建筑排水小型污水處理

1、淺析建筑排水小型污水處理近年來，隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)、污染治理、綜合利用日益被重視并受到法律、 法規(guī)控制。建筑排水污染治理涵蓋了工業(yè)與民用建筑、居住小區(qū)排水治理，從生活排水至生產(chǎn)污水內(nèi)容廣泛，雖然在規(guī)模上與城市污水處理廠差距很大， 但在排水水質(zhì)上比城市污水要更為復(fù)雜。 大多數(shù)建筑排水仍屬于有機(jī)污染范疇。 目前處理工藝以生化處理為主，日趨整體非標(biāo)設(shè)備化、系列化，以便于專業(yè)生產(chǎn)制造，更有利于設(shè)計選用、安裝運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放。污水處理工藝包括物理處理法，即利用篩選、浮選、沉淀等措施除去污水中大部分懸浮物質(zhì)， 但不能去除溶解的和膠體物質(zhì)； 化學(xué)祛：即利用化學(xué)藥劑或電化學(xué)方法降低污染物濃度， 主要用

2、于混凝、中和、萃取、消毒等。水中污染物構(gòu)成復(fù)雜時，不能完全達(dá)標(biāo)排放，多用于預(yù)處理和深度處理；生物化學(xué)法，即在人工控制的邊界條件下，利用細(xì)菌呼吸作用實現(xiàn)對有機(jī)污染物的降解， 較之化學(xué)法有效率高和運(yùn)行費用低的特點。對于建筑排水， 由于水質(zhì)多屬于有機(jī)污染， 因此建筑排水污水處理，包括中水處理， 廣泛采用以生化處理為核心的工藝流程和成套設(shè)備。建筑排水處理量較小。一般水量多在100-1500m3/d，目前采用整體設(shè)備比較多，尤其大量埋地式設(shè)備更在某些地區(qū)和企業(yè)廣泛采用。由于各種因素影響， 如生產(chǎn)廠家綜合實力參差不齊、設(shè)計人員專業(yè)水平限制、選用者盲從生搬硬套、運(yùn)輸和安裝技術(shù)的限制、經(jīng)費投人不合理等使一些處

3、理設(shè)備或設(shè)施不能正常發(fā)揮應(yīng)有作用，影響達(dá)標(biāo)排放或污水凈化回用的目的。 這些不應(yīng)發(fā)生的事故和繼續(xù)存在的隱患，應(yīng)引起充分的重視，以減少資源和經(jīng)濟(jì)上的浪費。生化處理的設(shè)計與實踐實質(zhì)上是用人工的方法，根據(jù)實踐經(jīng)驗和參數(shù)，合理創(chuàng)造環(huán)境條件和營養(yǎng)條件，充分適應(yīng)和滿足微生物通過生命活動完成有機(jī)物代謝的復(fù)雜過程。水中微生物的生化作用以細(xì)菌為主。細(xì)菌生命活動特性有四個方面：1營養(yǎng)需要：其生長繁殖需要碳、氫、氮、磷等成分和能量，所以要攝食有機(jī)污染物和無機(jī)鹽類；2呼吸作用：細(xì)菌氧化各種有機(jī)物質(zhì)，并從中獲取能量。氧化過程絕大部分為去氫氧化， 即把有機(jī)物中的氫脫去而放出適當(dāng)?shù)哪芰?。此時，必須有相應(yīng)的受氫體來接受脫出的氫

4、，反應(yīng)才能最終完成。如果以游離的氧分子O2 作為受氫體，反應(yīng)在有氧條件下才能進(jìn)行，這種反應(yīng)稱為有氧氧化； 如果是以分子氧以外的化合物作為受氫體，反應(yīng)在缺氧或無氧的條件下進(jìn)行，則稱為無氧氧化；3溫度：大部分細(xì)菌生長適宜的溫度在20 40之間，在限值內(nèi)溫度提高10，生長速率可提高一倍； 4酸堿度：大多數(shù)細(xì)菌適宜于pH 值范圍在 68，而 pH 值 410 也能生存。微生物的這些特性應(yīng)在確定工藝流程和工程設(shè)計中給以充分保證。在工程運(yùn)行中如出現(xiàn)不正常時，也應(yīng)從這些特性方面去檢查、補(bǔ)充和完善。細(xì)菌靠胞外聚合物細(xì)纖維互相同織形成菌膠團(tuán)，并進(jìn)一步絮換形成絮體稱為活性污泥， 當(dāng)菌膠團(tuán)附著在填料表面形成密度較大

