石家庄市中地埋式一体化污水处理设备

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研究与应用实例

方法特点

人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点，分子诊断技术的大量应用，活性污泥微生物基因库的建立，在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种，进一步提高处理效果，是未来发展的方向。

1．研究工作

在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷，厌氧释磷起到除磷效果，脱氮方面在好氧阶段硝化，厌氧阶段反硝化起到脱氮的作用。氮磷含量较多时建议使用，经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。此项目为为欧盟科学，研究与发展部主管的与*三世界国家和国际组织合作项目，对严重受污染的**过地面水标准GB3838-88 V类标准的水经系统处理后，出水可达到III类标准。

用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：

①不再存在污泥膨胀问题。此项目宗旨是将高效渗滤人工湿地系统水质净化技术应用到洪湖的污染治理，从布吉河取水经系统净化后为洪湖补充清洁水量，同时截去洪湖周边的污水排入，从而达到改善洪湖水质的目的。此项工程1999年9月建成，出水水质优于景观用水标准，可补充洪湖公园湖面的蒸发水量，在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能问题，从而使工艺控制大大简化；

②曝气池的污泥浓度将大大提高(MLSS可以大于20000mg/l)从而使系统可在**大泥龄、**低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要；在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省处理厂的占地面积；污泥浓度的提高，将要求较高的曝气速率，实际上，目前已有一批膜分离活性污泥系统在运行，如日本Hiroshiwa市的Higashi地埋式一体化污水处理设备的膜分离系统已连续运行3年。

 2.应用实例  

深圳市环境科学研究所于1999年初开始设计和修建了洪湖人工湿地系统水质净化工程，此项目为实现深圳市环境双达标任务的污染治理工程，受到市**和市**各级**的高度重视。 洪湖冬季严重缺水，缺水量全部由周边的污水作为水量补充，因此长期以来洪湖水质一直不能达到景观用水标准。 缓解了洪湖冬季严重缺水的问题，可停止使用沿湖的污水作水源补充，达到逐步改善洪湖水质的目的。

人工湿地处理系统，60年代以前，系统地提出了好氧选择器、缺氧选择器及厌氧选择器的理论和设计方法。世界各地的大量实践证明，生物选择器能*性地控制由以下丝状菌导致的污泥膨胀：

活性污泥工艺的技术现状及发展趋势

活性污泥工艺是污水处理的主要工艺。在**近6万座地埋式一体化污水处理设备中，有3万多座采用活性污泥工艺，而其余多为规模很小的稳定塘系统，活性污泥工艺本世纪初出现于英国，之后迅速在欧美得到应用。早在20年代初，我国上海就建成了采用活性污泥工艺的地埋式一体化污水处理设备。30年代初，日本也开始采用活性污泥工艺处理污水。

1 活性污泥工艺的改进

其负荷比较低，是由中国、德国和奥地利的六个研究单位合作开展的。 该课题研究的主导思想是利用能耗低、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化地面水，可应用于饮用水、景观用水的净化和污水处理。 1997年5月到11月，深圳市环境科学研究建成了人工湿地研究试验点，修建了小试和中试试验工程，不仅在理论上作了大量研究工作，同时在技术上积累了很多宝贵的经验。微生物处于内源呼吸阶段，

1.1 池形的改进

传统工艺采用推流式曝气池，后来出现了完全混合式曝气池。推流流态和完全混合流态各有其优缺点。与推流相比，完全混合式流态抗冲击负荷能力强，基建费用与很多因素有关：地形特征、地层结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、外观要求等等因素有关。因而根据情况的不同有很大差异，传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式。但易发生短流。另外，完全混合活性污泥系统易产生丝状菌污泥膨胀。氧化沟为环流流态，介于完全混合与推流之间，兼具二者的优点。氧化沟工艺较显着的特点是运行管理简便，出水稳定。

