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城市污水處理廠(chǎng)該選擇哪種工藝

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建設城市污水處理廠(chǎng)是水資源利用和水污染控制的必然趨勢,是可持續發(fā)展要求的必然結果。而污水處理廠(chǎng)工藝的選擇,直接關(guān)系到建設費用和運行費用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關(guān)鍵問(wèn)題。因此,在進(jìn)行污水處理廠(chǎng)設計時(shí),必須做好工藝方案的比較,以確定**jia方案。

處理廠(chǎng)工藝是指在達到所要求的處理程度的前提下,污水處理各單元的有機組合。確定污水處理廠(chǎng)工藝的主要依據是所要達到的處理程度,而處理程度則主要取決于接受處理后污水的水體的自?xún)裟芰蛱幚砗笪鬯某雎?。因此,各個(gè)地區、各個(gè)城市的具體情況不同,需求不同,選擇的工藝亦有所不同。根據統計資料,目前世界上使用**多的是活性污泥法,其中又有不同的模式,如傳統活性污泥法、階段曝氣法、曝氣沉淀池、A B法、A O法等。當然,也有采用其它方法的如:生物膜法、物理化學(xué)法以及自然處理法、氧化塘等。每種處理工藝方法均有其各自的特點(diǎn)及適應范圍,應根據當地的各種不同條件和要求選擇處理形式。


1、 活性污泥法

活性污泥法是水體自?xún)舻娜斯娀?,是使微生物群體在曝氣池內是懸浮狀,并和污水接觸而使之凈化的方法。包括標準活性污泥法、STEP曝氣法、長(cháng)時(shí)間曝氣法、分段式曝氣法、限制曝氣法以及AB法等傳統活性污泥法的改型和AO法、AOO等.近年來(lái)開(kāi)發(fā)**脫氮除磷工藝。目前,活性污泥法占主導地位,適用于處理生活污水所占比重較大的城市污水,但隨著(zhù)如AO法、AOO法、AB法等新工藝的開(kāi)發(fā),對于工業(yè)污水成份比較高的污水的處理效果也有了提高。

1.1 傳統活性污泥法優(yōu)點(diǎn)

①不宜采用物理化學(xué)方法處理的廢水,BOD去除率可達95%以上。

②建設投資額高,但處理的動(dòng)力費較低。缺點(diǎn):所需停留時(shí)間長(cháng),設備龐大,基建投資大,因而要加各種構筑物,使各種構筑物容積增大,從而使處理廠(chǎng)面積增大,增加管理人員及管理難度。

發(fā)展方向:

①為了廢水體系的組分、濃度均勻化,重新估價(jià)預處理,重新研究調整槽。

②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。

③ 活性污泥法的設備中引入儀表化和擬定管理指標。

1.2 間歇式活性污泥法

近幾年來(lái)隨著(zhù)城市規模的不斷擴展以及城鎮自身的發(fā)展,下水道設施已呈現出大城市轉向中小城市、農村小鎮的趨勢,小規模污水處理設施逐步增加,農村小城鎮對于改善生活環(huán)境條件的要求越來(lái)越迫切了。小規模污水處理設施與大規模處理設施比較,它的自然條件和社會(huì )條件大不相同,因此,必須研究采用適于小規模污水處理設施,用以取代過(guò)去的大規模處理方式。

小規模污水處理應具備如下特點(diǎn)

① 容易運行管理;

② 維修方便;

③建設費用低;

④出水水質(zhì)良好。

經(jīng)過(guò)國內外一些污水處理廠(chǎng)的多年實(shí)踐證明,間歇式活性污泥法正是一種能滿(mǎn)足這些條件的處理方法。

間歇式活性污泥法是采用一個(gè)處理池進(jìn)行曝氣、沉淀、排出處理水,使設備簡(jiǎn)單化、小型化,池內流態(tài)分明,運行管理方便,可做到無(wú)人運轉,對于流入污水的負荷變動(dòng),有緩沖能力,處理性能穩定,不僅能去除有機物質(zhì)和懸浮固體而且脫氮效果好。

間歇式活性污泥法具有代表性的方式,一般設2個(gè)曝氣沉淀池,連續進(jìn)入混合污水,各自錯開(kāi)半個(gè)周期進(jìn)行運轉,運行一個(gè)周期為6h,周而復始,反復進(jìn)行。

1.3 AB工藝法

AB工藝法也稱(chēng)為吸附生物降解法,是七十年代中期**先在德國興起的,是傳統活性污泥法的一種改型,從許多污水廠(chǎng)資料中表明該工藝在處理難降解的工業(yè)廢水或較高濃度的城市污水處理方面,它與普通活性污泥法相比,有特殊的凈化機制和多方面的優(yōu)越性,它把傳統活性污泥法的曝氣池分為兩段——A段和B段,A段在對有機物質(zhì)吸附、吸收、氧化三種方式中,前兩者起主要作用,而B(niǎo)段主要由后兩者起作用,特別是氧化作用占主要地位。

