一小時10立方米一體化生活污水處理設(shè)備

 背景技術(shù)
當前水資源短缺已經(jīng)成為一個化的問題，隨著我國人口的快速增長，缺水形勢由其嚴峻。按照1998年的人口統(tǒng)計，我國人均水資源量只有2221立方，僅是世界人均占有量的1/4，是世界人均水資源極少的13個貧水國家之一。水已成為制約中國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要因素。與此同時，隨著我們國經(jīng)濟快速發(fā)展，水環(huán)境污染日趨嚴重。為了節(jié)約水資源、保護水環(huán)境，人們開始研發(fā)各種污水處理設(shè)備，使處理后的污水可以循環(huán)利用。
 

一小時10立方米一體化生活污水處理設(shè)備處理能耗低效果好、占地面積小、抗沖擊能力強、自動化程度高的加載嵌合污水處理一體化設(shè)備。本實用新型包括電氣控制系統(tǒng)、支撐框架、配藥加藥裝置、反應(yīng)池、加載物回收裝置、絮體粉碎機、防堵器、沉淀池、污泥回流泵和污泥收集罐，支撐框架為立方體形可拆卸鋼架，分為上、下兩層，上層左側(cè)設(shè)有反應(yīng)池，上層右側(cè)設(shè)有沉淀池，下層左側(cè)設(shè)有配藥加藥裝置和污泥收集罐，下層右側(cè)為污泥回流泵和電氣控制系統(tǒng)，反應(yīng)池分別與污水源、配藥加藥裝置和沉淀池管道連接。本實用新型不僅為廠區(qū)的建設(shè)節(jié)約了大量的土地，其效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有的污水絮凝處理設(shè)備，具有很好的市場應(yīng)用前景和*的推廣價值。

反硝化反應(yīng)主要影響因素與控制要求
①碳源（C/N）的控制。生物脫氮的反硝化過程中，需要一定數(shù)量的碳源以保證一定的碳氮比，而使反硝化反應(yīng)能順利地進行。
碳源的控制包括碳源種類的選擇、碳源需求量及供給方式等，反硝化菌碳源的供給可用外加碳源的方法（如傳統(tǒng)脫氮工藝）、利用原廢水中的有機碳（如前置反硝化工藝等）的方法來實現(xiàn)。
反硝化的碳源可分為三類：第類為外加碳源，如甲醇、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白質(zhì)等，但以甲醇為主；第二類為原廢水中的有機碳為細胞物質(zhì)，細菌利用細胞成分進行內(nèi)源反硝化，但反硝化速率慢。
當原廢水中的BOD5與TKN（總凱氏氨）之比在5~8時，BOD5與TKN之比大于3~5時，可認為碳源充足。如需外加碳源，多采用甲醇，因甲醇被分解后產(chǎn)物為CO2、H2O，不任何難降解的產(chǎn)物。
②反硝化反應(yīng)適宜的pH值為8~8.6，pH值高于8.6或低于6，反硝化速率將大幅度下降。
③反硝化反應(yīng)適宜的溫度是20~40℃。低于15℃反硝化反應(yīng)速率降低，為了保持一定的反應(yīng)速率，在冬季時采用降低處理負荷、提高生物固體平均停留時間以及水力停留時間等措施。
生物脫氮的基本原理：
傳統(tǒng)的生物脫氮機理認為：脫氮過程一般包括氨化、硝化和反硝化三個過程。
①氨化（ Ammonification）：廢水中的含氮有機物，在生物處理過程中被好氧或厭氧異養(yǎng)型微生物氧化分解為氨氮的過程。
②硝化（ Nitrification）：廢水中的氨氮在硝化菌（好氧自養(yǎng)型微生物）的作用下被轉(zhuǎn)化為NO2二和NO3的過程。
③反硝化（ Denitrification）：廢水中的NO2和NO3在缺氧條件下以及反硝化菌（兼性異養(yǎng)型細菌）的作用下被還原為N2的過程，其中硝化反應(yīng)分為兩步進行：亞硝化和硝化。硝化反應(yīng)過程方程式如下所示：
①亞硝化反應(yīng)：NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+
②硝化反應(yīng)：NO2-+0.5O2→NO3-
③總的硝化反應(yīng)：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
反硝化反應(yīng)過程分三步進行，反應(yīng)方程式如下所示（以甲醇為電子供體為例）：
第步：3NO3-+CH3OH→3NO2+2H2O+CO2
第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2
第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2
除了上述脫氮原理外，還有一種短程反硝化作用可以脫氮，即氨氮在O池中未被*硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2-N，但在A池NO2同樣被作為受氫體而進行脫氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同樣也可和NH4+進行脫氮，即短程反硝化的過程可以表示為：NH4++NO2→N2+2H2O。
工藝選擇
根據(jù)進出水水質(zhì)指標及特點，以及污水廠采用地埋式建設(shè)的要求，設(shè)計中有針對性地選擇污水處理工藝：
(1)預處理工藝
由于進水中無機成分偏高，為降低進水中的無機成分對后續(xù)生化處理產(chǎn)生不利影響，本工程強化預處理是十分必要的。
設(shè)計中結(jié)合沉砂池與初沉池的特點，在預處理中采用大大縮短停留時間的沉淀池來取代沉砂池和嚴格意義的初沉池，簡稱速沉池。速沉池采用平流沉淀池形式，水力停留時間控制在15~20min。
(2)二級處理工藝
通過望塘廠處理經(jīng)驗，采用生物處理工藝可以穩(wěn)定達到一級A出水標準。通過多方案比較，設(shè)計選用以改良A2/O工藝為二級處理工藝。通過對運行模式、功能區(qū)的布置進一步改進、優(yōu)化，以滿足本工程的需要。主要優(yōu)化措施包括：
1)曝氣池采用*混合式布置，提高系統(tǒng)抗沖擊負荷能力。
2)曝氣池水深8.5m，減小曝氣池占地面積，提高氧轉(zhuǎn)移率，降低能耗。
3)分兩段布置缺氧區(qū)，強化TN去除，以降低混合液回流比、減輕后續(xù)深度處理TN去除壓力。