5、的粘膜，稱為生物膜，所以活性污泥與生物膜的基本形態(tài)仍是菌膠團(tuán)。鑒于細(xì)菌的這些特性， 不同水質(zhì)的污水要求設(shè)計者應(yīng)創(chuàng)造不同的邊界條件以適應(yīng)細(xì)菌特性達(dá)到最佳有機(jī)物去除效率。工程上，選擇工藝流程和工藝設(shè)備時，首先應(yīng)確認(rèn)污水的水質(zhì)。有些廠家樣本在提供參數(shù)時，一般只有COD 或 BOD 參數(shù)值，然后根據(jù)設(shè)計處理量Q（m3d）就可以把從住宅小區(qū)、礦山、石油化工、賓館。工廠、學(xué)校、飯店等行業(yè)生活污水和工業(yè)廢水處理到一級或中水排放，給人一種萬能污水處理設(shè)備的假象。其實，各種污水形成的COD 、BOD、SS 構(gòu)成內(nèi)容相去甚遠(yuǎn)，除以上參數(shù)外。設(shè)計者更重視的因素有污水的可生化性（ BODCOD）值，有害物質(zhì)的濃度、

6、pH 值等，這些重要參數(shù)對選擇處理工藝和反應(yīng)器的類型起著決定性作用。如回避這些因素，只用流量或BOD 來套用設(shè)備，將會帶來很大隱患。在有些污水處理工藝流程中出現(xiàn)過調(diào)節(jié)沉淀池， 調(diào)節(jié)酸化池等綜合功能的地型。設(shè)計者出于小型化、一池多用的良好愿望，創(chuàng)造了這些池型。但是每一個工藝模塊都是在特定的前提下， 才能充分發(fā)揮功效。調(diào)節(jié)池的功能在于調(diào)節(jié)水量和均勻水質(zhì)。因此，調(diào)節(jié)池的液面水位是波動很大的， 水深也是不斷變化的， 也就是說沉降時間是不斷變化的。為了均勻水質(zhì)， 作為調(diào)節(jié)池設(shè)計時希望把不同時刻的進(jìn)水互相碰頭混參，因此池內(nèi)的流態(tài)最好是完全混合型流態(tài)。 因此可以認(rèn)為調(diào)節(jié)池的功能和流態(tài)與靜置沉淀理論相駁。 酸

7、化理論是利用調(diào)正合適的水力停留時間及水的上向流速使厭氧甲烷菌難以繁殖， 使反應(yīng)控制在水解酸化階段， 進(jìn)行水解產(chǎn)酸菌迅速分解有機(jī)物的過程。 酸化工藝要求上流式流態(tài)從下向上穿透污泥層完成對有機(jī)物的網(wǎng)捕、 吸附、生物絮凝、生物降解、澄清污水等綜合反應(yīng)。這個過程需要配水均勻；上向流態(tài)；衡定的反應(yīng)時間等等， 顯然水位波動很大的調(diào)節(jié)池與之不易相容。所以，如果保證各處理工藝真正發(fā)揮原有功能，采用諸如調(diào)節(jié)沉淀池、調(diào)節(jié)酸化池要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上大作文章，否則應(yīng)脫開分建為好。在氧化池的設(shè)計中，很多人很看重水力停留時間（HRT），并把這一因素作為工藝計算比選的重要標(biāo)尺。在實際設(shè)計中， 一般氧化池控制性參數(shù)應(yīng)為有機(jī)物負(fù)荷（

8、污泥負(fù)荷或容積負(fù)荷）和去除效率，前者反映出氧化工藝的數(shù)量值，即每公斤活性污泥每天去除BOD5 的數(shù)量值（ kg）或每立方米曝氣池容積每天去除BOD 5 的數(shù)量值（ kg），后者反映氧化池對有機(jī)物去除的程度和出水質(zhì)量。只要控制了氧化池降解有機(jī)物的數(shù)量和質(zhì)量，氧化池的選型就確定了。同樣，不同工藝的比選也應(yīng)主要用有機(jī)物去除的數(shù)量和質(zhì)量兩個參數(shù)來衡量。對于小型污水處理受場地、空間等限制，多選用負(fù)荷較高的生物膜法工藝，以接觸氧化法為多。 該工藝的生物膜為大量絲狀菌交織而成，成立體狀在池中均怖，試驗表明其氧化能力比活性活泥法高181 倍。設(shè)計時應(yīng)保證填料下怖氣， 促使生物膜表面代謝物質(zhì)濃度變化快，濃度梯度

