國家公園景區污水水質特點

公園景區內旅游設施及居民區用水主要依靠自然降水、河水、井水和自來水。用水和排水的間歇性明顯，日變化系數大。多數農戶習慣于直接傾倒、潑灑生活污水，或在房前屋后開挖簡易明暗溝，污水未經任何處理沿溝蒸發、農灌，最后滲入地下或流入周邊水體，污染十分嚴重，特別是隨著游客及景區常住人口的增和加排放量的增加依靠自然蒸發和土地滲濾已經無法消減。

小城鎮生活污水來源復雜，主要包含人體排泄物（黑水）、庭院養殖畜禽排泄物、廚房污水和生活洗滌污水（統稱灰水）。污水中一般含有較高濃度的有機物和氮、磷，合成洗滌劑以及細菌、病毒、寄生蟲卵等。

① 人體排泄物含高濃度污染物和致病菌，是環境惡化的重要污染源之一。我國農村歷來有以人畜排泄物制取農肥的習慣。各地農民不同的施肥習慣使得農村戶廁類型各異，由此產生不同數量和濃度的黑水。

② 庭院養殖是我國農村傳統的庭院資源利用方式。產生的垃圾堆積物的滲濾液及糞水沿地表邊溝漫流或入滲地下；糞渣及廢棄物被隨意堆放在院角，收集后用作農肥。暴雨時會產生大量的糞便污水，是造成環境污染和疾病傳播的主要因素之一。

③ 我國居民生活習慣使廚房污水中普遍含有大量廚余，隨著農村生活水平的提高，居民食用油消費量明顯增長，廚房污水中的有機物、油脂含量相應增多。

④　在現代生活方式影響下，當地居民的化學洗滌用品使用量也在不斷增多，使得生活洗滌污水中含有大量化學成分。

國家公園景區里污水處理難點分析

① 規模小且分散：景區內污水量比中小城鎮還小很多，與城市和小城鎮污水處理相比，戶與戶之間居住較分散，村與村間距也相對較遠。還受地勢及其他條件的影響無法架設或開挖地下污水管網。

② 區域差異大：由于排水量小，導致氣溫對處理效果影響很大。污水處理所適用的工藝及設計參數也有很大不同。

③ 水量水質變化大：每天的不同時段內，水質水量變化較大，且比較集中；特別是早、中、晚集中做飯時間，污水量達到高峰，是平時污水排放量的2~3倍；此外，目前的社區排水系統很不完善，更沒有經過合理的規劃，雨污混排，受雨季影響，水量變化系數較大。

④ 管理水平低：目前麗江老君山國家公園里的住戶污水處理幾乎沒有管理，且無專業人員，維護管理技術人員及遠行管理經驗嚴重缺乏。

⑤ 資金短缺：供水排水設施建設與運營缺乏可靠的資金來源是阻礙國家公園及村鎮水污染治理的一大難題。急需重新規劃在建設初期就需要考慮設計獨立式、小型化低能耗、低運行費用及管理方便的污水處理設施。

項目工程應用及研究示范內容

利用已擁有自主知識產權經過工程實踐及大量試驗優化的“集成式立體微循環厭氧菌床”直接處理CODcr550—1214㎎/L,SS213，BOD516—1000㎎/L的有機性廢水。完成150-300m3/d適合國家公園景區及村鎮使用的獨立式、小型化、高效低能耗污水（中水）處理站示范工程，實現旅游景區村鎮污水分散處理及再生利用的獨立式、小型化、低投資和運行費的工程應用及關鍵技術研究示范。

擬通過應用示范，進一步開發景區生活污水和村落污水就地處理就地回用，從而達到節約污水集中處理過程中的污水輸送、管網建設、改造和維護的費、降低污水處理成本及節能降耗目的，同時又實現水平衡和水循環利用的價值。因此，項目的實施需要研究（開發）的內容如下：

①運行數據及設計參數的相關性匹配標定。“集成式立體微循環厭氧菌床”反應器容積負荷、能耗與CODcr、BOD5、NH4-N和TP去除率的相關性表達。達到系統運行處理城市生活污水的綜合運行費用低于0.26元/ m3，爭取達到0.169元/ m3。

②設備全自動運行控制軟件的開發。開發出小型化動態模糊智能控制系統，達到低能耗、無人管理、動態立體循環能耗參數與智能控制軟件關聯參數匹配設定。

③厭氧復合微生物的優化選育及培養。通過實驗運用，優化選育多種厭氧微生物用做生物反應器反應底物激活劑，按比例配比共生復合，培養出厭氧復合微生物菌劑，使其在反應器中繁殖快速，縮短系統運行前的啟動時間。