從工藝流程來(lái)看,AB工藝的主要特征是:

①AB工藝不設初沉池,污水經(jīng)細格柵、沉砂池后直接進(jìn)入A段曝氣池;

②設置中間沉淀池,使A段和B段污泥嚴格分開(kāi),單獨回流,保持各自的菌群特征;

③AB工藝的A段曝氣吸附池以高負荷運行,污泥泥齡較短,B段曝氣池以低負荷運行;

④AB工藝的A段曝氣池可以根據污水組分進(jìn)行兼氧或好氧運行,改善污水的可生化性,這樣大大降低B段曝氣池的負荷。因此,AB工藝兩段曝氣池的總容積比傳統活性污泥法的曝氣池顯著(zhù)減??;

⑤由于A(yíng)B工藝中A、B兩段運行條件的差異,而導致兩段中微生物群落新陳代謝功能不同,因此A、B兩段均設有污泥回流設備,但據專(zhuān)家的研究及一些污水廠(chǎng)實(shí)際運行(如我市北中部污水凈化責任有限公司)證明,一般情況下仍然比傳統活性污泥法節省基建投資和電耗,污水濃度越高,節省投資和電耗就越多,優(yōu)越性就越明顯。

1.4 AO法及AOO法

AO法及AOO法是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的生物脫氮除磷新工藝,與傳統的化學(xué)和生物脫氮除磷相比,它還有效提高了BOD、COD、SS的出水指標。

AO法是缺氧、好氧的簡(jiǎn)稱(chēng),AOO法是厭氧、缺氧和好氧的簡(jiǎn)稱(chēng),脫氮是在缺氧段完成的,除磷則要求有厭氧段。

AO法主要是脫氮,AOO法可以同時(shí)去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣,使含氮有機物充分硝化,所以必須降低污泥負荷,延長(cháng)曝氣時(shí)間和增大鼓風(fēng)量。

AOO法在缺氧段前面還加有一個(gè)厭氧池,以達到對磷的有效去除效果,基建費用與電耗比AO工藝更高點(diǎn)。


2 、生物膜法

污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種好氧生物處理技術(shù)。它是土壤自?xún)舻娜斯娀?,是使微生物群體附著(zhù)在其他物體表面上呈膜狀,并讓它和污水接觸而使之凈化的方法。包括生物濾池、生物轉盤(pán)、生物接觸氧化法等形式。

優(yōu)點(diǎn)

①對水量、水質(zhì)變動(dòng)有較強的適應勝;

②在低水溫條件下,也能夠保持一定的凈化功能;

③宜于固液分離;

④ 能夠處理低濃度的污水;

⑤動(dòng)力費用低,產(chǎn)生的污泥量少。

缺點(diǎn)

① 負荷低,占地面積大,不適用處理水量較大的污水;

②濾料易于堵塞;

③產(chǎn)生濾池蠅,影響環(huán)境衛生;

④生物膜再生管理相對復雜。


3、氧化塘

氧化塘是一種構造簡(jiǎn)單、易于維護管理、污水凈化效果良好、節省能源的污水處理法。氧化塘對污水的凈化過(guò)程和自然水體自?xún)暨^(guò)程很相近,污水在塘內經(jīng)較長(cháng)時(shí)間的緩慢流動(dòng)、貯存,通過(guò)微生物的代謝活動(dòng),使污水中的有機污染物降解,污水得到凈化。據統計,目前全世界已有近5 0個(gè)**采用氧化塘處理污水。

氧化塘具有一些較為突出的優(yōu)點(diǎn):

①可以充分利用地形,工程簡(jiǎn)易,基建投資??;

②能夠實(shí)現污水資源化,使污水凈化與利用相結合;

③污水處理成本低廉。

但氧化塘也具一定的不足之處:

① 占地面積大;

②污水凈化效果不穩定;

③ 污泥應及時(shí)清除;

④浮油應及時(shí)去除。

由于可不設回流污泥裝置運行管理簡(jiǎn)單,且氧化溝具有氧化塘的某些優(yōu)點(diǎn),并克服了氧化塘占地面積大,處理效果不穩定等缺點(diǎn),應用有一定發(fā)展。合建式氧化溝是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的一系列改型的總稱(chēng),它們的特點(diǎn)是沉淀池與氧化溝合建,進(jìn)水和曝氣都連續不變,它同時(shí)具備了其它氧化溝的優(yōu)點(diǎn),達到基建費省,運行費用低,管理又簡(jiǎn)單方便。但是不論是何形式的氧化溝,都由于受水深不能過(guò)大的限制,在部分曝氣器是滿(mǎn)負荷運行等,致使其發(fā)展受到影響。


4 、序批式曝氣法(SBR法)

