UNITANK工艺简介

UNITANK工艺简介

自1987年，比利时SEGHERS公司提出一种新颖的活性污泥去——UNITANK工艺，它集中了传统活性污泥法和SBR的优点，处理单元一体 化，经济、运转灵活，在欧洲 及亚洲已有近2百座此种工艺的污水处理厂建成。

石家庄高新技术产业开发区污水处理厂(以下简称石家庄高新区污水处理厂)日处理污水10迈万吨，经过工艺方案比较和论证，结合贷款国技术特点， 决定采用UNITANK工艺。这是此工艺在国内 (除澳门外)的首次应用。 1.UNITANK工艺简介 1.1 基本构造

UNITANK又称交替式生物处理池，其基本单元是由三个矩形池组成(A，B，C池)，相邻通过公共墙开洞或池底渠连 通。三个池中都安装有曝气系统，可以是微孔曝气头、表曝机或潜水曝气机：外侧两个池(A和C池)设有固定式出水堰及剩余污泥排放装置，他们交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子 (B池)只能作为曝气反应池。另外，污水通过闸门控制可以进入任意一个池子，采用连续进 水，周期交替运行。如图1所示。

1.2 运行方式

UNITANK运行按周期运行，一个周期包括两个主阶段和两个中间阶段，一般单个周期时间为7小时，主阶段2×3小时，中间阶段2×30分钟。 1.2.1 主阶段

第一主阶段，污水首先进入A池，该池处于曝气状 态，因上个阶段进行沉淀操作，积累了大量活性污泥，且浓度较高。进水与活性污泥混合，有机物被吸附，部分被降解。混合液继续流入B池，该池通 常连续曝气，有机物得到进一步的降解，同时在推流过程中，A池的活性污泥进入 中间池，再进入C池，实现污泥在各池的重新分配。最后，混合液进入处于沉淀状态的C池，进行泥水分离，处理后的出水通过溢流堰排放，剩余污泥由该池排出。 为了防止A、B池的

污泥被冲至C池，过量积累，每120—180分 钟改变水流方向，即进入到下一个主阶段。

第二主阶段，污水先进入C池，污水及混合液的流动方向与第一阶段相反。 1.2.2 中间阶段

中间阶段的作用是完成曝气池到沉淀池的转换。在 第一主阶段的中间阶段，污水进入B池，C池仍处于沉淀出水状态，同时A池开始进入沉淀状态，为出水作准备。在第二主阶段的中间阶段，污水进入B池，A池仍 处于沉淀出水状态，同时C池开始进入沉淀状态，为出水作准备。

因为边池在曝气状态时，出水槽内进满混合液，所 以边池进入沉淀状态后，开始的出水不能作为处理后的出水直接排放，需用冲洗排人处理系统。待出水澄清后，方可外排。

2.工程设计

2.1 处理规模及进出水水质

石家庄高新区污水厂处理城市污水，设计处理污水量10万吨/天，占地7.2公顷，污水处理厂进水 水质的主要指标为：COD≤600mg/L；BOD5≤400mg/L，SS≤400mg/L，出水水质要 求：DOD5≤30mg／L，SS≤30mg／L，COD≤120mg/L。 2.2 处理工艺

原污水进入格栅间，在此拦截污水中飘浮物，由污水泵提升，经细格栅进一步去除水中杂质，进入沉砂池去除砂粒，然后进入UNITANK池，去除 BOD5等污染物，混合液经沉淀分离，澄清液进入接触 池加氯消毒(季节性)后排入汪洋沟。剩余污泥经污泥泵送至集泥池，由带预浓缩功能的脱水机处理 后，泥饼外运。工艺流程如图2所示：

2.3 池型的选择及进出水渠道设计

UNITANK池通常设计成三个等尺寸的矩形池，根据两侧池出水堰的形式即单侧堰或周边堰出水，可决定池子是否为正方形。一般当池子边长较小时 (小于25米)两侧池采用单侧堰出水，池型可为长方形，池间连通采用池壁开洞方式，洞口在边池一侧加导流板，见图3，目的是使进水沿池底流动，流 态接近平流式沉淀池，导流板同时可防止中间池的曝气扰动侧 池的沉淀。当池子尽寸较大时，两侧池可采用周边出水堰，池型为正方形，中间他的池问连通管出口设在侧墙池底边，两侧池的池间连通管出 口设在池中心，外加稳流筒，见图1，出水沿池底流动，流态接近中心进水，周边出水的辐流式沉淀池。

