小區(qū)污水處理系統(tǒng)講義

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簡介： 本文根據(jù)作者多年來小區(qū)污水處理的經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，全面闡述了小區(qū)污水處理的特點(diǎn)、設(shè)計原則及工藝選擇，并對一些工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評價。
關(guān)鍵字：小區(qū)污水處理

第一章 小區(qū)污水處理及技術(shù)

一、概 述

醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學(xué)校、農(nóng)場、漁場、狩獵場等均可稱為小區(qū)，我們最常遇到的主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機(jī)關(guān)學(xué)校等一種功能或多種功能構(gòu)成的相對獨(dú)立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐?label class="lb" onclick="g('環(huán)保');">環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必須設(shè)置獨(dú)立的污水處理設(shè)施，這就是我們所指的小區(qū)污水處理。

小區(qū)污水系統(tǒng)的處理能力，各國并無統(tǒng)一的限定。前蘇聯(lián)曾建議單個構(gòu)筑物的處理能力不宜超過1400m³/d，美國則把小廠的處理能力限定在3785 m³/d的范圍內(nèi)。根據(jù)我國情況，建議把等于或小于4000 m³/d的處理廠定義為小區(qū)污水處理廠。

小區(qū)污水不同于城市污水（常包括部分工業(yè)廢水），屬于生活污水范疇。其水質(zhì)水量特征可概括為：水質(zhì)水量變化較大，污染物濃度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，處理難度小。

小區(qū)污水的處理工藝依據(jù)小區(qū)污水排入水體的功能不同而異，常用處理方法有：化糞池、一級處理（初次沉淀池）、生物二級處理及二級處理后再經(jīng)消毒回用等。由于小區(qū)污水處理水量較小，管理水平不高，所以，在工藝設(shè)計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝，以防止因污泥處理不善造成二次污染。目前，較為常用的處理工藝有：①污水→調(diào)節(jié)池→初次沉淀池→生物接觸氧化池→二沉池→出水，生物接觸氧化是應(yīng)用最廣泛的方法，主要優(yōu)點(diǎn)是停留時間短、易掛膜，尤其適合設(shè)備化，埋地建設(shè)倍受環(huán)保公司及用戶青睞，但由于維修管理及設(shè)備防腐等方面的問題，近年來應(yīng)用受到限制。但如果建成地下鋼筋混凝土形式，設(shè)置人員通道以便維修，此種地下建設(shè)方式在小區(qū)水處理中具有較大市場，但這種方式一般處理規(guī)模較小，每天排放污水量小于幾百噸的小區(qū)較為理想。對上千噸的小區(qū)污水處理，推薦采用地面建設(shè)方式，生物處理部分可采用接觸氧化，也可采用SBR或其改進(jìn)型CASS工藝，曝氣方式建議采用低噪音的風(fēng)機(jī)或水下曝氣機(jī)。②污水→調(diào)節(jié)池→混凝沉淀→過濾→出水，對處理程度要求不高，且水量較小時，可采用此工藝，具有占地面積小，異味小，管理簡單等優(yōu)點(diǎn)。另外，在好氧生物處理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系統(tǒng)的總?cè)コ?。生活小區(qū)通常有較大的綠地面積，如果把污水處理后回用于澆灌綠地、道路、沖洗汽車，應(yīng)在上述處理出水后加上消毒或其它補(bǔ)充措施。

二、小區(qū)污水處理廠設(shè)計原則

1. 處理出水要求和處理程度

一般來說，不同小區(qū)對出水的要求差異較大。應(yīng)根據(jù)我國《地面環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—88）和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—96）的有關(guān)規(guī)定和當(dāng)?shù)?label class="lb" onclick="g('環(huán)保');">環(huán)保部門的要求確定處理程度，以確保出水水質(zhì)。如果出水采用土地處理法處理，則按土地處理法的要求計算；

2.污水處理設(shè)施的設(shè)計和建設(shè)必須結(jié)合小區(qū)的整體規(guī)劃和建筑特點(diǎn)，即外觀設(shè)計上要與小區(qū)建筑環(huán)境相協(xié)調(diào)，以求美觀；

