水解酸化—接触氧化法处理生活污水的工艺设计
摘要：厂区生活污水有机物及悬浮颗粒含量高，可生化性好。采用水解酸化－接触氧化法(厌氧/ 好氧) 处理生活污水，目前系统运行稳定，出水各项指标达到国家GB 8978—1996《污水综合排放标准》中二级排放标准。设计处理能力为1 500 m3/d，处理后出水进入厂区回用水池。
关键词：污水处理; 生活污水; 水解酸化; 接触氧化
0 引言
国内外一般采用生化方法处理生活污水，因生活污水的ρ(BOD5)/ρ(COD)≈0. 5，可生化性强。接触氧化法具有容积负荷高，停留时间短，有机物去除效果好，运行简单和占地面积小等优点。为此，本项目选用工艺成熟、运行可靠的接触氧化法。
1 原水水质水量
原水为厂区生活排水，包括厂区办公设施、食堂、浴池等生活设施总排水。日最大处理量: 1 500 m3 ;办公设施的厕所排水须经化粪池处理; 食堂厨房排水须经隔油池处理后方可汇入该生活污水处理站。生活污水处理站设计进水水质指标见表1。
表1 生活污水处理站设计进水水质指标 mg/L
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2 工艺流程及处理后水质
工艺流程见图1。
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图1 工艺流程
生活污水处理段采用A /O 生化法进行处理。即采用水解酸化(缺氧段) 与生物接触氧化(好氧段) 相结合法，能够有效利用兼性细菌和好氧细菌不同的新陈代谢作用，对水中的可生物降解的各种污染物进行彻底分解。“A /O”工艺同时具有良好的脱氮除磷的生物处理效果，是通过好氧菌、缺氧菌不同的代谢过程交替作用来完成的。深度处理段采用接触过滤物化工艺将水中微小颗粒悬浮物进行分离，使出水满足回用水水质标准要求。生化、物化两种处理段的有机结合，使生活污水处理有良好稳定的效果。处理系统的污泥处置: 高效沉淀池的有机活性污泥自流回水解酸化池，通过池下部的厌氧菌进行消化分解，并定期将水解酸化池的污泥提升至工业污泥调节池，同工业污泥混合经污泥脱水机脱水后外运。剩余污泥150 ～ 200 kg/d，其中无机物含量≥80%，有机污泥含量≤20%。处理后水质指标见表2。
表2 生活污水处理设计出水水质指标 mg/L
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3 主要构筑物及特点
1) 格栅井。格栅井内设有两支进水渠，每支渠均有闸门和格栅井，格栅可去除水中较大悬浮物和漂浮物，包括纸张、塑料袋、毛发等，保证后续处理构筑物的正常运行。
2) 水解酸化池: 2 座，有效容积: 165 m3，停留时间: 2. 5 h(最大)。原水进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过程，使得大分子有机物彻底分解成小分子有机物，提高可生化性。
水解酸化池出水自隔墙上部的出水窗进入调节池。后续好氧处理后的沉淀污泥部分回流水解酸化池，在下部厌氧微生物的作用下利用沉淀池回流污泥中的硝酸盐和原水中的有机物进行反硝化反应以去除水中的氨氮和硝化污泥，减少外排污泥量。
3) 调节池: 2 座，有效容积: 380 m3，停留时间:6 h。由于污水来水呈峰、谷不均匀状态，污水处理站需要设置较大的调蓄容积，以缓解来水不均匀有可能给后续生化系统带来的冲击负荷。池底部设有防止污泥沉积的穿孔曝气装置。
4) 接触氧化池:一级接触氧化池，2座，有效容积286 m3，停留时间: 4. 5 h; 二级接触氧化池，2 座，有效容积142 m3，停留时间: 2. 25 h。
