不達標的現象。
③過濾器: 進一步去除SS、BOD5、COD 等物質。當濾層損失超過5 m水頭，進行反沖洗。過濾速度:0 ～8 m/h，反沖洗強度為5 ～ 10 L/(m2·s)。
④二氧化氯發生器: 加氯消毒的使用需符合安全衛生的有關規定。選用電解食鹽水的二氧化氯發生器對污水進行消毒，產生的消毒氣體為ClO2、Cl2、O3和H2O2的混合氣體，其中ClO2約占30%，有效氯約為100%，故投加量選用5 ～10 mg/L，徹底消滅水中細菌、病毒等微生物，且原料易得，運行成本低。
⑤空氣凈化器: 將系統各構筑物的排氣進行收集，通過空氣凈化器進行處理和凈化，外排，不會對周圍的環境造成任何影響。空氣凈化器采用特殊的多孔介質對氣體進行吸附，輔助氧化還原介質進行凈化。
9) 自控系統。采用施耐德PLC 和MB 網組成的在線監控管理系統進行監控，根據以下4 個方面的參數通過控制程序對處理系統進行整體協調、智能控制:①各處理構筑物內連續性的液位數據; ②捕捉到的來水峰谷狀不均勻性的周期和水量; ③待處理水的水溫情況(尤其服務于冬季) ; ④調試周期內累積的各項水質、周期、水溫、水量參數。
整個控制系統根據來水水量、水溫及時間的規律性諸多參數進行智能化控制，設備及電動閥門依次在不同水量及時段先后投入運行，從單臺直到最后滿負荷運行靈活調整，整個過程都由管理系統根據設備的開啟狀況和數量情況，協調變頻運行的鼓風曝氣系統以滿足各個時段水量和微生物需求的曝氣量。系統可實現遠程手動控制和機旁操作。
4 結語
本工程采用水解酸化-接觸氧化法處理生活污水，實踐證明，該工藝路線可行，具有抗沖擊負荷強、運行費用低、出水水質好等優點。目前系統運行穩定，出水各項指標達到國家GB 8978-1996《污水綜合排放標準》中二級排放標準。處理后的水進入廠區回用水池，作為生產水系統的補充水使用，有效節約水資源。
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