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DEST 工艺在城市污水处理中的应用 梁建华 湖南有色金属研究院，长沙 410015 摘要 选择合适的污水处理工艺对污水处理厂的建设与运行有着关键的作用， 通过对 DEST 工艺原理进行了介绍， 同 时结合某县污水厂工程实例对该工艺的设计参数、 工艺特点进行了详细介绍和分析， 并提出了该工艺的适用性以及设 计中应注意的一些问题。 关键词 城市污水处理;DEST 工艺;脱氮除磷 APPLICATION OF THE DEST PROCESS IN TREATMENT OF URBAN SEWAGE Liang Jianhua Hunan Research Institute of Nonferrous Metals， Changsha 410015， China AbstractChoosing a suitable wastewater treatment process has the key role in construction and operation of a municipal sewage treatment plant． The principle of DEST process was introduced，the design parameters and process features were detailed described and analyzed combining with the project of the waste water treatment plant in a county，it was put forward the applicability of the process and some problems needing attention in its design． Keywordsmunicipal wastewater treatment;DEST process;nitrogen and phosphorus removal 目前， 城市污水处理厂工艺较多， 根据国内外城市 污水处理厂运转经验， 活性污泥法处理城市污水比较 经济有效。常规活性污泥工艺仅能有效的去除 BOD5、 COD、 SS， 而对氮、 磷的去除有一定的限度， 因此适宜的 污水处理工艺既可降低工程投资， 又保证出水水质。 本文根据湖南某县的实际情况， 在设计时对选择的工 艺进行比选， 并就其工艺进行详细的论述。 1工程概况 污水处理规模近期 Q 2. 5 万 m3/d， 远期 Q 4. 0 万 m3/d。 设计污水处理厂进出水水质及去除率见表 1。 表 1进出水水质及其去除率 mg/L 项目ρ CODρ BOD5ρ SSρ TN ρ NH3-Nρ TP 进水水质30015020035303. 0 出水水质≤60≤20≤20≤20 ≤8 ≤1. 0 去除率 /≥80. 0 ≥86. 7≥90. 0 ≥42. 9≥73. 3 ≥66. 7 2污水处理工艺选择 常规活性污泥工艺氮的去除率为 20 ～ 30 ， 磷的去除率为 12 ～ 19 ， 去除率较低。而常用的 具有有效脱氮除磷效果的污水处理工艺有 A2/O 法、 微动力生物膜法 DEST 池 、 SBR 及其改良工艺、 改 良型氧化沟法等技术 ［1］。这几种工艺均有其适用性 及优缺点。根据湖南某县城市污水现状， 该工程对 氮、 磷的去除率要求较高， 因此该工程须采用具有脱 氮除磷功能的二级强化处理工艺。 结合污水处理厂进出水水质要求， 考虑污水处理 厂安全运行、 处理成本、 管理水平等因素， 认为 CASS 工艺和微动力生物膜法 DEST 工艺适用于该工程。 但考虑到污水处理厂周边有居民区， DEST 工艺为地 埋式， 对其周围环境影响很小， 以及运行费用低， 对运 行操作人员素质要求低这三个主要方面 ［2］， 确定选 用 DEST 工艺作为污水处理厂实施工艺。 3DEST 工艺介绍 3. 1工艺原理及特点 微动力生物膜法 DEST 工艺是在 UASB 工艺基 础上开发出的一种城市污水处理净化系统， 以多格缺 氧池、 厌氧池、 好氧池为特征， 是一种以厌氧生化为 主， 好氧生化为辅的工艺。该处理系统由下流式厌氧 生物接触池、 上流式厌氧生物接触氧化池、 生物接触 氧化池等组成。通过在厌氧生物接触氧化池中设置 较高的比表面积填料， 使附着的生物量远远大于悬浮 42 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 的生物量， 大大提高了处理能力， 缩短处理周期。