（环境工程专业论文）气升回流一体化反应器处理分散型生活污水的试验研究.pdf

l l i i i l l l l 1 1 1 1 i 洲洲咖哪l y 19 10 2 3 2 m a s t e rd i s s e r t a t i o no fs u z h o u u n i v e r s i 够o f s c i e n c ea n d t e c h n o l o g y r e s e a r c ho fa na i r l i f t r e n u xc o m b i n e d r e a c t o r 7 r r e a t i n go n s i t ed o m e s t i cs e w a g e m a s t e rc a n d i d a t e ：h ea n j i s u p e n ，i s o r ： m a j o r ： p r o f h u a n gy r o n g ”一一! 一 一一j1 r 1 e n v i r o n m e n t a l e n g l n e e r l n g s u z h o uu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y c o l l e g eo fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g j u n e 2 01 l 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的 成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研 究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法 律结果由本人承担。 论文作者签名： 4 马宝日期：五盟年j l 月d 生日 学位论文使用授权书 苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的 复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、 保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以 采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文：同意学校在不以赢利 为目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名：4 銎出生。日期：警吐年l 月旦日 指剥币躲缛胁吐年上月业日 苏州科技学院硕十学付论文摘要 摘要 尽管目前分散污水处理工艺在很多地区得到了应用，但是其占地面积大、运行 维护难度大等缺点限制了其在分散型地区的进一步推广。本课题针对分散型生活污 水处理工艺中存在的一些问题，设计开发出了气升回流一体化反应装置，主要用于 处理分散型地区的生活污水。本实验旨在找到该反应装置的最佳运行工况并对反应 器的设计提出优化意见，便于今后的工程推广。 本实验在总容积为1 4 0 l 的气升回流一体化装置上，对校园生活污水进行了为 期8 个月的试验研究，主要考察系统在各个不同的进水负荷及曝气量的条件下，对 原水中的c o d ，n h 3 n ，n 0 3 n ，t n 以及浊度的去除情况，以及系统中活性污泥 的相关性状变化，以此来研究系统的处理能力及最佳运行条件，并提出优化设计建 议。通过研究得到如下结论： ( 1 ) 将系统进水点位置移至缺氧区第二廊道后，缺氧区的反硝化能力得到了 明显的提高。当系统在水温1 2 6 3 ，进水有机负荷0 8k g c o d m 3 d ，进水n 负荷 0 1k g n m 3 d ，好氧区水力停留时间5 o h ，曝气量3 4 5 m 的条件下运行时，系统的 出水c o d 、n h 3 n 以及t n 浓度分别为5 5 5 8 m l ，3 8 m l 和1 4 6 8 m l ，出水的 n h 3 n 以及t n 分别满足了城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级a 标准， o d 、n h 3 n 以及n 0 3 n 的去除率分别达到了8 4 1 2 ，9 1 4 2 和7 3 2 1 。 ( 2 ) 系统对于c o d 的去除效果主要取决于进水的有机负荷。