一站式成套小型污水處理裝置
一站式成套小型污水處理裝置——簡介
城市排水管道中的污水以生活污水為主，含有豐富的碳、氮、磷等營養物質，且管道內部為密閉空間，為厭氧菌的生長提供了有利條件。實際管道生物膜中的細菌以擬桿菌綱、β-變形菌綱、δ-變形菌綱為主，古菌則以甲烷鬃毛狀菌科、甲烷球菌科為主。SRB還原硫酸鹽所產生的H2S是管道腐蝕的主要原因，同時，研究表明，污水在管道輸送途中削減了大量sCOD，其中72%的削減量來自于產甲烷過程。因此，SRB和MA是管道中的2種關鍵菌群，實際管道中液相CH4、H2S濃度可達30 mg˙L−1、12 mg˙L−1 。目前，國內排水管道的材質多為混凝土，管道內壁粗糙不平、比表面積較大，雖然水泥的水化過程產生了較高的堿度，但H2S的積累逐漸降低了液相pH，同時腐蝕管道表面，使微生物能夠不斷侵入管壁內部，進一步加劇管道結構破損
管道生物膜的厚度約為700 μm，SRB主要分布在0~300 μm的外層，MA則主要分布在250 μm以下的內層。從豐度來看，SRB在總微生物中所占比例從生物膜表面的20%逐漸下降到400 μm處的3%，MA占比則從生物膜表面的3%增加到700 μm處的75%。管道底泥一般厚度達數厘米，底泥的上層(0~2 cm)是硫化物還原的主要場所，產甲烷的主要場所更深，范圍約占2.5~3.5 cm。SRB與MA兩者的相對豐度也隨深度而變化，SRB的相對比例從底泥表面的35%逐漸降至1 cm處的4%，2 cm以下SRB的存在可忽略不計。
工藝配套裝備
1污泥熱水解裝備
目前污泥熱水解常用的裝備為水熱反應釜，水熱反應釜大多為圓柱形罐體，內部設換熱裝置和機械攪拌裝置等。長沙市污泥處理處置工程采用污泥熱水解-厭氧消化系統，其中熱水解的關鍵設施為污泥漿化裝備，主要包括1套污泥漿化罐、8套污泥熱水解罐（圖1（a））、1套混合及儲泥罐和2套熱交換器。各裝置規格如下：污泥漿化罐流量為20m3/h；污泥循環泵4臺，流量為20m3/h（2用2備）；污泥熱水解罐直徑1.6m，高4m；熱交換器2套，電機功率為5.0kW，混合及儲泥罐電機功率為7.5+22kW。
各裝備運行示意如圖2所示，具體運行過程及參數如下。
（1）漿化裝備——污泥從料倉柱塞泵提升至漿化裝備，在漿化裝備中利用閃蒸蒸汽加熱漿化至70~80℃，然后泵送至熱水解反應罐。漿化裝備運行時為連續進料、連續出料，反應罐產生的閃蒸蒸汽通過漿化裝備內部分配管和閥門通至漿化裝備的不同部位。在漿化裝置內部，通過壓力表、安全閥、安全水封等動態調整保證漿化裝備內的壓力安全。
（2）熱水解反應罐——熱水解反應罐中利用鍋爐蒸汽加熱至130~150℃，保壓一段時間后泄壓，泄壓蒸汽進入閃蒸蒸汽罐后再進入漿化裝備預熱生泥，泄壓后反應罐內的污泥通過出漿泵排至熱交換器。熱水解反應罐一個周期為90min，分為進泥（15min）、加熱（15min）、保壓（30min）、泄壓（15min）、排泥（15min）5個過程，各反應罐可聯動工作。
2污泥厭氧消化裝備
污泥厭氧消化裝備主要包括污泥厭氧消化池（罐）主體（圖1（b））、進料系統、攪拌系統、沼氣收集裝備、沼氣凈化裝備和沼氣安全裝備。各裝備的主要特征如下。
（1）消化池（罐）——可分為常規混凝土建造設施和一體化裝備。
常規的混凝土建造設施一般由池底、池體和池頂三部分組成，池底為倒圓錐形；池體主要有圓柱形、卵形和龜甲形等幾種（圓柱形應用廣泛）；池頂可分為固定蓋式和浮動蓋式兩種。整體而言，柱形消化池的反應罐直徑在6~40m之間，罐體內有一坡度為15%的錐底以及一個位于反應罐中心的排泥出口，運行時需保證罐體的污泥深度低達到7.5m，以保證反應器內物料的充分混合，部分消化池也會配置格子狀的底部來減少罐體底部的不均勻沉砂，進而減少反應器的清洗次數。相對應的，卵形污泥消化器是一種改進的池形，該形狀的池體可降低砂石和浮渣積累，缺點為基建費較高，且缺少足夠的氣體貯存空間。
運行效果分析
1 COD去除效果
運行穩定，對COD具有較高的去除率，在進水COD低于設計條件下，A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝可以有效去除污水中的COD。厭氧池里的厭氧菌將污水里面的部分難降解的有機大分子轉化為易降解的小分子。厭氧池出水進入缺氧池，在兼性菌作用下發生反硝化反應，再經過好氧池把污水中的大部分COD去除，沉淀池也可以將漂浮的污泥等去除，進一步去除COD。
2 TP去除效果
除磷效果良好，磷在厭氧區被釋放，在好氧區被吸收，在厭氧池和好氧池的聯合作用下達到除磷目的。具體來說，在好氧段，聚磷菌過量地吸收水中的正磷酸鹽，在二沉池中以排放剩余污泥的方式實現磷的去除。
3 TN的去除效果
脫氮效果良好。通過好氧和厭氧聯合作用的方式較好地去除了TN。好氧池硝化細菌將NH3--N轉化為NO3--N，NO3--N隨著回流液回流到缺氧池后，在反硝化細菌的作用下，將NO3--N轉化成氮氣，實現脫氮。