9、大，加快了傳質(zhì)速度。氧的吸收率一般與水深成正比，即氧吸收率隨水深而提高。一般曝氣池水深應(yīng)在3.5m 以上較為合理。目前市售設(shè)備，由于運(yùn)輸限制，水深均在27m 以下，對去除負(fù)荷和空氣氧的利用有負(fù)面影響，采用時應(yīng)進(jìn)行計算復(fù)核才可。關(guān)于活性污泥法工藝， 目前有多種方式，如普通活性污泥法、 SBR 法（間歇周期活性污泥法） 、CASS（周期循環(huán)活性污泥法） 、完全混合加速曝氣法、 延時曝氣曝氣法等等， 這些方法的活性污泥負(fù)荷均在0.150.5KgBOD 5Kg 污泥· d，曝氣方法有鼓風(fēng)暖氣和機(jī)械曝氣。由于負(fù)荷較低，占地面積較大，選用時應(yīng)充份考慮環(huán)境條件是否適用。生物膜法有塔濾、生物轉(zhuǎn)盤、接

10、觸氧化法等。前兩種方法一般自然通風(fēng)充氧，冬季時大量冷空氣卷吸入水中會降低污水溫度、影響去除效果，多數(shù)用于有取暖的房間內(nèi)。由于供氧有限，污泥負(fù)荷也較低，占地面積增大，一次投資很高。接觸氧化法屬于淹沒式生物濾池。人工鼓風(fēng)曝氣鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)溫度60，對水有加溫作用， 因此受室外氣溫影響較小，因而負(fù)荷較高，（對于生活污水容積負(fù)荷可達(dá)7Kg BOD 5·d，工業(yè)污水可達(dá)23Kg BOD 5m3·d）適用于小型污水處理工藝。采用時應(yīng)注意工藝流態(tài)和偉氣方法。 有些設(shè)計者在推流式曝氣池中加填料，這只是對活性活泥法的一種工藝補(bǔ)充與標(biāo)準(zhǔn)接觸氧化法在負(fù)荷和出水質(zhì)量上是有本質(zhì)區(qū)別的。污水最終達(dá)標(biāo)排放，

11、污水的澄清處理是關(guān)鍵。經(jīng)驗表明，出水中含有大量細(xì)小懸浮物， 1 克懸浮物相當(dāng)于024 克左右的 COD，對出水達(dá)標(biāo)影響甚大。 對于小型污水處理， 一般澄清處理均采用沉淀過濾。沉淀裝置受場地限制，多數(shù)采用豎流式沉淀池，也有采用斜管（板）沉淀池。過濾裝置采用砂濾較多，也有采用聚苯乙烯球、滌綸纖維球等快速過濾裝置。由于生化出水中仍含有機(jī)污染物及溶解氧，因此出水采用斜管（板）沉淀時，在夏天易在管（板）表面形成生物膜，影響沉淀效果，嚴(yán)重時出現(xiàn)管（板）堵塞，厭氧污泥團(tuán)上浮，出水水質(zhì)變壞。因此，對于小型污水處理不提倡二次沉淀采用斜管（板）沉淀池。過濾工藝目前多出現(xiàn)砂層表面產(chǎn)生板結(jié)或濾層堵塞， 使實際反沖洗強(qiáng)

12、度和時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計參數(shù)。 這同樣是由于氧化池出水中的殘存的微生物、可降解的有機(jī)物質(zhì)和溶解氧綜合生化反應(yīng)所致。 由于一般設(shè)計流程均采用濾后消毒，使上述生化反應(yīng)在沉淀過濾中繼續(xù)進(jìn)行。為使澄清工藝正常運(yùn)行， 建議來用濾前消毒工藝。 青島啤酒廢水生化處理后中水處理工藝采用濾前消毒殺菌已運(yùn)行 15 年，未發(fā)生過濾裝置堵塞問題。當(dāng)采用活性炭過濾時， 建議炭層增加微量曝氣形成生物炭工藝，曝氣強(qiáng)度為水量的 5左右，可以延長活性炭的再生周期。小型污水處理除中水處理可回用外， 基本上不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益， 既使中水處理由于目前自來水價定位不合理， 也使之經(jīng)濟(jì)效益較差而得不到推廣。為了使之存在具有較強(qiáng)的生命力， 除了強(qiáng)