系统在进水有机 负荷不超过o 8 0 k g c o d m 3 d 的条件下运行时，系统对于有机物的去除效果较好，出 水的c o d 指标均能够达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级b 标准； 当进水有机负荷超过o 8 0 k g c o d m 3 d 时，系统对有机物的去除能力下降；当进水有 机负荷超过1 o k g c o d m 3 d 时，系统对于c o d 的去除效果较差，并可能会引起污泥 膨胀现象。 ( 3 ) 系统对于n 的去除效果主要取决于系统的曝气量是否与系统的进水n 负 荷匹配，即使在冬季，系统依旧可以取得较好的去除效果。好氧区的水力停留时间 保持在5 h 左右的前提下，当进水n 负荷在o 0 4k g n m 3 d 时，选择2 2 0 m 的曝气量， 系统能取得较好的处理效果，出水n h 3 n 浓度为3 0 5 m l ，t n 浓度为1 1 9 1 m l ； 迸水n 负荷在o 0 6 o 1 1k g n m 3 d 时，选择3 2 0 3 5 0 l h 的曝气量，出水n h 3 n 浓度 为3 8 m l ，t n 浓度为1 4 6 8 m l ：进水n 负荷达到o 1 4k g n m 3 d 是，选择4 0 0 讹 的曝气量，出水n h 3 n 浓度8 7 6 m l ，去除率可以够达到8 6 7 7 ；当进水n 负荷 超过0 2 0 k g n m 3 d 时，系统的脱氮能力较差。 ( 4 ) 红虫会消耗系统中的活性污泥，引起污泥沉降性能的恶化，并影响系统 苏州科技学院硕十学何论文摘要 的硝化效果。在温度适宜的条件下，好氧区的溶解氧在2 o m l 以上可能会引起红 虫的大量繁殖，溶解氧控制在o 5 m l 以下可以有效抑制红虫的生长。按结论( 3 ) 来选择与系统匹配的曝气量，可以将好氧区的溶解氧控制在1 o 1 5 m l 左右，既 能保证系统对污染物良好的去除效果，又能有效地防止系统中红虫的大量繁殖。 ( 5 ) 本系统实现了8 个月不排泥的连续稳定运行，表明缺氧区与好氧区6 ：5 的容积比能够实现缺氧区储泥及污泥消化的目的。但缺氧区的空间利用不充分，污 泥在缺氧区内的空间分布不均匀，上向流隔室内储泥较多，下向流隔室内储泥较少， 污泥消化的停留时间不易得到保证。提高缺氧区挡板深入水下的位置能够有效地使 一部分污泥在缺氧区的底部沉积，增加了缺氧区的污泥量。 关键词：分散污水，气升回流一体化反应器，进水负荷，曝气量 i i 苏州科技学院硕十学付论文 a b s 仃a c t a b s t r a c t a l m o u 曲d e c e n t r a l i z e dw 嬲t e w a t e r 讹a t n l e l l tp r o c e s sh 嬲b e e l la p p l i e di nm a n y a r e a si nr e c ty e a r s ，b u ti t s d i s a d v a i l t a g e ss u c h 懿l a 昭en o o rs p a c e ，h a r dt 0m a i n t a i n h a v er e s t r i c t e d i t s 如n h c r 印p l i c a t i o n a i m e da ts u c hp r o b l e m so fd e c e i l 觚1 i z e d w a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s ，孤a i r l i r i n g - r e f l u xc 0 m b i n e dr e a c t o rw 嬲i n v e n t e dm a i n l v 协e a t i n gd o m e s t i cs e w a g ei nd e c t r a l i z e da r e a s t h es t u d yw 私a i m e da tf i n d i n go u tt 1 1 e b e s tw o r k i n gc o n d i t i o n0 fm er e a c t o r 锄dt h eo p t i m i z e do p t i o n so ft h ed e s i 鲫f o rt 1 1 e p r a c “c a le n 罾n e e r i n ga p p l i c a t i o ni nt h e 如t u r e a nr e a c t o rw i t l ll4 0 lt o t a le f r e c t i v ev o l u m ew