天津眾邁一體化污水各部件詳解

預處理設施
預處理的目的之一是去除粗大固體物以及無機可沉固體，這對配水有特殊要求的水解池尤為重要。另外，不可生物降解的固體在水解反應器內的積累會占據大量的池容，反應器池容的減少終將導致系統*失效。一般預處理系統包括去除大的固體、較小顆粒的格柵和水力篩及去除砂和礫石的沉砂池。
（1）格柵
格柵是污水預處理的通用設施。為保證水解池布水系統不被堵塞，建議采用固定式格柵或回轉篩、水力篩作補充處理。
（2）除砂池
對小型污水處理廠，由于污水流量變化較大，沉砂池設計的難點需要在變化的水量條件下保持系統中液體流速有相對不變的數值。因為較高的流速會降低無機固體在渠道中的去除效果，而較低的流速導致有機物與砂一起沉積。對于有一定規模的污水處理廠，可以考慮采用平流式沉砂池。在存在較多的砂和有機物共同沉淀的情況下，可采用體外洗砂裝置，如螺旋洗砂器或水力固體螺旋洗砂器。考慮到后續水解處理工藝，一般不用曝氣沉砂池作為預處理裝置。

水池的詳細設計要求
1.反應器池體
水解池一般可采用矩形或圓形結構。對于圓形反應器，在同樣的面積下其周長比正方形的少12%，但是圓形反應器的這一優點僅僅在采用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應器時，矩形反應器可以采用公用壁。對于采用公共壁的矩形反映器，池型的長寬比對造價也有較大的影響，因此如果不考慮地形和其他因素，這是一個在設計中需要優化的參數。水解池依據水力停留時間進行設計時，反應器體積可根據停留時間計算。
2.反應器的幾何尺寸
（1）反應器的高度
選擇適當高度的原則應從運行上的要求和經濟方面綜合考慮。從運行上選擇反應器的高度要考慮如下影響因素：
1）高流速增加系統擾動，因此增加污泥與進水有機物之間的接觸；
2）過高的流速會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能超過一定的限值，從而反應器的高度也就會受到限制；
3）土方工程隨池深（或深度）增加而增加，但占地面積則相反；
4）高程選擇應該使得污水（或出水）可以不用提升或降低提升高度；
5）考慮氣候和地形條件，池子建造在半地下可減少建筑費用和保溫費用；
6）反應器的經濟高度（深度）一般是在4-6m之間，在大多數情況下這也是系統*的運行范圍。

1、填料的功能

在廢水生化處理中，對有機污染物進行分解的主要功能者是細菌在細菌的外表有一粘層，使細菌具有結臺附著能。廢水處理裝置中采用填料以后，使微生物有了一個附著場所， 細菌在填料表面的附著和相互結合， 就形成了生物膜。

活性污泥法中，細菌以結合成菌膠團的形式存在并始終處于一種動態狀況， 對有機污染物的吸收分解是以形成更多的微生物為主。 廢水就相當于是微生物的一種培養基，在充氧和水流運動的作用下，微生物培養繁殖的數量越來越多，需要用剩余污泥的形式排出。

細菌在填料上附著形成生物膜，其功能形式就不同于活性污泥法。生物膜法中，細菌附著在填料上穩定生存，廢水中的污染物是被微生物吸收分解的對象，微生物以充分發揮分解功能為主，把有機污染物分解為不可生他物或者CI-I M c 等，新生繁殖的數量只與老化脫落的生物膜相平衡。因此，填料不僅使微生物有了一個固定附著的場所，還使細菌的分解功能得到加強，新生繁殖的數量減少。

液相流體主動運動型：

葉輪與轉刷（盤）表面曝氣是采用制造液相流體的水躍而形成氣液接觸界面； 射流曝氣是依靠射流液相流體吸入氣相流體而形成氣液接觸界面，這些均是屬于液相流體主動運動型，其技術特征是：動能作用于重質液相流體運動；輕質氣相流體是被動接觸；在葉輪或轉刷（盤）攪動處、射流口附近產生局部連續的氣液接觸界面。

1.2、氣相流體主動運動型：

鼓風曝氣是由風機輸送氣相流體，經曝氣器的擴散作用以升泡運動的方式形成氣液接觸界面，這就是屬于氣相流體主動運動型，其技術特征是：動能作用于輕質氣相流體運動；重質液相流體是被動接觸；由升泡的上升運動，可產生立體連續的氣液接觸界面。

鼓風曝氣與機械曝氣流體運動特點的比較(如圖)