3.在污水處理工藝上力求簡單實(shí)用，以方便管理；

4.在高程布置上應(yīng)盡量采用立體布局，充分利用地下空間。平面布置上要緊湊，以節(jié)省用地；

5.污水處理廠位置應(yīng)盡可能位于小區(qū)下風(fēng)向，與其它建筑物有一定的距離，以減少對環(huán)境的影響；

6.設(shè)備化，定型化，模塊化，施工安裝方便，運(yùn)行簡易，設(shè)備性能穩(wěn)定，

適合分期建設(shè)；

7.處理程度高，污泥產(chǎn)量少，并盡可能采用節(jié)能處理技術(shù)；

8.處理構(gòu)筑物對水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷的適應(yīng)范圍較大，使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負(fù)荷的能力。

9.小區(qū)內(nèi)的人口是逐漸增加的。因此，小區(qū)污水處理廠應(yīng)按可預(yù)期的發(fā)展規(guī)劃作為流量設(shè)計的基礎(chǔ)。根據(jù)我國情況，可考慮采用20年的設(shè)計周期。

三、小區(qū)污水處理技術(shù)及流程

新編《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（征求意見稿）中補(bǔ)充了小區(qū)污水處理的內(nèi)容。因此，本部分內(nèi)容以此為基礎(chǔ)，包括了化糞池的設(shè)置、含油廢水的預(yù)處理、醫(yī)院污水的消毒和放射性廢水、有毒有害廢水的預(yù)處理、高溫廢水預(yù)處理、一級處理（初次沉淀池）、生物二級處理及二級處理后再經(jīng)消毒回用等。本節(jié)第一部分先介紹新編（設(shè)計規(guī)范）

4.8小型生活污水處理的內(nèi)容, 然后重點(diǎn)介紹二級生物處理及水回用方面的內(nèi)容等。

（一） 4.8 小型生活污水處理（摘自新編《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（征求意見稿））

4.8.1 公共食堂和飲食業(yè)的污水以及其它含油污水，應(yīng)經(jīng)除油裝置后方允許排入污水管道。

4.8.2 隔油池設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

l.污水流量應(yīng)按設(shè)計秒流量計算。

2.污水在池內(nèi)的流速，應(yīng)根據(jù)含油污水性質(zhì)確定；

1）含食用油污水，不得大于0.005m／s。

2）含汽油、柴油、煤油及其它工業(yè)用油的污水，宜采用0.002～0 0lm／s。

3.停留時間可按下列規(guī)定確定：

l）含食用油污水宜為2～10min。

2）含汽油、柴油、煤油及其它工業(yè)用油的污水，宜為0.5～lmin

4.人工除油的隔油池內(nèi)存油部分的容積，不得小于該池有效容積的25％。

5.池內(nèi)污水池進(jìn)水管應(yīng)考慮有清通的可能，并應(yīng)設(shè)活動蓋板。

6.污水夾帶其它沉淀物時，在排入隔油池前未經(jīng)沉淀處理者，應(yīng)在池內(nèi)另附加沉淀部分容積。

7.油脂及沉淀物清除周期不宜大于6d。

8.除油池出水管管底至池底的深度，不得小于0.6m。

4.8.3 溫度高于40℃的排水，應(yīng)首先考慮將所含熱量回收利用，如不可能或不合理時，在排入城鎮(zhèn)排水管道之前應(yīng)設(shè)降溫池，降溫池應(yīng)設(shè)置于室外。

4.8.4 降溫宜采用較高溫度排水與冷水在池內(nèi)混合的方法進(jìn)行。

冷卻水應(yīng)盡量利用低溫廢水。所需冷卻水量應(yīng)按熱平衡方法計算。

4.8.5 降溫池的容積應(yīng)按下列規(guī)定確定：

l.間斷排放污水時，應(yīng)按一次最大排水量與所需冷卻水量的總和計算有效容積。

2.連續(xù)排放污水時，應(yīng)保證污水與冷卻水能充分混合。

4.8.6 降溫池管道設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

l.有壓高溫污水進(jìn)水管口直裝設(shè)消音設(shè)施，有兩次蒸發(fā)時，管口應(yīng)露出水面向上；無兩次蒸發(fā)時，管口宜插進(jìn)水內(nèi)200mm以上。

2.冷卻水與高溫水混合可采用花管噴灑，采用生活用冷水做冷卻水時，應(yīng)采取防回流污染措施。

3.降溫池虹吸排水管管口應(yīng)設(shè)在水池底部。

4.應(yīng)設(shè)通氣管，并引至不妨礙通行處。

4.8.7 建筑物生活排水在下列情況下宜設(shè)置化糞池：

l.城鎮(zhèn)、居住小區(qū)或廠區(qū)無污水處理設(shè)施，污水排入江河湖海時；

2.城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)施和市政污水管道已滿負(fù)荷運(yùn)行，無法接納時；