a su s e dt o 仃e a tc 锄p u sd o m e s t i c s e w a g e ，a n dt l l es t u d yl a s t e d f o r8m o n t h s t h em 旬o rs t u d ya i m i n ga tm e 仃e a t i n g c a p a c 时狮dt h e0 p t i m i z e dw o d d n gc o n d i t i o l l sw a sc o n d u c t e do nt l l et e s to ft h er e m o v e e 虢c t so fc o d ，n h 3 一n ，n 0 3 n ，t n ，t u r b i d i t ya i l dt h ec h a r a c t e ro ft h ea c t i v a t e ds l u d g e 如d c rd i ti n f 】u 锄t 】o a d sa n da e r a t i o nv o l u m e s t h em a i o rc o n t e n t sw e r e a sf o l l o w s ： ( 1 ) a f t e rs w i t c l l i n g 也ei n n u e n tp o i n tt ot h es e c o n dg a l l e 巧o ft h ea 1 1 0 x i cz o n e ，t h e d e n i t r i 6 c a t i o nc a p a c i t yo ft h et 1 1 ea 1 1 0 x i cz o n eh a db e e l lg e a t l yi m p r o v c d 、h e nw a t e r t e m p e r a t u r ew a s1 2 6 3 ，t h eo r g a n i cl o a do fi n f l u e i l tr e a c h e do 8k g c o d m 3 d ，t l l en 】o a do fi n f l u e n tr e a c h e do 1 k g n m 3 d ，h r to ft h ea e r o b i cz o n er e a c h e d5 o ha n dt h e a e r a t i o nv o l u m ew a s3 4 5 l m ，m ee 御u e n tc o n c e n t r a t i o n so fc o d ，n h 3 na n dt nw e r e 5 5 5 8 m l ，3 8 m la i l d14 6 8 m l ，t h ec o n c e i l 仃a t i o n so fn h 3 n 锄dt nm e tt h e 盯a d e as t a n d a r do ft h eu r b a ns e w a g et r e a 咖e i l tp 1 a n ts t a i l d a r d s 矗竹d i s c h 删骟o fw a t e r p 0 1 l u t a l l t s t 1 1 er e m o v a lr a t eo fc o d ，n h 3 na i l dn 0 3 一nr e a c h e d8 4 12 91 4 2 锄d 7 3 2 1 ( 2 ) t h er e m o v a le 髓c to fc o dm a i n l yd 印e n d e do nt h eor g 痂cl o a do ft h ei n n u e l l t w h e l lt h es y s t e mw a s r u 衄i n gb e l o wo 8 0 k g c o d m 3 do ft 1 1 eo 玛a n i cl o a do ft h ei n n u e n t ， t 1 1 ee m u e n tc o n c e n t r a t i o no fc o d c o u 】dr c a c hn l eg r a d ebs t a n d a r do ft h eu r b a ns e w a g e t r e a t m e n tp l a n ts t a j l d a r d sf o rd i s c h a r g eo fw a t e rp 0 1 1 u t a j l t s w h e nt h eo r g a n i c1 0 a do f t 1 1 ei