生活污水處理UNITANK工藝設計及運行效果分析

劉麗霞

摘 要：結合某生活污水處理站的改造，從設計的原則、產能、各項指標和主要處理工藝等方面介紹了該生活污水處理站的工藝設計，并對UNITANK工藝進行了詳細的介紹。改造后的運行效果達到了預期要求，可供相關人員參考。

關鍵詞：生活污水；處理工藝；工藝設計；運行效果

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.080

隨著我國環境污染越來越嚴重，人們的環境保護意識日益增強，相應的，對生活污水的處理也日益重視。由于現采用的常規處理工藝基建投資大、能耗高、運行管理復雜，因此，采用科學、合理的工藝對生活污水處理站進行改造勢在必行。隨著企業規模的不斷擴大，企業對污水處理的要求不斷提高，某生活污水處理站的處理工藝已無法滿足實際需求，需改造。基于此，筆者進行了相關介紹。

1 工藝設計

1.1 工藝設計原則

工藝設計原則為：①因地制宜，充分利用現有的污水處理設施；②采用高效節能、簡單易行的污水處理工藝，確保污水處理效果，盡可能地減少工程投資和日常運行費用。

1.2 產能設計

在某污水處理站現有1.5×104 m3/d污水處理能力的基礎上，通過改擴建，使其污水處理能力達到2.4×104 m3/d。

1.3 進、出水水質指標設計

1.3.1 進水指標

結合原污水處理站運行情況，擬定設計進水水質指標如表1所示。

表1 進水水質指標

項目 數值

pH 6～9

COD/（mg/L） 300

BOD5/（mg/L） 200

SS/（mg/L） 250

NH3-N/（mg/L） 25

TP/（mg/L） 4

1.3.2 出水指標

出水指標按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級B類指標進行設計，如表2所示。

1.4 主要處理工藝選擇

近年來，隨著城市污水中氮、磷等污染指標的升高以及受污染水體富營養化問題的加劇，脫氮、脫磷已成為必不可少的環節。根據本工程污水的水質特點和處理要求，需要同時考慮有機污染物的去除和脫氮除磷。

根據本項目污水中污染物生化性良好的特點，結合原有處理設施的具體運行條件，在工藝的選擇上，需要重點考慮除碳脫氮除磷的工藝組合。目前，主流成熟脫氮除磷工藝有A/O法、A2/O法、SBR法、改良型氧化溝法和組合生物陶粒濾池等。

表2 出水水質指標

項目 數值

pH 6～9

COD/（mg/L） ≤60

BOD5/（mg/L） ≤20

SS/（mg/L） ≤20

NH3-N/（mg/L） ≤8

TP/（mg/L） ≤1

1.4.1 生化處理單元工藝的確定

根據原有污水處理廠主體構筑物為2座SBR生化池的情況，結合本工程的特點，從充分利用現有設施的角度考慮，可將SBR生化池改良為UNITANK系統。UNITANK系統出水為連續流，而且比SBR更為科學、高效。

1.4.2 UNITANK工藝原理

UNITANK又稱交替式生物池，是比利時SEGHERS公司提出的一種污水處理工藝。它集合了SBR法、傳統活性污泥法和三溝式氧化溝法的優點，一體化設計，不僅具有SBR法的主要特點，還可以像傳統活性污泥法那樣在恒定水位下連續流運行。經過研究和應用，UNITANK系統已成為一種高效、經濟、靈活和成熟的污水處理工藝。

NITANK系統的主體是一個被間隔分成數個單元的矩形反應池，三池之間水力連通，每個池內都設有曝氣系統，外側的兩池設有出水堰和剩余污泥排放口，它們交替作為曝氣池和沉淀池。污水可以進入三池中的任意一個，采用連續進水、周期交替的方式運行。通過調整系統的運行，可以實現對處理時間和空間的控制，形成好氧、厭氧或缺氧條件，以高效去除污水

中的有機物，達到脫氮除磷的目標。

1.4.3 UNITANK工藝的特點

UNITANK具有SBR工藝的全部優點，例如省去了單獨的二沉池和污泥收集與回流系統；交替運行，不易發生污泥膨脹（負荷波動大）現象；工藝簡單、操作靈活等。此外，與SBR相比，UNITANK還有另外一些優點，這些優點來自于系統獨特的結構和運行方式，主要體現在：①構筑物結構緊湊，一體化設計。所有的池體可采用方形，共用池壁，既有利于保溫，又能節省土建費用，減少占地面積（占地僅為傳統活性污泥法的50%），共用水平底板則可提高結構的穩定性。②系統內不設初沉池，不設單獨的二沉池以及污泥收集和回流系統，減少了占地面積，節約了土建投資和運行費用。③根據好氧過程的DO檢測以及缺氧和厭氧過程的ORP在線檢測，通過改變供氣量，切換進出水閥門，改變好氧、缺氧和厭氧的反應時間等，有效實現對系統時間和空間的控制，高效去除污水中的有機物，并實現脫氮除磷。④交替改變進水點，可以相應地改善系統各段的污泥負荷，進而改善污泥的沉降性能。厭氧、缺氧、好氧過程能夠有效抑制絲狀菌的生長，控制污泥膨脹。⑤系統在恒水位下運行，只需設置固定的出水堰即可，不需要昂貴的潷水器，而且反應池的有效容積能得到連續使用，水力負荷穩定。⑥污泥沉降的固液分離在幾乎完全靜止的環境下完成，能得到更好的分離效果，提高出水水質。

