天津眾邁一體化污水各部件詳解

預(yù)處理設(shè)施
預(yù)處理的目的之一是去除粗大固體物以及無機(jī)可沉固體，這對配水有特殊要求的水解池尤為重要。另外，不可生物降解的固體在水解反應(yīng)器內(nèi)的積累會占據(jù)大量的池容，反應(yīng)器池容的減少終將導(dǎo)致系統(tǒng)*失效。一般預(yù)處理系統(tǒng)包括去除大的固體、較小顆粒的格柵和水力篩及去除砂和礫石的沉砂池。
（1）格柵
格柵是污水預(yù)處理的通用設(shè)施。為保證水解池布水系統(tǒng)不被堵塞，建議采用固定式格柵或回轉(zhuǎn)篩、水力篩作補(bǔ)充處理。
（2）除砂池
對小型污水處理廠，由于污水流量變化較大，沉砂池設(shè)計的難點(diǎn)需要在變化的水量條件下保持系統(tǒng)中液體流速有相對不變的數(shù)值。因為較高的流速會降低無機(jī)固體在渠道中的去除效果，而較低的流速導(dǎo)致有機(jī)物與砂一起沉積。對于有一定規(guī)模的污水處理廠，可以考慮采用平流式沉砂池。在存在較多的砂和有機(jī)物共同沉淀的情況下，可采用體外洗砂裝置，如螺旋洗砂器或水力固體螺旋洗砂器?？紤]到后續(xù)水解處理工藝，一般不用曝氣沉砂池作為預(yù)處理裝置。

水池的詳細(xì)設(shè)計要求
1.反應(yīng)器池體
水解池一般可采用矩形或圓形結(jié)構(gòu)。對于圓形反應(yīng)器，在同樣的面積下其周長比正方形的少12%，但是圓形反應(yīng)器的這一優(yōu)點(diǎn)僅僅在采用單個池子時才成立。當(dāng)建立兩個或兩個以上反應(yīng)器時，矩形反應(yīng)器可以采用公用壁。對于采用公共壁的矩形反映器，池型的長寬比對造價也有較大的影響，因此如果不考慮地形和其他因素，這是一個在設(shè)計中需要優(yōu)化的參數(shù)。水解池依據(jù)水力停留時間進(jìn)行設(shè)計時，反應(yīng)器體積可根據(jù)停留時間計算。
2.反應(yīng)器的幾何尺寸
（1）反應(yīng)器的高度
選擇適當(dāng)高度的原則應(yīng)從運(yùn)行上的要求和經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮。從運(yùn)行上選擇反應(yīng)器的高度要考慮如下影響因素：
1）高流速增加系統(tǒng)擾動，因此增加污泥與進(jìn)水有機(jī)物之間的接觸；
2）過高的流速會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能超過一定的限值，從而反應(yīng)器的高度也就會受到限制；
3）土方工程隨池深（或深度）增加而增加，但占地面積則相反；
4）高程選擇應(yīng)該使得污水（或出水）可以不用提升或降低提升高度；
5）考慮氣候和地形條件，池子建造在半地下可減少建筑費(fèi)用和保溫費(fèi)用；
6）反應(yīng)器的經(jīng)濟(jì)高度（深度）一般是在4-6m之間，在大多數(shù)情況下這也是系統(tǒng)*的運(yùn)行范圍。

1、填料的功能

在廢水生化處理中，對有機(jī)污染物進(jìn)行分解的主要功能者是細(xì)菌在細(xì)菌的外表有一粘層，使細(xì)菌具有結(jié)臺附著能。廢水處理裝置中采用填料以后，使微生物有了一個附著場所， 細(xì)菌在填料表面的附著和相互結(jié)合， 就形成了生物膜。

活性污泥法中，細(xì)菌以結(jié)合成菌膠團(tuán)的形式存在并始終處于一種動態(tài)狀況， 對有機(jī)污染物的吸收分解是以形成更多的微生物為主。 廢水就相當(dāng)于是微生物的一種培養(yǎng)基，在充氧和水流運(yùn)動的作用下，微生物培養(yǎng)繁殖的數(shù)量越來越多，需要用剩余污泥的形式排出。