n f l u e n tw a so v e ro 8 0 k g c o d m 3 d ，t h er e m o v a lc 印a c i t yo fo 唱a n i c sw o u l dd e 伊a d e w 1 1 e nt h eo 唱a j l i cl o a do ft h ei n f l u e n tw 淞o v e r1 o k g c o d m 3 d ，t h er e m o v a le f r e c to f c o dt u m e db a d ，a n ds l u d g eb u l k i n gw o u l d p r o b a b l yb et r i g g e r e d ( 3 ) t h ea p p r 0 研a t ea e r a t i o nv o l u m em a i n l yd 印e n d e do nt h enl o a do ft h ei n f l u e n t u n d e rt h ec o n d i t i o no f5 hh r to ft h ea e r o b i cz o n e ，w h e nt h en l o a do ft h ei n n u e n tw a s 0 0 4 蚝n m 3 d ，2 2 0 mo ft h ea e r a t i o nv o l 啪ew a se n o u 曲f o rt h es y s t e l t lt og e tn i c e h i 苏州科技学院硕十学何论文 a b s 仃a c t p r o c e s s i n gr e s u l t s t h ee 用u 锄tc o n c e i l 仃a t i o n so fn h 3 一n 锄dt nw e r e3 0 5 m la 1 1 d 1 1 9 1 m l 啪1 e n t 1 1 enl o a do ft l l ei n n u e n tw a sb e 似e e no 0 6 0 1 1 k g n m 3 d ， 3 2 0 l 肛3 5 0 mo fm ea 盯a t i o nv o l 啪ew a ss i u t a b l ef o rt h es y s t 锄，a 1 1 dt h es y s t 锄w o u l d g e t3 8 m l 锄d14 6 8m lo ft h ee m u e n tc o n c e n t r a t i o n so fn h 3 一na n dt n 、m 1 e nm e nl o a do f t l l ei n f l u e i l tr e a c h 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3 ) c o u l dn o t o n l ya s s u r et h en i c ep r o c e s s i n ge a e c t sb u ta l s ob ea b l et 0r e s t r a i n sm eg r o w m so ft l l er e d w o 珊si nm e s y s t e m ( 5 ) t h es y s t 锄r e a l i z e d8 一m o n ms u c c e s s i v e 锄ds t a b l e 九l 彻j n gw i t h o u ts l u d g e r a m o v i n g ，w h i c hp r 0 v e dt h e6 ：5v o l 啪er a t i oo f 锄o x i cz o n ea i l do x i cz o n ew a sa b l et o r c a l i z et h ed e s i 弘d e m a n d so fs t o r i n gs l u d g ea n ds l u d g ed i g e s t i o no ft h ea i l o x i cz o n e b u t t h ev 0 1 u m eu s eo ft h ea i l o x i cz o n ew a sn o ta ti t sb e s tc o n d i t i o n t h es l u d g es p a c e d i s t r i b u t i o nw a su n e v e n ，t 1 1 eu p - n o wg a l l e e ss t o r c dm o r es l u d