河北地埋式污水处理设备设施

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pH值上升

活性污泥处理系统会发生pH值上升问题，一般可能原因及因应方式如下：

(1)废水中含有相当浓度之NH4-N，进行硝化/脱硝作用所致

a.硝化作用：硝化作用进行时产生酸，易使系统pH值降低，如下列平衡方程式。

NH4 2 O2 NO3- 2H H2O

(经Nitrosomsnas、Nitrobacter菌属作用)

b.脱硝作用：当水中存在硝酸根离子，且于「氧气供应不足」情况下，微生物将以硝酸盐类代替氧气进行呼吸代谢，多数之脱硝细菌为氧化有机物质之异营菌，少部份为氧化无机物质之自营菌，可将硝酸盐类还原为气态氮化合物，因产生氢氧基离子，反而使系统pH值上升，如下列平衡方程式。

5(organic-C) 2H2O 4NO3- 2N2 4OH- 5CO2

(自营菌：Thiobacillus、Micrococcus菌属作用)

(异营菌：Pseudomonas、Achromobacter菌属作用)

由于脱硝作用程度仍受前段硝化作用之直接影响，并不会使系统pH值持续上升；笔者曾见到A厂因有机负荷低且池内溶氧低，导致硝化与脱硝同时作用，其结果为系统pH值由6.5上升至8左右，尚未到须加药控制阶段。另有B厂因废水含有200 mg/L左右之氮盐，导致系统内硝化作用严重，因此采用局部厌气方式，拟以脱硝方式减缓pH值下降程度，然因氮盐确实过多，硝化作用始终大于脱硝作用，实际pH值反而下降至5.5~6；如于曝气池内添加氢氧化钠，所需添加量甚多，而pH值上升程度有限；后于放流前添加氢氧化钠，使放流水pH值能保持6以上。

SBR系统的适用范围

由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：

1) 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。

2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。

3) 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。

4) 用地紧张的地方。

5) 对已建连续流污水处理厂的改造等。

6) 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

SBR设计要点、主要参数

曝气池因有微生物代谢作用，导致系统内废水之pH值常会随之改变，如废水之缓冲能力有限，部份废水处理厂须于曝气池单元添加酸碱药剂，以控制曝气池出流水之pH值；然酸碱药剂之添加程序，将直接增加操作成本，若能了解pH值改变之原因，以调整操作方式、减少药剂之添加，应能有效降低或减免该项操作成本；以下针对pH值改变之原因及因应方式进行说明：

吸附法是一种简单易行的污水处理方法。吸附法适用于水质成分单一、含酚浓度较低的工业废水的处理。目前，使用较为广泛的吸附材料有活性炭、磺化煤、树脂等。吸附树脂因吸附容量相对较大，再生较为容易而研究较广。磺化煤虽然再生容易，但吸附容量较小，处理后废水中含酚量远达不到排放标准，需进行二级处理。活性炭的吸附容量大，对高、低浓度废水都有较好的去除效果，但随着活性炭用量的迅速增加，活性炭的再生显得愈来愈重要。

　　膜分离法

　　膜分离技术近年来发展迅速、应用广泛，该技术具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。膜分离技术应用于废水处理，既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用的物质，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。膜分离法主要利用超滤膜、纳滤膜、液膜以及膜生物反应器等。其中，纳滤是20世纪70年代中后期开发的一种新型膜分离技术，其分离基于筛分效应和荷电效应。对石油工业的含酚废水，采用纳滤技术处理不仅酚的去除率可达95%以上，而且在较低压力下能地将废水中的镍、汞、钛等重金属高价离子脱除，其费用比反渗透等方法低得多。

1.活性污泥(胶羽)组成

较早文献资料认为活性污泥胶羽系由特定之微生物-胶团杆菌(Zoogloea ramigera)所形成，因其可形成大量黏质性荚膜细胞间质(matrix of capsular slime)，将其他分散性生物体吸附，胶质本身又提供作为掠夺者的猎场。

然依较新文献资料[1、2]显示，活性污泥初期，首先出现之原生动物为阿米巴原虫(amoeboide)，当细菌族群开始建立，且一种稀薄混合液(thin mixed liquor)出现时，鞭毛虫类取代阿米巴原虫成为优势原生动物。数天后，当稀薄延散性胶羽(lightly-dispersed floc)开始形成，细菌族群也大量增加，阿米巴原虫及鞭毛虫类因溶解性食物竞争关系，开始快速死亡，随着胶羽出现及细菌数量增加，自由游泳性纤毛虫类出现，吞食细菌，并分泌多醣聚合体(polysaccharides)及黏液蛋白(mucoproteins)，促使胶羽形成。但形成之胶羽限制了其自由活动力而降低其摄取食物之能力，使其数目开始减少。当胶羽达到稳定阶段，匍匐行纤毛虫类开始成为优势原生动物。后，有柄纤毛虫类出现于成熟污泥。存在的胶羽提供一个适当栖息所，有利于匍匐行及有柄纤毛虫类的成长及摄取食物。

在污水处理领域，膜生物反应指的是在分离膜组件的辅助下，构成生物单元的组合，这类新型的处理手段建立在生物处理与二沉池技术的基础上。与传统技术手段相比，膜生物反应更加适用于污水处理，因此也表现出显著的实效性。膜生物反应的基本装置为膜生物反应器，在此基础上密切结合了膜分离与生物处理，体现了技术结合的优势。由此可见，膜生物反应诞生于膜分离技术，与此同时也吸收了生物处理的技术优势。这样做有利于在根源上保障污水处理的良好效果，确保达到优良的转化率。相比于传统的污水处理措施，膜生物反应具备了更强的处理性能。从现状来看，膜生物反应器具体包含了萃取反应器、曝气装置以及膜分离装置。在这其中，典型的应当属于膜分离反应器，这种类型的反应器具备生物特征。具体在运行时，膜生物反应器又包含了一体式以及分离式的不同类型，分类依据就在于放置生物膜的不同位置。此外，厌氧与好氧的反应器都可以适用于污水处理。

