巴中地埋式污水处理设备

污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了迅速发展，但仍滞后于城市发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等较大地影响了城市发展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程，采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

PLC作为工业污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。

利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。

1、信号输入

工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。

（1）按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测，主要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。

（2）液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差，用来控制清污机的启动与停止。

（3）液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。

（4）含氧量输入检测。以上三种都为数字量输入，该输入为模拟量输入。曝气过程是工业污水处理系统中zui重要的环节，为了保证微生物所需要的氧气，必须检测污水中的含氧量，并通过曝气机增加或减少其含氧量。通过将溶解氧仪设置在适当位置上，将检测值反馈到PLC中，通过运算输出控制曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的效果，延长了处理时间，严重时甚至导致处理失效，因此需要增加曝气机转速以增加供氧量；当溶解氧值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理，因此减小曝气机转速以减少供氧量，zui终使污水中的溶解氧保持在一定的范围内。

2、控制输出信号

信号输出部分主要包括两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器；另外一个是模拟量输出，用来控制曝气机变频器。

（1）数字量输出。控制各类设备的启动和停止，包括：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。

（2）模拟量输出通过PLC中PID运算后的数据，通过其功能模块输出控制信号，该控制信号输入到变频器的控制端子上，改变变频器的输出频率，从而控制曝气机的转速，zui后达到控制污水中含氧量的要求。

处理工艺的选择

1、污水水量与水质情况分析

1）本项目污水来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大，由于水量与水质具有较大的不均匀性，因此必须考虑设置均质均量的调节池。

2）本类污水BOD/COD值约0.5，可生化性较高。

3）根据**对污水排放的要求，本污水处理工艺除了去除**物外还应能去除氨氮，使出水达到排放要求。

2、选择思路

根据上述进出水水量和水质的情况，投标方考虑污水处理工艺的选择必须依照如下思路：

1）总体思路采用成熟可靠的A/O生物接触氧化法为处理工艺，同时辅以格栅拦截、沉淀池澄清等物化处理手段；

2）首先通过格栅拦截，对污水进行预处理，目的是初步降低无机颗粒物质的含量，以免磨损及堵塞提升泵；污水自流进入调节池进行水质水量的调节，经调节后的污水由提升泵定量提升通过缺氧好氧A/O生物接触氧化法，利用生物膜的作用使**污染物首先转化为氨氮，同时通过好氧硝化和缺氧反硝化过程既去除**物又去除了氨氮。生化池配以新型的组合填料，该填料具有负荷高、施工简易、体积小、运行稳定可靠、管理方便、维修更换方便等优点；生化池的出水进入沉淀池进行固液分离，沉淀池具有固液分离效果好、投资省、冲击负荷和温度变化适应能力强、施工简易等特点；沉淀池出水后能确保污水经处理后各项指标全面达标。

3）工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理。

3、污水处理技术

3.1、拦污设施

本工程原水中固体杂质含量较高，为确保提升泵等设备正常工作和保证后续处理构筑物正常运行，拟在处理主体工艺的前段设置拦污设施。

本工程生物处理拟采用A/O生物接触氧化法。

采用A/O生物处理工艺是近几年来国内外环保工作用以解决污水脱氮的主要方法，该方法具有如下特点：

利用系统中培养的硝化菌及脱氮菌，同时达到去除污水中含碳**物及氨氮的目的，与经普通活性污泥法处理后再增加脱氮三级处理系统相比，基建投资省、运行费用低、电耗低、占地面积少。

A/O生物处理系统产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少，而且污泥沉降性能好，易于脱水。

A/O生物法较一般生物处理系统相比耐冲击负荷高，运行稳定。

A/O生物处理系统因将NO2-N转化成N2，因此不会出现硝化过程中产生NO2-N的积累，而1mg/ NO2-N会引起1.14mgCOD值，因此只硝化时，虽然氨氮浓度可能达标，但COD浓度却往往**标严重。采用A/O生物处理系统不仅能解决**污染，而且还能解决氮和磷的污染，使氨氮的出水指标小于5mg/l。总之，经过本工艺流程，出水的各项指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 GB18918-2002一级A排放标准。

主要组成部分

污水处理系统的结构比较复杂，设备较多，在氧化沟中其控制过程及原理大致相同，都是通过控制曝气机的转速来调节污水中的含氧量。

(1）进水系统。进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水管道主要由粗格栅机和清污机组成，进水泵房主要有两台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的大块物体排除，其中的粗格栅是根据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是根据粗格栅两侧的液位差来决定的，当液位差**过某个值时，启动清污机；当液位差小于某个值时停止清污机的运行。进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器来决定的，当液位较低时只启动一台潜水泵，当液位较高时启动两台潜水泵，若液位持续升高时，则输出报警以示意有故障发生。

(2）除砂系统。除砂系统主要由细格栅系统和沉砂池组成，细格栅系统是由细格栅机和转鼓清污机组成，沉砂池的主要设备是分离机。细格栅系统的主要功能是进一步净化污水中的颗粒物体，将污水中细小的沙粒滤除，其中的细格栅机是根据程序设定时间进行间歇工作，而转鼓清污机的运行和停止则根据细格栅两侧的液位差来决定，当液位差**过某个值时，启动清污机；当液位差小于某个值时停止清污机的运行，这和粗格栅系统的运行方式一致。沉砂池中分离机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟曝气机的时候同时启动分离机，对沉砂池中的沙粒进行排除。

