UNITANK工藝處理城市污水
1.UNITANK工藝簡介
1.1 基本構造
UNITANK又稱交替式生物處理池，其基本單元是由三個矩形池組成(A，B，C池)，相鄰通過公共墻開洞或池底渠連通。三個池中都安裝有曝氣系統，可以是微孔曝氣頭、表曝機或潛水曝氣機：外側兩個池(A和C池)設有固定式出水堰及剩余污泥排放裝置，他們交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子 (B池)只能作為曝氣反應池。另外，污水通過閘門控制可以進入任意一個池子，采用連續進水，周期交替運行。如圖1所示。
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1.2 運行方式
UNITANK運行按周期運行，一個周期包括兩個主階段和兩個中間階段，一般單個周期時間為7小時，主階段2×3小時，中間階段2×30分鐘。
1.2.1 主階段
第一主階段，污水首先進入A池，該池處于曝氣狀態，因上個階段進行沉淀操作，積累了大量活性污泥，且濃度較高。進水與活性污泥混合，有機物被吸附，部分被降解。混合液繼續流入B池，該池通 常連續曝氣，有機物得到進一步的降解，同時在推流過程中，A池的活性污泥進入中間池，再進入C池，實現污泥在各池的重新分配。最后，混合液進入處于沉淀狀態的C池，進行泥水分離，處理后的出水通過溢流堰排放，剩余污泥由該池排出。為了防止A、B池的污泥被沖至C池，過量積累，每120—180分 鐘改變水流方向，即進入到下一個主階段。
第二主階段，污水先進入C池，污水及混合液的流動方向與第一階段相反。
1.2.2 中間階段
中間階段的作用是完成曝氣池到沉淀池的轉換。在第一主階段的中間階段，污水進入B池，C池仍處于沉淀出水狀態，同時A池開始進入沉淀狀態，為出水作準備。在第二主階段的中間階段，污水進入B池，A池仍處于沉淀出水狀態，同時C池開始進入沉淀狀態，為出水作準備。
因為邊池在曝氣狀態時，出水槽內進滿混合液，所以邊池進入沉淀狀態后，開始的出水不能作為處理后的出水直接排放，需用沖洗排人處理系統。待出水澄清后，方可外排。
2.工程設計
2.1 處理規模及進出水水質
石家莊高新區污水廠處理城市污水，設計處理污水量10萬噸/天，占地7.2公頃，污水處理廠進水 水質的主要指標為：COD≤600mg/L；BOD5≤400mg/L，SS≤400mg/L，出水水質要求：DOD5≤30mg／L，SS≤30mg／L，COD≤120mg/L。
2.2 處理工藝
原污水進入格柵間，在此攔截污水中飄浮物，由污水泵提升，經細格柵進一步去除水中雜質，進入沉砂池去除砂粒，然后進入UNITANK池，去除BOD5等污染物，混合液經沉淀分離，澄清液進入接觸 池加氯消毒(季節性)后排入汪洋溝。剩余污泥經污泥泵送至集泥池，由帶預濃縮功能的脫水機處理 后，泥餅外運。工藝流程如圖2所示：
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2.3 池型的選擇及進出水渠道設計
UNITANK池通常設計成三個等尺寸的矩形池，根據兩側池出水堰的形式即單側堰或周邊堰出水，可決定池子是否為正方形。一般當池子邊長較小時(小于25米)兩側池采用單側堰出水，池型可為長方形，池間連通采用池壁開洞方式，洞口在邊池一側加導流板，見圖3，目的是使進水沿池底流動，流 態接近平流式沉淀池，導流板同時可防止中間池的曝氣擾動側池的沉淀。當池子盡寸較大時，兩側池可采用周邊出水堰，池型為正方形，中間他的池問連通管出口設在側墻池底邊，兩側池的池間連通管出 口設在池中心，外加穩流筒，見圖1，出水沿池底流動，流態接近中心進水，周邊出水的輻流式沉淀池。
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此外，還可根據實際工程情況，中間池的尺寸可與兩側池的尺寸不同。
石家莊高新區污水處理廠工程UNITANK池共為六個組，分三個系列，每個組由三個正方形反應池組成，單池凈尺寸為長×寬×高＝35×35×7m，有效水深6米。兩側池采用周邊堰出水。 每組內三個反應池由池底渠道連通，兩側池的連通渠出水口位于池中心，設有穩流筒，防止進水對沉淀污泥的擾動。