3.居住小區(qū)、醫(yī)院等設(shè)有生活污水處理設(shè)施，需要預(yù)處理時。

4.8.8 化糞池的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

1.化糞池宜設(shè)置在接戶管的下游端，便于機(jī)動車清掏的位置。

2.化糞池池外壁距建筑物外墻不宜小于5m，并不得影響建筑物基礎(chǔ)。

3.化糞池距離地下水取水構(gòu)筑物不得小于30m。

4.化糞池不得設(shè)置于建筑物內(nèi)。

4.8.9化糞池有效容積應(yīng)為污水部分和污泥部分容積之和。其計算參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定；

1.每人每日污水量和污泥量，應(yīng)按表4.8. 9－1確定。

表4.8. 9－1 每人每日污水量和污泥量

分 類生活和生產(chǎn)合流廢水生活污水每人每日污水量（L）與用水量相同20_~30每人每日污泥量（L）0.70.4

2 污水在池中停留時間應(yīng)根據(jù)污水量確定，宜采用12～24h。

3 污泥清掏周期應(yīng)根據(jù)污水溫度和當(dāng)?shù)貧夂驐l件確定，宜采用3～12個月。

4 新鮮污泥含水率可按95％、發(fā)酵濃縮后的污泥含水率可按90％計算。

5 污泥發(fā)酵后體積縮減系數(shù)宜取0.8。

6 清掏污泥后遺留熟污泥量的容積應(yīng)按污泥部分容積的20％計算。

7 化糞池實(shí)際使用人數(shù)占總?cè)藬?shù)的百分?jǐn)?shù)可按表4.8.9－2確定。

表4.8.9－2  化糞池使用人數(shù)百分?jǐn)?shù)

建筑物名稱百分?jǐn)?shù)(%)醫(yī)院、療養(yǎng)院、養(yǎng)老院、幼兒園（有宿舍）100住宅、集體宿舍、旅館70辦公樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、工業(yè)企業(yè)生活間40公共食堂、餐飲業(yè)、影劇院、體育場（館）和其它場所（按座位）10

4.8.10 化糞池的構(gòu)造，應(yīng)符合下列要求：

1 化糞池的長度與深度、寬度的比例應(yīng)按污水中懸浮物的沉降條件和積存數(shù)量，經(jīng)水力計算確定，但深度（水面至地底）不得小于l.3m，寬度不得小于0.75m，長度不得小于l.0m，圓形化糞池直徑不得小于1.0m。

2 雙格化糞池第一格的容量直為計算總?cè)萘康?5％，三格化糞池第一格的容量宜為總?cè)萘康?0％，第二格和第三格各宜為總?cè)萘康?0％。

3 化糞池格與格之間應(yīng)設(shè)通氣孔洞。

4 化糞池進(jìn)水口、出水口應(yīng)設(shè)置連接并與進(jìn)水管、出水管相接。

5 化糞池進(jìn)水管口應(yīng)設(shè)導(dǎo)流裝置，出水口處及格與格之間應(yīng)設(shè)攔截污泥浮渣的設(shè)施。

6 化糞池池壁和地底，應(yīng)防止?jié)B漏。

7.8.11 醫(yī)院污水必須進(jìn)行消毒處理。消毒處理后，水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行《醫(yī)院污水排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4.8.12 經(jīng)消毒處理后的污水，不得排入生活飲用水的集中取水點(diǎn)上游1000m和下游100m的水體范圍內(nèi)。

經(jīng)消毒處理后的污水，如排入娛樂和體育用水水體、漁業(yè)用水水體時，還應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.8.13 醫(yī)院污水處理構(gòu)筑物，宜與病房、醫(yī)療室、住宅等有一定防護(hù)距離，并應(yīng)設(shè)置隔離措施。

4.8.14 腸道病毒等傳染病房的污水，如經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理時，可與普通病房污水分別進(jìn)行處理。

4.8.15 醫(yī)院污水處理流程應(yīng)根據(jù)污水性質(zhì)、排放條件等因素確定，一般排入城市下水道時，宜采用一級處理；排放到地表水體時，宜采用二級處理。

4.8.16 化糞池作為醫(yī)院污水消毒前的預(yù)處理時，化糞池的容積應(yīng)按污水在池內(nèi)停留時間不小于36h計算，污泥清掏周期不得小于一年。