采用鼓风曝气系统给待处理水充入足够的氧气，使好氧菌能有足够的氧气利用水中有机物进行新陈代谢，从而使水中的污染物变成二氧化碳和水等无害无机物。池中投加生物填料，为微生物创造一个稳定的环境，使其能够顺利地进行新陈代谢。水下曝气机的气泡细小均匀，有利于氧的传质和溶解。由于池中入口处COD 负荷较高而营养物质丰富，微生物生长率处于上升阶段，此时其繁殖率高，活力强，吸附和代谢有机物的能力极高，水中污染物去除率极高。在池后出水处由于有机物处理较为彻底，污染物浓度低，微生物处于内源呼吸期而易于死亡脱落。
5) 高效沉淀池: 2 座，有效容积: 53 m3，停留时间: 1. 66 h。死亡脱落的生物膜颗粒较大，沉降性能好，随水流进入后续二级沉淀池进行沉淀去除。沉淀池内设有与水流方向相反的填料区，成为高效沉淀池。因填料区增加了沉淀池有效沉淀接触面积，使得其表面水力负荷为普通沉淀池的几倍，而容积则大大减小。沉淀污泥定期回流至水解酸化池，进行消化分解。
6) 中间水池: 1 座，最高液位为-1. 30 m，最低液位为-4. 80 m，调节水量50 m3，贮水时间为1 h。满足用水集中时的用水量，同时作为二级提升泵的吸水池。
7) 反洗水池: 1 座，最高液位为-1. 60 m，最低液位为-4. 80 m，调节水量64 m3。
8) 主要设备。
①提升泵: 生化系统前的提升泵采用多台小流量泵，便于工控机自动化管理系统根据不同水量情况进行调节，或启动1 台、或启动2 台直至多台水泵均投入运行，保证处理构筑物生化段的连续运行，处理水质稳定。
②鼓风曝气系统: 根据管理系统的指令配合一级提升泵的供水量或初级接触氧化池的液位变化提供适宜的曝气量，保证生化处理段的高效稳定运行。鼓风曝气过程产生热量，调节鼓风曝气量以缓解冬季水温较低造成的微生物活性降低，不能满足降解水中污染物的需要而致出水水质不达标的现象。
③过滤器: 进一步去除SS、BOD5、COD 等物质。当滤层损失超过5 m水头，进行反冲洗。过滤速度:0 ～8 m/h，反冲洗强度为5 ～ 10 L/(m2·s)。
④二氧化氯发生器: 加氯消毒的使用需符合安全卫生的有关规定。选用电解食盐水的二氧化氯发生器对污水进行消毒，产生的消毒气体为ClO2、Cl2、O3和H2O2的混合气体，其中ClO2约占30%，有效氯约为100%，故投加量选用5 ～10 mg/L，彻底消灭水中细菌、病毒等微生物，且原料易得，运行成本低。
⑤空气净化器: 将系统各构筑物的排气进行收集，通过空气净化器进行处理和净化，外排，不会对周围的环境造成任何影响。空气净化器采用特殊的多孔介质对气体进行吸附，辅助氧化还原介质进行净化。
9) 自控系统。采用施耐德PLC 和MB 网组成的在线监控管理系统进行监控，根据以下4 个方面的参数通过控制程序对处理系统进行整体协调、智能控制:①各处理构筑物内连续性的液位数据; ②捕捉到的来水峰谷状不均匀性的周期和水量; ③待处理水的水温情况(尤其服务于冬季) ; ④调试周期内累积的各项水质、周期、水温、水量参数。
整个控制系统根据来水水量、水温及时间的规律性诸多参数进行智能化控制，设备及电动阀门依次在不同水量及时段先后投入运行，从单台直到最后满负荷运行灵活调整，整个过程都由管理系统根据设备的开启状况和数量情况，协调变频运行的鼓风曝气系统以满足各个时段水量和微生物需求的曝气量。系统可实现远程手动控制和机旁操作。
4 结语
本工程采用水解酸化-接触氧化法处理生活污水，实践证明，该工艺路线可行，具有抗冲击负荷强、运行费用低、出水水质好等优点。目前系统运行稳定，出水各项指标达到国家GB 8978-1996《污水综合排放标准》中二级排放标准。处理后的水进入厂区回用水池，作为生产水系统的补充水使用，有效节约水资源。
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