采 用内回流系统， 增大了工作稳定性。经厌氧处理后的 污水自流入生物接触氧化池。该池是一种以生物膜 法为主， 兼有活性污泥法的生物处理装置。通过鼓风 机提供氧源， 在该装置中微生物吸附、 降解有机物， 使 水质进一步得到净化。生物接触氧化池内设置聚乙 烯弹性填料， 采用穿孔管曝气。 微动力生物膜法工艺以厌氧为主、 好氧为辅。上 述缺氧、 厌氧反应池其实质是由多段相对独立的污泥 床 UASB 系统组成。多格 UASB 串联， 形成了分阶 段多相厌氧工艺。由于折流作用， 使缺氧区、 厌氧区 内形成了几个相对独立的反应室， 在每个反应室内驯 化培养出与该环境条件相适应的微生物群落， 并且在 各反应室微生物群落相是随流程逐级递变， 递变的规 律与有机物的降解过程协调一致， 从而确保相应的微 生物拥有最佳的工作活性。 污水与回流硝化液在以上工作环境中， 缺氧区中的 异性兼性厌氧菌优先获得碳源， 并以硝酸盐作为电子受 体， 以碳源作为电子供体， 进行微氧或无氧呼吸， 在还原 硝态氮为 N2的同时， 氧化大量的有机物， 有利于后续好 氧区内自养硝化菌的生长， 从而提高了硝化作用程度。 随着反硝化作用的进行， DEST 生物反应池随后 几格由于溶解氧及硝酸盐消耗殆尽， 系统进入严格意 义上的厌氧状态， 使聚磷菌处于优势， 而有效的抑制 了丝状菌的生长， 并使厌氧进入水解酸化阶段， 促使 污水中难降解的大分子有机物水解成低分子发酵产 物， 聚磷菌吸收这些低分子发酵产物， 并将其运送到 细胞内， 将其同化成细胞内碳能源储存物， 并释放磷。 在厌氧区， 有机物由于水解成低分子有机物被聚磷菌 吸收， 其浓度会继续降低， NH3-N 浓度由于细胞的合 成也有一些降低， 但 NO － 3 -N 含量无变化， P 的含量却 由于聚磷菌的释放而上升。 污水通过缺氧、 厌氧生化反应， 折流进入接触氧 化池。在接触氧化池中， 由原污水带来的氨氮以及反 硝化过程中由于同化作用产生的氨氮在自养型好氧 型微生物分子的作用下利用无机碳化合物如 CO2、 CO2 － 3 、 HCO － 3 等作为碳源， 通过与 NH3、 NH 4 、 NO － 2 的 氧化反应转化为硝酸盐， 与此同时， 聚磷菌在降解吸 收溶解性有机物获取能量以吸收磷， 从而使磷酸盐从 液相去除， 产生的聚磷菌细胞以高磷污泥的形式通过 排放剩余污泥去除。包括缺氧池、 厌氧池、 好氧池等 生化阶段， 工艺主要包括水解、 硝化、 反硝化、 吸磷、 释 磷等， 从整体上形成了倒置的 A2/O 工艺。系统除有 效去除 COD、 BOD5外， 更主要是能适应对磷和氮的 降解要求， 效果明显优于目前常规处理工艺。 3. 2DEST 工艺优点 1 占地小， 投资省 选用 DEST 工艺在同一个反 应池中完成有机物的生物降解和泥水分离， 可不设初 沉池， 节约工程投资。 2 除磷脱氮效果较好 系统的核心是生化部分 UASB 串联， 形成分阶段多相厌氧工艺， 其抗水力 和有机负荷冲击尤其是氨氮冲击能力较强， 当水质水 量波动较大时， 出水水质稳定。 3 运行稳定， 管理方便 系统由鼓风机提供氧 源， 可利用在线监测， 通过溶解氧探测仪自动调节风 机运行参数从而达到良好的运行效果。 4 抗冲击负荷能力强 系统耐水量、 水质冲击负 荷能力强。系统由多段相对独立的污泥床而将磷从 系统中除去， 实现除磷脱氮。在好氧区， 有机物由于 好氧降解会继续减少， NH3-N 和 P 的含量由于硝化和 聚磷菌摄磷作用， 以较快的速率下降， NO － 3 -N 含量却 因硝化作用而上升。 5 运行费用较低 整个工艺以厌氧、 缺氧为主体 工艺， 节约鼓风机曝气量， 能有效降低运行费用。 6 池体为封闭结构 对周围环境影响小， 减少了 污水厂除臭的投资和运行费用。 3. 3DEST 工艺流程 DEST 工艺流程见图 1。 4主要污水处理构筑物设计 1粗格栅间 按近期规模 2. 5 104m3/d， 截流 倍数 n0 1. 0， 一 次 建 成， 处 理 规 模 可 达 5. 0 104m3/d， 配套回转式格栅机 2 台。 2进水泵房 按近期规模 2. 5 104m3/d， 截流 倍数 n0 1. 0， 一 次 建 成， 处 理 规 模 可 达 5. 0 104m3/d。与粗格栅间合建， 配套潜水泵。 3细格栅间 按近期规模 2. 5 104m3/d， 截流 倍数 n0 1. 0， 一 次 建 成， 处 理 规 模 可 达 5. 0 104m3/d。细格栅间与旋流沉砂池合建， 选用全自动 阶梯式细格栅， 配套无轴螺旋输送压榨一体机。 4沉砂池直径 3. 