4.8.17 醫(yī)院污水清毒一般宜采用氯消毒（液氯、氯片、漂白粉或漂粉精）。如運(yùn)輸或供應(yīng)有困難時，可采用現(xiàn)場制備次氯酸鈉、二氧化氯等消毒方式。

如有特殊要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為合理，可采用臭氧消毒法。

4.8.18 含放射性物質(zhì)、重金屬及其它有毒、有害物質(zhì)的污水，如不符合排放標(biāo)準(zhǔn)時，須進(jìn)行單獨(dú)處理后，方可排入醫(yī)院污水處理站或城市排水管道。

4.8.19 醫(yī)院污水處理系統(tǒng)的污泥，宜由城市環(huán)衛(wèi)部門集中處置。

當(dāng)城鎮(zhèn)無集中處置條件時，可采用高溫堆肥或石灰消化等方法處理。

4.8.20 居住小區(qū)、公共建筑物生活排水在下列情況下應(yīng)設(shè)置生活污水處理設(shè)施。

1 城鎮(zhèn)近期無污水處理廠；

2 生活污水經(jīng)化糞池處理達(dá)不到污水排放標(biāo)準(zhǔn)；

3 城市環(huán)保、衛(wèi)生部門規(guī)定的大型公共建筑生活污水必須進(jìn)行處理后排入市政管道時。

4.8.21 生活污水處理設(shè)施的工藝流程應(yīng)根據(jù)污水性質(zhì)、回用或排放要求確定，一般應(yīng)采用生物處理工藝。

4.8.22 生活污水處理設(shè)施前宜設(shè)置調(diào)節(jié)地，調(diào)節(jié)池的有效容積應(yīng)經(jīng)計算確定，也可取4～6平均小時污水流量。當(dāng)采用序批式活性污泥法（SBR）處理工藝時，應(yīng)根據(jù)污水排放規(guī)律、處理周期和容積等因素確定。

4.8.23 生活污水處理設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

l 處理站的位置應(yīng)在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，且應(yīng)用綠化帶與建筑物隔開。

2 處理站宜設(shè)置在綠地、停車坪及室外空地的地下。

3 處理站如布置在建筑地下室時，應(yīng)有專用隔間。

4 處理站與給水泵及清水池水平距離不得小于10米。

4.8.24 設(shè)置生活污水處理設(shè)施的房間或地下室應(yīng)有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)處理構(gòu)筑物為敝開式時，每小時換氣次數(shù)不宜小于15次，當(dāng)處理設(shè)施有蓋板時，每小時換氣次數(shù)不宜小于5次。

4.8.25 生活污水處理應(yīng)設(shè)置排臭系統(tǒng)，或設(shè)置有效的臭氣處理裝置，其排放口位置應(yīng)避免對周圍人、畜、植物造成危害和影響。

4.8.26 生活污水處理構(gòu)筑物機(jī)械運(yùn)行噪聲不應(yīng)超過現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》的要求。對建筑物內(nèi)運(yùn)行噪聲較大的機(jī)械應(yīng)設(shè)獨(dú)立隔間。

4.9 中 水

4.9.1 居住小區(qū)、公共建筑設(shè)置中水工程應(yīng)綜合社會效益、環(huán)境效益，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

4.9.2 中水工程的水源應(yīng)優(yōu)先選用優(yōu)質(zhì)雜排水和冷卻水，嚴(yán)禁將工業(yè)污水、傳染病醫(yī)院污水和放射性污水作為中水水源。

4.9.3 中水處理工藝流程應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量和中水用途等因素，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

4.9.4 中水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)進(jìn)行水量平衡計算。當(dāng)采用生活飲用水作為中水應(yīng)急補(bǔ)充給水時，應(yīng)采取防回流隔斷措施。

4.9.5 中水原水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)分流、溢流和超越管。

4.9.6 處理后的中水一般可用于廁所沖洗、綠化、洗車、掃除等用水，其水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。如用于水景用水，則其水質(zhì)應(yīng)符合水景水質(zhì)要求。

4.9.7 中水管道嚴(yán)禁與生活飲用水給水管道連接。中水管道應(yīng)采用耐腐蝕材料，外壁應(yīng)涂有淺深色標(biāo)志。管道系統(tǒng)、中水水箱（池）、水泵、閥門、水表、給水柱均應(yīng)有明顯的“中水”標(biāo)記，管道上不得裝設(shè)取水龍頭，宜采用壁式或地下式給水柱。