(3）氧化沟系统。氧化沟系统由氧化沟和污泥回流系统构成，氧化沟是工业污水处理系统中zui重要的环节，因此控制量较多，控制过程叫复杂，包括转碟曝气机和潜水搅拌机，污水回流系统主要有污泥回流泵构成。氧化沟的功能是对污水进行生化处理，分解污水中的有害物质，使其达到一定的水质标准，其中是转碟曝气机是关键设备，在氧化沟中设置有溶解氧仪对污水中的含氧量进行检测，根据其反馈到PLC的值来控制曝气机变频器的运行，改变污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推进水流，同时使氧化沟的污水和活性污泥处于剧烈的搅拌状态，使他们充分混合接触。使活性污泥的生化反应更加充分，这样才能zui大程度地分解污水中的有害成分。污水回流系统的污泥回流泵将剩余的污泥及使用过的污泥进行处理，该设备的运行与停止主要根据泵房内液位传感器的状态，当液位低于某个值时停止回流泵的运行；当液位持续**某个高位时，回流泵停止运行同时输出报警信号；液位处于正常状态时，回流泵正常运行。

(4）沉淀系统。沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行氧化沟处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分离，刮泥机在整个系统启动后就开始持续运行。在该系统中用到一定化学药剂主要包括混凝剂、絮凝剂、复合碱等，主要用来调节改善混凝条件及絮凝体结构，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用，使细小松散的絮凝体变的粗大而紧密，容易发生沉降。

(5）污泥脱水环节。污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对氧化池中处理过污水的活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此需要先对活性污泥添加一定量的药物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备按照顺序控制的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水处理。

工艺流程说明

一体化设备以好氧生化法为主要处理工艺，设备本体包括格栅、调节池、酸化池、BFBR生物流化池和消毒池。设备本体之**般须设置调节池，以均化水质和水量，调节池设计水力停留时间6h。BFBR生物流化池采用流化生物膜法，鼓风曝气，设计停留时间2～3h。BFBR生物流化池出水经过滤后进入消毒池，按规范设计接触时间1～2h。

一体化设备主体工艺采用生物膜法。生物膜法污泥浓度高、容积负荷大、耐冲击能力强，处理效率高。早期设备主要采用生物转盘，体积庞大，生物膜难控制，盘轴易损坏。目前，一体化设备逐渐发展为接触氧化法和生物流化床工艺。尤其是生物流化床成为近年来的一个研究热点。相比接触氧化法，生物流化床污泥浓度更高、耐冲击能力排放更强、剩余污泥率更低，且无堵塞、混合均匀，具有较好的脱氮效果，配置形式也较接触氧化法更为灵活。

普通的生物流化床是在污水中投加悬浮填料，给微生物提供一种良好的载体，提高了微生物浓度；填料在水流和气流的推动下呈流化状态，兼有生物膜和活性污泥的双重特点。随着研究的进展，生物半流化床、BASE三相生物流化床、Circox气提式生物流化床等新的型式不断涌现，流化床的充氧特性、水流状态、污泥浓度、脱氮效果得到较大的改进。新型流化床的处理效率更高，占地面积进一步减小，但是结构相对复杂，设备高度相应增加。因此，这些新型流化床应用于一体化设备还有待时日。

近年来，MHR、SBR、DAT—IAT等作为主体工艺的一体化设备也见诸报道。MBR法具有较高的处理效率，而且不需要二沉池；但是投资和运

行费用较高，管理相对复杂。DAT—IAT和SBR法属于间歇式活性污泥法，处理效率较低。因此，作为一体化设备工艺应用并不广泛。

早期一体化设备的工艺流程的特点是“麻雀虽小，五脏俱全”，显得比较臃肿。随着一体化设备的应用与发展，其工艺流程不断得以改进，变得更加紧凑，提高了处理效率。

本工艺流程的改进主要着眼于提高处理效率、减少占地和降低能耗。流程的改进主要包括三个方面：

(1)以酸化池代替原来的初沉池和污泥池，酸化池和调节池可以倒置。一体化设备的产泥量较少，沉淀池(过滤池)的污泥可以回流到酸化池中。

酸化池的作用包括三个方面：其一，污水中的大分子**物经过水解酸化可以分解为小分子**物，提高可生化性；生化池的停留时间可以减少为3h左右；酸化池中也可设置填料，以提高酸化细菌的浓度；其二，回流污泥既可以提高酸化池的微生物浓度，又具有一定的生物絮凝功能，初步絮凝沉淀部分悬浮或胶体污染物，降低后续生化池的负荷；

其三，回流污泥在水力自重作用下压缩，同时污泥在酸化池中可以得到一定的消化，进一步减少污泥体积；酸化池中的污泥一般定期(1年)抽吸。酸化池、初沉池和污泥池三位一体，大大减小的占地面积，提高了处理效率。

(2)由原来的普通沉淀池改为在BFBR生物流化池上设置高效两相分离器，增加了分离效果，并使活性污泥及生物载体不向外流失，提高内循环延长了污泥泥龄，提高了生化处理效果，降低了出水悬浮物SS的含量，为后续过滤环节减轻了负担。过滤池可以采用轻质滤料，如采用轻质泡沫滤珠，设计滤速可以达到7～8m／h，进一步提高了处理效率。相比普通沉淀和斜管沉淀，过滤则利用生化池出水中的污泥的絮凝性，通过接触吸附在滤料表面上或者在滤料孔隙中沉积，实际上起到了絮凝吸附和浅池沉淀的双重作用 。

(3)近年来，高效絮凝剂的不断发展促进了物化工艺在污水处理中的应用，污水处理趋于物化与生化工艺相结合。化学絮凝剂可以强烈吸附水中的悬浮物与胶体，可以进一步减少生化处理时间(0.5～2h)，从而更大限度减少占地面积。已有部分单位开始了物化／生化相结合的一体化设备研发和应用，并且，也有完全采用物化方法的处理设备见诸报道，如SPR设备等。但是，物化方式存在的一个缺点是产泥量相对较大，增加了管理上的困难。