一体化污水处理设备设计工艺探讨

一体化污水处理设备设计工艺探讨

倪琦

自贡市城市规划设计研究院有限责任公司自贡643000

摘要：根据国家环境保护局、地方环境保护等有关规定和相关法规条款，区内所排生活污水必需经处理达到排放标准后方可排放。结合本项目的环境评价报告批复自高环安（2018）37号，本项目废水执行《综合污水排放标准》（18918-2002）一级A标准。根据《自贡市污水处理及再生利用建设规划》，本次设计片区污水应接入东部污水处理厂，由于现价段东部污水处理厂及配套干管未建成，并且一期已建临时污水处理设备规模偏小，故需增设临时污水处理设备满足近期污水量的要求，待东部污水处理厂及配套干管建成后，应接入东部污水厂统一处理后达标排放。针对该单位内生活污水具体的特点，本方案拟采用的“A2/O+MBR+消毒”处理工艺，该处理工艺较为简单，操作，管理，运行方便，日常费用低廉，出水稳定，采用半地埋式结构。

关键词：污水流量；工艺比选；A2/O+MBR+消毒

1设计规模

现阶段卧龙湖西区缺乏规划资料，根据业主提供数据，卧龙湖西区远期（2030年）将达到12万人，根据开发及居民入住进度2020年人口约2.1万人。

区域内近期主要为居民生活污水，自贡市居民生活用水量约为140L/cap.d，污水收集率取90%，2020年污水量为2646m3/d，设计规模取2700m3/d。

龙湖污水处理站一期已经建成900m3/d，本次工程需扩建1800m3/d。根据水量预测结论，本次工程设计规模为1800m3/d。为了更好适应现阶段来水的不均匀性，本次设置4套污水处理设备，单套处理规模：450m3/d，并联运行。

2污水性质

污水处理站进水水质与居民生活水平、生活用水量、工业用水量以及污水收集方式等关联。实际工作中对新建工程往往根据类比法、实测法进行城市污水水质论证，而对扩建、改建和迁建工程，则需要重点结合前期工程实际进水水质进行论证。进水水质按以下数据设计，出水水质达到国家《污水综合排放标准》（GB18918-2002）一级A标准出水标准。

3工艺选择

3.1常用的生活污水处理方法

（1）生物接触氧化法

以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。

生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

（2）上流式污泥反应床（UASB）

由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。

沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

（3）A2/O+MBR池工艺。

目前A2/O反应池内加装弹性填料，形成了A2/O生物接触氧化工艺，实际上是将活性污泥法与生物膜法结合运行，提高了A2/O工艺的处理效率，增强了该工艺的抗冲击负荷能力，因此近年来中小型污水处理设施采用A2/O工艺增加。随着污水处理要求的提高，近几年，国内膜技术的发展，膜生物反应器（MBR）技术应用表现出良好的前景，发展迅速，并将A2/O工艺与膜生物反应器组合成A2/O+MBR工艺，其出水水质可达一级A标。

根据本项目的实际情况，本着前述设计原则，经综合分析，本项目采取“改良型A2/O+MBR+消毒”工艺。其主体工艺为厌氧—缺氧—好氧，该工艺是生活污水脱氮除磷最简单的工艺，同时在反应池内加装弹性填料，将污性污泥法与生物膜法结合起来，是对A2/O工艺的改良，与传统A2/O工艺相比，容积负荷高、耐冲击负荷强、生物活性高，因而处理效率更高，出水水质好而稳定，不会发生污泥膨胀等问题，运行自控要求不高，运行操作的技术难度相对较低。

故经过以上分析，针对此类废水的处理要求，A2/O+MBR池具有投资省，控制简单，运行效果达到实际要求的特点，本次半地埋式一体式生活污水处理设备采用A2/O+MBR池的工艺。

3.2工艺流程

生活污水

在厌氧池内，一是通过厌氧微生物将污水中大分子有机污染物和难降解的物质分解成易生化的小分子有机物，提高可生化性；二是污水与回流污泥进入厌氧池完全混合，经一定时间的厌氧分解，去除部分BOD，回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）释放出磷，满足细菌对磷的需求。

在缺氧状态下，兼性微生物将污水中的有机氨转化分解为NH3-N，同时利用有机碳作为电子供体，将NO-2-N、NO-3-N转化为N2，而且还利用部分有机碳源和NH3-N合成新的细胞物质。

在好氧池，主要存在好氧微生物及自氧型细菌，一是有机物经氧化分解，有机物浓度大幅度降低，碳化作用处于完成情况；二是对水中的NH3-N（氨氮）进行硝化反应生成硝酸根；三是水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

4总结

（1）MBR膜生物反应器（Membranebioreactor，MBR）是将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物反应系统。它以浸没式膜组件替代传统活性污泥法中的二沉池实现泥水分离。该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、运行管理简单等特点。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单等优点。

（2）采用成熟的A2/O生化处理工艺，具有良好的去除污水中的有机物和较好的脱氮功能，以满足排放标准的要求；

（3）工艺采用前置反硝化，由于脱氮过程中以污水中有机物为碳源进行反应，大大降低有机物，减少后生化处理有机物浓度；

（4）采用新型填料，挂膜快，寿命长，处理见效快；充分考虑二次污染产生的可能性，将其影响降低至最低程度；采用集中控制、自动化运行，易于管理维修，提高系统可靠性、稳定性。