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城鎮污水處理工藝如何選擇

發布時間:2019-6-27 11:41:57  中國污水處理工程網

  污水處理工藝主要包括三大類:1、物化法,2、活性污泥法,3、生物膜法。其中,物化法包括加藥澄清、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等;活性污泥法包括氧化溝、A2/O、SBR、AB法等;生物膜法包括曝氣生物濾池、生物轉盤、接觸氧化池、生物流化床等工藝。因MBR屬于生化與膜法的結合,相當于提標或者替代二沉池的一種手段或者工藝,本文不再敘述,僅做生化部分的介紹。下面主要介紹目前國內城鎮污水處理較常見的幾種污水處理工藝。

  一、氧化溝工藝

  1、工藝簡介

  氧化溝又名氧化渠,因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動,因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長,有機負荷低,其本質上屬于延時曝氣系統。

  氧化溝利用連續環式反應池作生物反應池,混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續循環,氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置,向反應池中的物質傳遞水平速度,從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環。

  氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成,溝體的平面形狀一般呈環形,也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀,溝端面形狀多為矩形和梯形。

  2、工藝優點

  ①循環流量大,使進水達到快速混合稀釋,具有很強的抗沖擊負荷能力。同時,由于氧化溝負荷低,一般是在延時曝氣條件下運行,水和固體停留時間長,固體總量大,因而對沖擊負荷也有較強的緩沖作用;

  ②運行中水力條件好,不會產生污泥沉積,因而使出水水質穩定;

  ③由于表曝型氧化溝采用倒傘型表面曝氣機,它的支承方式為浮軸式,機械受力比較合理,因此具有使用壽命長、易于維修管理、能長期穩定運行等特點。采用倒傘型表明曝氣機,供氧能力大,設備數量少,日常維護工作量極小,且對運行管理人員沒有特殊要求;

  ④可以通過改變曝氣機的工作數量、轉速調整其供氧氧能力和可節省電耗;

  ⑤該工藝由于泥齡長,污泥在氧化溝中趨于相對穩定,不需要消化。

  ⑥該工藝流程簡單,構筑物少,控制管理較方便。

  3、工藝缺點

  ①池深淺,占地面積相對較大,基建投資較大,使得工程造價和征地費用增加;

  ②存在污泥膨脹問題;

  ③存在泡沫問題;

  ④存在污泥上浮問題;

  ⑤需要設置單獨的二沉池和污泥回流系統。

  4、適用范圍

  廣泛應用于大、中、小城市。

  二、A2/O工藝

  1、工藝簡介

  A2/O是一種有效的除磷脫氮工藝,是一種深度二級處理工藝,是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合,生物池通過曝氣裝置、推進器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。A2/O生物除磷脫氮系統的活性污泥中,菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷,厭氧釋磷起到除磷效果,脫氮方面在好氧階段硝化,厭氧階段反硝化起到脫氮的作用。

  2、工藝優點

  ①除磷脫氮效果明顯,工藝比較成熟、運行可靠;

  ②總的水力停留時間少于其他同類工藝;

  ③有效控制污泥膨脹;

  ④污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效;

  ⑤運行中勿需投藥,兩個A斷只用輕緩攪拌,并不增加溶解氧濃度,運行費用低。

  3、工藝缺點

  ①流程復雜、構筑物多、占地較大、造價較高;

  ②脫氮、除磷效果難于再行提高,污泥增長有一定的限度,不易提高;

  ③用于中小型污水處理廠費用偏高;

  ④沼氣回收利用經濟效益差;

  ⑤對運行工況的控制需要管理人員具有較高的專業知識及經驗。

  4、適用范圍

  大中型污水處理廠

  三、SBR工藝

  1、工藝簡介

  SBR也稱為序批式活性污泥法,是普通活性污泥法的改良。SBR工藝的過程是按時序來運行的,由進水、反應、沉淀、潷水和閑置五個過程組成,從污水流入開始到閑置時間結束算做一個周期。在一個周期內所有上述過程都在一個設有曝氣系統或攪拌裝置的反應池內依次進行,這種操作周期周而復始反復進行達到不斷進行污水處理和生化降解的目的。

  SBR在運行過程中,各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。

  2、工藝優點

  ①理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效果好;

  ②運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好;

  ③耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊;

  ④工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活;處理設備少,構造簡單,便于操作和維護管理;

  ⑤能有效控制活性污泥膨脹;

  ⑥SBR法系統本身也適合于組合式構造方法,利于擴建和改造;

  ⑦具有良好的脫氮除磷效果;

  ⑧工藝流程簡單、占地面積省、造價低。

  四、CASS工藝

  1、工藝簡介

  CASS生物處理法是周期循環活性污泥法的簡稱,又稱為循環活性污泥工藝,是在SBR的基礎上發展起來的,即在SBR池內進水端增加了一個生物選擇器,實現了連續進水,間歇排水。CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內,微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經歷一個高負荷的基質快速積累過程,這對進水水質、水量、PH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用,同時對絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時間上是一個推流過程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用,同時還具有較好的脫氮、除磷功能。

  2、工藝優點

  ①無需設初沉池及二沉池,占地面積小(比傳統活性污泥工藝節省20%~35%建設面積),基建費用低(比傳統活性污泥工藝節省10%~25%);

  ②曝氣為間歇式,下一周期開始曝氣時,氧的濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著,運行費用可節省10%~25%;