g ew h i l et h ed o w n n o w g a l l e r i e sg t o r e dl e s ss l u d g e ，w h i c hw o u l dh a v en e g a t i v ei m p a c t so nr e t e n t i o nt i m eo f s l u d g ed i g e s t i o n r a i s i n gt h ed 锄- b o a r di nt h ea n o x i cz o n ew o u l de a e c t i v e l ym a k em o r e s l u d g es t a 如n gi nt h eb o t t o mo ft l l ea n o x i cz o n ew h i c ha d d e dt h es l u d g ev o l u m eo ft h e a n o x i cz o n e k e y w o r d s ：d e c e n 仃a l i z e dw a s t e w a t e r ，a i r l i r i n g r e f l w 【c o m b i n e dr e a c t o r ，i n f l u e n t l o a d a e r a t i o nv o h j m e i v 苏州科技学院硕十学何论文目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 目录i 第一章绪论1 1 1 污水处理模式概述1 1 1 1 污水的集中式处理1 1 1 2 污水的分散式处理2 1 2 分散式污水处理系统与集中式污水处理系统的比较3 1 2 1 系统比较3 1 2 2 投资与见效3 1 2 3 处理工艺与技术4 1 2 4 水资源的重复利用。4 1 3 污水分散处理的必要性。5 第二章课题的选题背景及研究内容6 2 1 分散污水处理的典型工艺类型6 2 1 1 分散型生活污水处理工艺设计和选择应注重要点6 2 1 2 分散污水处理的典型工艺类型7 2 2 各种分散污水处理工艺的技术比较1 4 2 3 我国分散污水处理技术的发展及今后的发展方向1 5 2 4 本课题的主要研究内容及研究意义16 第三章反应器的工作原理及过程分析18 3 1 气升回流一体化反应器的运行原理l8 3 2 反应器的主要控制参数1 9 3 2 1 曝气量19 3 2 2 进水负荷2 0 3 3 3 堰口水位2 0 i 苏州科技学院硕十学仲论文 目录 第四章试验装置、材料与方法2 2 4 1 试验装置及工艺流程2 2 4 1 1 试验装置构造2 2 4 1 2 系统工艺流程2 3 4 2 试验水质及分析测试方法2 4 4 - 2 1 试验水质2 4 4 2 2 分析测试方法2 4 4 3 实验方法2 5 第五章试验结果与讨论2 6 5 1 系统运行状况概述2 6 5 2 缺氧区构型的优化设计3l 5 3 污泥膨胀现象及对系统运行效能的影响3 2 5 3 1 污泥膨胀现象的发生3 2 5 3 2 污泥膨胀对系统运行效能的影响3 3 5 4 红虫现象及对系统运行效能的影响3 4 5 4 1 红虫现象的发生3 4 5 4 2 红虫对系统运行效能的影响3 5 第六章结论与建议3 7 6 1 结论3 7 6 2 建议3 8 参考文献3 9 致 射4 3 作者简介4 4 苏州科技学院硕十学位论文 第一章绪论 1 1 污水处理模式概述 第一章绪论 污水处理可以分为集中式污水处理和分散式污水处理。集中式污水处理系统用 于收集和处理大流量污废水【1 1 ，一直以来，它都是市政工程中的标准处理系统，也 是绝大多数城市的选择。集中式的污水处理模式能够充分地发挥城市下水管网收 集、输送污水的作用。而“分散式”的概念直到上个世纪末才开始受到人们的注意和 研究。分散式污水处理系统不需要铺设大面积管网，造价低廉，技术简单易用，在 发展中国家的应用范围不断扩大。在适宜的情况下，此类系统能够发挥出卫生系统 的功能。具有技术含量的新型分散型生活污水处理系统可将污水处理到适宜回用的 标准。 1 1 1 污水的集中式处理 所谓污水的集中式处理，就是建立集中式的管网收集体系和大型的污水处理 厂。在此基础上再进行污水的深度处理，然后会用到包括市政、绿化、消防、景观 等城市生活的各个方面。目前，集中式的污水处理己不再是局部的、特殊的污水处 理，而是一种更为系统化、规模化的污水处理模式。它能够把城市生活所产生的各 种污水废水，经预处理的工业废水以及融雪、江水等混合废水通过城市排水管网收 集，集中输送至污水厂，随后采用适宜的工艺进行处理，达到对自然水体的达标排 放。 