1.2 运行方式的改变

传统工艺系连续流运行方式，且从曝气池前端进水。运行方式的早期改进是多点进水工艺。多点进水较初的目的是平衡沿池的污泥负荷及需氧量，但后来被渐减曝气工艺所取代。当采用串级反硝化工艺时，多点进水被用来补充各缺氧段的碳源。多点进水运行方式的另一个新用途是缓冲水力冲击负荷。当雨季进入活性污泥系统的流量增大时，改为多点进水运行可有效防止污泥流失。

剩余污泥较少，水力停留时间长可达10~40小时，完全混合能力强。是污水生物处理的一种有效办法，应用非常广泛，如化工厂，出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(GB3838- 88)II至V类标准。系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计。

对该种丝状菌初步进行的一些纯培养研究发现：厌氧、缺氧、好氧交替循环的环境，尤其适合该种丝状菌大量繁殖。因此，为脱氮除磷设置的工艺状态，恰恰为M.Parvicella的大量繁殖创造了条件。或许，M.Parvicella是留待下世纪解决的一个课题。3 活性污泥工艺的发展趋势

通过几十年的研究与实践，

AO工艺于20世纪80年代初开发，是目前广泛采用的污水生物脱氮工艺之一，它的较大优点是可以充分利用原水中的**碳源进行反硝化，能有效的去除BOD和含氮化合物。而A2O工艺是在AO工艺基础上增设厌氧区而具有脱氮和除磷能力的新型污水处理工艺。它能够在去除**物的同时去除氮和磷营养物质。对于那些已建的无生物脱氮功能的传统活性污泥法地埋式一体化污水处理设备经过适当改造，很容易改造成为具有脱氮能力的AO工艺或者具有脱氮和除磷能力的A2O工艺。

活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。

AAO（A2/O）污水处理技术

特别适用于饮用水源和景观用水保护，处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的污水或直接对受污染水体的水进行处理，或者为这些水体提供清洁的水源补充。污水处理方面应用较多，例如芜湖市朱家桥地埋式一体化污水处理设备，在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。

地埋式一体化污水处理设备的工艺原理

 污泥膨胀和生物浮渣及泡沫问题会严重干扰处理厂的运行控制和维护管理。污泥膨胀会使整个工艺状态偏离控制要求，严重时则造成污泥流失，导致运行失败，理论上不能证明生物选择器能控制M.Parvicella产生的膨胀和浮渣，以及Nocadiaspp.产生的泡沫。实践中也基本没有成功的经验。许多污水厂曾尝试加氯杀灭M.Parvicella，但收效不大。因其菌丝有相当部分深藏在絮体内部。

工艺原理

美国某处理厂曾出现大量浮渣堵塞了消化池液面至池盖之间的空间，使初沉出水无法流入曝气池。美国另一处理厂生物浮渣严重时，核算发现曝气池内45%的MLSS(活性污泥中悬浮固体含量)转移到了浮渣中。其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。

适用范围

目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域，为搞清聚磷菌除磷的生化机理，已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息，现在从活性污泥中已发现的30多种丝状菌中，只有4种准确命名及生物分类学定位，因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养，目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位，以进一步准确了解其特性。  

以上种类只是导致中等污泥负荷活性污泥膨胀的丝状菌。在低负荷系统中，以上丝状菌一般不会成为优势种类。尤其在脱氮除磷系统中，厌氧区和缺氧区本身就具有代谢选择功能，使以上种类失去了繁殖的可能。各地采用的活性污泥工艺与较初形式基本一致，称为传统活性污泥工艺。本文从工艺改进和污泥膨胀两个方面，回顾了活性污泥工艺的技术发展，讨论了该工艺未来的发展趋势。出水水质同样非常好，溶解氧大大增加，出水池中很快有鱼出现。八月二十四日对进出水水质进行了化验，污染物的去除率在75-95%之间，出水水质能达到景观用水水质标准。

目前仍有大批采用传统活性污泥工艺的处理厂在运行。虽然膜分离目前还存在易堵塞等方面的问题，产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些工艺上的改进，充分满足了各种不同的处理要求。这些改进可以分为池形的改进、运行方式的改进、曝气方式的改进、生物学方面的改进以及投加填料等几个方面。但这些问题正逐步得到解决。若只要求去除**污染物时，传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。