南京一體化生活污水處理設備

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南京一體化生活污水處理設備

溶氣浮法的設計與計算

(A)設計要點及注意事項

（1）要充分研究探討待處理水的水質(zhì)情況，分析采用氣浮工藝的合理性和適用性；

（2）在有條件的情況下，對需處理的廢水應進行必要的氣浮小型試驗或模型試驗。并根據(jù)試驗結(jié)果選擇適當?shù)娜軞鈮毫盎亓鞅龋ㄖ溉軞馑颗c待處理水量的比值）。通常溶氣壓力采用0.2~0.4MPa，回流比取5％~100%一之間，回流比的確定需和 懸浮物的濃度起來。濃度高回流比大，濃度小回流比小。

（3）根據(jù)試驗時選定的混凝劑種類、投加量、絮凝時間、反應程度等，確定反應形式及反應時間，一般沉淀反應時間較短，以2一30分鐘為宜；

（4）確定氣浮池的池型，應根據(jù)對處理水質(zhì)的要求、凈水工藝與前后處理構(gòu)筑物的銜接、周圍地形和構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)、施工難易程度及造價等因素綜合地加以考慮。反應池宜與氣浮池合建。為避免打 碎絮體，應注意構(gòu)筑物的銜接形式。進人氣浮池接觸室的流速宜控制在0.1m／s以內(nèi)；

（5）接觸室必須對氣泡與絮凝體 提供良好的接觸條件，同時寬度應考慮安裝和檢修的要求。水流上升流速一般取10~20mm／s：，水流在室內(nèi)的停留時間不 宜小于60秒。

（6）接觸室內(nèi)的溶氣釋放器，需 根據(jù)確定的回流量，溶氣壓力及各種型號釋放器的作用范圍按下表來選定:

(7)氣浮分離室需根據(jù)帶氣絮體 上浮分離的難易程度和水質(zhì)的處理要求而定。選擇水流（向下）的流速，一般取1.5~3.0mm／s，即分離室的表面負荷率取 5.4~10.8m3/(m2.h)；

（8）氣浮池的有效水深一般取2.0~2.5m，池中水流停留時間一般為10~20min；

（９）氣浮池的長寬比無嚴格 要求；一般以單格寬度不超過10m，池長不超過15m為宜；

（10）氣浮池的排渣一般采用刮 渣機定期排除。集渣槽可設置在池的一端或兩端.;刮渣機的行車速度宜控制在5m／min以內(nèi)；

（11）氣浮池集水應力求均勻， 一般采用穿孔集水管，集水管的zui大流速宜控制在0.5m／s左右；

(B)設計程序

1、進行實驗室或現(xiàn)場試驗

由于廢水種類繁多，即使是 同類型的廢水，其水質(zhì)變化也很大。通常的設計參數(shù)也只是經(jīng)驗統(tǒng)計值。因此可靠的辦法采用實驗室或現(xiàn)場小型試驗取得的結(jié)果作為設計依據(jù)。

2、確定設計方案在進行現(xiàn)場 查勘及綜合分析各種資料的基礎上，確定主體設計方案。

（1）溶氣方式采用全溶氣式還是 部分回流式；

（2）氣浮池池型選用平流式還是 豎流式，取圓形、方形還是矩形；

（3）在氣浮前或后是否需要用預處理或后續(xù)處理構(gòu)筑物，其形式怎樣，如何銜接？

（4）浮渣處理與處置途徑；

（5）工藝流程及平面布置的初步 確定及合理性分析。

我國農(nóng)村在供水方面的安全隱患較大。根據(jù)《全國農(nóng)村飲水安全工程“十二五”規(guī)劃》，確定納入“十二五”規(guī)劃的農(nóng)村飲水不安全人數(shù)近3.0億人，占農(nóng)村人口總數(shù)的46.4%，不安全人數(shù)基數(shù)大，占比高；同時，我國農(nóng)村飲水呈現(xiàn)出新增農(nóng)村飲水不安全人數(shù)比例大、農(nóng)村飲用水水質(zhì)不達標人數(shù)比例大等特點。由于地理位置、氣候、當?shù)厮Y源狀況、經(jīng)濟及水處理條件等方面的不同，各個農(nóng)村行政地域呈現(xiàn)出不同的水量水質(zhì)問題。  