污水由配水井均勻分給三條位于池頂的配水渠道，一條配水渠負責一個系列兩組池的配水，見圖4交替式生物池配水渠示意圖。因此，同一系列中的兩組池按同步運行，不同系列的運行時序可不同步進行。每組池的出水匯入池底的出水總干管，直接排出處理廠。
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2.4 石家莊高新區污水處理廠主要工藝參數
每單元平均設計流量： 0.193m3/s
水力停留時間： 31.8hr(含沉淀時間)
容積負荷： 0.45kgBOD／m3／d
污泥濃度： 4000mg/l
污泥負荷： 0.113kgBOD/kgMLSS／d
沉淀池最大表面負荷： 0.74m3／m3／2h
2.5 沖洗水系統的選擇和設計
由于在曝氣階段，兩側池的出水堰內進入了混合液，沉淀初期被污染的出水不能直接排放，需經沖洗水系統外排。沖洗水排放系統一般有兩種形式。第一種，由電動閘門控制，沖洗出水經管渠，排人處理廠進水泵房。該方法運行管理較簡單，不用添加設備，但對進水泵房會產生一定的水力沖擊負荷，如果UNlTANK運行系列較多，運行時序岔開，那么沖擊負荷相對較低，對進水影響較小。第二種，由電動閘門控制，沖洗出水直接進入沖洗水池，池內設潛水泵，將沖洗水送至中間池。該方法不會對進水泵 房產生影響，但需加設沖洗水池和沖洗水泵，運行管理較復雜，如果UNITANK運行系列較少，該種方法較適合。
石家莊高新區污水處理廠的沖洗水系統采用第一種形式，即沖洗水直接排至進水泵房。每組生物池中兩側池的出水均進入到中間池邊的一條公共出水渠道，該渠道上安裝兩臺電動閘門，具有兩種功能，分別作為出水渠道和沖洗水渠道使用。在沉淀出水的初期，公共渠道上的出水閘門關閉，沖洗水閘打開，沖洗水經沖洗水管人廠區污水管，然后排入處理廠進水泵房。進水泵房的平均流量短時增加1／6。當出水水質正常時，打開出水閘門，關閉沖洗水閘，出水進入總出水管道排出處理廠。
2.6 曝氣系統的選擇和設計
UNITANK工藝可以采用表面機曝氣和微孔器曝氣兩種形式。針對這兩種形式在UNITANK工藝中的特點作如下對比
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由以上對比可以看出，表面曝氣機更適合UNITANK工藝，如果工程占地允許，建議盡量采用表面曝氣機曝氣。
石家莊高新區污水處理廠曝氣系統采用表曝機和潛水攪拌機相結合的方式，每個池中安裝2臺表曝機、2臺水下攪拌機，表曝機運行充氧，當水中溶解氧到達高限設定值時，表曝機停止工作，水下攪拌 機運行，當水中溶解氧低于低限設定值時，水下攪拌機停止工作，表曝機開始運行。本工程的實際需氧量為60噸O2天。
表曝機選用比利時AQUA公司生產浮動式高速表曝機，它可以適應因水流方向改變而造成的水面起落，另外安裝簡單，只需纜繩固定。由于高速表曝機的電機直接驅動螺旋葉輪，不需要減速裝置，因此檢修量少，維護方便。
表曝機功率為75KW，潛水攪拌機功率為12.5KW。
2.7 污泥排放系統的選擇和設計
UNITANK工藝通常有兩種排放剩余污泥的方式，即連續排泥和間歇排泥。連續排泥是指在運行期間連續排放混合液，剩余污泥泵容量較低，基本不需要控制，但是由于剩余污泥濃度低，后續污泥濃縮脫水的負荷將會加大。間歇排泥是指在特定時段集中排泥，如在沉淀末期排泥，該方式剩余污泥泵容量較高，需要控制排泥時間及排泥閘，但該方式剩余污泥濃度較高，后續污泥濃縮脫水的負荷較低。
石家莊新區污水處理廠剩余污泥采用間歇排泥方式，排泥時間設在沉淀后期。全廠共設兩座剩余污泥泵房，在污泥泵房內共安裝污泥泵6臺，分別負責6組交替式生物處理池的排泥。每個污泥泵經 管道由電動閥門控制分別從處理單元中的2個沉淀池中抽泥，排泥時間設在沉淀后期。排泥管道按兩 臺污泥泵同時工作設計。
經計算污泥產量為32噸干泥/天，泥齡為14天。污泥含水率按99.2％計，污泥產量4000噸/天，每組生物池每天排泥667m3。按每個周期排泥2次，每次15—20分鐘計，選污泥泵流量為0.1m3／s，揚程7.5米。
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