三、小區(qū)污水處理流程

根據(jù)小區(qū)廢水處理的原則，應(yīng)選擇處理效果穩(wěn)定、產(chǎn)泥少、節(jié)能的處理方法。小區(qū)系統(tǒng)中的各類建筑物一般均建有化糞池，所以，化糞池應(yīng)與污水處理方法相結(jié)合。

幾種常用的處理工藝：

在流程開始時一般要考慮設(shè)置均化池，這是因?yàn)樾^(qū)在水質(zhì)和水量上的變化都比城市污水處理廠大。均化池一般設(shè)在格柵以后。物化和生化處理是去除污染物的核心部分。

四、組合式污水處理廠或設(shè)備

組合式處理廠以裝配好的或易于組裝的標(biāo)準(zhǔn)定型設(shè)備部件出售。在國內(nèi)埋地設(shè)備曾風(fēng)靡一時，主要優(yōu)點(diǎn)是施工快，不占地面綠地，很多設(shè)計單位和用戶非常歡迎，設(shè)計人員選設(shè)備很簡單，而要設(shè)計污水處理廠工作量較大，所以，非常喜歡用設(shè)備化產(chǎn)品。環(huán)保公司制造設(shè)備利潤豐厚，而土建工程利潤較低，因此，企業(yè)大做廣告和公關(guān)。但是實(shí)際應(yīng)用表明，確實(shí)存在不少問題，對設(shè)備的維修管理困難，對運(yùn)行情況考核不便，單機(jī)處理水量有限，使用壽命等均有待時間驗(yàn)證，因此，對埋地設(shè)備一直爭議很大，現(xiàn)在，埋地設(shè)備熱已經(jīng)降溫。建于地下的可檢修、便于操作（有人員操作空間）污水處理設(shè)計方式應(yīng)于推薦。上千噸的污水處理廠建議采用地上式。在水量不大，場地十分緊張時仍可考慮用埋地設(shè)備。埋地設(shè)備的確工藝流程一般均采用兩段接觸氧化和沉淀工藝，水力停留時間一般為2小時，污水進(jìn)入設(shè)備前，先進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和提升。

五、SBR及CASS處理工藝的原理及參數(shù)選擇

(一)序批式活性污泥法(SBR)

1、概述

SBR是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的簡稱，它是從Fill&Draw (加入及排放) 反應(yīng)器發(fā)展而來的，F(xiàn)ill&Draw比連續(xù)流活性污泥產(chǎn)生的還早，主要用于間歇排放的工廠或農(nóng)村的污水處理，具有工藝簡單、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。20年代后，工業(yè)化和城市化的迅猛發(fā)展，生活污水和工業(yè)廢水量増加，采用Fill&Draw系統(tǒng)常需要多個反應(yīng)池交替運(yùn)行，當(dāng)時，有關(guān)自動控制設(shè)備和技術(shù)還很落后，進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水等操作都依靠人工完成，規(guī)模擴(kuò)大后，管理十分復(fù)雜，因此，連續(xù)流反應(yīng)器(Continous Activated Sludge Reactor,簡稱CAS)很快替代了Fill&Draw系統(tǒng)。

七十年代初，為了解決連續(xù)流污水處理工藝（CAS）中存在的一些問題，由美國Robert Irvine教授等人發(fā)起，日本、澳大利亞等國都對間歇式活性污泥工藝進(jìn)行了重新研究和評價，R. Irvine教授等人于1979年發(fā)表了第一篇運(yùn)用間歇活性污泥反應(yīng)器處理污水的論著。隨著研究的不斷深入，該工藝的機(jī)理和優(yōu)越性被廣泛認(rèn)識。本世紀(jì)80年代各種新型不堵塞曝氣器、新型浮動式出水堰（潷水器、撇水器）和自動監(jiān)控硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使SBR充分顯示出優(yōu)勢，并迅速得到開發(fā)和應(yīng)用。1984年美國環(huán)保局通過了SBR技術(shù)評價，同時，由于聯(lián)邦政府的資助，SBR成為美國中小型污水處理的首選工藝。1985年日本下水道理事會公布了對間歇式活性污泥法的技術(shù)評價報告書，充分肯定了其優(yōu)點(diǎn)， SBR工藝在日本仍保持著小型污水處理廠世界上數(shù)量第一的記錄。在澳大利亞，公用事業(yè)部引入SBR工藝用于城市污水處理，SBR法已成為城市污水處理的主導(dǎo)工藝，近10年來已建成SBR污水處理廠近600座。我國自1985年建成首座處理肉類加工污水的SBR系統(tǒng)后，又陸續(xù)在城市污水及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域得以應(yīng)用。