一、污水處理基本生活污水 　　

生活污水是人類在日常生活中使用過的，并被生活廢料所污染的水。其水質(zhì)、水量隨季節(jié)而變化，一般夏季用水相對較多，濃度低；冬季相應量少，濃度高。生活污水一般不含有毒物質(zhì)，但是它有適合微生物繁殖的條件，含有大量的病原體，從衛(wèi)生角度來看有一定的危害性。 　　

 工業(yè)廢水 　　工業(yè)廢水是在工礦生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的廢水。工業(yè)廢水可分為生產(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)污水是指在生產(chǎn)過程中形成、并被生產(chǎn)原料、半成品或成品等原料所污染，也包括熱污染（指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的、水溫超過60℃的水）；生產(chǎn)廢水是指在生產(chǎn)過程中形成，但未直接參與生產(chǎn)工藝、未被生產(chǎn)原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度少有上升的水。生產(chǎn)污水需要進行凈化處理；生產(chǎn)廢水不需要凈化處理或僅需做簡單的處理，如冷卻處理。生活污水與生產(chǎn)污水的混合污水稱為城市污水。

　初期雨水 　　被污染的雨水主要是指初期雨水。由于初期雨水沖刷了地表的各種污染物，污染程度很高，故宜作凈化處理。 　　水體受污染的原因： 　　人類生產(chǎn)活動造成的水體污染中，工業(yè)引起的水體污染zui嚴重。如工業(yè)廢水，它含污染物多，成分復雜，不僅在水中不易凈化，而且處理也比較困難。工業(yè)廢水工業(yè)廢水，是工業(yè)污染引起水體污染的zui重要的原因。它占工業(yè)排出的污染物的大部分。工業(yè)廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別，即使是同類工廠，生產(chǎn)過程不同，其所含污染物的質(zhì)和量也不一樣。工業(yè)除了排出的廢水直接注入水體引起污染外，固體廢物和廢氣也會污染水體　　

農(nóng)業(yè)污染首先是由于耕作或開荒使土地表面疏松，在土壤和地形還未穩(wěn)定時降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的懸浮物。 　　

還有一個重要原因是近年來農(nóng)藥、化肥的使用量日益增多，而使用的農(nóng)藥和化肥只有少量附著或被吸收，其余絕大部分殘留在土壤和漂浮在大氣中，通過降雨，經(jīng)過地表徑流的沖刷進入地表水和滲入地表水形成污染。生活污水城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和廢氣引起水體污染造成的。城市污染源對水體的污染主要是生活污水，它是人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的各種污水的混合液，其中包括廚房、洗滌房、浴室和廁所排出的污水。 　　

世界上僅城市地區(qū)一年排出的工業(yè)和生活廢水就多達500立方公里，而每一滴污水將污染數(shù)倍乃至數(shù)十倍的水體。

溶氣氣浮

根據(jù)廢水中所含懸浮物的種 類、性質(zhì)、處理水凈化程度和加壓方式的不同，基本流程有以下三種。

（１）全流程溶氣氣浮法

全流程溶氣氣浮法是將全部 廢水用水泵加壓，在泵前或泵后注入空氣。在溶氣罐內(nèi)，空氣溶解于廢水中，然后通過減壓閥將廢水送人氣浮池。廢水中形成許多小氣泡粘附廢水中的乳化油或懸浮 物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板將浮渣連排入浮渣槽,經(jīng)浮渣管排出池外,處理后的廢水通過溢流堰和出水管排出。

全流程溶氣氣浮法的優(yōu)點：①溶氣量大，增加了油粒或懸浮顆粒與氣泡的接觸機會；②在處理水量相同的條件下，它較部分回流溶氣氣浮法所需的氣浮池 小，從而減少了基建投資。但由于全部廢水經(jīng)過壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程度，而且所需的壓力泵和溶氣罐均較其他兩種流程大，因此投資和運轉(zhuǎn)動力消 耗較大。

（2）部分溶氣氣浮法

部分溶氣氣浮法是取部分廢 水加壓和溶氣，其余廢水直接進入氣浮池并在氣浮池中與溶氣廢水混合。其特點為：①較全流程溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低；②壓力泵所造成的乳化油量較全流程溶氣氣浮法低：③氣浮池的大小與全流程溶氣氣浮法相同，但較部分回流溶氣氣浮法小。

