SLA（固液氣）紊流污水處理裝置

秦浩展 劉辰爽 陳奕甫 梁盼

摘 要：在現(xiàn)今的污水處理的裝置中，一體化污水處理裝置具有占地小、投資少、工藝簡便、管理方便等優(yōu)勢。本文就新型的SLA（固液氣）紊流污水處理裝置展開介紹。通過國內(nèi)外研究現(xiàn)狀介紹、技術(shù)領(lǐng)域分析、創(chuàng)新優(yōu)勢講解，進一步明確該污水處理裝置的綜合優(yōu)勢。對我國如今處理污水的新技術(shù)和新工藝，有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：紊流;污水處理;上水石

在我國，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，一方面廢水排放量日益增加，水污染問題日趨嚴(yán)重，另外，隨著生活水平的提高，農(nóng)村生活污水的排放也越來越多;另一方面我國城市污水的處理主要采用傳統(tǒng)的二級活性污泥處理工藝，這種工藝投資大，能耗高，對運行和管理要求比較嚴(yán)格。

現(xiàn)今，在國內(nèi)外利用生物技術(shù)、催化技術(shù)、膜技術(shù)等新技術(shù)治理污水取得突破，開發(fā)了一批污水處理新裝置、新產(chǎn)品。SLA（固液氣）紊流污水處理裝置是推廣城市生活污水及糞便污水無害化處理的新工藝，該項技術(shù)較好地解決了生活污水及糞便污水合并處理的難題。SLA（固液氣）紊流污水處理裝置主要是針對生活污水的研究，特別適合小區(qū)、酒店、中小型辦公場所生活污水及糞便水通過物理、生物和化學(xué)的方法進行處理，使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。

一、項目概況

（1）項目原理

SLA（固液氣）污水處理裝置主要是利用氣、液、固三種相態(tài)一體混合的處理工藝技術(shù)，污水從吸水石填料中穿梭進出，污水以紊流狀態(tài)下呈現(xiàn)不均勻流動，借助充氣、曝氣設(shè)備，強制往裝置中充氧，使污水在厭氧、缺氧、好氧的多變環(huán)境下，水從球形吸水石填料中流動并凈化，達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。該裝置與常規(guī)污水處理裝置相比，由于不產(chǎn)生污泥，關(guān)鍵流程簡化，減少后續(xù)處理工藝，占地面積小，能耗低，節(jié)約運行費用。

（2）項目流程

本項目裝置在開始運行時，污水首先被格柵過濾除去較大的固體顆粒物，然后流入到調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中經(jīng)過緩沖，被潛水泵送到厭氧池內(nèi)，進行厭氧菌降解，污水在厭氧池中經(jīng)過蓄積聚滿以后會自然流入到生物池中。而在生物池與膜池之間的底部連接有相通的管道，這樣在生物池與膜池間就可以形成連續(xù)的污水循環(huán)。另外兩池之中都設(shè)有曝氣裝置，可以通入足夠的氧氣，污水可以在生物池的內(nèi)部經(jīng)過充分的好氧菌發(fā)酵降解，然后就會通入到膜池，被膜池中的膜組件過濾。這樣污水經(jīng)過處理以后，污水被抽吸泵抽入到清水池，中間會經(jīng)過消毒設(shè)備進行消毒處理，最后處理成清水存儲到清水池中，這樣就完成污水的處理過程。

（3）本項目的優(yōu)勢及創(chuàng)新之處

SLA（固液氣）紊流污水處理裝置利用氣、液、固三相一體混合的處理工藝，污水從球形填料中穿梭進出，污水以層流相均勻流動，借助曝氣設(shè)備，強制充氧，使之在厭氧、缺氧、好氧的多變環(huán)境下，水從球形填料潺潺流動并凈化，達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。該技術(shù)與常規(guī)處理技術(shù)相比，由于不產(chǎn)生污泥，關(guān)鍵流程簡化，減少后續(xù)處理工藝，占地面積小，能耗低，節(jié)約運行費用。

該技術(shù)方案的創(chuàng)新點在以下幾點：

（1） 工藝新。該項技術(shù)融合曝氣生物濾池、生物流化床的優(yōu)點大膽改進與創(chuàng)新，采用處理一體化工藝，在一個構(gòu)筑物中進行厭氧、兼氧、好氧處理，工藝流程簡單，不僅可以去除BOD、COD、SS等污染物，而且可以脫氮除磷，同時減少了常規(guī)污水處理的繁瑣的后續(xù)脫氮除磷工藝以及構(gòu)筑物如二沉池、污泥濃縮池等，解決了占地面積大，投資費用高等問題。

（2）作用機理新。污水在經(jīng)過初沉池后，去除了部分的懸浮有機物，進入載體100%全填充的生化池，微生物在其表面大量繁殖，形成一層充滿微生物的粘膜，即生物膜，由于載體與水平面所成的夾角小，再分配水流能力強，微生物和有機物之間接觸更充分，在載體表面進行好氧處理，在載體內(nèi)部進行兼氧和厭氧處理，這些微生物在共生的環(huán)境下中互為調(diào)節(jié)、相互補充，有利于成分復(fù)雜的有機污水的處理。

