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一天50噸污水處理一體化設(shè)備簡介
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生物脫氮除磷
污水脫氮除磷可供選擇的處理方法通常有生物處理法及物理化學法兩大類。國外從六十年代系統(tǒng)地進行了脫氮除磷的物化處理方法研究，結(jié)果認為物化法的特點是耗藥量大、污泥產(chǎn)量多、運行費用高等，因此，城市污水處理廠一般不推薦采用。從七十年代以來，國外開始研究并逐步采用活性污泥法生物脫氮除磷。我國從八十年代初開始研究生物脫氮除磷技術(shù)，在八十年代后期逐步實現(xiàn)工業(yè)化流程，目前，國內(nèi)新建及改擴建的污水處理工程大多數(shù)都采用活性污泥法生物脫氮除磷工藝。
生物脫氮基本原理：污水中的有機氮、蛋白氮等在好氧或無氧條件下首先被氧化或水解轉(zhuǎn)化為氨氮，然后在好氧自養(yǎng)硝化菌的作用下氧化為硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并由存在的碳源提供電子及質(zhì)子，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮還原成氮氣從污水中逸出，此階段稱為缺氧反硝化。
在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源濃度。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進行，并且要有充足的碳源作為電子供體，才可促使反硝化作用的順利進行。
按照上述原理，要進行污水的生物脫氮，必須具有缺氧/好氧過程，可組成缺氧池和好氧池；也可在一座生物池的不同階段創(chuàng)造缺氧、好氧環(huán)境；即都需要有缺氧/好氧（AN/O）系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計中需要控制的幾個主要參數(shù)就是足夠長的污泥齡和進水的碳氮比。
生物除磷基本原理：生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物（VFA），并轉(zhuǎn)化為PHB（聚B羥丁酸）儲存起來。當這些聚磷菌進入好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細胞的合成和過量吸收污水中溶解的磷以儲存能量，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。
影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（混合液中既無溶解氧DO=0，也無結(jié)合氧－如硝酸鹽），同時要有可快速降解的有機物，BOD5/P比值恰當。生物除磷系統(tǒng)一般要求較短的污泥齡，以便使含磷污泥快速排出系統(tǒng)。
按照上述原理，要進行生物除磷必須具備厭氧過程，如在生物脫氮系統(tǒng)前設(shè)置一個厭氧池，這樣就形成A2/O系統(tǒng)，即厭氧-缺氧-好氧生物脫氮系統(tǒng)。
本項目生物脫氮除磷的可行性：根據(jù)進水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求可知，本工程有較高的除磷脫氮要求，因此，分析進廠污水生物脫氮除磷的可行性是十分必要的。
BOD5：N：P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素，氮和磷的去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。
BOD5/TN值是鑒別能否采用生物硝化工藝的主要指標。因為，只有經(jīng)過生物硝化以后，將污水中的氨氮通過生物硝化反應轉(zhuǎn)化為硝酸氮，才能進行后續(xù)的生物反硝化（脫氮）反應。對于活性污泥系統(tǒng)，由于硝化菌的比增長速率低，世代期長，如果泥齡較短，將使硝化菌來不及大量增殖，就從系統(tǒng)中排出。為使活性污泥系統(tǒng)得到良好的硝化效果，就必須有較長的泥齡?；钚晕勰嘀邢趸谋壤c污水的BOD5/TN值有關(guān)，這是因為產(chǎn)率不同，以及在活性污泥系統(tǒng)中異養(yǎng)菌與硝化菌競爭底物和溶解氧，使硝化菌的生長受到抑制。
污水處理核心工藝介紹
1、工藝原理
在一種流體相內(nèi)或兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質(zhì)將流體相分隔成兩部分。該薄層物質(zhì)就是所謂的“薄膜”，簡稱“膜”。當一定的推動力作用于膜兩側(cè)時，膜能按照物質(zhì)物理化學性質(zhì)使物質(zhì)進行分離。
膜-生物反應器是一種膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機結(jié)合產(chǎn)生的廢水處理新工藝，與傳統(tǒng)工藝相比具有如下優(yōu)點：
