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曝氣生物濾池工藝在生活污水處理中的應用

更新時間：2011-03-11 16:54 來源：作者: 王鐵民，楊少偉，王章霞閱讀：4252

摘要：采用水解酸化池+反硝化生物濾池+曝氣生物濾池為主體工藝處理生活污水．該工藝能保證出廠水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B標準的要求，其主要特點是布置緊湊、占地少、能耗低、自動化程度高，直接運行費用約為0．35元／t。

關鍵詞：曝氣生物濾池,生活污水,脫氮

曝氣生物濾池是上世紀末首先在歐美地區發展起來的污水處理新技術，它綜合了過濾、吸附和生物氧化等作用機理，可同時起到普通生物曝氣池、二沉池和砂濾池的作用，因此它具備了體積小。占地少，處理效率高，出水水質穩定，工藝流程簡化、操作方便，工程投資少等優點。

江門市豐樂污水處理廠位于江門市蓬江區北部 (北新區)，主要處理該區的生活污水，處理達標后排人天沙河。出水水質要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級B標準。建設規模4．0 X 10 m3／d，一次建成，初期污水量為 2．1 X 104 ma／d。該工程采用水解酸化池+反硝化生物濾池+曝氣生物濾池為主題的處理工藝，現將該工程介紹如下：

1 工程概況

1．1 設計進水和出水水質

設計進水和出水水質指標見表1。

1．2 工藝流程

工藝流程見圖1。

污水經格柵、沉砂池去除大量的漂浮雜物和懸浮物。沉砂池選用旋流式以減少進水溶解氧．利于水解池的厭氧反應。

沉砂池出水匯同反沖洗廢水進入機械攪拌池及水解酸化池，機械攪拌池內設置加藥系統可根據進、出水水質情況投加化學除磷劑。水解酸化池內設置斜板和泥斗。一方面可取代初沉池?，完成初沉池的功能，另一方面進行水解反應。污水在水解作用下，將復雜、大分子有機物斷鏈，難于生物降解的物質轉化為易于生物降解的物質．改善污水的可生化性，降解部分BOD 與COD，以減輕后續生物濾池的處理負荷。

水解池出水依次進入反硝化生物濾池、曝氣生物濾池。曝氣生物濾池通過亞硝化細菌和硝化細菌將污水中的NH3-N氧化成NO2-，然后氧化成NO-。曝氣生物濾池出水回流至反硝化生物濾池，反硝化菌利用進水中的有機物作為電子供體，硝態氮作為電子受體，進行電子轉移。最終將硝態氮轉化為氮氣后從污水中排出，從而達到脫氮的目的，滿足對TN控制的要求。同時在曝氣生物濾池，利用微生物進行BOD 、COD的降解。出水進入接觸池消毒后即可排入納污水體。

污水廠產生的廢渣包括柵渣、沉砂和泥餅。柵渣由粗格柵和細格柵排出，沉砂由沉砂池排出，主要為無機物；泥餅由酸化水解沉淀區的剩余污泥經濃縮、脫水而成。廢渣經適當處理后及時外運。

1．3 工程特點

本工程采用水解酸化池+反硝化生物濾池+ 曝氣生物濾池聯合工藝，具有如下特點：

① 水力停留時間短，工藝布置緊湊，占地少，能耗低。

② 采用斜板水解池兼具初沉池和水解池功效，節省了基建費用。減少了污泥產率，改善污水的可生化性，減輕了后續生物濾池的處理負荷。

③ 反硝化生物濾池、曝氣生物濾池中均采用輕質陶粒濾料，該濾料掛膜快，比表面積大，除污效率高。同時反硝化生物濾池采用大粒徑粗濾料，既增加濾層納污能力，又可減少濾層阻塞。曝氣生物濾池池中采用小粒徑濾料。保證出水水質。