污水集中处理最主要的特征是：统一收集、统一输送、统一处理【1 1 。污水集中 处理的优点较多，最重要的是处理厂能够可靠地、高效地管理和控制污水处理的运 行。此外，为统一城区提供同样的服务时，集中式的污水处理在单位水量投资和运 行费用方面有着明显的优势。 我国最早的城市污水处理厂建于上个世纪2 0 年代，当时的处理工艺较落后、 处理规模较小；而第一座大型污水处理厂是天津纪庄子污水处理厂，1 9 8 2 年动工， 1 9 8 4 年建成，处理规模2 6 万m 3 d ，工艺为活性污泥法【2 】；目前规模最大的污水处 理厂是北京高碑店污水处理厂，二期建成后处理规模l o o 万m 3 d 。 在世界范围内，集中式污水处理技术得到了很大的发展，应用极为广泛。东京 作为日本最大的城市，总人口为1 2 0 0 多万人，市区面积5 3 8 3 k m 2 ，城市污水总处 理量为4 3 3 万m 3 d 。东京市区的2 3 个行政区根据下水道的分布情况和污水在自然 苏州科技学院硕十学何论文第一章绪论 流状态下容易集取的原则共分1 0 个污水处理区域。再如世界最大的污水处理厂没 过海河伦污水处理厂，规模达到了3 4 0 万m 3 d 【1 1 。 但是为了实现污水的统一收集、输送、处理，需要建立大型的管网式污水收集 体系和污水处理厂，投资较大，运行费用较高，且残余物污泥至今未能有十分理想 的处理方法，易造成二次污染。显然，在地处偏远、人口密度低的分散型地区，集 中式处理系统因为管网铺设过长、投资过大、处理负荷不足而难以推行。 在进行大规模污水集中处理时，必然要进行相应管网的建设。将9 6 6 1 公顷流 域范围内的污水进行收集，需要庞大的管网系统，中途提升泵站，投资巨大，运行 维护费用昂贵p j 。 当全球都面临水资源短缺的严重问题时，污水的回收与再利用就成为了解决水 资源短缺的必由之路。如果利用大型集中污水处理厂处理后的污水进行再生回用， 就需要将处理后的回用水再配给到用户的管网系统和多次的中途提升泵站。这将导 致水在城市管网系统中进行了至少三次的输送。这样的输送过程会造成大量的基建 费用和运行维护费用的浪费。这部分的投资已经成为巨大的经济负担，并且超过了 城市污水集中处理厂的投资费用。不仅如此，在长距离的输水过程中，回用水的品 质下降，可能到了终端用户时，回用水的水质已经难以达到回用的标准。同时，水 在城市的管网系统中进行长途运输时，由于渗漏，从供水处理厂到用户要损失大约 供水量的3 0 ，在回用管网系统中还要同样地再损失3 0 ，而用于这部分水的处理 费用，即处理与运行费用的6 0 是无效的，造成巨大的经济浪费。 而且集中式处理系统通常无法保证充足的营养物回收以及污水回用，这在一定 程度上增加了相关触及行业对营养物的需求( 如化肥的使用) 【4 1 。显然，集中式 处理的模式是不符合可持续发展的要求的。 1 1 2 污水的分散式处理 对于居住比较分散的中小城市( 镇) 、广大农村及偏远地区，由于受到地理条 件和经济因素制约，不宣于进行生活污水的集中处理，应因地制宜地选择和发展生 活污水分散式和就地处理技术。污水的分散处理技术( d e c e n t r a l i z e ds a l l i t a t i o n 锄d r e u s e ，d e s a r ) 已经成为国内外生活污水处理的一种新理念【5 1 。 相比集中式处理，污水分散处理，主要是就地处理，或聚集处理和处置来自独 户或者相对集中的一小片住宅及商业区的少量生活污水【2 】，采用中小型污水处理设 备对其进行处理，然后将处理后的可排放水( 达国家标准) 通过明沟暗渠直排河流 【4 】。分散型污水处理装置也可以处理与生活污水水质相似的工业废水【2 1 。 分散污水处理系统主要包括【6 7 】( 1 ) 在线系统( o n s i t es y s t e m ) ：从私人住宅排 苏州科技学院硕十学何论文第一章绪论 出的污水，由于没有铺设大面积社区用的污水管道或缺乏一套集中处理设施，通过自 然系统或机械装置来收集、处理、排放或中水回用，这种自然系统或机械装置即称在 线系统。常用的在线系统包括化粪池( s 印t i ct a n k ) 和沥滤场( 1 e a c hf i e l d s ) 。( 2 ) 群集系 统( c l u s t e rs y s t e m ) ：一种服务于二个或二个以上住户的污水收集和处理系统，但其 范围不超过整个社区。从几家住户排出的污水可以经过个体用户的化粪池或组合装置 现场预处理后，再通过低成本、非传统技术的污水管运送到比集中式系统相对小的处 理单元。