1、置于MBR池內(nèi)的平板膜組件取代了傳統(tǒng)的沉淀池，達到泥水分離的效果。此外，膜組件不僅能夠高效地進行固液分離，而且出水性質(zhì)不再依賴于活性污泥的沉降特性，克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端，系統(tǒng)的操作比常規(guī)污水處理工藝大為簡化。出水水質(zhì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接排放或進行回用。
2、生物反應器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積小。
3、有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有效地將分解難降解有機物的微生物滯留在反應器內(nèi)，有利于難降解有機物降解效率提高。
4、膜-生物反應器一般都在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用。
5、采用化學加藥除磷方式，針對除磷問題，將化學除磷和膜分離原理進行優(yōu)化組合，強化了除磷效果，減少了化學藥劑投加量，有效克服了吸附法和化學法的缺點，減少了排泥量。
6、易實現(xiàn)自動控制，操作管理方便。
2、工藝設(shè)計
設(shè)計流程
圖5.1 污水處理設(shè)備工藝流程圖
3、工藝流程介紹
本污水處理設(shè)備自調(diào)節(jié)池進水至膜出水。
其中各處理單元的功能如下：
調(diào)節(jié)池：均勻水質(zhì)和水量，抵御水質(zhì)、水量對處理設(shè)備造成的沖擊負荷。
缺氧池：利用微生物降解有機物，同時進行反硝化，達到去除總氮的目的。
MBR池：通過微生物代謝活動，去除水中有機污染物；設(shè)置曝氣管，除供給微生物活動所需要的氧氣，還對膜面進行沖刷，有效控制膜污染；
膜單元：進行分離作用，去除懸浮顆粒物、病菌等有害微生物；
除磷系統(tǒng)：通過投加化學藥劑，達到去除總磷的目的；
化學清洗系統(tǒng)：當平板膜組件受到污染時對其進行在線化學清洗；
加藥消毒系統(tǒng)：對膜出水進行加藥消毒，保證出水達到排放標準；
污泥處理：污泥經(jīng)濃縮脫水后排放至化糞池。
4、污泥處理工藝選擇
傳統(tǒng)污泥處理工藝一般都適用于具有一定規(guī)模的污水處理廠或配套大型污水處理設(shè)施，由于本項目處理規(guī)模較小，且MBR工藝本身污泥產(chǎn)率系數(shù)低，污泥產(chǎn)量少，因此選擇占地面積小，處理效果好的平板膜污泥同步濃縮消化（MSTD）技術(shù)，配套主體MBR工藝，實現(xiàn)污泥減量90%以上。
MSTD技術(shù)，是將每日產(chǎn)生的剩余污泥全部集中在反應器內(nèi)，通過膜將剩余污泥中的水分過濾，實現(xiàn)污泥的體積減量；同時利用微生物和后生動物的活動，實現(xiàn)污泥的消化和減量，zui終實現(xiàn)污泥的總量消減。
安全衛(wèi)生防范措施
⑴ 抗震
抗震措施應按照抗震設(shè)防的要求進行設(shè)計。
⑵ 抗洪
在廠區(qū)內(nèi)設(shè)相應的場地雨水排除系統(tǒng)及防洪溝系統(tǒng)，以及時排除雨水，避免積水毀壞設(shè)備和構(gòu)建筑物。
⑶ 防雷
采用避雷帶防直擊雷，并對非金屬的屋頂設(shè)置與避雷帶共同構(gòu)成不小于10米寬金屬網(wǎng)防感應雷，對其它防雷建筑物采用避雷或防直擊雷、感應雷，放散管及風帽，按規(guī)范要求采取相應的防雷措施。
⑷ 防不良地質(zhì)
⑸ 防暑
為防范暑熱，采取以下防暑降溫措施：在生產(chǎn)廠房采取自然通風或機械通風等通風換氣措施，中央控制室、化驗室等設(shè)空調(diào)。
⑹ 合理利用風向
污水處理廠設(shè)計中將綜合樓等輔助建筑物布置在廠區(qū)主導風向的上風向，以避免風向因素的不利影響。
⑺ 減振降噪
在生產(chǎn)過程中噪音較大、運行時室外噪音高達100dB以上設(shè)置了消音器，并設(shè)置減振底座，并選用密閉隔音材料，經(jīng)以上處理后噪音可大大降低，可降至80dB以下。
強振設(shè)備與管道間采用柔性連接方式，防止振動造成的危害。
在總圖布置中，根據(jù)聲源方向性、建筑物的屏蔽作用及綠化植物的吸納作用等因素進行布置，減弱噪聲對崗位的危害作用。
主要生產(chǎn)場所設(shè)置能起到隔聲作用的操作室、休息室，噪聲級均可低于80dB(A)，車間辦公室、休息室、操作室等室內(nèi)噪聲級均小于70dB(A)，綜合樓內(nèi)噪聲低于60dB(A)；其它生活、衛(wèi)生用品室內(nèi)噪聲則低于55dB(A)；對于操作工人接觸噪聲不足8小時的場所及其它作業(yè)地點的噪聲均滿足《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》中的標準要求。
⑻ 防火防爆
在總平面布置中，各生產(chǎn)區(qū)域、裝置及建筑物的布置均留有足夠的防火安全間距，道路設(shè)計則滿足消防車對通道的要求。
