一體化地埋式生活污水處理裝置

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一體化污水處理設備適用于住宅小區、醫院、村莊、養殖、村鎮、辦公樓、商場、賓館、飯店、療養院、機關、學校、高速公路、鐵路、工廠、礦山、旅游景區等生活污水和與之類似的屠宰、水產品加工、食品等中小型規模工業有機廢水的處理和回用。目前一體化污水處理設備主流的工藝主要有：接觸氧化法、MBR法、SBR法、CASS法等。
(1)接觸氧化工藝
生物接觸氧化工藝又稱“淹沒式生物濾池”、“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，其技術原理是在生物反應池內填充填料，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，污水中的有機污染物得以去除，污水得到凈化。

生物接觸氧化工藝采用固定式生物填料作為微生物的載體，生長有微生物的載體淹沒在水中，曝氣系統為反應器中的微生物供氧。由于生物接觸氧化法的微生物固定生長于生物填料上，克服了懸浮活性污泥易于流失的缺點，在反應器中能保持很高的生物量。其工藝特點：
a.生物接觸氧化法擊負荷和水質變化的耐受性強，運行穩定。
b.生物接觸氧化法容積負荷高，占地面積小，建設費用較低。
c.生物接觸氧化法污泥產量較低，無需污泥回流，運行管理簡單。
d.生物接觸氧化法有時脫落一些細碎生物膜，沉淀性能較差的造成出水中的懸浮固體濃度稍高。排水能達到城鎮污水排放一級B標準，運行調試的好也能達到一級A。

何謂活性污泥膨化現象一般系指在曝氣池中之活性污泥因沉降性及壓縮性不佳，致沉淀池中污泥沉降緩慢或*不沉降；在此情況下，污泥之容積指數(SVI)趨高，其30分鐘沉降結果如圖3所示；沉淀池中污泥毯迅速堆積升高導致部分污泥溢流，使放流水中含有大量之懸浮物體，常導致放流水不符合排放標準。

污泥膨化現象通常包含污泥松化及絲狀菌過度生長兩種情況。污泥松化之特征為SV30介于700~950ml/L，但幾小時后SV30常降為400~600 ml/L，膠羽松散且絲狀菌不多(絲狀菌分類常為0~1)、污泥不易從沉淀池溢出，嚴重時添加混凝劑控制即可；其原因除廢水特性外大多為曝氣攪拌過量所致，如使用噴射式曝氣機或表曝機者。而絲狀菌過度生長(如圖4所示)之原因與控制措施則相對較為復雜。以下針對絲狀菌過度生長導致之污泥膨化現象進行討論。
1.絲狀菌之特性數據
依據數據顯示，造成污泥膨化之生物，大致上有絲狀增殖酵母及其他絲狀微生物等；一般而言，絲狀菌之比增殖速率較細菌為低。因此，絲狀菌在生存競爭環境中如欲得勝，在于環境突遭變異時，對其他細菌之增殖速度形成抑制，對絲狀菌抑制較小，如此才會形成優勢。有關絲狀菌之特性，歸納如下：
(1)與膠羽生成菌比較，絲狀菌有較大之表面積與體積之比，因此對低濃度基質、溶氧之攝取較有利。
(2)絲狀菌比膠羽生成菌具有較強之阻礙物質抵抗性。
(3)絲狀菌不為原生動物及微小后生動物等掠食者所攝取。
(4)絲狀菌比膠羽生成菌對環境有較廣之適應范圍。

2.活性污泥膨化之原因及處置對策
污泥膨化之原因大致上有：廢水特性(如高醣類廢水)、基質濃度低、pH過低(低于6)、硫化物濃度高、溶氧值低及營養物不足等因素。但因可能同時存在兩種以上因素，故在判別上不容易。

A/O法即厭氧—好氧污水處理工藝，流程如下：
設計要點：
A：厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應器的形式，設計水力停留時間為2~4小時。厭氧池下部為污泥床區，污泥床厚度通常控制在1~1.2M之間，進水系統可采用脈沖進水中阻力布水系統，底部設布水溝，保留污泥不沉積底部，呈懸浮狀態。污泥床平均濃度為30~35g/l,則污泥負荷為0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B：生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內設有填料，微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮生長于水中，因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點。曝氣系統可采用鼓風或射流曝氧增氧系統(設計時必須考慮投資及運行成本)。

為培養微生物的不同的優勢菌種，將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。*格有效水力停留時間為2.5小時，有機負荷為1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留時間為1.5小時，有機負荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特點是：適應能力強;耐沖擊負荷;高容積負荷;不存在污泥膨脹;排泥量非常少;具有較好的脫氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水處理工藝，原理上是相似的。