細(xì)菌在填料上附著形成生物膜，其功能形式就不同于活性污泥法。生物膜法中，細(xì)菌附著在填料上穩(wěn)定生存，廢水中的污染物是被微生物吸收分解的對象，微生物以充分發(fā)揮分解功能為主，把有機(jī)污染物分解為不可生他物或者CI-I M c 等，新生繁殖的數(shù)量只與老化脫落的生物膜相平衡。因此，填料不僅使微生物有了一個固定附著的場所，還使細(xì)菌的分解功能得到加強(qiáng)，新生繁殖的數(shù)量減少。

液相流體主動運(yùn)動型：

葉輪與轉(zhuǎn)刷（盤）表面曝氣是采用制造液相流體的水躍而形成氣液接觸界面； 射流曝氣是依靠射流液相流體吸入氣相流體而形成氣液接觸界面，這些均是屬于液相流體主動運(yùn)動型，其技術(shù)特征是：動能作用于重質(zhì)液相流體運(yùn)動；輕質(zhì)氣相流體是被動接觸；在葉輪或轉(zhuǎn)刷（盤）攪動處、射流口附近產(chǎn)生局部連續(xù)的氣液接觸界面。

1.2、氣相流體主動運(yùn)動型：

鼓風(fēng)曝氣是由風(fēng)機(jī)輸送氣相流體，經(jīng)曝氣器的擴(kuò)散作用以升泡運(yùn)動的方式形成氣液接觸界面，這就是屬于氣相流體主動運(yùn)動型，其技術(shù)特征是：動能作用于輕質(zhì)氣相流體運(yùn)動；重質(zhì)液相流體是被動接觸；由升泡的上升運(yùn)動，可產(chǎn)生立體連續(xù)的氣液接觸界面。

鼓風(fēng)曝氣與機(jī)械曝氣流體運(yùn)動特點(diǎn)的比較(如圖)

鼓風(fēng)曝氣與機(jī)械曝氣流體運(yùn)動特點(diǎn)的比較

2、“氧利用率"不能確定曝氣器實際運(yùn)行的功效：

曝氣器的作用就是促進(jìn)氧的傳質(zhì)，“氧利用率"似乎理所當(dāng)然的應(yīng)是反映曝氣器技術(shù)性能的指標(biāo)，因此以來就存在著一種采用“氧利用率"來判定曝氣器技術(shù)性能的習(xí)慣觀點(diǎn)。但是，如果對“氧利用率"作深入的分析，就會發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)不能真實確定曝氣器實際運(yùn)行的功效。

移動床生物膜工藝在市政污水處理中具備的優(yōu)勢

占地面積小：在填料填充率為15%和相同的污染負(fù)荷的條件下，移動床生物膜反應(yīng)器約占常規(guī)生物反應(yīng)器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。

適合于適合于市政污水處理廠的擴(kuò)容：鑒于大多數(shù)污水處理廠的預(yù)留面積較少，當(dāng)實際進(jìn)水水質(zhì)及水量發(fā)生變化時，在保證原設(shè)計池容不變的情況下滿足原設(shè)計出水標(biāo)準(zhǔn)。

適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造：移動床生物膜工藝設(shè)計及運(yùn)行靈活簡單，適應(yīng)不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強(qiáng)，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS 及氧化溝法等相組合。因此適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造，使其滿足一級A 或一級B 排放標(biāo)準(zhǔn)。

移動床生物膜反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對移動床生物膜工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對活性污泥法的影響，當(dāng)溫度、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，移動床生物膜反應(yīng)器的耐受力很強(qiáng)。

生物處理法根據(jù)參與作用的微生物的需氧情況，可分為好氧法和厭氧法兩大類。一般情況，好氧法比較適用于較低濃度污水，如乙烯廠污水；而厭氧法較適用于處理污泥和較高濃度的污水。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩大類?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈的人工強(qiáng)化方法，是一種依靠活性污泥工作主體的去除污水中有機(jī)物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的條件下才能起作用。在污水處理生化系統(tǒng)的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長量成正相關(guān)性。溶解氧的供給量要根據(jù)好氧微生物的數(shù)量、生理特性、基質(zhì)性質(zhì)及濃度來綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在佳的降解有機(jī)物的狀態(tài)。根據(jù)試驗表明，曝氣池中溶解氧維持在3～4mg/L為宜，若供氧不足，活性污泥性能差，導(dǎo)致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧，必須依靠一種設(shè)備來完成，例如曝氣器。