13、制性的法律法規(guī)外，設(shè)計遵循簡單適用、運(yùn)行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗、投資經(jīng)濟(jì)的原則是極為重要的。 設(shè)計中應(yīng)根據(jù)不同排水水質(zhì)、 水量和環(huán)境條件從工藝流程設(shè)備選型到技經(jīng)分析進(jìn)行多方案比選， 避免生搬硬套， 使建筑排水小型污水處理在不斷完善、不斷求新中更加健康地發(fā)展。淺析氧化溝污泥膨脹的控制方法一、概述氧化溝工藝的污水處理廠具有管理方便，流程簡單，處理水質(zhì)良好及工藝穩(wěn)定可靠等優(yōu)點， 因此近幾年來得到迅速發(fā)展，被越來越多的城市和地區(qū)所采用。 但是與其他活性污泥法工藝類似，也同樣存在一直困擾人們的最大難題 -污泥膨脹現(xiàn)象。本文根據(jù)郎郭市東污水處理廠污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生和解決的實際過程， 總結(jié)了采用加藥控制和

14、工藝調(diào)整控制兩種方法的經(jīng)驗， 以供氧化溝有類似問題的其他污水處理廠參考。二、污泥膨脹的原因分析污泥膨脹存在原因很多， 至少與近 30 種不同的絲狀菌和一系列的環(huán)境與操作因素 (溫度、 PH 值、營養(yǎng)物、負(fù)荷、 DO 、泥齡等 )有關(guān)，所以因根據(jù)實際情況， 找出污泥膨脹主要原因， 有針對性地改變環(huán)境條件，才能有效控制污泥膨脹。98 年 8 月，那郭污水廠發(fā)生了較為嚴(yán)重的氧化溝污泥膨脹現(xiàn)象，溝中活性污泥 SVI 值由 60 猛增至 280 ，鏡檢發(fā)現(xiàn)絲狀菌大量繁殖 (主要為諾卡式菌 )，氧化溝表面上有大量多脂狀褐色泡沫，污泥絮體非常松散。通過對膨脹前的進(jìn)水水量、水質(zhì)、污泥負(fù)荷、 PH 值、泥齡、溶

15、解氧、污泥濃度等運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 (見表 1) ，認(rèn)為由于雨季進(jìn)水量增大，在一周的時間內(nèi)氧化溝污泥負(fù)荷持續(xù)為 0.1kgBOD/KgMLSS.d 左右 (設(shè)計值為 0.m5kgBOD/kgMLSS-d) 是導(dǎo)致污泥膨脹的主要原因。三、污泥膨脹的控制根據(jù)目前氧化溝污泥膨脹的現(xiàn)狀，采用了臨時控制措施和工藝運(yùn)行調(diào)整控制措施兩種方案，具體實施如下 :1、投加絮凝劑 -Ca(OH) 2 法由于污泥過度膨脹，沉淀區(qū)污泥易隨出水流失，因此必須采取臨時控制措施。臨時措施包括殺菌和助沉法，在二級出水設(shè)有加知肖毒裝置的處理廠，可利用現(xiàn)成的消毒設(shè)備投氯來抑制絲狀菌過度繁殖，從而控制污泥膨脹。 但對于無消毒設(shè)備的污水

16、廠，如再投資設(shè)備并不現(xiàn)實 ;另一方面由于加氯可無選擇性地殺死各種微生物，投氯過程要求非常嚴(yán)格，稍有不慎就會嚴(yán)重破壞微生物生存環(huán)鏡和影響出水水質(zhì) : 單獨采用絮凝劑則費用很高。 因此郎郭污水廠決定采用投加本廠生產(chǎn)的高分子絮凝劑聚丙烯酷膠和價格低廉的 Ca(OH)2 相結(jié)合控制氧化溝的污泥膨脹，并進(jìn)行試驗和分析。表 1進(jìn)水量 BOD泥3MIvss DO污泥負(fù)荷SIV項目齡m/d( 單 進(jìn)g/lmg/lkgBOD/KgMLSS.dmg/l月份溝 mg/ld98.7.10310001303.42.1250.0597598.7.20330001243.21.8270.0636898.7.26420001

17、313.31.5240.083118260.105280(1) 試驗裝置與方法試驗裝置采用 1000m1 量筒作為曝氣反應(yīng)器，曝氣裝置為雙速 (高速和低速 )氣泵，反應(yīng)周期為曝氣 3 小時，沉淀 1 小時后將上清液灣出，充水后進(jìn)入下一個周期，并同時對 SV30 出水水質(zhì)、鏡檢等進(jìn)行觀察。試驗在進(jìn)水水質(zhì)、運(yùn)行模式、運(yùn)行周期等外界條件上盡量模仿實際生產(chǎn)，以便在生產(chǎn)中應(yīng)用，由于條件所限，試驗時將實際生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)水排水改為周期性進(jìn)水與排水， 曝氣方式由轉(zhuǎn)刷表面曝氣改為曝氣頭深度曝氣，試驗期間不排泥。上清液由 1000ml 燒杯貯存，用采樣瓶從分配井取進(jìn)水按周期給曝氣反應(yīng)器充水， 曝氣裝置為雙速 (高速

