一体化污水处理工艺设计与运行性能研究

摘要 本文结合我国中小城市经济发展的实际情况、污水特征等，提出了全新的一体化污水处理工艺，对其设计思路、构造以及运行性能等进行分析与探讨。

关键词 一体化污水处理；设计；运行；性能

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0139-01

当前研究的一体化污水处理设备，主要应用于我国小型河流、湖泊、生活污水及工业污水中，通过对配置的深入分析、比较，综合运用多种污水处理工艺，提出集成化、系统化的污水处理方案，将过去单一化的污水处理技术转变为一体化废水处理模式，提高废水处理的合理性，具有重要意义。

1 一体化污水处理工艺的结构设计

以现代污水处理状况来看，需要确保正常出水量和水质的情况下，尽量简化处理的工艺流程。从传统的污水处理方法来看，分别由若干个操作单元构成，工艺流程较为复杂，如果采用一体化工艺方法，则可极大提高污水处理的效率与技术水平。在传统的污水处理工艺中，分别设置了几个单元，不仅占地面积大，而且增加了基建的投资数额以及污水污泥回流管路的投资成本；通过采用污水处理一体化工艺，可由根据时间顺序或者空间顺序合理调配曝气、沉淀等流程，并将各个单元的构筑物合建，不仅节约了占地面积，也避免了重复性的投资与建设。在中小城市的污水处理中运用一体化工艺技术，主要具备如下优势：

1）多个单元共用一个池壁，可避免由于分开设置而增加的材料、成本等。

2）避免了远距离的污水或污泥传输，有效节约管道材料和阀门。

3）该工艺设备的结构紧凑，具有良好的衔接性能，极大优化了各个功能单元的反应时间，避免滞后性。

4）实现了工艺的设备化流程，提高污水处理的效率。

在具体设计中，将诸多功能集合起来，还要考虑到生产过程的实际要求，如何实现各环节的有效衔接、合理设计参数，这些都是一体化污水处理工艺的设计关键点所在。

2 一体化污水处理工艺的构造分析

其一，在一体化工艺中，涉及到缺氧区、一级好氧区、二级好氧区以及沉淀区四大部分，其结构的设计较为简单，整体呈现“田”字型，由于考虑到规划布局、土建成本等因素，一体化工艺采取方形池构造，每两个区之间设置了可共用的池壁。

其二，在一体化工艺的缺氧区中，采取活性污泥去除方法，设置了电动搅拌器以确保泥水的均匀混合；将填料悬挂在好氧区，并且在底部设施了曝气装置；沉淀区设计为竖流形式，利用挡流板将沉淀区的进水口挡好，以发挥均匀布水效果；在沉淀区的出口位置设置一个集水槽，利用沉淀区和缺氧区相邻位置的回流通道，将混合液、污泥等共同输入到缺氧区。另外，在回流通道的出口位置应设置阀门，以优化调节回流比。

其三，为了避免发生短流问题，在每个反应区的池壁过水孔中，采取对角线分布的方式，在缺氧区底部设置进水管，也可发挥放空管的作用。

3 一体化污水处理工艺的运行性能

3.1 COD的去除效果

通过应用一体化污水处理工艺，在缺氧区与好氧区的共同作用下强化去除COD的效果。为了体现系统不同反应区内去除COD作用的不同，可以对各个反应区的污染物浓度进行分析。在一体化工艺中，主要划分了四个区域，而混合液则在各个区域之间以推流式流动，不同反应区的混合式工艺也就是活性污泥与生物膜的复合系统，因此通过悬浮生长的微生物以及附着生长的微生物共同作用，形成了有机物的降解。在好氧区中，一方面可去除缺氧区剩余的COD，另一方面则可将缺氧区的活性污泥表面细胞充分氧化，将有机污染物去除。

3.2 氨氮、TN的去除效果

当前采用较多的活性污泥法中，一般污泥的负荷相对较高并且污泥龄短，在普通的活性污泥系统中，硝化菌所占比例较小，一般不会超过5%；那么复合生物处理系统利用增加微生物量的方法，提高了微生物的浓度，以此实现污泥负荷控制目标；在硝化细菌中，填料可起到滞留作用，可以避免由于絮凝性能偏差而造成硝化细菌的流失问题。另外，通过一体化污水处理工艺中的好氧区设计，也可对系统硝化性能起到强化作用。

3.3 TP的去除效果

结合生物强化除磷的原理来看，当聚磷菌处于厌氧环境中，可以有效释放磷的含有水平，这也决定了在好氧环境中的吸磷能力。从一体化污水处理工艺的设计来看，在实验中除了个别情况下的释磷作用明显，大多时间下的吸磷能力不强。在生物除磷中，PH值是较为重要的衡量指标之一，一般在除磷系统中的pH值表现为中性或弱碱性，当pH值在6以下时，极易出现聚磷菌的自溶，进而出现无效释磷；反之，如果PH值过高，则不利于释放磷。

总之，一体化污水处理工艺是奠定在传统的A/O技术基础上，综合运用活性污泥法与生物膜法的优势，实现了功能分区作用，将反应区与沉淀区一体化设计，有效节约了占地面积和投资成本。当前，一体化污水处理工艺已经在我国一些地区成功应用，既利于有机物、氮含量等去除，也实现了工艺的设备化发展，尤其适合中小城市的污水处理需求。

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作者简介

郑美娟（1985—），女，天津宝坻人，初级助理工程师，天津市宝坻区环境保护局。