（3）部分回流溶氣氣浮法
部分回流溶氣氣浮法是取一 部分除油后出水回流進行加壓和溶氣，減壓后直接進入氣浮池，與來自絮凝池的含油廢水混合和氣浮。回流量一般為含油廢水的25％～100％。其特點為：①加壓的水量少，動力消耗省；②氣浮過程中不促進乳化；③礬花形成好，出水中絮凝也少；④氣浮池的容積較前兩種流程大。為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗確定。

（4）加壓溶氣氣浮法的主要設備。

1．進氣方式 加壓溶氣法有兩種進氣方式， 即泵前進氣和泵后進氣。泵前進氣，這是由水泵壓水 管引出一支管返回吸水管，在支管上安裝水力噴射器，省去了空壓機。廢水經(jīng)過水力噴射器時造成負壓，將空氣吸人與廢水混合后，經(jīng)吸水管、水泵送人溶氣罐。此法比較簡便，水氣混合均勻，但水泵必須采用自吸式進水，而且要保持1m以上的水頭。此外，其zui大吸氣量不能大于水泵吸水量的10％，否則，水泵工作不穩(wěn)定，會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。泵后進氣，一般是在壓水管上通人壓縮空氣。這種方法使水泵工作穩(wěn)定，而且不必要求在正壓下工作，但需要由空氣壓縮機供給空氣。

評價溶氣系統(tǒng)的技術性能指 標主要有兩個即溶氣效率和單位能耗。到目前為止雙膜理論解釋氣體傳質(zhì)于液體還是比較接近于實際的。根據(jù)雙膜理論，對于難溶氣體決定傳質(zhì)過程的主要阻力來自 液膜，而氣膜中的傳質(zhì)阻力與之相比，可以忽略而不計。即要強化溶氣過程，除應有足夠的傳質(zhì)推動力外，關鍵在于擴大液相界面或減薄液膜厚度。但實際上在紊流 劇烈的自由界面上是難以存在穩(wěn)定的層流膜。因此便出現(xiàn)了隨機表面更新理論，這種理論增加了表面更新速率，即在考慮氣液接觸界面?zhèn)髻|(zhì)時，引入了氣相、液相在 單位時間內(nèi)因渦流擴散而流入氣、液更新界面的傳質(zhì)因素，從而使理論和實際更為接近。

工藝的確定

1、工藝設計的主要結(jié)論

※進水水質(zhì)分析

該污水有機污染物濃度較高，但污水的可生化性較好（BOD₅/COD_cr≥0.4），另外還含有氨氮、動植物油、大腸桿菌等污染物。

※設計思路

在去除水中污染物質(zhì)，確保出水水質(zhì)達標的同時，兼顧經(jīng)濟合理和運行管理的科學性，減少工程投資，降低運行費用。

※污水、污泥處理工藝

污水處理采用A/O生化法和格柵攔污、消毒處理。污泥處理及處置采用重力濃縮，減量化，消毒后外運焚燒或填埋。

2、污水處理工藝流程

3、工藝流程簡要說明

生活污水匯聚后，該污水BOD₅/ COD_cr大于0.4，可采用較成熟的工藝——生物接觸氧化法。但該原水N、P含量偏高，采用一般的污水處理工藝難以降解N、P含量，如直接排放，仍會給水體帶來富營化的污染。

因此，我公司認為采用技術上更為*，處理效果更高的工藝，使工藝不僅能高效去除有機物（BOD），還能有效地除磷脫氮，使出水滿足要求。（工藝俗稱A/O）

污水經(jīng)過格柵井，利用格柵井中的格柵攔截水中較大的漂浮物和懸浮物然后進入調(diào)節(jié)池（調(diào)節(jié)池內(nèi)采取預曝氣）經(jīng)均化水質(zhì)后由水泵提升進入初沉池,水中大部分懸浮物在初沉池中去除,出水自流進入A級酸化池，污水在其內(nèi)進行水解酸化，將難生物降解的大分子有機物分解為易于生物降解的小分子有機物。同時，接受后續(xù)O級氧化池的回流污水，利用兼性微生物，在其內(nèi)進行反硝化反應，將在O級氧化池中硝化反應產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為N₂或N₂O、NO。A級酸化池出水自流進入O級氧化池，由于污水經(jīng)過前面的水解酸化，此時污水的可生化性大大提高，利用高效生物填料上的附著的大量微生物來*去除污水中的有機物。同時，利用好氧微生物在其內(nèi)進行硝化反應，將污水中的氨氮（NH₃-N）轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（NO₂^-）和硝酸鹽（NO₃^-），為A級酸化池的反硝化反應提供良好的條件。污水的脫氮機理就是利用A/O生化池中不斷循環(huán)的反硝化──硝化反應進行的。

