無動力生活污水處理設施

無動力生活污水處理設施——設計事項

化糞池的具體設計可參見《給水排水設計手冊》第2冊。化糞池設計的注意事項如下：
(1) 為防止污染地下水，化糞池須進行防水、防滲設計。
(2) 化糞池的設計應與村莊排污和污水處理系統統一考慮設計，使之與排污或污水處理系統形成一個有機整體，以便充分發揮化糞池的功能。
(3) 化糞池的平面布置選位應充分考慮當地地質、水文情況和基底處理方法，以免施工過程中出現基坑護坡塌方、地下水過多而無法清底等問題。
(4) 化糞池距地下給水排水構筑物距離應不小于30m，距其他建筑物距離應不小于5m，化糞池的位置應便于清掏池底污泥。
(5) 當化糞池污水量小于或等于10m3/d，選兩格化糞池，第1格容積占總容積65%~80%，第二格容積占20%~35%;若化糞池污水量大于10m3/d，一般設計為三格化糞池，第1格容積占總容積的50%~60%，第二格容積占20%~30%，第三格容積占20~30%;若化糞池污水量超過50m3/d，宜設兩個并聯的化糞池;化糞池容積小不宜小于2.0m3，且此時好設計為圓形化糞池(又稱化糞井)，采取大小相同的雙格連通方式，每格有效直徑應大于或等于1.0m。
(6) 化糞池水面到池底深度不應小于1.3m，池長不應小于1m，寬度不應小于0.75m。

沼氣由一級三相分離器收集。由于沼氣氣泡形成過程中對液體做的膨脹功產生了氣提的作用，使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應器頂部的氣液分離器，沼氣在該處與泥水分離并被導出處理系統。泥水混合物則沿泥水下降管進入反應器底部的混合區，并于進水充分混合后進入污泥膨脹床區，形成所謂內循環。根據不同的進水COD負荷和反應器的不同構造，內循環流量可達進水流量的0.5-5倍。

 使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離，形成了上流式厭氧污泥床（UASB）反應器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜菜制糖廢水時，發現了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構，即顆粒污泥（granular sludge）。顆粒污泥的出現，不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發展，而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。 UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器（包括沉淀區）和氣室三部分組成。

 厭氧生物濾池

  厭氧生物濾池是密封的水池，池內放置填料，污水從池底進入，從池頂排出。微生物附著生長在濾料上，平均停留時間可長達 100d左右。濾料可采用拳狀石質濾料，如碎石、卵石等，粒徑在40mm左右，也可使用塑料填料。塑料填料具有較高的空隙率，重量也輕，但價格較貴。

  根據對一些有機廢水的試驗結果，當溫度在 25℃一35℃時，在使用拳狀濾料時，體積負荷率可達到3～6kgCOD/ m3·d；在使用塑料填料時，體積負荷率可達到3-10kgCOD/ m3·d。厭氧生物濾池的主要優點是：處理能力較高；濾池內可以保持很高的微生物濃度；不需另設泥水分離設備，出水SS較低；設備簡單、操作方便等

 厭氧流化床反應器  是一種生物膜法處理方法，它利用砂等表面積的物質為載體，厭氧微生物以生物膜形式結在砂或其它載體的表面，在污水中成流動狀態，微生物與污水中的有機物進行接觸吸附分解有機物，從而達到處理的目的。本設備可廣泛應用于食品加工、釀造、味精、造紙等高濃度有機污水。制革、制藥、發酵淀粉等高濃度有機污水。羊毛加工，屠宰等一切COD大于2000的高濃度有機污水。YLH厭氧反應器采用以砂為載體，設備結構為內外兩個圓筒，利用特制的軸流泵，使污水和有機生物膜的砂在外筒中進行循環，達到流化的目的。由于砂的比表面積大，每立方米可5500-6500m2/m3(折合一般填料40-50m3)，因而生物接觸面積特別大，因而處理效率很高，每立方米有效反應器容積可每天處理COD達35-45kgCOD/m3，比一般的厭氧設備處理3-6kgCOD/m3要大得多。

基本要求有：

  （1）為污泥絮凝提供有利的物理、化學和力學條件，使厭氧污泥獲得并保持良好的沉淀性能；

  　　（2）良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相，保持特定的微生態環境，能抵抗較強的擾動力，較大的絮體具有良好的沉淀性能，從而提高設備內的污泥濃度；

  　　（3）通過在污泥床設備內設置一個沉淀區，使污泥細顆粒在沉淀區的污泥層內進一步絮凝和沉淀，然后回流入污泥床內。UASB內的流態相當復雜，反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關，一般來說，反應區下部污泥層內，由于產氣的結果，部分斷面通過的氣量較多，形成一股上升的氣流，帶動部分混合液（指污泥與水）作向上運動。與此同時，這股氣、水流周圍的介質則向下運動，造成逆向混合，這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。

燒杯實驗

　　本實驗過程中定期考察污泥中反硝化聚磷菌(denitrifying poly-phosphorus accumulating organism, DPAO)的富集情況.測試方法如下：從反應器中取出5 L泥水混合物于燒杯, 污泥清洗后去除上清液, 加入水和丙酸鈉后, 恢復混合液體積至5 L, 使COD濃度為300 mg·L-1, 厭氧攪拌180 min.靜置后倒棄上清液, 加入水和磷酸二氫鉀, 恢復體積至5 L, 使TP濃度為6 mg·L-1, 再平均分兩份, 對一份進行曝氣, 使其好氧反應, 發生好氧吸磷; 另一份加入硝酸鉀, 使硝酸鹽濃度為20 mg·L-1, 進行缺氧吸磷.實驗過程中定時取樣測缺氧和好氧反應階段的TP濃度.

　一次/多次進水-曝氣策略對AGS形成及沉降性能的影響

　　所示為實驗期間R1和R2內污泥粒徑變化.R1和R2接種污水處理廠絮狀污泥, 平均粒徑為70 μm, 如圖 2(a)所示.隨著反應器運行, R1和R2分別在第19 d和第11 d出現細小顆粒.經56和39 d后, R1和R2的平均粒徑達到340 μm, 認為R1和R2中實現污泥顆粒化, 成功啟動AGS工藝.培養105 d后, R1和R2內顆粒穩定, 平均粒徑達到740 μm和791 μm, 顆粒形態如圖 2(b)和2(c)所示, 與R1相比, R2中顆粒大小相近, 形態更加圓潤, 結構密實.由于R2采用多次進水-曝氣策略, 能在周期內多次為反硝化菌提供碳源, 并在進水后進入厭氧段, 為絮狀污泥提供反硝化所需的厭氧環境, 以便反硝化菌脫氮.與R1采用的一次進水-曝氣策略相比, 多次進水-曝氣策略降低了啟動期間的NO3--N濃度, 減輕NO3--N對PAO釋磷的抑制, 提高了除磷效果.有研究表明, 生物除磷過程中會形成磷酸鹽沉淀和帶正電的微粒, 可作為細胞附著的內核, 成為顆粒生長的“起點”.由此分析, 啟動期間R2中NO3--N濃度低于R1, 除磷效果更好, 易產生磷酸鹽沉淀和帶正電的微粒, 正電微粒能吸附帶負電的細胞體, 可作為顆粒污泥的晶核; 磷酸鹽沉淀可作為細胞附著的內核, 與絮狀污泥通過EPS黏附結合, 形成聚集體, 兩者都可以促進顆粒污泥形成, 故與R1相比, R2的污泥顆粒化時間較短