2 主要處理單元

2.1 工藝流程圖

工藝流程如圖1所示。

2.2 格柵和調節池

格柵是污水處理站第一道預處理設施，用以攔截較大的漂浮物。污水處理站已建格柵井，尺寸為2.8 m×1.5 m×6 m，內設回轉式機械格柵，格柵寬1.4 m，柵條間隙20 mm，滿足本項目的要求。

由于廢水水量、水質變化復雜，因此需要設置調節池用以均量、均質，保證后續生化處理的穩定性。污水處理站現已建一座15 m×15 m×7.5 m的調節池，有效容積為1 000 m3，滿足擴建后的要求。調節池內新設污水提升泵，將生活污水提升至旋流沉砂池。

2.3 旋流沉砂池

旋流沉砂池用于處理污水中比例較大的無機顆粒，以保護后續處理構筑物和處理設備。本項目新建4套旋流沉砂池，單套處理能力Qmax=820 m3/h；配套2臺砂水分離器，單臺處理量12 L/s。沉砂池出水進入UNITANK生化池。

2.4 UNITANK生化池

2.4.1 基本構造

生化池在原有2座SBR池的基礎上進行擴容改造。原SBR池為1座2格的混凝土池，單格尺寸為40 m×20 m×5.5 m；本次工程新建同規格反應池1格，共用原池一側的池壁。UNITANK生化池主要設計參數如表3所示。

2.4.2 運行方式

本項目UNITANK系統采用好氧降解有機物加脫氮除磷相結合的運行方式，包括運行時間相同的兩個主體運行階段。第一主體運行階段如下。

缺氧厭氧階段（1 h）：污水從A池進入系統，缺氧攪拌，以水中的有機物為電子供體，將上一個主體運行階段產生的硝態氮通過兼性菌的反硝化作用實現脫氮，同時釋放上一個階段A池作為沉淀池時污泥過量攝取的磷；然后混合污水進入曝氣的B池，去除上一個階段A池反硝化后殘余的有機物，硝化細菌進行硝化，聚磷菌吸收磷；最后進入C池沉淀，出水并排出含磷污泥。

好氧運行階段（2.5 h）：污水進入A池進行曝氣，并同其中的活性污泥充分接觸，有機物被污泥吸附并部分降解；然后泥水混合物從A池進入持續曝氣的B池，被吸附的有機物得到進一步降解；最后混合物進入沉淀池C池，經重力分離后，清水從溢流堰排出，部分剩余污泥從池底排出。

過渡階段（0.5 h）：A池停止進水，繼續曝氣，使有機物充分降解；B池開始進水，并繼續曝氣；C池作為沉淀池繼續排水。

由此，第一主體運行階段完成，B池停止進水，繼續曝氣；C池開始進水，缺氧攪拌；A池作為沉淀池，進入第二主體運行階段。兩個運行階段過程完全相同，相互對稱，通過過渡階段互相銜接。

2.5 外排水池

UNITANK系統出水排入原有1 500 m3外排水池，經加氯消毒和檢測合格后，通過提升泵外排。

2.6 污泥池和污泥脫水

UNITANK系統外排污泥排入原有的1座160 m3污泥池內，再經水泵加壓輸送至污泥脫水間。污泥脫水間內設置2臺濃縮帶式脫水一體機，具有濃縮、脫水的雙重功能。污泥脫水時，投加的藥劑為高分子絮凝劑。污泥脫水后，由汽車外運處理。

3 運行效果

項目自投入運行以來，出水水質穩定，符合設計出水要求。主要水質指標，例如COD、NH3-N、SS等滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中一級B類指標。實際平均進、出水水質指標如表4所示。

4 結論

綜上所述，UNITANK生活污水處理工藝是一種高效、經濟、靈活和成熟的污水處理工藝，具有SBR工藝的全部優點，且具有工藝簡單、操作靈活等優點，應在生活污水處理站的改造中推廣應用。本次生活污水處理站改造的處理工藝設計合理，且系統運行穩定、操作簡單、出水效果良好，運行效果顯著，可供類似改造工程參考借鑒。

參考文獻

[1]彭雨生.山地小城鎮污水處理廠設計及運行效果研究[D].重慶：重慶大學，2013.

[2]曹榮祥.某縣污水處理廠工藝設計及運行效果評價的研究[D].青島：中國海洋大學，2013.

〔編輯：王霞〕