河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司 嚴(yán) 偉

UNITANK處理技術(shù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用

隨著城鎮(zhèn)建設(shè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅速發(fā)展，人口不斷集中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水排放量也不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國90%以上城鎮(zhèn)的水體環(huán)境均受到不同程度的污染，78%的城鎮(zhèn)河段不宜作飲用水源，50%的城鎮(zhèn)地下水受到污染，工業(yè)較發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)附近的水域污染則更加突出。

因此，加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水收集、處理與資源化設(shè)施建設(shè)，避免因污水直接排放而引起農(nóng)村水體、土壤和農(nóng)產(chǎn)品污染，確保農(nóng)村水源的安全和農(nóng)民身心健康，是新農(nóng)村建設(shè)中加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推進(jìn)村莊整治工作的重要內(nèi)容，也是農(nóng)村人居環(huán)境改善需要解決的迫切問題。

從采用的污水處理技術(shù)分析，我國新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中，各種類型的活性污泥法占90%以上，其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其它處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。本文介紹的UNITANK污水處理技術(shù)是在序批式(SBR)及傳統(tǒng)活性污泥法基礎(chǔ)上優(yōu)化組合而成，它克服了“序批式”間歇進(jìn)水、“三槽式氧化溝”占地大及“常規(guī)活性污泥法”設(shè)備多的缺點(diǎn)，在運(yùn)行上有較大的靈活性。處理單元一體化，經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，被廣泛應(yīng)用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程當(dāng)中。

一、UNITANK工藝的工作原理及特點(diǎn)

1987年，比利時(shí)西格斯（SEGHERS）公司開發(fā)了UNITANK污水處理技術(shù)。該處理工藝的主體是一個(gè)被分隔成數(shù)個(gè)單元的矩形反應(yīng)池，采用周期運(yùn)行，連續(xù)進(jìn)水，恒水位運(yùn)行，能夠充分利用反應(yīng)池的有效容積而不需要另建沉淀池和外部污泥回流系統(tǒng)，可以同時(shí)滿足有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷要求。

UNITANK生物反應(yīng)池采用3池相連為一個(gè)系列的緊湊型生化處理裝置，每系列分別由厭氧/缺氧/好氧池和交替式運(yùn)行的兩個(gè)“好氧/沉淀池”等5池組成。共設(shè)2個(gè)系列，并列運(yùn)行。池內(nèi)除設(shè)有曝氣設(shè)備外，還設(shè)有攪拌裝置、排泥設(shè)施、各種進(jìn)出水閘門、空氣堰等。主要通過時(shí)間控制實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物質(zhì)的去除，通過控制曝氣系統(tǒng)和攪拌機(jī)的狀態(tài)，使池體在厭氧、缺氧、好氧（及沉淀）狀態(tài)間切換，實(shí)現(xiàn)生物的脫氮除磷過程。從而使出水最終能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠容易地調(diào)整處理系統(tǒng)，適應(yīng)不同水質(zhì)的要求，達(dá)到相應(yīng)的出水標(biāo)準(zhǔn)。

各系列交替式生物反應(yīng)池的每個(gè)運(yùn)行周期，包含了兩個(gè)相同的子周期，并通過過渡周期進(jìn)行銜接而交替運(yùn)行。交替運(yùn)行的生化污水處理池，采用空氣堰控制出水，其運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行狀態(tài)都得到了實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

1.生化處理過程控制的基本工作原理

一個(gè)主周期包含兩個(gè)子周期和兩個(gè)中間過渡周期。

（1）第一子周期。污水順序通過邊池—中間池—邊池，最后出水通過空氣堰排放。在該周期內(nèi)，通過相關(guān)閘門、曝氣裝置、攪拌、空氣控制出水堰的操作，形成厭氧、缺氧、好氧、沉淀之間轉(zhuǎn)換，從而更好地實(shí)現(xiàn)脫氮除磷和提高容積的有效利用率。處于沉淀出水狀態(tài)的邊池，同時(shí)啟動(dòng)其相應(yīng)的剩余污泥泵進(jìn)行正常的排泥作業(yè)。

（2）第二子周期。與第一子周期相同，只是兩個(gè)邊池的功能將互相轉(zhuǎn)化。

經(jīng)第二周期后，開始下一主周期的循環(huán)，這樣周而復(fù)始，周期運(yùn)行，并且周期運(yùn)行的時(shí)間可以靈活調(diào)整，不僅實(shí)現(xiàn)了污水的凈化以及高效的脫氮除磷，而且緊湊的結(jié)構(gòu)布置大大減少了占地面積，使該工藝達(dá)到了最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

2.UNITANK工藝的技術(shù)特點(diǎn)

UNITANK污水處理工藝與其它傳統(tǒng)處理工藝相比較，擁有“三少兩高”的技術(shù)特點(diǎn)，即占地少、投資少、運(yùn)行成本少、技術(shù)含量高、智能化程度高。

（1）占地少

和傳統(tǒng)處理工藝的圓形池體相比，UNITANK工藝采用一體化的設(shè)計(jì)模式，各功能區(qū)為共用池壁的矩形池體，通過池間過水孔進(jìn)行水力相通。由于UNITANK工藝交替式運(yùn)行方式，系統(tǒng)無需設(shè)置獨(dú)立的二沉池、污泥回流等構(gòu)（建）筑物。