分散污水处理系统就是这样一种在线系统或群集系统。 在一些经济技术基础较差、缺乏完善的排水管网以及缺乏污水处理厂的地区，生 活污水的出路一般只有池塘、河流、湖泊等，造成对环境的污染。污水坑或化粪池等 初级处理方式对于污水中有机物的去处效果较差，同时这些地区的居民家庭又较为分 散。为了避免传统集中式污水处理所带来的占地面积大、运行能耗大、出水回用难、 铺设管道费用昂贵等一系列问剧引，可以考虑在一个或几个小村庄内采用分散污水处 理系统。 1 2 分散式污水处理系统与集中式污水处理系统的比较 1 2 1 系统比较 集中污水处理系统一般设置在城镇或区域的下游，有庞大的污水管网系统，而 且排水管网的投资一般高于城市污水处理厂的投资；主要的污水处理构筑物及厂房 为现场钢筋混凝土施工；污泥多在城市污水处理厂中就地处理。 分散型污水处理系统一般设置在用户附近，所需要的污水管道较少；污水处理 系统一般使用工厂生产装置化的产品，多采用玻璃钢货钢板材料制作；也可使用钢 筋混凝土现场施工。分散型污水处理系统在运行中积累的污泥，一般采用运输设备 收集后运到污泥处理厂进行集中处理。 1 2 2 投资与见效 集中污水处理系统的投资一般包括城市污水管网及污水处理厂；分散型污水处 理系统的投资一般包括污水处理装置，污泥收集、运输及处理系统。 据日本测算，当采用普及下水道和集中污水处理厂的方式处理污水时，人均投 资需1 2 0 万日元( 约合人民币8 4 万元) 【z j ，建设周期约2 0 年，即水环境的有效改 善要在2 0 年后才能见效；而采用分散型污水处理系统时，人均投资仅需1 4 1 6 万 日元( 约合人民币1 1 万元) ，建设周期仅需1 个月。 苏州科技学院硕十学何论文第一章绪论 1 2 3 处理工艺与技术 大型城市集中污水处理系统一般采用活性污泥法。如我国第一座大型污水处理 厂天津纪庄子厂及目前规模最大的北京高碑店污水处理厂均采用活性污泥法工艺。 新建城市污水处理厂中较多采用活性污泥法及活性污泥法改良工艺如o 法、a 2 o 法、氧化沟、s b r 法等工艺。 小规模分散型污水处理装置采用的污水处理工艺以生物膜法居多，即依靠填料 表面生长的生物膜降解污水中的有机物及营养物。常用的生物膜工艺有接触氧化 法、生物流化床、曝气生物滤池等。 1 2 4 水资源的重复利用 中国水资源短缺，人均水资源占有量仅为世界平均人均水资源量的1 4 。由于 水资源地域分布不均，北方地区尤其缺水。水资源的缺乏使人们开始向节水和水资 源重复利用的方向努力。城市污水处理的指导思想也从单纯的处理向污水资源化的 方向转变，并采取集中处理和分散处理相结合的办法，以利于污水的就近回用。小 规模的分散型污水处理系统投资小、回用方便，并可根据回用水质要求灵活掌控污 水处理的深度。因此，分散型污水处理系统便于污水资源利用。 表1 1 分散式污水处理系统与集中式污水处理系统的比较 4 苏州科技学院硕+ 学何论文 第一章绪论 1 3 污水分散处理的必要性 水是人类赖以生存的重要自然资源，是社会进步、经济发展的生命线，是实现 国家可持续发展的重要物质基础。水对于促进社会经济的持续、健康、快速发展， 满足人民群众生活和工农业生产需要，具有重大的战略意义。但是随着近年来工业 化和城市化进程的不断加快，我国水环境污染形势越来越严峻，污水处理也面临着 新的挑战。 长期以来，我国城市基础设施的建设和发展与人口、资源、环境以及工业建设 极不协调，导致基础设施长期超负荷承载，特别是城市环境保护基础设施，紧急在 最近十几年才开始兴建。我国的污水处理系统建设还远远落后于发达国家，在美国 平均每l 万人就拥有一座污水处理厂，瑞典和法国每5 0 0 0 人有一座污水处理厂， 英国和德国每7 0 0 0 5 0 0 0 人有一座污水处理厂【9 】。而我国2 0 0 7 年的人口约1 3 9 亿人， 而2 0 0 7 年底已建成的污水处理厂数目仅为1 2 0 6 座【2 1 。其中城市污水处理厂8 8 3 座， 县城污水处理厂3 2 3 座，城市污水年处理总量2 2 7 亿立方米，城市污水处理率6 2 8 ， 其中污水处理厂集中处理率为4 9 1 。也就是说我国城市每1 1 5 万人左右才拥有一 座污水处理厂。这些数据都表明，与发达国家相比，我国污水处理系统建设还十分 落后。 城镇的污水处理率尚且如此，农村地区生活污水的处理率则更低。这些地区的 生活污水，由于没有建排水管网，因此很难集中处理。同时随着人们生活水平的提 高和生活方式的转变，这些地区的分散污水的产生量也随之增长。这部分的生活污 水处理率和利用率都很低，绝大部分都未经处理直接排放，对地表水和地下水造成 直接的污染，致使我国很多地区的河流、湖泊以及地下水水质不断恶化【i 们。