鼓風曝氣與機械曝氣流體運動特點的比較

2、“氧利用率"不能確定曝氣器實際運行的功效：

曝氣器的作用就是促進氧的傳質，“氧利用率"似乎理所當然的應是反映曝氣器技術性能的指標，因此以來就存在著一種采用“氧利用率"來判定曝氣器技術性能的習慣觀點。但是，如果對“氧利用率"作深入的分析，就會發現該指標不能真實確定曝氣器實際運行的功效。

移動床生物膜工藝在市政污水處理中具備的優勢

占地面積小：在填料填充率為15%和相同的污染負荷的條件下，移動床生物膜反應器約占常規生物反應器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。

適合于適合于市政污水處理廠的擴容：鑒于大多數污水處理廠的預留面積較少，當實際進水水質及水量發生變化時，在保證原設計池容不變的情況下滿足原設計出水標準。

適合于現有污水處理廠的升級改造：移動床生物膜工藝設計及運行靈活簡單，適應不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS 及氧化溝法等相組合。因此適合于現有污水處理廠的升級改造，使其滿足一級A 或一級B 排放標準。

移動床生物膜反應器既具有傳統生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現象發生的特點，又具有活性污泥法的性和運轉靈活性。另一方面，溫度變化對移動床生物膜工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當溫度、污水成分發生變化或污水毒性增加時，移動床生物膜反應器的耐受力很強。

生物處理法根據參與作用的微生物的需氧情況，可分為好氧法和厭氧法兩大類。一般情況，好氧法比較適用于較低濃度污水，如乙烯廠污水；而厭氧法較適用于處理污泥和較高濃度的污水。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。活性污泥法是水體自凈的人工強化方法，是一種依靠活性污泥工作主體的去除污水中有機物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的條件下才能起作用。在污水處理生化系統的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長量成正相關性。溶解氧的供給量要根據好氧微生物的數量、生理特性、基質性質及濃度來綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在佳的降解有機物的狀態。根據試驗表明，曝氣池中溶解氧維持在3～4mg/L為宜，若供氧不足，活性污泥性能差，導致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧，必須依靠一種設備來完成，例如曝氣器。

曝氣原理：

曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發性物質放逐到空氣中。換言之，它是促進氣體與液體之間物質交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧通過曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進行傳質轉移，這種傳質擴散的理論，目前應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。

曝氣原理的雙膜理論

曝氣原理雙膜理論

在氣液兩相接觸的界面兩側存在著處于層流狀態的氣膜和液膜，其外側則分別為氣相主體和液相主體，兩個主體處于紊流狀態。氣體分子以分子擴散方式從氣相主體通過氣膜和液膜而進入液相主體。

(2)、氣液兩相的主體均處于紊流狀態，其中物質濃度基本上是均勻的，不存在濃度差和傳質阻力，氣體分子從氣相傳遞到液相，阻力僅存在于氣液兩層層流膜中。

(3)、在氣膜中存在氧的分壓梯度，在液膜中存在著氧的濃度梯度，它們是氧轉移的推動力。

(4)、氧難溶于水，因此，氧轉移決定性的阻力又集中在液膜上，因此，氧分子通過液膜是氧轉移過程的控制步驟，通過液膜的轉移速度是氧轉移過程的控制速度。

曝氣擴散技術：

曝氣擴散是污水處理工藝中的核心技術，本文就曝氣擴散機理在應用中出現的新問題提出一些初步的看法。

1、按照流體運動性質分析曝氣擴散的區別：

曝氣擴散的實質就是使氣相中的氧向液相中轉移。氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧，是通過流體運動形成氣液接觸界面而完成的。因此，按照流體運動性質來分析則可以看出曝氣擴散技術的區別。如果采用流體運動的性質來區分，曝氣擴散技術則有下列兩種基本形式。

LEVAPOR懸浮填料-MBBR工藝的核心技術

LEVAOR®是由德國拜耳公司研發的新一代用于處理污水、廢氣的微生物載體，這一新型產品綜合了顏料和發泡質的特性，已在多個國家申請了保護。

LEVAPOR懸浮填料相對于競爭對手的優勢

比表面積更大，可達20000 m2/m3

填料填充率顯著降低，競爭產品的填充率為30%–70%，而LEVAPOR 的填充率僅為12%-15%

能耗明顯降低，噸水能耗僅為0.17 千瓦時

易于掛膜，兩個小時內微生物就能在載體內繁殖生長

更加有效地吸收有毒物質和抑制降解的物質，保護生物膜

硝化和反硝化效果更佳，除氮能力更強

在曝氣器充氧能力（q c）與通氣量（q）兩者之間存在一個正比關系，即充氧能力（qc）的大小取決于通氣量（q）的多少。通氣量為0，充氧能力也等于0。在一定的通氣量范圍之內，隨著通氣量的加大充氧能力也隨之加大。