曝氣原理：

曝氣是使空氣與水強(qiáng)烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進(jìn)氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧通過曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進(jìn)行傳質(zhì)轉(zhuǎn)移，這種傳質(zhì)擴(kuò)散的理論，目前應(yīng)用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。

曝氣原理的雙膜理論

曝氣原理雙膜理論

在氣液兩相接觸的界面兩側(cè)存在著處于層流狀態(tài)的氣膜和液膜，其外側(cè)則分別為氣相主體和液相主體，兩個主體處于紊流狀態(tài)。氣體分子以分子擴(kuò)散方式從氣相主體通過氣膜和液膜而進(jìn)入液相主體。

(2)、氣液兩相的主體均處于紊流狀態(tài)，其中物質(zhì)濃度基本上是均勻的，不存在濃度差和傳質(zhì)阻力，氣體分子從氣相傳遞到液相，阻力僅存在于氣液兩層層流膜中。

(3)、在氣膜中存在氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，它們是氧轉(zhuǎn)移的推動力。

(4)、氧難溶于水，因此，氧轉(zhuǎn)移決定性的阻力又集中在液膜上，因此，氧分子通過液膜是氧轉(zhuǎn)移過程的控制步驟，通過液膜的轉(zhuǎn)移速度是氧轉(zhuǎn)移過程的控制速度。

曝氣擴(kuò)散技術(shù)：

曝氣擴(kuò)散是污水處理工藝中的核心技術(shù)，本文就曝氣擴(kuò)散機(jī)理在應(yīng)用中出現(xiàn)的新問題提出一些初步的看法。

1、按照流體運(yùn)動性質(zhì)分析曝氣擴(kuò)散的區(qū)別：

曝氣擴(kuò)散的實質(zhì)就是使氣相中的氧向液相中轉(zhuǎn)移。氣相中的氧轉(zhuǎn)移為液相中的溶解氧，是通過流體運(yùn)動形成氣液接觸界面而完成的。因此，按照流體運(yùn)動性質(zhì)來分析則可以看出曝氣擴(kuò)散技術(shù)的區(qū)別。如果采用流體運(yùn)動的性質(zhì)來區(qū)分，曝氣擴(kuò)散技術(shù)則有下列兩種基本形式。

LEVAPOR懸浮填料-MBBR工藝的核心技術(shù)

LEVAOR®是由德國拜耳公司研發(fā)的新一代用于處理污水、廢氣的微生物載體，這一新型產(chǎn)品綜合了顏料和發(fā)泡質(zhì)的特性，已在多個國家申請了保護(hù)。

LEVAPOR懸浮填料相對于競爭對手的優(yōu)勢

比表面積更大，可達(dá)20000 m2/m3

填料填充率顯著降低，競爭產(chǎn)品的填充率為30%–70%，而LEVAPOR 的填充率僅為12%-15%

能耗明顯降低，噸水能耗僅為0.17 千瓦時

易于掛膜，兩個小時內(nèi)微生物就能在載體內(nèi)繁殖生長

更加有效地吸收有毒物質(zhì)和抑制降解的物質(zhì)，保護(hù)生物膜

硝化和反硝化效果更佳，除氮能力更強(qiáng)

在曝氣器充氧能力（q c）與通氣量（q）兩者之間存在一個正比關(guān)系，即充氧能力（qc）的大小取決于通氣量（q）的多少。通氣量為0，充氧能力也等于0。在一定的通氣量范圍之內(nèi)，隨著通氣量的加大充氧能力也隨之加大。

所有曝氣器所標(biāo)明的充氧能力（qc），都是在清水試驗條件下依據(jù)一定的通氣量（q）而測定獲取的。

氧利用率公式也可以寫成下式：(1/0.28)×98%×(qc/q)= 0.0357×(qc/q)

因為充氧能力（qc）與通氣量（q）之間存在正比關(guān)系，qc /q結(jié)果為常數(shù)值，所以“氧利用率"實質(zhì)上是一個不受變量影響的定值。不受變量影響的定值參數(shù)，所表述的僅僅只是一種物理現(xiàn)象，而決不表明功效的技術(shù)性能。響的定值參數(shù)，所表述的僅僅只是一種物理現(xiàn)象，而決不表明曝氣器實際運(yùn)行功效。