（3）載體材料新。該項技術(shù)的核心部分是生化反應(yīng)池中的載體，該項技術(shù)采用的載體材料是一種水生物化石，即上水石，屬國內(nèi)首創(chuàng)。

（4）處理效果好。該項技術(shù)的工藝簡單，在一個生化池中就可有效地去除BOD、COD、SS、氨氮等，其出水水質(zhì)就可達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)好。

（5）無污泥產(chǎn)生。污水在流動時，受到上水石的擾動，形成一段紊流區(qū)域，在這片區(qū)域中，流速慢的地方污水的漂浮物會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其中的有機物會被生物膜中的微生物吸附、降解，經(jīng)過無數(shù)次有氧厭氧作用最終被分解成H2O、CO2、NH3等。在此過程中，微生物會大量繁殖，從而使得生物膜增厚，就會造成有機物在生物膜中的傳遞路徑變長，達(dá)到一定的厚度以后，有機物在接觸到內(nèi)部的微生物之前就被分解，這樣就會使內(nèi)部的微生物攝取不到足夠的有機物從而因代謝而失去黏著性，然后就會從上水石表面分離下來，再生成新的微生物膜，使得污水中的固體和膠體與水分離，水在池中停留數(shù)小時，而雜質(zhì)停留數(shù)天或數(shù)周，全部被微生物給發(fā)酵分解，變成H2O、CO2、N2，然后只要在沉池中把難以溶解的無機質(zhì)沉淀除去以后，就不會有污泥的產(chǎn)生，從而達(dá)到水質(zhì)處理效果，減少后續(xù)構(gòu)筑物的建設(shè)【5】。

（6）流體動態(tài)新。該項技術(shù)采用池底鼓風(fēng)曝氣，池底進水的方式，污水在進入池子后隨著氣流雖以縱向潺潺流動為主，但打破了以往縱向流動或橫向流動的方式。由于載體屬多孔材料，氣、液兩種流體通過其孔隙竄梭流動，使得質(zhì)交換效果更好，生化反應(yīng)速率更快。

（7）池型設(shè)置新。生化池厭氧、缺氧、好氧一體化設(shè)計，避開以往單獨或兩兩結(jié)合的模式，盡可能的增加池長，增強其水力停留時間，使有機物等污染物與微生物得到充分的反應(yīng)。

二、技術(shù)核心——上水石

SLA（固液氣）紊流污水處理裝置的核心部分是生化反應(yīng)池中的填料，該項目研究的填料是一種水生物化石，即上水石。其最大的特點是孔隙率高、比表面積大、充氧條件好、容積負(fù)荷高，微生物生長快，易掛膜，脫膜快，吸水性強，出水水質(zhì)好，壽命長，利用其特性及優(yōu)點，使污水在反應(yīng)池中潺潺流動，提高處理效果，尤其對洗滌污水中含油和沐浴等污水中含磷、氮等成分的廢水有較高的去除率，該技術(shù)與常規(guī)處理技術(shù)相比，由于不產(chǎn)生污泥，關(guān)鍵流程簡化，減少后續(xù)處理工藝，占地面積小，能耗低，節(jié)約運行費用。

在挑選生化反應(yīng)池中的填料時，對眾多填料進行研究以后發(fā)現(xiàn)，首先上水石作為填料是國內(nèi)首創(chuàng)，區(qū)別于任何軟性生物填料，無補充更換要求，使用壽命更長，可達(dá)30年以上，在生化池中100%全填充的形式，給微生物的附著提供充足的空間，為增強生化作用提供前提條件，抵抗沖擊的性能更強。

然后上水石填料的顆粒直徑在10到30mm之間，可利用直徑在100mm左右的網(wǎng)狀空心球包裝，填料物與水平面之間的夾角要足夠小，然后使得分配的水流能力越強，微生物與有機物接觸的越充分，去除的效果就越好【2】。

最后污水在上水石中流動時，有著球體外流速快，球體內(nèi)流速慢的特點，基于此特點，對減少污泥的產(chǎn)生起到至關(guān)重要的作用。

三、結(jié)語

SLA（固液氣）紊流污水處理裝置打破傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)，采用新型材料及技術(shù)，使污水在一體化的反應(yīng)構(gòu)筑物中重復(fù)多次的發(fā)生厭氧、缺氧、好氧反應(yīng)，不產(chǎn)生污泥，這樣將污泥收集、處理、二次污染全部取消，不但簡化了處理流程，而且有明顯的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

參考文獻：

[1]武林香.一體化污水處理設(shè)備的應(yīng)用研究[J].山西化工，2019，39（4）：147-148.

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[3]孫華，高延耀，洪英.移動床生物反應(yīng)器處理染料化工廢水工藝研究[J].環(huán)境工程，2002，20（1）：20-21.

[4]劉玉春，楊小蛟，徐振辭等.庭院和排水溝結(jié)合型植物碎石床人工濕地處理農(nóng)村生活污水[C]

[5]陳開碇，張永新，岳婷婷，侯中蘭. 一種污水生化處理用載體[P]. CN101712509A，2010-05-26.

作者簡介：秦浩展（1997.10.21），男，漢，河南鄭州，學(xué)生，學(xué)歷：本科。

項目來源：鄭州科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目（DCZ201907）;河南省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目（S201912746004）