05 m， 共 2 座; 水力表面负 荷q 147 m3/ m2h ，按 近 期 规 模 2. 5 104m3/d， 考虑截流倍数 n0 1. 0 一次建成， 处理规 模可达 5. 0 104m3/d。主要配套设备 气提装置及 砂水分离器。 52 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期 图 1 DEST 工艺流程 5DEST 池 尺寸为109. 7 m 21. 2 m 7. 0 m， 2 组; 设计规模2. 5 104m3/d 。 DEST 池包括缺氧池、 厌氧池、 接触氧化池。沉砂 池除渣后的污水进入缺氧池、 厌氧池， 并与回流污水 混合， 开始脱氮释磷生化反应。缺氧池、 厌氧池为四 格并联。在每个缺氧池、 厌氧池内设置 150 聚乙烯 弹性填料， 填料层高度4. 5 m。缺氧池、 厌氧池因生物 作用产生的气体将通过各池顶部集气管集中排放。 污水经缺氧池、 厌氧池后折流进入接触氧化池。 接触氧化池主要进行硝化反应和除磷， 并进一步去除 有机物。接触氧化池为 5 格并联。接触氧化池内设 置 150 聚乙烯弹性填料， 填料层高度4. 5 m。 主要设备 混合液回流泵， 10 台 8 用 2 备 ，溶 解氧检测仪 2 套， MLSS 检测仪 2 套， pH 检测仪 2 套。 6二沉池 32. 3 m 4 m， 1 座; 水力负荷 q 1. 3 m3/ m2h ， 设计规模2. 5 104m3/d。主要 设备 周边传动刮泥机 1 台。 7污泥池 2 m 6. 6 m， 1 座; 设计规模 2. 5 104m3/d。主要设备 污泥泵 2 台 1 用 1 备 ， 潜水 搅拌机 1 台。 8贮泥池 尺寸4. 3 m 4. 3 m 5. 0 m， 1 座; 主 要设备 潜水搅拌机 1 台， 超声波液位计 1 台。 9鼓风机房 尺寸19. 4 m 9 m 4. 5 m， 1 座; 主要 设 备 单 级 高 速 离 心 风 机 Q 49. 9 m3/min， P 58. 8 kPa ，3 台 2 用 1 备 。 10污泥浓 缩 脱 水 机 房 及 堆 棚尺 寸26 m 9 m 7 m， 1 座; 主要设备 污泥浓缩脱水一体机、 螺 旋输送机、 絮凝剂制备和投加系统。 11接触消毒池 尺寸22. 3 m 9. 2 m 4 m， 钢 筋混凝土结构， 1 座。 12仓库及机修车间 平面面积185 m2， 1 座; 变 压器室及配电间 平面面积240 m2， 1 座; 加氯间 面 积113 m2， 1 座; 主要设备 二氧化氯发生器 3 台; 综 合楼 1 100 m2， 3 层砖混结构， 1 座。 5投资及运行 该项目总投资约8 000万元 含管网 ; 按近期工 程25 000 m3/d设 计 规 模 折 算， 单 位 水 量 总 投 资 为 3 200元 含污水收集系统 ; 其中单位水量工程直接 投资约1 640元 不含污水收集系统 。 污水处理工程年平均经营成本 299 万元， 单位经 营成本 0. 33 元 /t 含污水收集系统 ， 年平均总成本 费用 679. 40 万元， 单位成本 0. 74 元 /t。 6结论及建议 6. 1结论 1 DEST 工艺占地小， 投资省， 除磷脱氮效果较 好， 运行稳定， 管理方便; 抗冲击负荷能力强， 运行费 用较低， 在城市污水处理中具有其独特的优越性。 2 目前该污水处理厂已于 2010 年 1 月试运行， 处理效果良好， 剩余污泥少， 能耗低。 3 对于规模较小的 小于 5 万m3/d 的污水处理 厂， DEST 是一个较好的选择。 6. 2建议 1 建议 DEST 池在设计时， 考虑进水平衡管， 可 使池体内部的分隔墙体不需承受大的水压力， 节约土 建成本。并且将进水平衡管放置在池体底板上， 方便 以后的维修。 2 DEST 工艺池体为封闭式结构， 支架金属构件 及填料的安装、 更换费工、 费时， 维护工作量较大， 因 此在材料选择需统筹考虑， 施工安装时需加强管理。 3 DEST 池运行过程中产生的污泥量较少， 在二 沉池的设计上可减少池体的尺寸或数量。 参考文献 ［1］郑展望， 雷乐成． 生物膜法微动力 A2/O 工艺在住宅小区中水 工程中的应用［J］． 给水排水， 2004 4 ． ［2］郭琳． 微动力生活污水处理装置在废水处理中的应用［J］． 企 业技术开发 学术版 ， 2003 11 ． 作者通信处梁建华410015长沙市芙蓉中路三段 396 号 电话 0731 85239268 E- mailljhlmc 126． com2010 － 10 － 09 收稿 62 环境工程 2011 年 6 月第 29 卷第 3 期