O級氧化池出水進入二沉池，進行泥水分離；zui后采用加氯消毒后排放。

污水處理技術

1、攔污設施

污水中含有各類漂浮物質(zhì)，需設置格柵加以攔截。以防止堵塞后續(xù)的水泵或處理設備；避免在后續(xù)水池內(nèi)沉淀，增加檢修次數(shù)。

2、水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)

由于污水排放的水量、水質(zhì)很不均勻，造成污水來源水質(zhì)、水量波動較大，因此只有足夠大的調(diào)節(jié)容量才能使進入生化處理的水質(zhì)、水量穩(wěn)定，因此必須設置調(diào)節(jié)池，進行水量水質(zhì)的均衡，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的沖擊負荷。

3、生物處理

對于生活污水，采用生物處理是的處理工藝，生物法工作過程為：通過馴化培養(yǎng)而聚集的優(yōu)勢微生物群體，在生長過程中利用周圍環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)即水中的有機污染物質(zhì)進行新陳代謝，達到降解污染物、凈化水質(zhì)的目的。

污水進入好氧處理，通過好氧生物的作用將污染物去除。其污染物去除機理如下所示：

有機污染物氧化反應為（有機物以C_xH_yO_z 表示）：

                     酶

4C_xH_yO_z +(4x+y-2z)O₂  ®  4xCO₂+2yH₂O+能量

氨氮氧化方程式如下：

      亞硝酸細菌                          硝酸細菌

 2NH₄⁺+3O₂  ®  2NO₂^-+4H⁺+2H₂O+能量    2NO₂^-+O₂  ®  2NO₃^-+能量

降解水中有機物的同時，主要通過硝化細菌去除水中的氨氮。經(jīng)過此階段，污水已得到較*的凈化。

生物處理工藝按生物生長狀態(tài)，分為活性污泥法、生物膜法。

（1）、活性污泥工藝中生物以菌膠團的形式懸浮于水中，通過曝氣混合分解污水中的污染物。活性污泥工藝按其運行方式分為：普通曝氣池、氧化溝、SBR、A/O、A/A/O等，主要應用于大型的污水處理廠。除SBR工藝外，均需設置污泥回流泵，設備較多，所以SBR工藝在中、小型污水處理工程中也有應用，但SBR工藝設計負荷較小，一般為0.1kgBOD₅/m³?d，占地面積較大，由于潷水需要，水池深度較大，同時自動控制設備較多，一旦設備故障或運行參數(shù)發(fā)生變化，必須對整個運行程序進行調(diào)整。另外，小型污水處理采用活性污泥工藝，容易發(fā)生污泥膨脹引起污泥流失，使處理池內(nèi)的污泥濃度得不到保證，從而影響處理效果。

（2）、生物膜法在處理池內(nèi)設置填料，作為生物的載體，使大量生物附著生長，同時污水中又有一定濃度的懸浮生物。按其運行方式分為：生物接觸氧化法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等。生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤一般使用于水量較小、進水濃度較低的污水處理，由于其生物濃度較低，設計負荷較小，占地面積較大，抗沖擊負荷性能較差，目前使用的已較少。

生物接觸氧化法工藝通過配以高效填料，具有處理負荷高、耐沖擊負荷、不產(chǎn)生污泥膨脹，設施體積小、污泥產(chǎn)生量少、運行穩(wěn)定可靠、管理方便等優(yōu)點，該方法廣泛應用于有機污（廢）水的處理工程，尤其適用于中小型地埋式污水處理站。所選用的填料安裝簡單、維修更換方便、不易堵塞、重量輕、比表面積大于300m²/m³，使用壽命可達十年以上。

由上述生物處理法的技術比較，生物接觸氧化法具有其它生物法*的優(yōu)特點，因此我方結(jié)合A/O法具有脫氮除磷效率高，生物接觸氧化法具有處理有機物負荷高的特點，將兩者優(yōu)勢結(jié)合起來，在O級生化池中設有高效生物填料，選用A/O生化法作為本工程的生物處理工藝。