2、工作原理

SBR的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體。所謂序列包括兩層含義：一是不同SBR池的運(yùn)轉(zhuǎn)是按順序進(jìn)行，由于污水大都是連續(xù)或半連續(xù)排放，SBR為2個池或多個池交替運(yùn)行，因此，從總體上污水連續(xù)按順序依次進(jìn)入每個反應(yīng)器，它們相互協(xié)調(diào)作為一個有機(jī)的整體完成污水凈化功能。但對每一個SBR池是間歇進(jìn)水的；二是每個SBR的運(yùn)行操作分階段、按時間次序進(jìn)行。典型SBR工藝的一個完整運(yùn)行周期由五個階段組成，即進(jìn)水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段。從第一次進(jìn)水到第二次進(jìn)水稱為一個工作周期。典型的運(yùn)行模式見圖1。

進(jìn)水階段接納需處理的廢水，有調(diào)蓄和勻質(zhì)作用，此階段可曝氣或不曝氣；反應(yīng)階段是停止進(jìn)水后的反應(yīng)過程，根據(jù)需要可以在富氧和缺氧條件下進(jìn)行，也可周期性進(jìn)行，但一般以富氧為主；沉淀階段進(jìn)行泥水分離，分離后的上清液排出池外；排水完成后至再次進(jìn)水之間為閑置階段。閑置階段內(nèi)可采取措施恢復(fù)污泥活性并等待下一周期的開始。在一個運(yùn)行周期中，各階段的運(yùn)行時間和控制參數(shù)等都可以根據(jù)污水水質(zhì)和出水要求靈活掌握。SBR工藝的五個運(yùn)行階段，可按實(shí)際情況省去某一階段（如閑置期），也可以把反應(yīng)期與進(jìn)水期合并，還可在進(jìn)水期間同時曝氣等，控制十分靈活。

3、工藝特點(diǎn)

從目前的污水好氧生物處理的研究、應(yīng)用及發(fā)展趨勢來看，SBR稱得上簡易、快速、低耗的污水處理工藝。與連續(xù)式活性污泥法比較，SBR法具有以下特點(diǎn)：①SBR裝置結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，操作管理方便。②投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。Ketchum等人的統(tǒng)計結(jié)果表明：采用SBR法處理小城鎮(zhèn)污水，要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%。③可抑制絲狀菌生長繁殖，不易發(fā)生污泥膨脹，污泥指數(shù)SVI較低，有利于活性污泥的沉淀和濃縮。④SBR處于好氧/厭氧的交替運(yùn)行過程中，能夠在去除碳物質(zhì)的同時實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。⑤SBR處理工藝系統(tǒng)布置緊湊、節(jié)省占地。⑥運(yùn)行穩(wěn)定性好，能承受較大的水質(zhì)水量沖擊。⑦各項(xiàng)運(yùn)行控制參數(shù)都能通過計算機(jī)加以控制，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。

由于SBR的諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來在我國得到較廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐表明SBR仍有不足之處。在實(shí)際工作中，廢水排放規(guī)律與SBR間歇進(jìn)水的要求存在不匹配問題，特別污水量較大時，需多套SBR池并聯(lián)操作，增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。連續(xù)進(jìn)水間斷排水的改進(jìn)型間歇式活性污泥法是對SBR技術(shù)的發(fā)展，保留了SBR的優(yōu)點(diǎn)，克服了缺點(diǎn)，在工程應(yīng)用中更加方便。

(二)周期循環(huán)延時曝氣活性污泥法(ICEAS)

周期循環(huán)延時曝氣活性污泥法（Intermittent Cycle Extended Aeration System,簡稱

圖案2  ICEAS及CASS原理圖

ICEAS）是80年代初在澳大利亞發(fā)展起來的。1976年建成世界上第一座ICEAS污水處理廠，隨后在日本、美國、加拿大、澳大利亞等地得到廣泛應(yīng)用。1986年美國國家環(huán)保局正式承認(rèn)ICEAS工藝屬于革新代用技術(shù)（I/A）技術(shù)。       