　　具体技术类型：类为曝气生物滤池。膜生物反应的过程中，可以设置曝气生物滤池作为反应的支持。在组合工艺的前提下，生物滤池还可以与气浮工艺密切结合，从而在根源上降低水体内部的污染物总量。曝气生物滤池的处理措施适合运用于胶体或者洗涤剂等杂质，这种状态方便了各环节的污水处理。通常情况下，污水处理很容易消耗较多负荷，如果能改造为曝气生物滤池的处理方式，那么还可以在大限度内降低工作负荷，对于生物膜导致的污染也可以进行延缓。

依据数据显示[3]，当废水中溶氧浓度增加时，微生物之呼吸速率(及生长速率)常以双曲线函数的关系增加，而且渐趋于一个大值(maximum value)；达到这个大值的溶氧浓度被称为临界浓度(critical concentration)。其中大摄氧率1/2之DO浓度，称为经济溶氧(Km，胶羽保有活性之需氧量)，溶氧值约为0.1 mg/L。以单一细菌实施纯粹培养时Km很低(约0.001 mg/L)，然于活性污泥系统Km较高(约0.1 mg/L)，此一差异在于溶氧需扩散通过污泥之胶羽，多了质传阻力之影响。一般要达到大呼吸率之95%以上，溶氧需维持在2 mg/L，超过此一浓度水平，无论就动力或经济观点，帮助都不大。

如胶羽保有活性之需氧量，其溶氧值约为0.1 mg/L，则相关考虑及建议如下：

(1)于曝气池操作维护时，可先将曝气池胶羽视为小球形，因氧气于球形外围渗透至中心点会依序递减，而为保持中心点之溶氧值为仍有活性之溶氧值0.1 mg/L，则球形外围之溶氧值环境应平均维持在0.5 mg/L。另考虑池内胶羽不会单纯皆为小圆形，配合较大型胶羽之需求，池内溶氧值应平均维持为1.0 mg/L；依该理论推估相关结论，可模拟运用如下：

a.池内沉积现象不严重者：例如采鼓风机加散气盘形式曝气，依经济溶氧理论，池内平均值溶氧值维持为1.0 mg/L即可。

b.池内常有沉积现象发生者：例如采表面曝气机或氧化深渠等曝气形式，而为避免(或减少)沉积区域发生厌氧现象，依经济溶氧理论，池内平均溶氧值则需适当调高为1.5 mg/L。

(2)曝气池之溶氧值随时都在变动中，尤其曝气池入口处常因污染负荷较高，及回流污泥流入影响，实际溶氧量常偏低，故于曝气池入口处宜尽量曝气以提供溶氧量。然于曝气池出口处，由于负荷较低，且胶羽即将进入沉淀池进行固液分离，应减少曝气量(降低溶氧)，以减少曝气剪力，增加污泥完整性，尤其曝气池体型上属栓塞流法者。

(3)曝气池之溶氧值维持在2.0 mg/L以上，为一般较常见之操作模式；但如需加强活性污泥沉降效果，可尝试以经济溶氧理论做基础，适度降低曝气量(溶氧值)。执行时为避免沉淀池有污泥厌氧上浮之虞，可采取加大污泥废弃量(降低污泥毯高度)方式，或将经济溶氧理论值适度提高等方式处理，业界于执行经济溶氧理论时，仍需配合现场实际操作状况进行适当调整，以确认佳操作参数。

膜过滤法膜过滤法又包括超滤、微滤和精滤等，其原理是根据半透膜的选择过滤性分离水中的污染物。近年来此法运用广泛，虽然此法*，大大减少污染物质，但由于半透膜过于微薄致使其容易被腐蚀、被破坏导致滤液里某些成分未被清除，造成了一定危害。

　废水中含有NH4-N，进行硝化作用[3]

曝气池充分曝气时，微生物先进行有机碳氧化作用，至COD浓度降至某程度(或NH4-N浓度相对较高时)，硝化菌(属喜气菌)将呈优势，并进行硝化作用。由于硝化菌为自营菌，摄取无机碳如CO2、CO3-2、HCO3-为碳源，将NH4-N氧化为亚硝酸及硝酸，因此硝化作用进行时产生酸，易使系统中pH值降低，如下列平衡方程式。

NH4-N 3/2 O2 H NO2- H2O (经Nitrosomonas菌属作用)

NO2- 1/2 O2 NO3- (经Nitrobacter菌属作用)

NH4-N浓度较高时，整个处理系统宜考虑改为除氮处理程序；NH4-N浓度不高时，运用硝化菌属喜气菌之特性，适当调降废水中溶氧值，可使系统中pH值下降速度变缓。

(3)污泥分解有机物，放出许多二氧化碳溶于水中，导致系统之pH值降低。

于生物可氧化基质较多时，该现象较明显，水中溶氧量亦常随之降低；然随着可氧化基质已逐渐被处理时，该现象转而趋缓；后因曝气效应，pH值及溶氧量会逐渐回升。整体而言，除非原废水pH值即偏低，否则该现象不易让水质pH值低于6以下，因本项因素而添加碱剂之机会较少。

SBR设计要点

1、运行周期（T）的确定

SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取1～4ｈ。反应时间（tR）是确定SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在2～8h。沉淀排水时间（tS D）一般按2～4h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。一个周期所需时间tC≥tR﹢tS﹢tD ，周期数 n﹦24／tC