由于此 类地区一般分布较广，水量较小且不稳定，若采用集中式的污水处理模式来处理此 类地区的污水，管网的布设费用较高且污水的运输距离较长，其建设费用和维护费 用昂贵。而污水分散处理技术则可以解决这些难题。分散处理系统通常不使用排水 管道，造价低廉，同时技术简单，维护方便，适用于乡镇一级的地区，尤其是小城 镇、广大农村地区更为合适。在适宜的情况下，此类系统还能够发挥出卫生系统的 功能1 1 】【1 2 】。 分散污水处理技术是目前使用比较普遍的污水集中式处理的一种有效补充。随 着我国城市化和城镇化步伐的加快，管网建设相对滞后。尽管国家政策倾向于将很 多分散的居住户集中起来，但是分散污水的产生量仍然较大。如何合理的处理这些 分散污水，对于遏制水环境的不断恶化，对于改进水环境的污染现状，对于改善我 国的地表水环境显得尤为重要。 苏州科技学院硕+ 学位论文 第二章课题的选题千宁景及研究内容 第二章课题的选题背景及研究内容 2 1 分散污水处理的典型工艺类型 2 1 1 分散型生活污水处理工艺设计和选择应注重要点 与城镇集中式污水处理相比，分散型污水处理模式的适用地区有其自身的特 点。此类地区一般地处偏远，经济基础相对薄弱，因此缺少资金以及专业化的技术 管理人员的支持，污水处理设施的日常运行和维护难以得到保证。其次，在排放方 式、水质和水量方面，此类地区的生活污水具有其自身的特点，主要表现在：面广 分散，收集困难；水量变化大，排放不均匀；可生化性好，几乎不含有毒有害有机 污染物。 因此，此类地区的生活污水处理方式不能照搬或套用城镇生活污水的处理模 式，而需结合当地实际情况和生活污水特点进行科学的决策。通过对国内外分散型 生活污水处理的主流工艺进行分析对比，我们可以总结出在设计和选择适宜的分散 型生活污水处理工艺时应着重考虑的几方面问题： 1 、所选择的工艺能够保证对污染物一定的去除率，以避免对受纳水体产生污 染，避免面源污染。良好的处理效果是工艺设计和选择的前提，如果出水能够满足 回用要求的更好。 一 2 、分散型生活污水处理设施一般规模较小，且由于所在地区一般地处偏远，缺 乏污水处理专业人员，维护管理不便。因此在设计和选择工艺的时候，其工艺流程不 能太过复杂，要尽量减少工艺环节，以便于在分散型地区进行运行管理。 3 、我国乡镇居民对于污水处理的认识尚不深，而且其经济能力有限，过于复 杂的处理工艺带来的高投入及高运行费用使其难以承受。因此在设计和选择工艺的 时候，尽量选择造价低，运行费用低的工艺。 4 、所选择工艺在空间上应尽可能紧凑，提高空间利用率，尤其是在土地紧张 的地区更应减小工艺的占地面积。 5 、因为不比城市集中式处理的污水厂等，分散处理工艺多建在村落、住宅小 区等地，因此在选择工艺时应尽量选择卫生条件好、产生臭味少的工艺，以避免卫 生条件不良对居民造成的影响。 分散型生活污水处理工艺的选择应该灵活变通，不能拘泥于一种或几种工艺。 关键要根据镇村的功能、人口、地形地貌、地质特点、气候、排放要求和经济水平 等，通过技术经济分析和比较，因地制宜地选择集中或分散处理方式，因地制宜地 选择简单、经济、有效的处理技术。 6 苏州科技学院硕+ 学何论文第二章课题的选题千宁景及研究内容 2 1 2 分散污水处理的典型工艺类型 现有的适用于污水分散处理的技术主要分为初级处理工艺和主体处理工艺。其 中，初级处理工艺包括化粪池、i 劬o f r 池、初沉池等。主要去处部分s s 和有机物， 减小后续处理工艺的负荷，并能稳定水质，有助于后续处理工艺系统去处效能的发 挥。主体处理工艺包括曝气池、生物滤池、s b r 反应器、稳定塘、人工湿地等，其 主要任务是大幅度地去除污水中呈溶解状态和胶体状态的有机污染物，包括b o d 、 s s 、氮和磷等，使其出水要求达标排放或做中水用于工农业生产或环境用水及城市 杂用水。在很多情况下，可以根据不同的处理目的和实际需求，将各种工艺进行组 合，使其达到更好的处理效果。例如：初级一主体工艺的组合( 化粪池一曝气池等) ， 初级一主体一主体工艺的组合( 化粪池一慢速砂滤池一人工湿地等) 【1 3 1 。 ( 1 ) 厌氧生物处理技术 厌氧生物处理( 厌氧消化) 是指在无氧条件下，借助厌氧微生物的新陈代谢作 用分解废水中的有机物质，并使之转变为小分子的无机物质( 主要是c h 4 、c 0 2 、 h 2 s 等) 的处理过程。厌氧生物反应器主要包括升流式厌氧污泥床( u a s b ) 、厌氧 污泥床、厌氧接触法、厌氧流化床等。其中以u a s b 的工艺应用最为广泛，也最具 有代表性1 4 】【1 5 】。 升流式厌氧污泥床( u a s b ) 反应器通常被