ICEAS最大的特點(diǎn)是在SBR池內(nèi)增加了一個生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水），間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌, 其容積約占整個池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累——再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。

據(jù)有關(guān)資料介紹，污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過量繁殖。由于絲狀菌比菌膠團(tuán)的比表面積大，因此，有利于攝取低濃度底物。但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團(tuán)和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團(tuán)細(xì)菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢，這樣利用基質(zhì)作為推動力選擇性地培養(yǎng)菌膠團(tuán)細(xì)菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌。所以，在ICEAS池進(jìn)水端增加一個設(shè)計合理的生物選擇器，可以有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

ICEAS工藝對污染物質(zhì)的降解是一個時間上的推流過程，集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個好氧—缺氧—厭氧交替運(yùn)行的過程，并具有一定脫氮除磷效果。

綜上所述，ICEAS工藝流程簡單，具有SBR的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水，使其在大型污水處理廠的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。該工藝強(qiáng)調(diào)延時曝氣，污泥負(fù)荷很低（0.04-0.05kgBOD₅/kgMLSS.d），因此，使ICEAS工藝投資低（無初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備）的優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際工程中無法體現(xiàn)，因此影響了這種工藝的推廣應(yīng)用

(三)周期循環(huán)曝氣活性污泥法(CASS)的提出

1.CASS工藝的提出

CASS(Cyclic Activted Sludge System)與ICEAS在工藝流程上差別不大，只是污泥負(fù)荷不同。ICEAS屬周期循環(huán)延時曝氣，污泥負(fù)荷通?？刂圃?.04~0.05 kgBOD₅/kgMLSS.d以下。 實(shí)踐證明，如果以此負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計，其工程投資與其它生物處理方法相比無任何優(yōu)勢，而且還要高,先進(jìn)技術(shù)的工藝失去經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢后，應(yīng)用自然受到很大限制，這正是ICEAS工藝在我國推廣有一定難度的原因所在。本文所述的CASS工藝是結(jié)合我們的研究成果和工作實(shí)際總結(jié)出來的，即在給定的水質(zhì)條件下達(dá)到要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，是我們設(shè)計參數(shù)選擇的依據(jù)，實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用表明，在負(fù)荷為0.1-0.2kgBOD₅/kgMLSS.d 或再高一些，CASS的去除效果并不比ICEAS差, 而且有利于形成絮凝性能好的污泥,出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)也是可以的（如COD<60mg/L, BOD₅<20 mg/L）。當(dāng)要求更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)或污水回用時可適當(dāng)降低負(fù)荷。因此，負(fù)荷的提高使CASS工藝的工程投資比ICEAS節(jié)省。

2.CASS與傳統(tǒng)活性污泥法的比較

建設(shè)費(fèi)用底，省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用可節(jié)省20%-30%。工藝流程簡潔，污水廠主要構(gòu)筑物為集水池、沉砂池、CASS曝氣池、污泥池，布局緊湊，占地面積可減少35%。

運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用省，由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果顯著，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可節(jié)省10—25%。

有機(jī)物去除率高，出水水質(zhì)好，不僅能有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。

管理簡單，運(yùn)行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)簡單，運(yùn)行安全可靠。

污泥產(chǎn)量低，性質(zhì)穩(wěn)定。

3.CASS與SBR的比較

CASS反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)組成，預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài),因此，對難降解有機(jī)物的去除效果提高；

CASS進(jìn)水過程連續(xù)，因此進(jìn)水管道上無電磁閥控制元件，單個池子可獨(dú)立運(yùn)行，而SBR或CAST進(jìn)水過程是間歇的，應(yīng)用中一般要2個或2個以上池子交替使用，控制系統(tǒng)復(fù)雜程度增加。

CASS每個周期的排水量一般不超過池內(nèi)總水量的1/3,而SBR則為1/2-3/4，CASS抗沖擊能力較好。

CASS比CAST系統(tǒng)簡單，但脫氮除磷效果不如后者。

（四）CASS與SBR曝氣方式的選擇

由于小區(qū)大都是居民居住區(qū)，對環(huán)境的要求比較高，因此，污水廠建設(shè)時應(yīng)充分考慮噪音擾民問題和污水廠操作人員的工作環(huán)境，采用水下曝氣機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣可有效解決噪音污染。另外，由于CASS工藝獨(dú)特的運(yùn)行方式，采用水下曝氣機(jī)可省去復(fù)雜的管路及閥門，安裝、維修方便，使用靈活，可根據(jù)進(jìn)出水情況開不同的臺數(shù)，在保證效果的條件下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