④ 濾池布水系統采用橫向大縫隙長柄濾頭，減少了上流式生物濾池進水阻塞的機率。

⑤ 采用上向流生物濾池工藝，使濾料呈下粗上細的分布，提高了濾料層的有效納污總量。

⑥ 曝氣生物濾池中氣水同時上向流，氣水均勻分布，得到了更好的好氣條件。利于有機物的好氧降解及硝化除氮的進行。

⑦ 采用前置反硝化生物濾池，可以利用污水中的有機物作為碳源。無需另外投加碳源。

2 主要構筑物的設計參數、設備技術性能及監控系統

2．1 主要構筑物設計參數

2．1．1 水解酸化池

酸化水解池設計水力停留時間2．3 h，水力負荷3．2 m3／(m2·h)，酸化水解池分為4格，每格平面尺寸19-3 m×9．45 m。單池總高度5．8 m，其中清水區高1．0 m。斜板區1．O m(斜板板距100 mm)。懸浮泥渣1．8 m，泥斗高1．5 m，每兩格水解池之間設3．0 m管廊，水解池總尺寸為47．3 m×19.3 m。

2．1．2 反硝化生物濾池

原水首先流入反硝化生物濾池缺氧區，同時經曝氣生物濾池處理出水也回流至反硝化生物濾池入口混合。

設計參數：最大時設計水量Q=1 834 m3／h，日變化系數K日=1．1，回流水量Q日流=1 667 m3／h，回流比100％。

反硝化生物濾池面積432 mz。采用6格，單格有效過濾面積9．0×8．0=72(m2)。

① 濾池高度包括濾料層厚3．5 m，配水室高 1．2 m，清水區高1．3 m，承托層厚O．3 m，濾板厚 O．10m。超高1．95 m。總高為8．35 m。

② 濾池配水系統選用長柄濾頭配水方式，并可兼氣水反沖洗配水布氣用。濾頭布置按36個／m2 設計。采用污水專用大縫隙長柄濾頭，縫隙寬2．5 m m 。

③ 濾料設計選用輕質陶粒濾料，直徑3～6 mm；承托層厚300mm，由卵石級配，粒徑8～18 m m 。

④ 濾池反沖洗：采用氣水聯合反沖方式，水反沖洗強度20 m3／(m ·h)，氣沖強度80 m3／(m2· h)，1次反沖洗歷時40min。

⑤ 單池過濾濾速8 m3／(m ·h)。

2．1．3 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池的主要功能是去除進水有機物并進行部分脫氮。曝氣生物濾池按BOD 有機負荷設計，按水力負荷校核。濾料總體積2 016 m ，取濾料層厚3．5 m，濾料總截面積為576 m2。

① 曝氣生物濾池采用8格，單格有效過濾面積9．0×8．0=72(m )。

② 濾池高度包括濾料層厚3．5 m，配水室高 1．2 m，清水區高1．3 m，承托層厚O．3 m，濾板厚 O．10m，超高O．4m，總高為6．8 m。

③ 濾池配水系統選用長柄濾頭配水方式，并可兼氣水反沖洗配水布氣用。濾頭布置按36個／m2 設計，采用污水專用大縫隙長柄濾頭，縫隙寬2．5 m m 。

④ 濾料設計選用輕質陶粒濾料，直徑3～6 mm；承托層厚300mm，由卵石級配，粒徑8～18 m m 。

⑤ 濾池反沖洗：采用氣水聯合反沖洗方式，水反沖洗強度20 mV(m ·h)，氣沖強度80 mV(m · h)，一次反沖洗歷時40 min。

⑥ 單池過濾濾速，6 mV(m ·h)。

⑦ 濾池曝氣布氣系統采用單孔膜片曝氣器的布氣方式，曝氣器供氣量為0．25 mV(個·h)。

2．2 主要設備技術性能

本工程涉及的主要設備及其主要參數見表2。

2．3 監控系統

2．3．1 運行監控系統

整個運行監控系統主要由預處理PLC站、水解池PLC站、濾池PLC站組成。預處理站及水解池站采用西門子S7—300PLC，濾池站采用S7— 400PLC，中控室設置2臺上位監控機(互為熱備份)，利用WinCC組態。預處理PLC站負責控制泵房、粗、中、細格柵的控制；水解池PLC站負責水解池及配電系統監控，并用ProfibusDP協議與脫水系PLC站(脫水系統配套提供)連接。

2．3．2 曝氣生物濾池的曝氣控制

每個曝氣生物濾池由1臺變頻的羅茨鼓風機進行曝氣，變頻器可由PLC遠程控制，根據池面上的溶解氧儀測定值實現溶解氧閉路循環自動控制。

3 處理效果與結論

3．1 水質處理效果

該工程已于2004年l1月份進水調試，到目前為止，該系統的出水水質較好，系統運行穩定，系統主要單元處理效果如表3所示。