“氧利用率“不反映氧傳質(zhì)的效率

一個大泡，如果被分割成小泡的數(shù)量愈多，則所形成的“泡表膜"面積愈多，“泡表膜"是進(jìn)行氧傳質(zhì)的功能膜，如果只站在“氧利用率"這一角度片面的看問題，當(dāng)然是氣泡被分割得愈小愈好。

要獲取較高的“氧利用率"，就必須盡可能產(chǎn)生較多的“泡表膜"。一個大泡（一個單位的空氣）被擴(kuò)散形成的小泡數(shù)量愈多，“泡表膜"也就愈多，“氧利用率"也就愈高。由此可見，“氧利用率"僅僅只是與氣泡擴(kuò)散程度有關(guān)，而與動能作用氣泡擴(kuò)散的過程無關(guān)。也就是說“氧利用率"只表明一個單位的大泡被分割成小泡的多少，而與擴(kuò)散分割過程如何，動能消耗多少*無關(guān)。因此，“氧利用率"并不等于氧傳質(zhì)的效率。

按照孔隙擴(kuò)散原則，多大的孔則產(chǎn)生多大的泡。如果空氣通過直徑為1 μm的孔眼是被分割形成1 μm的氣泡，則此類微孔曝氣器在運(yùn)行中，無論阻力損耗多大，也無論孔眼堵塞了多少，只要還有孔眼在通氣，就一定是產(chǎn)生1 μm的小氣泡，顯然此時“氧利用率"也沒有變化，但真實的運(yùn)行功效卻是有了很大的變化。

由于“氧利用率"只與氣泡分割擴(kuò)散的程度有關(guān)，一個單位量的空氣，只要排氣孔眼的直徑是1 μm，無論是短時間內(nèi)經(jīng)過眾多孔眼排出，或是長時間內(nèi)經(jīng)過少量孔眼排出，因為擴(kuò)散結(jié)果始終是分割成直徑為1μm的小泡，所以，其“氧利用率"是會始終保持不變的。由此可見，只用“氧利用率"來說明曝氣器的氧傳質(zhì)效率，顯然會產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。

如果曝氣器的設(shè)計參數(shù)是：通氣量=2 M3/h、氧利用率=25%，由于要確保實現(xiàn)較高的氧利用率，排氣孔眼設(shè)計為采用微小孔。但在實際運(yùn)行中，大部分通氣孔眼被堵塞，單個曝氣器的通氣量只能達(dá)到0.2 M3/h，也就是說工作效率已降低了90%，由于“細(xì)孔產(chǎn)生細(xì)泡"原理與孔眼堵塞程度無關(guān)，此時所謂的“氧利用率=25%"并無變化，但其真實的氧傳質(zhì)效率已經(jīng)是變得很低了。

普通生物濾池的水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷都較低，往往采用間歇運(yùn)行方式，廢水中的有機(jī)物被氧化分解得比較*，但占地面積大。高負(fù)荷生物濾池的水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷都較高，采用連續(xù)運(yùn)行方式，廢水在濾池中停留時間短，只有易于氧化的有機(jī)物被分解，而較難氧化的有機(jī)物未及分解就被排出。因此這種濾池的凈化程度不如普通生物濾池*，而且二次沉淀池中沉淀的污泥量較多。但它的水力負(fù)荷較高，水的沖刷力大，濾池不易堵塞。如進(jìn)入濾池的廢水中有機(jī)物濃度過高，可采用回流運(yùn)轉(zhuǎn)方式，即將生物濾池的一部分出水回流到濾池前同進(jìn)水混合。這樣可以降低進(jìn)水濃度，保證水的沖刷力，還能增加濾池中的有用微生物，從而保證生物濾池的正常工作。

選擇合適的濾料十分重要。濾料必須機(jī)械強(qiáng)度好,耐腐蝕；表面積大，略呈粗糙，但又不影響水的均勻流動；濾料間應(yīng)有一定的空隙，以免堵塞，并使空氣流通；能就地取材，價格低廉。以來多以卵石、碎石、爐渣、焦炭等為濾料。近年來開始使用人工塑料濾料，如波形板和列管式濾料。這種濾料質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好，表面積和空隙率都較大。