此外，还可根据实际工程情况，中间池的尺寸可与两侧池的尺寸不同。 石家庄高新区污水处理厂工程UNITANK池共为六个组，分三个系列，每个组由三个正方形反应池组成，单池净尺寸为长×宽× 高＝35×35×7m，有效水深6米。两侧池采用周边堰出水。 每组内三个反应池由池底渠道连通，两侧池的连通渠出水口位于池中心，设有稳流筒，防止进水对沉淀污泥的扰动。 污水由配水井均匀分给三条位于池顶的配水渠道，一条配水渠负责一个系列两组池的配水，见图4交替式生物池配水渠示意图。因此，同一系列中的两组 池按同步运行，不同系列的运行时序可不同步进行。每组池的出水汇入池底的出水总干管，直接排出处理厂。

2.4 石家庄高新区污水处理厂主要工艺参数 每单元平均设计流量： 0.193m3/s 水力停留时间： 31.8hr(含沉淀时间) 容积负荷： 0.45kgBOD／m3／d 污泥浓度： 4000mg/l

污泥负荷： 0.113kgBOD/kgMLSS／d 沉淀池最大表面负荷： 0.74m3／m3／2h 2.5 冲洗水系统的选择和设计

由于在曝气阶段，两侧池的出水堰内进入了混合 液，沉淀初期被污染的出水不能直接排放，需经冲洗水系统外排。冲洗水排放系统一般有两种形式。第一种，由电动闸门控制，冲洗出水经管渠，排人处理厂进水泵 房。该方法运行管理较简单，不用添加设 备，但对进水泵房会产生一定的水力冲击负荷，如果UNlTANK运行系列较多，运行时序岔开，那么冲击负荷相对较低，对进水影响较小。第二种，由电动闸门 控制，冲洗出水直接进入冲洗水池，池内设潜水泵，将冲洗水送至中间池。该方法不会对进水泵 房产生影响，但需加设冲洗水池和冲洗水泵，运行管理较复杂，如果UNITANK运行系列较少，该种方法较适合。 石家庄高新区污水处理厂的冲洗水系统采用第一种形式，即冲洗水直接排至进水泵房。每组生物池中两侧池的出水均进入到中间池边的一条公共出水渠 道，该渠道上安装两台电动闸门，具有两种功能，分别作为出水渠道和冲洗水渠道使用。在沉淀出水的初期，公共渠道上的出水闸门关闭，冲洗水闸打开，冲洗水经 冲洗水管人厂区污水管，然后排入处理厂进水泵房。进水泵房的平均流量短时增

加1／6。当出水水质正常时，打开出水闸门，关闭冲洗水闸，出水进入总出水管道 排出处理厂。 2.6 曝气系统的选择和设计

UNITANK工艺可以采用表面机曝气和微孔器曝气两种形式。针对这两种形式在UNITANK工艺中的特点作如下对 比。

表 微孔曝气器 低，不稳定 项 目 电耗 表面曝气机 高 曝气系统低10％一20％ 高 工程造价 曝气器充氧效率 低，稳定 高，随使用时间增长，效率逐渐降低 电机维修在水维修时需将全池放空，且随运行时间加长，维修管理 面，不影响正常维修频率提高 运输 池底沉泥 极少 沉淀池表面负荷 低 有，且不均匀 较高，一般需加设斜板沉淀，降低表面负荷。运行时斜板上容易孳生生物膜；维修曝气头时，需拆掉斜板。 缺氧/厌氧开/关曝气机，开/关单池曝气管，会给其它池中曝气头带/好氧运行易操作 来气量冲击，不易操作。 模式 由以上对比可以看出，表面曝气机更适合 UNITANK工艺，如果工程占地允许，建议尽量采用表面曝气机曝气。

石家庄高新区污水处理厂曝气系统采用表曝机和潜 水搅拌机相结合的方式，每个池中安装2台表曝机、2台水下搅拌机，

表曝机运行充氧，当水中溶解氧到达高限设定值时，表曝机停止工作，水下搅拌 机运行，当水中溶解氧低于低限设定值时，水下搅拌机停止工作，表曝机开始运行。本工程的实际需氧量为60吨O2天。