④鏈式生物反應器的配置。鏈式生物反應器的較佳配置方式與動態立體循環能耗參數的關聯設定研究及多功能輕質介孔復合材料的配置及參數設定 。

⑤小型化微動力立體循環關聯參數設置。本污水處理工藝技術一個運行周期包含進水、排水、排泥及反應期兩個階段，廢水從下向上進水同時將反應期得到的凈化廢水從反應器上部推出實現排水，循環系統由反應器、管道、反應控制系統和微動力泵組成的立體微循環系統組成，反應器能利用同一空間的不同區段形成鏈式反應分別完成厭氧—兼氧—好氧的反應和沉淀過程，反應器的時間和空間利用率可達100%，廢水處理工藝流程，采取微曝氣時，不需污泥回流，容積負荷大，反應速度快，因此通過運用研究，達到低能耗、無人管理、動態立體循環關聯參數及匹配設定；

⑥景區廁所污水處理中復合生物制劑除臭前端到終端到處理最后達標排放的工藝連通；通過實際工程運用，優化選育復合微生物菌種，按比例配比共生復合，培養出廁所專用除臭及消減糞便的復合微生物菌劑，同時用于有機性生活垃圾的減量--消臭--無害化處理；

⑦反應底物與厭氧復合微生物的復合及系統激活。通過實際工程運用，優化選育多種兼氧、厭氧微生物用做生物反應器反應底物激活劑，按比例與反應底物配比共生復合，縮短系統達到正常運行的啟動時間。

⑧委托具有監測資質的麗江市環境監測站對進出水質進行效果監測，根據監測計劃出具水質監測報告，通過定量分析測定，客觀評價該集成技術的實際應用價值。

⑨建立（紅鷹能源集團）風光一體能源獨立提供系統，因為該工藝無需超過1500瓦功率的供電，達到提供黎明景區污水處理系統能源獨立供應方式的應用研究及關聯參數設定。

⑩建立獨立供電系統在線監測連接。通過這關鍵技術應用研究及示范，體現老君山黎明實驗區解決旅游設施（如景區廁所、酒店、民居等）污水深度處理與再生利用、節約水資源的的綜合效應，解決目前旅游項目開發中亟待解決的環境保護技術問題，以期為我省重點旅游開發項目的生態保護及合理開發利用提供可行的環境保護技術支撐。

擬在兩年內完成。

工程應用創新技術特點

通過項目的實施體現出有別于其他工藝的創新技術特點：

（1）只需微動力跌水曝氣（無需曝氣設施），硝化反應控制為部分亞硝化，可低動力運行，節省運行費用中的能源消耗，而確定該反應器運行費用的最大經濟流量則是選擇性底物材料的成本及獲得途徑，基本是一次性投入，無需階段性投加。

（2）硝化和厭氧氨氧化在同一反應器中進行，產生的亞硝酸氮可被及時轉化，解除了代謝過程的抑制，無需再添加后續生化系統深度處理。

（3）生物濃度高，水力停留時間短，反應器總體積約為原來UASB的1/3至，1/4減少占地面積，工程投資省。

（4）反應器內特異性厭氧污泥濃度高達10g/L以上，是普通UASB反應器活性污泥的2-3倍以上，反應器的容積負荷是普通UASB反應器活性污泥的1-2倍以上。

（5）系統采用恒水位進水、排水的運行方式，省去了污泥處理設備和昂貴的潷水設備以及沉淀池、過濾池，在整個污水處理過程中僅用兩套并列的厭氧生化鏈式生物反應池（器）即可達到要求。

（6）工藝簡單、設備投入少、能耗低、技術含量高。

（7）反應底物與微生物載體基本是一次性投入，其應用使厭氧微生物繁殖快速，厭氧活性污泥濃度高、形成的顆粒好，處理污水的效率高、出水水質好、系統穩定、耐負荷沖擊能強。

（8）易操作管理，全智能化控制，平時只需1名具備相關電工專業知識的人員操作管理即可。

（9）系統是在地下封閉反應器中快速進行，對外界環境無任何影響，去除率高，出水水質好，可直接處理達標排放或中水回用。

（10）該工藝的突出優點是它能工作在厭氧－缺氧狀態。其耗氧量僅為普通活性污泥法的1/10。投資和運行成本大大低于普通UASB、CASS反應器、OFR處理系統（氧化絮凝復合床技術）和膜分離等處理技術。

（11）用集成式立體微循環厭氧復合菌床鏈式生物反應器建設的厭氧生化處理池，其結構形式可采用地埋式建設，池頂面封閉，不占用土地資源；可做成停車場、操場和景觀。

（12）污水經匯（收）集后送至該污水處理（站），直接進入高效厭氧生化反應池（器）處理，無須集水池、初沉池，污水自流進入厭氧生化處理反應池（器）底部，在厭氧生物反應池（器）內進行上流立體微循環厭氧鏈式生物化學反應，然后通過鏈式生物反應器高濃度的專屬菌團反應、吸附、分解污染物作深度處理，污水中97%的CODcr、BOD5、LAS、石油類、動植物油，96%的SS，93%NH4-N、總氮、總磷在此被降解去除，最后出水達標排放。