厭氧水解池即為國標化糞池，厭氧過濾池即為厭氧接觸氧化池，內置填料，氧化溝即利用排水溝及強制通風，空氣中的氧氣溶入污水中的過程為自然進行。這一污水處理工藝適宜單個住宅樓的生活污水處理，且可與國標化糞池組合使用，其最大的優點是運行費用為零。出水水質可達到國家《污水綜合排放標準》中的二級標準。該工藝適宜于污水量小于20m3/d的污水處理工程，可在較為富裕的農村地區使用。

污水處理的核心是生化部分，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厭氧和好氧)處理生活污水在目前是較經濟、較適用的污水處理工藝，根據生活污水的水量、水質及現場的條件而選擇不同的污水處理工藝對投資及運行成本具有決定性的影響。
1、氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形，其池體狹長，故稱為氧化溝。氧化溝有多種構造型式，典型的有：A：卡羅塞式;B：奧巴爾型;C：交替工作式氧化溝;D：曝氣—沉淀一體化氧化溝氧化溝技術已廣泛應用于大中型城市污水處理廠，其規模從每日幾百立方米至幾萬立方米，工藝日趨完善，其構造型式也越來越多。

其主要特點是：進出水裝置簡單;污水的流態可看成是*混合式，由于池體狹長，又類似于推流式;BOD負荷低，處理水質良好;污泥產率低，排泥量少;污泥齡長，具有脫氮的功能。設計要點：混合液懸浮固體濃度5000mg/l;生物固體平均停留時間，去除BOD5時，取5~8天，當要求硝化反應時取10~30天;水力停留時間為20、24、36、48h，根據對處理水水質要求而定;BOD—SS負荷(Ns)為0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容積負荷(Nv)為0.1~0.2kgBOD/(m3.d);污泥回流比為50~150%;混合液在渠內的流速為0.4~0.5m/s;溝底流速為0.3m/s。
2、SBR法
即間歇式活性污泥法，由于它具有一系列優于普通活性污泥法的特征，目前已普遍應用于污水處理工程中。SBR法中曝氣池兼具沉淀的作用，厭氧、好氧也在同一池進行。其運行操作由流入、反應、沉淀、排放、待機五個工序組成。通過調節每個工序的時間，可達到除磷脫氮的效果。

設計要點：理論上SBR反應器的容積負荷有一個較在的范圍，為0.1~1.3kgBOD5/m3.d，但為安全計，一般取低值，如0.1kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位，最高水位即反應時的水位，最低水位是指排放工序結束時的水位，最低水位必須保證在排水在此水位時，沉淀污泥不隨上清液而流失。
SBR工藝的主要特點有：出水水質較好;占地少;不產生污泥膨脹;除磷脫氮效果好。

廢水生物處理程序基本上可分厭氧處理及好氧處理兩種，厭氧處理常用于高濃度廢水，而好氧處理則較常見于業界所使用。于生物好氧處理上，亦分成多種處理程序，如活性污泥法、接觸氧化法、氧化深渠法等，各項處理方法之選用有其特性考慮；如活性污泥法具處理效率較高，但污泥產量較多；接觸氧化法處理效率較低，污泥產生量相對亦較少；氧化深渠法具處理較穩定之優點，但有占地較大之缺點等。另有結合活性污泥法及接觸氧化法之處理程序，以處理較高濃度廢水之研究，如ABF、MBBR等。

一體化地埋式生活污水處理裝置廢水生物處理之操作維護項目眾多，問題之發生與解決對策亦有多種；本文僅以筆者所認知事項提出經驗交流，內文主要從活性污泥膠羽、溶氧控制、pH值變化、污泥膨化、污泥上浮、泡沫問題及微生物相觀察等項目；介紹相關問題之原因、其可行之處理方案及經驗分享，讓業界于操作生物處理程序時可作為參考使用。

選擇污水處理工藝：
根據需求選擇合適的污水處理工藝。目前主流的一體化污水處理設備工藝是：AO(接觸氧化法)、MBR(生物膜法)、SBR(序批式活性污泥法)、CASS(周期循環活性污泥法)。其中AO法和MBR法較為常見。AO法能達城鎮污水處理廠排放一級B標準，和醫療行業直接排放標準。MBR法可以達到城鎮污水排放一級A標準，其處理效果特別好，懸浮物和濁度接近于零，可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。當然MBR法處理成本也相應較高。

關注水力停留時間：
簡寫作HRT，水力停留時間是指污水在反應器內的平均停留時間，也就是污水與微生物的反應時間。因此，如果反應器的有效容積為V(立方米)
則：HRT = V / Q (h)
Q(h)=V處理水量/24h
一體化設備有效容積越大，污水在設備里面的水力停留時間越長，微生物與污染物接觸越充分，相應的處理效果也就越好。