0.5m3/h地埋式一體化生活污水處理裝置
背景技術
污水處理設備能有效處理城區的生活污水，工業廢水等，避免污水及污染物直接流入水域，對改善生態環境、提升城市品位和促進經濟發展具有重要意義，適用于住宅小區、辦公樓、商場、賓館、飯店、機關、學校、工廠等天源生活污水和與之類似的工業有機廢水，如紡織、啤酒、造紙、制革、食品、化工等行業的有機污水處理。
但是目前市場上的污水處理設備結構復雜，且功能單一，沒有設置電動液壓桿，不便于使用和隱藏滑輪，沒有設置污水液位計和警報燈，不能對污水的情況進行有效了解，沒有設置電磁閥，不能保證水流是否泄漏，也不能及時關閉，不能保證污水是否會流進流出管中。
0.5m3/h地埋式一體化生活污水處理裝置
工作原理
UASB反應器中的厭氧反應過程與其他厭氧生物處理工藝一樣，包括水解，酸化，產乙酸和產甲烷等。通過不同的微生物參與底物的轉化過程而將底物轉化為終產物——沼氣、水等無機物。
在厭氧消化反應過程中參與反應的厭氧微生物主要有以下幾種：①水解—發酵(酸化)細菌，它們將復雜結構的底物水解發酵成各種有機酸，乙醇，糖類，氫和二氧化碳；②乙酸化細菌，它們將第步水解發酵的產物轉化為氫、乙酸和二氧化碳；③產甲烷菌，它們將簡單的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氫等轉化為甲烷。
UASB由污泥反應區、氣液固三相分離器(包括沉淀區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經過反射進入三相分離器的沉淀區，污水中的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區內，使反應區內積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
主要調試要點
PH和處理水量：由于電鍍工業園區已有廢水分類收集、分質預處理，且是24小時連續處理，物化預處理總出水pH值可控制在7.0-8.5之間，重金屬已處理*達標，滿足進入生化系統的要求。生化系統前設置了中繼收集池，容積有300m3，可確保進入生化處理系統的pH值和水質水量相對穩定，為生化處理打下了良好的基礎。
曝氣量：考慮到電鍍廢水中的CODcr和BOD5都較低，且BOD/COD＜0.3或更低，總氮、氨氮又較高，為了提高可生化性及去除總氮、氨氮的需要又要另外投加充分的營養物（包括營養鹽），好氧池的曝氣量設置氣水比約15-25：1，可保證去除有機物和硝化的需要。風機采用變頻器，好氧池出水溶解氧值維持在2-4mg/L之間。
回流比：本生化系統MBR膜池污泥回流比按300%配置回流泵，好氧池內循環回流比按300%配置回流泵，總回流比達到600%。回流量控制分配厭氧：缺氧：好氧=1：3：6。一者確保污泥充分回流到活性污泥池保證菌群濃度（污泥濃度）；二者通過好氧池回流到缺氧池保證缺氧池內的溶解氧在0.2-0.5mg/L之間；三者一少部分增量污泥返回到厭氧池內消化掉，減少外排污泥量；四者內循環將硝酸根和亞硝酸根回流到缺氧池發生反硝化反應以脫氮。
水中的堿度：除去水中的氨氮，要檢測水中的堿度，確保與氨氮發生反應有充足的碳源（堿度），發生的亞硝化與硝化反應。廢水中本存在一部分無機碳酸根，一部分有機物分解產生CO32-和HCO3-提供堿度，當氨氮較高時還要另投加蘇打（Na2CO3）或小蘇打（NaHCO3）以提高堿度。
營養物：生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽。在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源），因電鍍廢水中有機物較低而總氮又較高，此時需要投加有機碳源，確保BOD：TN在4：1以上（或一般認為COD/TN至少為9）。
優點：
