王秀朵 周雹?
(天津市市政工程設計研究院)

　　摘要 連續進水、連續-間歇曝氣(DAT-IAT)工藝是利用單一SBR反應池實現連續運行的新型工藝，它既有傳統活性污泥法的連續性和高效性，又具有SBR法的靈活性，適用于水質水量變化大的情況。本文首次對利用該工藝處理城市污水進行了研究和設計，介紹了該工藝的特點、工作過程和工藝設計。?
　　關鍵詞 污水處理 城市污水 DAT-IAT

　　DAT-IAT(Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank)工藝是序批式活性污泥法(SBR)的一種處理方式，它介于傳統活性污泥法與典型的SBR工藝之間，既有傳統活性污泥法的連續性和高效性，又具有SBR法的靈活性，適用于水質水量變化大的情況。
　　天津經濟技術開發區污水處理廠日處理污水10×10⁴ t，污水主要來源于區內生活污水和生產廢水。由于水質水量變化幅度較大，通過方案比選，結合貸款國技術特點，最后選擇了DAT-IAT工藝。這是此工藝在我國的首次應用。?

1 DAT-IAT工作過程

　　DAT-IAT由DAT和IAT串聯組成。DAT連續進水，連續曝氣(也可間歇曝氣)；IAT連續進水，間歇曝氣，清水和剩余活性污泥均由IAT排出。和典型的SBR反應池一樣，其運行操作由進水、反應、沉淀、出水和待機五個階段組成。
1.1 進水階段
　　與典型的SBR工藝不同的是，DAT-IAT系統的處理水是連續進入DAT，然后進入IAT。連續進水使對進水的控制大大簡化，這樣的雙池系統也避免了水力短路。
1.2 反應階段
　　反應階段分兩部分：首先在DAT中連續曝氣，池中水流呈完全混合流態，絕大部分有機物得以降；經DAT處理后的混合液通過兩池間的導流系統連續不斷進入IAT，IAT間歇曝氣進一步去除有機物，使處理出水達到排放標準。
1.3 沉淀階段
沉淀階段只發生在IAT。當IAT停止曝氣后，活性污泥絮體靜態沉淀與上清液分離，DAT流入IAT的混合液流速很低，對IAT不產生擾動，因此其沉淀效率顯著高于一般二沉池的動態沉淀。
1.4 排水階段
排水階段只發生在IAT。當池水位上升到最高水位時，沉淀階段結束，設置在IAT末端的潷水器開動，將上清液緩慢地排出池外，當池水位降到最低水位時停止潷水。
1.5 待機階段
在IAT池潷水后完成了一個運行周期，兩周期間的間歇時間就是待機階段。該階段可視污水的性質和處理要求決定其長短或取消。

2 DAT-IAT 工藝設計

2.1 設計條件和設計參數
　　設計水量 10×10⁴ m³/d。?
　　進水水質 BOD: 150 mg/L；SS: 200 mg/L；?
?　　　　　 COD：400 mg/L。
　　出水水質 BOD≤30 mg/L；SS≤30 mg/L；?
?　　　　　 COD≤120 mg/L；?
　　NH₃－N≤10 mg/L。
　　污泥在反應池中好氧穩定，不另進行污泥穩定處理。?
　　污泥負荷F/M=0.052 kgBOD/(kgMLSS·d)。?
　　混合液濃度MLSS=5 g/L。
　　IAT運行周期T=3 h(曝氣、沉淀、潷水各1 h)。
　　污泥所需總池容=57 692 m³?
　　設6組DAT-IAT，每組污泥所需的池容積為9615 m³?
　　設每組池L×B=80 m×32 m，則混合液深為h=3.756 m(最低水位)。?
　　DAT-IAT是變水位運行，一個周期內從最低水位到最高水位再回到最低水位，按T=3 h的運行周期，池水位的變化見圖1。

　　潷水結束時，池水位處于最低水位，由于原水不斷進入，水位逐漸增高，開始潷水時達到最高水位 ，經歷時間為2 h，由此可算出最高水位和最低水位的差值Δh為694 m³/h，反應池最高水位為4.3 m。?
　　每組反應池中DAT和IAT體積相同，各長40 m，中間設兩道導流墻，污水從DAT首端進入，立即與回流的混合液和原池中的混合液充分混合，呈完全混合流態，然后經兩道導流墻進入IAT。第一道導流墻靠近水面處設導流孔，往后1.4 m處的第二道導流墻底部設導流孔，經過導流墻的混合液以很低的流速從底部進入IAT，不會對IAT沉淀的污泥產生攪動。
　　DAT-IAT的平面布置見圖2。