  ③在沉淀階段,整個反應區起沉淀池的作用,表面負荷低,沉淀效果好;

  ④運行靈活,抗沖擊負荷能力強,出水穩定,每個周期的排水量一般不超過池內總水量的1/3;

  ⑤使用范圍廣,適合分期建設,對資金不足的地區更占優勢;

  ⑥反應池除COD同時,兼具脫氮除磷作用,效果良好;

  ⑦反應池內存在較大的濃度梯度,且好氧、厭氧交替進行,能有效的抑制污泥膨脹;

  ⑧污泥泥齢在20~35天,污泥穩定性好,脫水性能好,產生剩余污泥量少。

  3.工藝缺點

  ①間歇周期運行,對自控要求較高;

  ②變水位運行,電耗增大;

  ③容積利用率較低;

  ④污泥穩定性不如厭氧硝化好;

  ⑤生物的脫氮效果很難提高;

  ⑥進水閥門/啟閉機及曝氣閥門頻繁開啟,質量要求較高。

  五、曝氣生物濾池

  1、工藝簡介

  曝氣生物濾池(biologicalaeratedfilter,BAF)是20世紀80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎上,借鑒給水濾池工藝而開發的污水處理新工藝,最初用于污水的三級處理,后發展成直接用于二級處理。

  曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式,也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式。即在生物反應器內裝填高比表面積的顆粒填料,以提供微生物膜生長的載體,并根據污水流向不同分為下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流過濾料層,在濾料層下部鼓風曝氣,使空氣與污水逆向或同向接觸,使污水中的有機物與填料表面生物膜通過生化反應得到降解,填料同時起到物理過濾作用。具體聯系污水寶或參見http://www.backsn.live更多相關技術文檔。

  2、工藝優點

  ①曝氣生物濾池同時具有生物氧化降解和過濾的作用,因而可獲得很高的出水水質,可達到回用水水質標準。

  ②占地面積小,基建投資省。曝氣生物濾池占地面積僅為常規工藝的1/10—1/5。池容較小,基建投資比常規工藝節省至少20-30%。

  ③運行費用低。曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高,曝氣量小,供氧動力消耗低。

  ④抗沖擊負荷能力強,耐低溫。運行經驗表明,曝氣生物濾池可在正常負荷2-3倍的短期沖擊負荷下運行,而其出水水質變化很小。

  ⑤易掛膜,啟動快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右,2至3周即可完成掛膜過程。

  ⑥曝氣生物濾池采用模塊化結構,便于后期改、擴建,僅需并列增加濾池數即可,不影響已有的工藝運行。

  ⑦采用自動化控制,易于管理。同時由于其本身的結構并不復雜,因而也無需

  ⑧龐雜的自控設備,更無需大量的人員技術培訓。

  ⑨產生臭氣較少、環境質量高。

  3、適用范圍

  曝氣生物濾池的應用范圍較為廣泛,其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的功能。

  六、IBR工藝

  1、工藝簡介

  IBR生物處理工藝是一種集厭氧、兼氧、好氧反應及沉淀于一體的連續進出水的周期循環活性污泥法。它同時兼具按空間分割的連續流活性污泥法及按時間進行分割的間歇性活性污泥法的優點,與按空間分割的連續流活性污泥法相比,省去了污泥回流的環節,因而節省運行能耗及減少處理設施及投資;與按時間分割的間歇流活性污泥法相比,具備連續進出水的特點,因而減少了處理設施容積及總的土建投資。

  按該工藝設計的反應池利用設置于池底的三相分離器實現單池連續進、出水,間歇曝氣。通過調節曝停比營造出污水在反應池中的多級A/A/O狀態,使污水在反應池中處于最佳狀態的脫N除P工況,以最大限度地去除N和P。在工藝運行過程中,曝停比可根據進水水質、水量、溫度、季節的情況進行調節,從而實現最佳量曝氣,系統節能的目的。

  污水處理系統配置的集中自控系統可以根據原污水水質,靈活地控制IBR的運行模式,在保證出水水質的前提下,使工藝的能量消耗最小化。

  2、工藝優點

  ①構筑物少,用地節省;

  ②機電設備少,能量消耗低、運行費用低;

  ③控制簡單;

  ④運行無噪音污染;

  七、人工濕地處理工藝

  1、工藝簡介

  人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上,污水與污泥在沿一定方向流動的過程中,主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用,對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。

  2、工藝優點

  ①建造和運行費用便宜

  ②易于維護,技術含量低

  ③可進行有效可靠的廢水處理

  ④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊

  ④可提供和間接提供效益,如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。

  3、工藝缺點

  ①占地面積大

  ②易受病蟲害影響

  ③生物和水力復雜性加大了對其處理機制、工藝動力學和影響因素的認識理解,設計運行參數不精確,因此常由于設計不當使出水達不到設計要求或不能達標排放,有的人工濕地反而成了污染源。

  ④另外,據已有數據,當上下表面植物密度增大時,人工濕地系統處理效率提高,在達到其最優效率時,需2~3個生長周期,所以需建成幾年后才達到完全穩定的運行。因此,目前人工濕地技術最大問題在于缺乏長期運行系統的詳細資料。

  八、工藝對比圖

  每一種工藝都有其優缺點,工藝的選擇要因地制宜,還和當地的經濟形勢相關密切,現將幾種常用的污水處理工藝進行多方面比較。

  工藝性能對比圖

(來源:環保工程師)

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