小型化污水處理系統技術路線及工藝流程

工藝流程說明

集成厭氧復合菌床反應池（器）在初次使用前，需投入一定量的產酸菌種、甲烷菌種及反應底物，經培養、馴化擴培后達到要求時，就可正式投入污水處理運行。首先，污水進入格柵池將非有機固體漂浮物攔截，然后進入反應池（器）底部，在反應池（器）內進行立體微循環厭氧生物化學處理，經鏈式生物反應器反應處理。物質代謝過程：產酸菌將污水中大分子有機化合污染物轉化成小分子有機化合物及小分子揮發性脂肪酸，再由甲烷菌將其轉化成CH4和CO2氣體而被揮發。污水中92%的CODcr、BOD5、LAS、石油類、動植物油，96%的SS，93%NH4-N、總氮、總磷在此被降解去除，污水從下向上流動過程中將反應期得到凈化處理的污水從反應池（器）上部推出實現排水，排出水達標排放；需要作為農田灌溉用水或綠化用水的可用三氯異氰尿酸消毒劑進行消毒殺菌處理后回用。

需要特別說明的是：厭氧處理污水過程中，代謝途徑與好氧處理完全不同，大部分有機污染物被降解后轉化成CH4和CO2氣體而被揮發；極少數被同化為細胞即污泥，也就是厭氧處理污水產污泥量低，污泥較穩定，通常運行一到三年才需清理一次，清理時雇請環衛抽糞車抽取污泥用作有機肥或拉至垃圾填埋場填埋即可。因此，不必設置專門的污泥處理設備，大幅度降低了污泥處理費用。

進水、排水過程

污水首先進入曝氣池，從曝氣池進入反應池底部布水器并以上流推流的方式進入反應池。污水進水時反應池內污水的上流速度可在0.8-50m/h的范圍內選擇。在污水從下向上進水時，反應池不進行循環反應，只將上一個反應期得到的凈化污水從反應池上部推出實現排水。

反應過程

在此過程中反應池不進水、不排水。用微動力循環泵使反應池內的污水由曝氣池、布水器、反應池、管道和循環泵組成的循環系統在反應池內向上循環流動，使反應池內污泥床處于流化狀態。當反應結束時，停止循環反應，反應池進入下一周期的進水、排水期。

集成厭氧復合菌床反應池（器），能夠形成高生物活性的顆粒污泥，不同的是這種反應器在循環反應時不進水、不排水，僅將反應器內污水在曝氣池和反應池內進行循環反應。這樣，即使采用很高的循環上流速度也不會將反應器內的活性污泥帶出反應器。高的循環上流速度能使污泥床內的顆粒污泥處于流化狀態，使污水中的基質與污泥充分接觸和完全混合，加快傳質速度。反應器在進水、排水時停止循環上流反應，進水通過反應池底部的布水器以推流的方式進入反應池。由于進水上流速度很低，而且到進水完成時原污水最多也只能到達反應池水深的3/5處，此時將重新開始循環反應，所以不存在進水影響沉淀，再加上原水進水時，原水與污泥床內的微生物菌體發生反應，其反應方式與UASB反應器相同，因此也沒有原水“短路”的可能。

該工藝是在CASS工藝的基礎上的深化改良技術，集成厭氧復合菌床反應池（器）的進水方式設計為自流，上流速度低，無需能耗產生，反應池表面水力負荷低，因此，污泥沉淀效果好，出水含懸浮物濃度低，無需設置過濾、沉淀設備，節約了投資及土地使用面積。

反應器的脫氮原理

在反應期間，在曝氣池充了氧的循環污水通過特制布水器進入反應池底部并向上立體循環流動。使反應池從底向上形成好氧區、缺氧區和厭氧區，使反應器內循環著的污水周期性地處于高溶解氧、低溶解氧和厭氧環境中，整個反應器也相應形成好氧—缺氧—厭氧的交替過程。在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮；然后在缺氧和厭氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣（N2），從污水中逸出。由于該反應器的特殊結構和特有的運行方式，在反應器內立體循環反應的污水在曝氣池的停留時間很短，約0.5-1小時，而在反應池的停留時間則較長，約3-6小時，這樣就使反應器的曝氣池易發生短程硝化反應，而反應池則多發生厭氧生化反應。

反應器的生物除磷原理

集成式立體微循環厭氧菌床反應池（器）除磷的原理是污水在好氧、缺氧、厭氧交替運行條件下產生的反硝化聚磷菌具有以硝酸鹽代替氧氣作為電子受體的特性，在反硝化的同時實現除磷。

排放水的消毒方法

經集成式立體微循環厭氧菌床反應池（器）處理污水后排放出的水必須進行消毒處理，消毒池設計消毒接觸時間1hr,本設計采用三氯異氰尿酸消毒劑對回用的綠化用水進行消毒處理。