18、和低速 )氣泵。曝氣結(jié)束后，應(yīng)先將曝氣頭取出，以防影響沉淀后渾水， 曝氣周期與實際生產(chǎn)一致，為反應(yīng)弛，沉淀 1h 后將上清液海出，充水后進(jìn)入下一個周期，并同時對 SV30 出水水質(zhì)、鏡檢等進(jìn)行觀察。試驗過程為向盛有水樣的曝氣反應(yīng)器內(nèi)分別技加不同量的絮凝劑(陽離子聚丙烯酷膠 )和 Ca(OH)2 ，考慮到 Ca(OH)2 對各種微生物的影響，應(yīng)先加絮凝劑，后加石灰。并同時做空白照。(2) 試驗結(jié)果表 2 列出了加不同量絮凝劑和 Ca(OH)2 后相應(yīng)每個水樣的活性污泥指標(biāo)的變化及處理水質(zhì)情況。表 2注: I 上述數(shù)據(jù)為觀察數(shù)周期后的穩(wěn)定值 ; II 所計算 SVI 值忽略新增污泥 ;III 原水

19、樣 SV"為 98% ，SW 值為 213。(3)、討論與結(jié)果a、從上表 1 號空白樣和原水樣相比， 在沒有采取任何措施的情況下，污泥膨脹程度不僅沒有繼續(xù)惡化，而且污泥指數(shù)(SVI) 值還略有些降低，這可能與試驗采用了類似SBR 工藝 (間歇進(jìn)水、間歇排水 )有關(guān)，該樣品通過鏡檢觀察， 絲狀菌與其它微生物總體變化不大，菌膠團(tuán)仍然較少且小而分散。b、4 號、 5 號樣未加 Ca(OH)2 ，只用絮凝劑來控制污泥膨脹，但絮凝劑用量相對較少， 在試驗過程中觀察到， 在進(jìn)行曝氣反應(yīng)的第一個周期，污泥沉降比 (SV 30 )降低較多，從而污泥指數(shù) (SVI) 值也大幅度降低，但經(jīng) 2-4 個周

20、期 (時間長短與絮凝劑用量有關(guān))后，污泥沉降比 (SV到)又逐漸上升而恢復(fù)到接近原水樣狀態(tài)， SW 值也相應(yīng)升高，并且數(shù)周期穩(wěn)定后的 4 號和 5 號水樣的 SV30 到與 SVI 值基本相當(dāng)，與絮凝劑用量大小基本無關(guān)，這是由于隨著曝氣與攪拌及微生物等作用，加入水樣中的高分子絮凝劑分子鏈斷裂而逐漸失去作用， 包括絲狀菌在內(nèi)的微生物又恢復(fù)到接近初始狀態(tài)，這可通過鏡檢觀察到，因此SVI 值仍相對較高，這說明只加一定量的絮凝劑，只能起到暫緩污泥膨脹作用，并不能從根本上解決污泥膨脹問題。c、7 號水樣采取的控制措施是投加絮凝劑與Ca(OHh 相結(jié)合的辦法，一次性加入2.0% 。的陽離子聚丙烯酷膠1ml

21、與0.15gCa(OH)2，進(jìn)行曝氣反應(yīng)，一個周期后，由于一次性Ca(OH)2用量太大，沉淀后上清液渾濁，由于微生物生存環(huán)境嚴(yán)重破壞，因此通過鏡檢觀察到絲狀菌及其它微生物幾乎滅絕，并且活性污泥結(jié)構(gòu)也破壞嚴(yán)重，菌膠團(tuán)極分散而細(xì)碎，該樣品作廢。d、由于上述 7 號水樣原因，3 號、6 號、8 號水樣分別采取了將Ca(OH)2在不同運(yùn)行周期分次加入的方法，取得了較好的效果，污泥沉降比(sv30 及污泥指數(shù) (SVI) 都有大幅度降低，污泥膨脹得到了有效控制。這是由于一方面加入的絮凝劑改善了污泥結(jié)構(gòu)，另一方面由于所加入的 Ca(OH)2 不僅可增加活性污泥絮體比重，改善沉降性能，而且由于所加 Ca(OHb 可調(diào)節(jié)環(huán)境的 PH 值，從而改善微生物的生存環(huán)境，而作