在工藝設(shè)計中，在可能有燃爆性氣體的室內(nèi)設(shè)自然通風及機械通風設(shè)施，使燃爆性氣體的濃度低于其爆炸下限。有爆炸危險的室內(nèi)設(shè)不發(fā)火花地面。
污泥處理系統(tǒng)的設(shè)備及管道均設(shè)有跨接和靜電接地裝置。
在爆炸和火災危險場所嚴格按環(huán)境的危險類別選用相應的電氣設(shè)備和燈具；并按有關(guān)防雷規(guī)范的要求對建筑物采取相應的避雷措施。
廠區(qū)設(shè)計相應的消防給水管網(wǎng)及室內(nèi)外消火栓。
⑼ 其它
為了防止觸電事故并保證檢修安全，兩處及多處操作的設(shè)備在機旁設(shè)事故開關(guān)；1kV以下的設(shè)備金屬外殼作接零保護；設(shè)備設(shè)置漏電保護裝置。
為了防止機械傷害及墜落事故的發(fā)生，生產(chǎn)場所梯子、平臺及高處通道均設(shè)置安全欄桿，欄桿的高度和強度符合國家勞動保護規(guī)定；設(shè)備的可動部件設(shè)置必要的安全防護網(wǎng)、罩；地溝、水井設(shè)置蓋板；有危險的吊裝口、安裝孔等處設(shè)安全圍欄；廠內(nèi)水池邊設(shè)置救生衣、救生圈；在有危險性的場所設(shè)置相應的安全標志及事故照明設(shè)施。
綠化對凈化空氣、降低噪聲具有重要作用，是改善衛(wèi)生環(huán)境、美化廠容的有效措施之一，并且綠化能改善景觀、調(diào)節(jié)人的情緒，從而減少人為的安全事故。
污水廠內(nèi)設(shè)置食堂、浴室、更衣室及值班宿舍等，并經(jīng)常保持完好和清潔衛(wèi)生，以保證必要的職工工作條件，確保工人的衛(wèi)生、休息和安全。
工藝
A/O膜-生物反應器（Membrane Bioreactor，MBR）是將膜分離技術(shù)與生物處理單元相結(jié)合的水處理新技術(shù)。整個反應系統(tǒng)主要由核心膜組件、主體反應器、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)等組成。它以高效膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法工藝中的二沉池，省卻了傳統(tǒng)活性污泥法中二沉池濃縮后剩余污泥的回流，相比于傳統(tǒng)工藝MBR還具有以下優(yōu)點：
膜組件能高效地實現(xiàn)固液分離，分離效果好于傳統(tǒng)的沉淀池，無需顧慮污泥膨脹，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，以城市污水為進水時，膜出水可以直接回用；
由于膜的高效截留作用，可使微生物*截留在生物反應器內(nèi)，實現(xiàn)反應器水力停留時間和污泥齡的*分離，使運行控制更加靈活穩(wěn)定；
膜-生物反應器能在高的污泥濃度下運行，抗水質(zhì)波動能力強，容積負荷高，占地面積?。?/span>
長污泥齡有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有效地將分解難降解有機物的微生物滯留在反應器內(nèi)，有利于難降解有機物降解效率提高；
膜-生物反應器可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用；
建設(shè)周期短，施工費用省，安裝靈活，并且根據(jù)不同處理規(guī)?？梢造`活調(diào)整，易于標準化和設(shè)備化。同時，普通生物處理工藝改造為MBR也較為方便；
易實現(xiàn)自動控制，操作管理方便。
膜-生物反應器相較于傳統(tǒng)工藝，具有上述7大優(yōu)勢，但傳統(tǒng)概念上認為MBR的投資建設(shè)成本較高。然而，隨著土地價格增長、膜組件價格的下降、膜性能的改善，膜-生物反應器的投資已經(jīng)和常規(guī)工藝相當，當應用在現(xiàn)有工藝的升級改造上，投資甚至還可低于常規(guī)工藝。
目前，膜-生物反應器在小規(guī)模污水處理上也已經(jīng)得到了廣泛的應用在出水水質(zhì)要求高、占地面積小的地區(qū)更是體現(xiàn)處理常規(guī)工藝無法替代的優(yōu)勢。
在除磷方面，如前文所提，根據(jù)本工程的出水要求，生物除磷很難達到，同時對于MBR工藝又考慮一下幾方面因素：
由于出水水質(zhì)較高，出水總磷需要達到1mg/L以下，因此單靠生物除磷較難穩(wěn)定滿足要求。
由于場地受限，因此應盡量減小占地。
生物除磷效率高低的主要影響因素是整個系統(tǒng)的泥齡，除磷效果好，則需要選擇相對較短的泥齡，這與冬季低溫時，需要延長泥齡來確保硝化效果相矛盾。
處理規(guī)模較小，整體的藥劑投加量也相對較小。
因此，統(tǒng)籌考慮整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及技術(shù)經(jīng)濟可行性，工藝選擇采用化學除磷。
綜上，從水質(zhì)達標的穩(wěn)定度、占地面積、施工及運行管理角度而言，A/O MBR工藝更適合用于“一級B”達標工藝。