（1）占地面積小，節省空間：采用MBR工藝，可以大大提升活性污泥池的污泥濃度（生物菌群量），另不需要二沉池，所以可以大幅度地節約占地面積。
（2）出水水質穩定、透明度高：MBR膜能夠截留幾乎所有的微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系統內的生物相極大豐富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，處理的深度和系統抗沖擊的能力得以加強，出水水質非常穩定。
（3）運行管理方便、維護簡單：傳統的好氧活性污泥處理工藝，在高污泥負荷的情況運行會出現污泥膨脹現象，導致系統不能正常運行、出水不達標。而MBR工藝是用通過膜的抽吸來進行泥水分離，因此，污泥膨脹對于MBR出水的影響遠小于傳統工藝，因此運行管理非常方便。自動化程度高，維護簡單。
（4）泥齡長：膜分離使廢水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，只有很少量的剩余污泥排放。由于泥齡長，更加適合世代時間長的微生物生長，有利于去除廢水中難講解的有機物質。
（5）動力消耗低：中空纖維膜所需的吸引壓力僅為－0.1～－0.4公斤/cm2左右，動力消耗低，一般不需要污泥回流。
（6）抗沖擊性強：當進水水量短時間內有較大變化時，可以考慮短時間加大膜的通過流量以達到緩解沖擊的目的。當進水水質變化時，由于有較高的污泥濃度，在一定范圍內也可以達到緩解沖擊的目的。
有益效果：
本實用新型通過分成厭氧區、好氧區及MBR膜區三部分對生活污水進行處理，加快污水處理的速率，且對污染物的去除效率高，所述升降機構可以帶動MBR膜組件升起進行維護及部分零件的更換，減少傳統的維護步驟，且方便維護人員進行組件的維護，在保證人身安全同時降低維護費用;所述廢氣處理及循環裝置對內部產生的氣體進行凈化處理，減少直接排放到空氣可能造成的污染，處理完后的氣體可以進入到微孔曝氣管向MBR膜組件充當介質的作用，大大提高資源循環利用效率;所述液位控制器、通訊模塊以及遠程管理中心的聲光報警器，實現遠程控制及監測的作用，減少人員日常巡檢工作量，優化設備管理，所述溢流回水管當液位控制器失效時的第二保護裝置，防止生活污水不會外流到外界，對外界造成污染。
MBR 的設計
MBR 中膜處理使用的超濾膜為熱制相外壓式PVDF 材質，共有兩組膜池，分組有四座膜池，膜池的大小為3.2m×11.0m×4.3m，每座膜池的處理水量為370m3/h。
第組膜池的設計要點如下: 第組中的每個膜池含有五個模箱，共需要740 支超濾膜，通量是12.2L/(m2·h）。將膜池的曝氣強度設定為20Nm3/( 膜元件·h），獲得膜池中設備的參數。計算可知，每個膜池中含有兩臺Q=62Nm3/minP=49kPa 的羅茨風機; 四臺Q=110m3/min H=150kPa 的產水泵。在實際的膜池運行中，每臺設備運行十分鐘，需要進行30s 的反沖洗，具體的反沖洗強度為30L/(m2·h）。因此，膜池中安裝的反洗水泵參數為Q=230m3/h H=200kPa，每個膜池中安裝兩臺。根據膜廠家對膜池的要求，技術人員還在膜池中安裝了一套化學清洗裝置，對膜池中的設備進行清洗與維護。
第二組膜池的設計要點如下: 第二組中的每個膜池含有五個模箱，共需要864 支超濾膜，通量是12.5L/（m2·h）。將膜池的曝氣強度設定為425Nm3/( 膜箱·h），獲得膜池中設備的參數。計算可知，每個膜池中安裝三臺Q=70.83Nm3/minP=49kPa 的羅茨風機; 四臺Q=100m3/min H=150kPa 的產水泵。在實際的膜池運行中，每臺設備運行十一分鐘，需要進行一分鐘的反沖洗，具體的反沖洗強度為34L/(m2·h）。因此，膜池中安裝的反洗水泵參數為Q=250m3/h H=200kPa，每個膜池中安裝兩臺。根據膜廠家對膜池的要求，技術人員還在膜池中安裝了一套化學清洗裝置，對膜池中的設備進行清洗與維護。