UNITANK工藝采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)水質(zhì)、水量靈活調(diào)整運(yùn)行模塊。緊湊的布置便于擴(kuò)建，擴(kuò)建時(shí)只需在公用池壁的基礎(chǔ)上增加所需模塊，極大的節(jié)省了擴(kuò)建用地，節(jié)約了寶貴的土地資源。同時(shí)也避免了噪聲和臭氣對(duì)環(huán)境的二次污染，是鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村和諧發(fā)展的最佳選擇。

（2）投資少

UNITANK污水處理系統(tǒng)降低了工程總投資，主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn)。

①UNITANK工藝節(jié)省了土建費(fèi)用。該工藝占地少，降低了征地費(fèi)用；采用共用池壁方式，減少了建材成本；池體的矩形設(shè)計(jì)，便于土建施工；同時(shí)省去了獨(dú)立的二沉池、污泥回流等構(gòu)（建）筑物，從而節(jié)省了建設(shè)投資。

②UNITANK工藝節(jié)省了設(shè)備費(fèi)用。工藝中省去了污泥外回流系統(tǒng)、刮泥機(jī)等設(shè)備；各池之間的渠道配水，恒定水位下的交替運(yùn)行，也減少了管道、閘門、水泵等設(shè)備的數(shù)量。

③UNITANK工藝緊湊的模塊化設(shè)計(jì)，節(jié)約了管道連接、電纜布線、安裝工程等其他投資。

（3）運(yùn)行成本少

①UNITANK工藝采用池壁間開孔的過水模式，減少了水頭損失和電力消耗；同時(shí)，省去了污泥外回流系統(tǒng)、刮泥機(jī)等設(shè)備，也降低了相應(yīng)的電耗，從而節(jié)省了部分電費(fèi)。

②完善的自控系統(tǒng)，減少了操作、運(yùn)行、維修人員的數(shù)量，降低了人工費(fèi)用。

③交替式運(yùn)行的方式，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命；同時(shí)智能化的控制系統(tǒng)，使設(shè)備不易損壞，減少了維修費(fèi)用。

（4）技術(shù)含量高

UNITANK工藝是集厭氧、缺氧、好氧、污泥處理于一體的模塊化設(shè)計(jì)，交替式運(yùn)行。無需傳統(tǒng)活性污泥CMASS那樣另辟場(chǎng)地籌建污泥沉淀池，而是采用多功能的矩形池一體集成。并且，與SBR系統(tǒng)不同，UNITANK工藝保持固定水位的連續(xù)進(jìn)出水流量，使系統(tǒng)中的水流形態(tài)獲得了最優(yōu)化。

（5）智能化程度高

UNITANK污水處理系統(tǒng)可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量的變化，靈活控制污泥濃度、曝氣強(qiáng)度、泥齡等重要工藝參數(shù)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，出水達(dá)標(biāo)。自控系統(tǒng)設(shè)有進(jìn)水監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，在水質(zhì)條件惡化時(shí)可以及時(shí)反饋信息，避免污水處理廠受到大負(fù)荷沖擊，保證系統(tǒng)良好運(yùn)行。

UNITANK自控系統(tǒng)智能化程度高，采用“一鍵式”操作，“傻瓜式”模式，避免了誤操作，即使操作人員技術(shù)水平不高，也可以實(shí)現(xiàn)污水廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

二、UNITANK處理技術(shù)的工程實(shí)例

由于UNITANK處理技術(shù)具有獨(dú)到的工藝特點(diǎn)，因此在我國許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠近期占地面積2.03公頃（約30畝），建設(shè)規(guī)模近期為3.0萬m3/d，遠(yuǎn)期為4.0萬m3/d。污水的主要來源有：一是工業(yè)污水，污水收集范圍內(nèi)共有各類企業(yè)2700多家，產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向以箱包、皮革制品加工及原輔材料生產(chǎn)為主。工業(yè)污水排放量為1.7萬m3/d。二是生活污水，鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀人口為9萬多人，污水量大約1.1萬m3/d。則污水總量約為2.8萬 m3/d。

鎮(zhèn)區(qū)污水由市政管網(wǎng)輸送至污水處理廠內(nèi)，首先通過粗格柵，在此攔截污水中較大雜質(zhì)，再由潛污泵提升，經(jīng)過細(xì)格柵進(jìn)一步去除污水中的細(xì)小雜質(zhì)，隨后進(jìn)入旋流沉砂池去除砂粒，之后進(jìn)入U(xiǎn)NITANK生物反應(yīng)池，在此去除BOD5、COD、氮、磷等污染物質(zhì)，混合液經(jīng)沉淀分離后，上清液由提升泵站打入高效纖維過濾罐中，過濾后的出水再經(jīng)過接觸消毒后外排河流。剩余污泥經(jīng)污泥泵送至儲(chǔ)泥池，由帶式濃縮壓濾一體機(jī)脫水處理后，外運(yùn)衛(wèi)生填埋。

該工程投資總額為2967萬元，每噸污水處理成本約在0.75～0.80元，處理效果詳見表1。

表1 UNITANK工藝的處理效果

運(yùn)行過程中曝氣池污泥負(fù)荷為0.07kgBOD5/(kg·MLSS·d)；污泥濃度為 4000mg/L；污泥齡為 13～15d。由表1中出水?dāng)?shù)據(jù)可見，該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到了 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)。

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