（五）CASS與SBR撇水機(jī)的選擇

撇水機(jī)是CASS工藝的關(guān)鍵組成部分，其性能是否穩(wěn)定可靠直接影響到CASS工藝的正常運(yùn)行。目前，國內(nèi)外對撇水機(jī)仍在進(jìn)行研究和開發(fā)，按照目前所用的原理撇水機(jī)可分為三種類型，即浮球式、旋轉(zhuǎn)式和虹吸式。撇水機(jī)研制的關(guān)鍵是解決潷水過程中，堰口、導(dǎo)水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動態(tài)平衡，使之可隨排水量的不同調(diào)整浮動水堰浸沒的深度，并隨水位均勻地升降，將排水對底層污泥的干擾降低到最低限度，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。

我院自主研制開發(fā)的撇水機(jī)屬絲杠旋轉(zhuǎn)式，自動撇水裝置主要組成部分是：潷水器、可擾動的軟管、水位控制器、可伸縮推動桿和驅(qū)動電機(jī)等。其中潷水器又叫自動浮動式水堰，上部為堰口和防止浮渣進(jìn)入出水的浮筒，下部出水管兼起支撐作用，部分浸沒在水中，通過可伸縮推動桿使方形堰口達(dá)到連續(xù)均勻地排出反應(yīng)池中的上清液。實(shí)際應(yīng)用表明，所研制的撇水裝置達(dá)到了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。具有升降平穩(wěn)、排水均勻、自動控制、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)研究不僅滿足了工程的需要，而且具有創(chuàng)新，屬專項(xiàng)保密技術(shù)之一。

五、處理小區(qū)污水主要設(shè)計參數(shù)

SBR設(shè)計參數(shù)：污泥負(fù)荷0.1~0.15kgBOD₅/kgMLSS.d, 污泥齡20~30天

工作周期12小時, 其中, 進(jìn)水2.5小時(曝氣或不曝氣),反應(yīng)6小時, 沉淀0.75~1小時, 排水2小時,閑置0.5~0.75小時。出水指標(biāo)：COD〈50mg/L, BOD₅〈20mg/L， SS〈10mg/L

CASS設(shè)計參數(shù)：污泥負(fù)荷0.1~0.2kgBOD₅/kgMLSS.d, 污泥齡15~30天

水力停留時間12小時，工作周期4小時，其中曝氣2.5小時, 沉淀0.75小時,排水0.5~0.75小時，出水指標(biāo)與SBR相近。

六 、污泥處理

污水處理量上千噸時，一般采用濃縮后脫水處理，小規(guī)模時一般濃縮后定期用大糞車運(yùn)至填埋或作農(nóng)肥。

七、小區(qū)污水處理廠址選擇和布置

小區(qū)系統(tǒng)的廠址選擇和廠區(qū)布置在基本原則上與大廠是一致的。但是考慮到小區(qū)系統(tǒng)在服務(wù)對象和流程選擇上的獨(dú)特性，在廠址選擇和布置時也應(yīng)考慮到小區(qū)系統(tǒng)的特點(diǎn)。

1.廠址規(guī)劃

（l）與服務(wù)地區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)區(qū)應(yīng)有一定距離

（2）風(fēng)向（不影響所服務(wù)地區(qū)和周圍地區(qū)）

（3）交通運(yùn)輸和水電供應(yīng)。

（4）便于兼顧小區(qū)其它生活保障設(shè)施的統(tǒng)一管理。

2.廠區(qū)道路和構(gòu)筑物之間的間距

由于小區(qū)系統(tǒng)選用較小的設(shè)備和構(gòu)筑物，廠區(qū)交通、維修及衛(wèi)生要求所需的空間相應(yīng)較小。廠區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)計充足的車輛通道，路寬設(shè)計可以輕型載重汽車的回轉(zhuǎn)半徑為依據(jù)。主要構(gòu)筑物之間的間距可考慮在3－5m之間。   

總裝備部工程設(shè)計研究總院環(huán)保中心(中國人民解放軍環(huán)境工程設(shè)計與研究中心)

聯(lián)系人：王守中 工程師

張  統(tǒng) 研究員

聯(lián)系電話:010-66358596

E-MAIL：wsz8596@263.net