所有曝氣器所標明的充氧能力（qc），都是在清水試驗條件下依據一定的通氣量（q）而測定獲取的。

氧利用率公式也可以寫成下式：(1/0.28)×98%×(qc/q)= 0.0357×(qc/q)

因為充氧能力（qc）與通氣量（q）之間存在正比關系，qc /q結果為常數值，所以“氧利用率"實質上是一個不受變量影響的定值。不受變量影響的定值參數，所表述的僅僅只是一種物理現象，而決不表明功效的技術性能。響的定值參數，所表述的僅僅只是一種物理現象，而決不表明曝氣器實際運行功效。

“氧利用率“不反映氧傳質的效率

一個大泡，如果被分割成小泡的數量愈多，則所形成的“泡表膜"面積愈多，“泡表膜"是進行氧傳質的功能膜，如果只站在“氧利用率"這一角度片面的看問題，當然是氣泡被分割得愈小愈好。

要獲取較高的“氧利用率"，就必須盡可能產生較多的“泡表膜"。一個大泡（一個單位的空氣）被擴散形成的小泡數量愈多，“泡表膜"也就愈多，“氧利用率"也就愈高。由此可見，“氧利用率"僅僅只是與氣泡擴散程度有關，而與動能作用氣泡擴散的過程無關。也就是說“氧利用率"只表明一個單位的大泡被分割成小泡的多少，而與擴散分割過程如何，動能消耗多少*無關。因此，“氧利用率"并不等于氧傳質的效率。

按照孔隙擴散原則，多大的孔則產生多大的泡。如果空氣通過直徑為1 μm的孔眼是被分割形成1 μm的氣泡，則此類微孔曝氣器在運行中，無論阻力損耗多大，也無論孔眼堵塞了多少，只要還有孔眼在通氣，就一定是產生1 μm的小氣泡，顯然此時“氧利用率"也沒有變化，但真實的運行功效卻是有了很大的變化。

由于“氧利用率"只與氣泡分割擴散的程度有關，一個單位量的空氣，只要排氣孔眼的直徑是1 μm，無論是短時間內經過眾多孔眼排出，或是長時間內經過少量孔眼排出，因為擴散結果始終是分割成直徑為1μm的小泡，所以，其“氧利用率"是會始終保持不變的。由此可見，只用“氧利用率"來說明曝氣器的氧傳質效率，顯然會產生誤導作用。

如果曝氣器的設計參數是：通氣量=2 M3/h、氧利用率=25%，由于要確保實現較高的氧利用率，排氣孔眼設計為采用微小孔。但在實際運行中，大部分通氣孔眼被堵塞，單個曝氣器的通氣量只能達到0.2 M3/h，也就是說工作效率已降低了90%，由于“細孔產生細泡"原理與孔眼堵塞程度無關，此時所謂的“氧利用率=25%"并無變化，但其真實的氧傳質效率已經是變得很低了。

普通生物濾池的水力負荷和有機物負荷都較低，往往采用間歇運行方式，廢水中的有機物被氧化分解得比較*，但占地面積大。高負荷生物濾池的水力負荷和有機物負荷都較高，采用連續運行方式，廢水在濾池中停留時間短，只有易于氧化的有機物被分解，而較難氧化的有機物未及分解就被排出。因此這種濾池的凈化程度不如普通生物濾池*，而且二次沉淀池中沉淀的污泥量較多。但它的水力負荷較高，水的沖刷力大，濾池不易堵塞。如進入濾池的廢水中有機物濃度過高，可采用回流運轉方式，即將生物濾池的一部分出水回流到濾池前同進水混合。這樣可以降低進水濃度，保證水的沖刷力，還能增加濾池中的有用微生物，從而保證生物濾池的正常工作。

選擇合適的濾料十分重要。濾料必須機械強度好,耐腐蝕；表面積大，略呈粗糙，但又不影響水的均勻流動；濾料間應有一定的空隙，以免堵塞，并使空氣流通；能就地取材，價格低廉。以來多以卵石、碎石、爐渣、焦炭等為濾料。近年來開始使用人工塑料濾料，如波形板和列管式濾料。這種濾料質量輕，強度高，耐腐蝕性能好，表面積和空隙率都較大。