表曝机选用比利时AQUA公司生产浮动式高速表曝机，它可以适应因水流方向改变而造成的水面起落，另外安装简单，只需缆绳固定。由于高速表曝机 的电机直接驱动螺旋叶轮，不需要减速装置，因此检修量少，维护方便。 表曝机功率为75KW，潜水搅拌机功率为12.5KW。 2.7污泥排放系统的选择和设计

UNITANK工艺通常有两种排放剩余污泥的方式，即连续排泥和间歇排泥。连续排泥是指在运行期间连续排放混合液，剩余污泥泵容量较低，基本不需要控制， 但是由于剩余污泥浓度低，后续污泥浓缩脱水的负荷将会加大。间歇排泥是指在特定时段集中排泥，如在沉淀末期排泥，该方式剩余污泥泵容量较高，需要控制排泥 时间及排泥闸，但该方式剩余污泥浓度较高，后续污泥浓缩脱水的负荷较低。

石家庄新区污水处理厂剩余污泥采用间歇排泥方式，排泥时间设在沉淀后期。全厂共设两座剩余污泥泵房，在污泥泵房内共安装污泥泵6台，分别负责6 组交替式生物处理池的排泥。每个污泥泵经 管道由电动阀门控制分别从处理单元中的2个沉淀池中抽泥，排泥时间设在沉淀后期。排泥管道按两 台污泥泵同时工作设计。

经计算污泥产量为32吨干泥/天，泥龄为14天。污泥含水率按99.2％计，污泥产量4000吨/天，每组生物池每天排泥667m3。 按每个周期排泥2次，每次15—20分钟计，选污泥泵流量为0.1m3／s，扬程7.5米。 3、结语

UNITANK工艺据有独特的优点：第一，与传统活性污泥法相比，可不设回流污泥系统及沉淀池刮泥机，投资低，同时由于设备 种类较少，便于维护管理，降低了日常检修费 用；第二，运行周期和时序可根据进水水质和出水水质要求进行调整，形成厌氧、缺氧和好氧交替状态，实现除磷脱氮功能，运转灵活；第三，采用矩形池结构，生 物池共同隔墙布置，可节省土建费用和工程建设用地；第四，系统为连续运行，出水采用固定堰，不设浮动式滗水器，水面基本桓定，另外池中约有三分之二的设备 同时运行，与SBR工艺相比，其容积和设备利用率高。

UNITANK工艺虽有许多优点，但也有一定的适用范围。在选择该工艺时应该考虑以下问题：

第一，进水BOD浓度较高时，建议考虑采用两级UNITANK工艺。本文介绍的是单级UNITANK工艺，即进水只经过一级生物池处理，当进水 水质较高时，如BOD高于500mg/L时，可采用两级UNI-TANK工艺，即用两级生物池处理，第一级生物池按高负荷厌氧或好氧方式运行，第二级按低 负荷好氧方式运行。目前，西格司公司已有两级UNITANK工艺的工程业绩。

第二，出水水质有除磷要求时，应慎重考虑是否选用该工艺。该工艺除磷脱氮过程的原理是：通过在沉淀末期和曝气期中间加入非曝 气搅拌期，形成缺氧和厌氧状态，完成脱氮和生物除磷功能。但是，从实际运行看，很难形成生物除磷的理想状态。因为，在非曝气搅拌期，水中大量的硝酸盐会消耗溶解 性BOD，降低有效BOD／P比值；进水中溶解性BOD在生物池内被大量稀释，除磷菌可摄取的BOD量减少，在厌氧阶段磷释放不彻底。因此生物除磷功能很 难保证。从工程业绩看，西格斯公司自1987年至1997年已有187座该工艺处理厂投产，但无生物除磷记录。所以，选择该工艺生物除磷时应慎重考虑。

第三，处理水量过大时，应充分考虑该工艺的复杂性，由于工艺运行、结构设沉降缝和抗浮等原因的限制，处理池每格的尺寸宜控制在40×40米范围 内。当处理水量增加时，处理单元数也会增加，致使配水、出水、冲洗水和剩余污泥排放等设备随着单元数而增加，大大提高了实际运行的复杂程度。从自动控制方 面看，10万吨/天处理规模的污水厂，氧化沟工艺的I／O数量只需1200点，而该工艺为3000点以上，随着处理单元数量增加，其控制量也将成倍增加。 所以，该工艺在规模较大处理厂应用时，应进行全面考虑。

综上所述，UNITANK工艺更适用于中小型污水处理厂，在一定的范围内，可以替代其它活性污泥法，有独特的优点，并具有较强的竞争力。

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