序批式曝氣法(SBR)是一種古老的工藝,**初是在一個(gè)池中間歇進(jìn)水、間歇曝氣,然后沉淀、排水、排泥,處理工序相當簡(jiǎn)化。如采用延時(shí)曝氣的SBR法,還可省去污泥消化、沼氣貯存利用工序,整個(gè)污水廠(chǎng)只需要幾個(gè)構筑物。

目前我國只在一些規模不大的城市污水廠(chǎng)應用,規模為每天10 0(~n3以下,但由于其突出的簡(jiǎn)易特點(diǎn),已顯示出管理簡(jiǎn)單、運行穩定等優(yōu)點(diǎn),引起人們廣泛的重視。該工藝不僅工藝簡(jiǎn)單,而且對水量水質(zhì)的變化有很強的適應性,可以省去調節池,不存在污泥膨脹的危險,污泥沉降性好,可以脫氮除磷,出水水質(zhì)好,占地省,在一定規模下造價(jià)省,運行費用低。它的缺點(diǎn)是進(jìn)水、曝氣倒換頻繁,且由于排出裝置,國內尚未形成該工藝,發(fā)展有一定限制,一直未能推廣。但仍是兩種很有潛勢的工藝,逐漸受到重視。

SBR工藝近年來(lái)發(fā)展很快,已出現多種改型,目前常用的有以下幾種型式:

①傳統間歇進(jìn)水,間歇曝氣,這種型式對水量水質(zhì)變化適應性強,水量變化很大,水型污水廠(chǎng)**為適用。

②連續進(jìn)水,間歇曝氣,對進(jìn)水不加控制,但必須使其不影響沉淀。

③雙池串聯(lián),連續進(jìn)水,前池連續曝氣,后池間歇曝氣,從后池往前池回流混合液以保持污泥濃度。后兩種形式均為連續進(jìn)水,可用于較大型污水處理廠(chǎng)。


5 、下水道內部處理

污水中含有微生物和容易同化的有機物,因此,如果污水處于一種需氧狀態(tài)(存在溶解氧),則大部分有機物逐漸氧化為二氧化碳或轉化成新的細菌細胞。當污水在壓力管道中長(cháng)時(shí)間輸送時(shí),就中斷了大氣中氧的供給,所剩余的溶解氧迅速被用光,短時(shí)間后特殊的微生物就開(kāi)始將硫酸鹽還原成硫化氫,因而此時(shí)的污水就稱(chēng)為腐化污水。當這種污水同空氣再次接觸時(shí),會(huì )釋放出硫化氫,并在下水道的管壁上氧化成硫酸鹽,從而造成嚴重的危害與腐蝕。

在英國,至少有50種下水道已經(jīng)成功地采用向下水道內噴入氧氣來(lái)預防這種腐蝕與損害。但這種氧的氧化作用,部分地受到懸浮污水中的微生物和下水道干管表面生長(cháng)的生物膜的影響,而且氧的用量大,費用也比其它方法高25倍左右。所以這種技術(shù)僅適用于一定的條件,但它們仍可以作為減輕超負荷運轉的污水處理廠(chǎng)負荷的一種有效的補充方法。在我國目前尚無(wú)使用此項方法的實(shí)例,這是由于該方法投資太巨大,我國目前的經(jīng)濟條件還不能達到。但就我站對全市下水道的十數年監測資料,如果能徹底貫徹“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的方針,由各排水大戶(hù)承擔起部分責任,對整個(gè)城市的水環(huán)境是有不容忽視的益處的。

6、 結論

通過(guò)以上工藝的比較,我們不難看出,從處理效果上講,通?;钚晕勰喾ǖ奶幚硇瘦^高,生物膜法則較低,在活性污泥法中,SBR法、氧化溝法、AB法等處理效率更高。污水的有機物濃度高時(shí),AB法、AO法等工藝比較有利。當有機物濃度低時(shí),氧化溝、SBR法等延時(shí)曝氣工藝具有明顯)的優(yōu)勢。而傳統活性污泥法的適應范圍很廣,有機物濃度高、低都能很好適應,當其他工藝的優(yōu)點(diǎn)不明顯時(shí),傳統污泥法往往是**好工藝。當對出水有脫氮除磷的特殊要求時(shí),可根據要求的不同,利用AO法、AOO法等法實(shí)現脫氮或除磷或同時(shí)脫氮除磷。

從投資方面來(lái)看,活性污泥法比其它方法要多一些,生物膜法、氧化塘較少,但生物膜法管理上有較嚴格的要求,而氧化塘衛生條件差,還會(huì )污染地下水。從占地面積來(lái)講,傳統活性污泥法、氧化塘占地面積較大。

目前從世界各國的污水處理看,大型污水廠(chǎng)多用傳統活性污泥法,小型污水廠(chǎng)中氧化溝則占很大比例。

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