2.2 曝氣系統
　　采用鼓風曝氣，曝氣設備為膜片式微孔曝氣器。
　　根據DAT和IAT需氧量的分配和供氣量的計算，確定每座DAT總供氣量為4 966 m³/h，每池曝氣頭數量為1419個。
　　每個DAT進氣總管上設電動蝶閥和空氣流量計，可根據設定的運行周期自動定時開停曝氣系統，并根據每座DAT池內設置的溶解氧儀的測定值自動調節曝氣量。?
　　每座IAT總供氣量為6 606 m³/h，單池曝氣頭數量為1 888個，進氣總管上設有電動蝶閥、空氣流量計，根據運轉周期定時自動啟動或關閉曝氣系統使該池處于不同的處理階段，并根據溶解氧儀監測數據調整該池的運轉周期和供氣量。
2.3 污泥回流
　　為保持DAT內足夠的混合液濃度，需從IAT將混合液回流到DAT，對于全池平均MLSS=5g/L來說，IAT高于5 g/L，而DAT則低于5 g/L。設IAT為5.5 g/L，DAT可為4.5 g/L,則混合液回流比R為4.5。
　　在IAT兩側距導流墻8 m處設2臺潛污泵，每臺流量0.55～0.6 m³/s，揚程19 613.3 Pa。回流泵的開停由PLC按預設程序自動控制，停泵的時間安排在潷水階段。
　　兩臺泵的回流污泥管在DAT內分為4個出口，位于池的四角，它們以2.86 m/s的速度沿池底噴向池中心，對全池起強烈攪拌作用，為形成完全混合流態提供部分動力。
2.4 污泥產量
　　經計算污泥產率系數為1.1，泥齡為22 d，污泥產量為13 200 kg/d。排泥濃度按5.5 g/L計，污泥產量為2 400 m³/d。每池排泥量為400 m³/d。按每周期排泥一次，每次排泥量為50 m³。
　　每池設潛污泵1臺，Q=100 m³/h，H=98 kPa，每次排泥需0.5 h，排除時間在曝氣階段。
　　IAT內還設SS計，可根據污泥濃度值隨時調整開泵的時間和周期，確保反應池的正常運行。
2.5 澄清水排放
　　潷水器是SBR工藝最常采用的排除澄清水設備，它能從靜止的池表面將澄清水潷出而不攪動沉泥，確保出水水質。
　　按照設計，IAT運行周期為3 h，這段時間內全池進污水量為3×694=2 082 m³，而潷水時間為1h,因此潷水器的能力應為2 082 m³/h。本工程選用虹吸式潷水器，每池3臺，每臺潷水能力為700 m³/h。潷水器在最高水位時自動開動，最低水位時自動停止。
　　虹吸式潷水器的工作原理：IAT在曝氣和沉淀階段池內水位不斷上升，這時空氣被阻留在潷水器管路中，短管中的空氣被水頭壓向管上方，由于U型管的存在，空氣的壓力被U型管內造成的水位差所平衡，只能滯留在管路中，氣阻使池中的水不能流出。沉淀階段結束后打開電磁閥，阻留的空氣被放出，上清液便通過垂直短管經U形管流出池外。電磁閥隨后關閉，潷水仍會在虹吸作用下繼續進行，一直到最低水位，這時再將電磁閥打開破壞虹吸，潷水結束。另外短管的底端低于IAT的最低水位100 mm，可防止池面浮渣進入短管。
　　潷水器安裝在IAT尾部，其安裝示意見圖3。

3 幾點認識

　　① DAT-IAT工藝同時具有SBR工藝和傳統活性污泥法的優點：它像典型的SBR工藝一樣是間歇曝氣的，可以根據原水水質水量的變化調整運行周期，使之處于最佳工況，也可以根據脫氮除磷要求，調整曝氣時間，造成缺氧或厭氧環境；同時它又像普通活性污泥法一樣連續進水，避免了控制進水的麻煩，提高了反應池的利用效率。顯然，這是一種對原水水質水量的變化和不同處理要求都有很強適應性、而且運行操作又比較簡便的工藝。
　　② 對于曝氣池和二沉池合建的污水處理構筑物來說，在保證沉淀分離效果的前提下，盡可能提高曝氣容積比，可以減小池容，降低基建投資。與其他工藝相比，DAT-IAT工藝的曝氣容積比是最高的，達到66.7％，而三溝式氧化溝是40％～50％，典型的SBR反應池一般為50％～60％，可以說AT-IAT工藝是一種節省基建投資的工藝。
　　③ 虹吸式潷水器是一種結構簡單、運行可靠、易于操作并且價格顯著低廉的設備，采用這種潷水器可以有效降低設備費用。但它的潷水深度調節幅度小，不能在潷水深度變化大的情況使用。
　　④ 回流污泥泵的安裝位置和開動時間對反應池的運行很重要，要求它們抽升較濃的混合液，又不影響IAT的沉淀和潷水。本設計放在離導流墻8 m的地方，不致直接抽升從DAT進入的較稀的混合液，同時又離潷水器足夠遠，不致將污泥攪起影響出水水質。如果在潷水階段停止回流，出水水質就更有保證。當然，回流污泥泵開動多長時間應由進水水質和處理要求決定。?

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作者簡介：王秀朵 高級工程師?
通訊處：300051 天津市市政工程設計研究院?
(收稿日期 1998－07－28)