常见的几种污水处理工艺.docx

常见的几种污水处理工艺一工艺基本原理是的缩写它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外还具有一定的脱氮除磷功能是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理所以法是改进的活性污泥法工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起段溶解氧不大于段在缺氧段异养菌将污水中的淀粉纤维碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸使大分子有机物分解为小分子有机物不溶性的有机物转化成可溶性有机物当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时可提高污水的可生化性及氧的效率在缺氧段异养菌将蛋白质脂肪等污染物进行氨化有机链上的或氨基酸中的氨基游离出氨在充足供氧条件下自养菌的硝化作用将氧化为通过回流控制返回至池在缺氧条件下异氧菌的反硝化作用将还原为分子态氮完成在生态中的循环实现污水无害化处理内循环生物脱氮工艺特点根据以上对生物脱氮基本流程的叙述结合多年的焦化废水脱氮的经验我们总结出生物脱氮流程具有以下优点效率高该工艺对废水中的有机物氨氮等均有较高的去除效果当总停留时间大于经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀可将值降至以下其他指标也达到排放标准总氮去除率在以上流程简单投资省操作费用低该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源尤其在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后碳氮比有所提高在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率如和在缺氧段中去除率在酚和有机物的去除率分别为和故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程容积负荷高由于硝化阶段采用了强化生化反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度与国外同类工艺相比具有较高的容积负荷缺氧好氧工艺的耐负荷冲击能力强当进水水质波动较大或污染物浓度较高时本工艺均能维持正常运行故操作管理也很简单通过以上流程的比较不难看出生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时也降解酚氰等有机物工艺的缺点由于没有独立的污泥回流系统从而不能培养出具有独特功能的污泥难降解物质的降解率较低若要提高脱氮效率必须加大内循环比因而加大了运行费用另外内循环液来自曝气池含有一定的使段难以保持理想的缺氧状态影响反硝化效果脱氮率很难达到影响因素水力停留时间硝化反硝化污泥浓度污泥龄负荷率进水总氮浓度二工艺基本原理工艺是的英文缩写它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称该工艺处理效率一般能达到和为总氮为以上磷为左右一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂但工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法运行管理要求高所以对目前我国国情来说当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化从而影响给水水源时才采用该工艺工艺特点污染物去除效率高运行稳定有较好的耐冲击负荷污泥沉降性能好厌氧缺氧好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合能同时具有去除有机物脱氮除磷的功能脱氮效果受混合液回流比大小的影响除磷效果则受回流污泥中夹带和硝酸态氧的影响因而脱氮除磷效率不可能很高在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中该工艺流程最为简单总的水力停留时间也少于同类其他工艺在厌氧缺氧好氧交替运行下丝状菌不会大量繁殖一般小于不会发生污泥膨胀污泥中磷含量高一般为以上工艺的缺点反应池容积比脱氮工艺还要大污泥内回流量大能耗较高用于中小型污水厂费用偏高沼气回收利用经济效益差污泥渗出液需化学除磷三氧化沟氧化沟技术氧化沟又名连续循环曝气池是活性污泥法的一种变形氧化沟污水处理工艺是在世纪年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的自从年在荷兰首次投入使用以来由于其出水水质好运行稳定管理方便等技术特点已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理至今氧化沟技术己经历了半个多世纪的发展在构造形式曝气方式运行方式等方面不断创新出现了种类繁多各具特色的氧化沟从运行方式角度考虑氧化沟技术发展主要有两方面一方面是按时间顺序安排为主对污水进行处理另一方面是按空间顺序安排为主对污水进行处理属于前者的有交替和半交替工作式氧化沟属于后者的有连续工作分建式和合建式氧化沟见图氧化沟工艺分类目前应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟奥尔伯氧化沟型氧化沟三沟式氧化沟型氧化沟和一体化氧化沟氧化沟工艺在污水处理中的应用从理论上讲氧化沟既具有推流反应的特征又具有完全混合反应的优势前者使其具有出水优良的条件后者使其具有抗冲击负荷的能力正是因为有这个环流且有能量分区的缘故使它具有其它许多污水生物处理技术所拥有的众多优势其中最为显著的优势是工作稳定可靠由于具有出水水质好运行稳定管理方便以及区别于传统活性污泥法的一系列技术特征氧化沟技术在污水处理中得到广泛应用据不完全统计目前欧洲己有的氧化沟污水处理厂超过多座北美超过座氧化沟的处理能力由最初的服务人口仅人到如今的万万人口当量不仅氧化沟的数量在增长而且其处理规模也在不断扩大处理对象也发展到既能处理城市污水又能处理石油废水化工废水造纸废水印染废水及食品加工废水等工业废水我国自世纪年代亦开始应用这项技术随着污水处理事业的极大发展全国各地先后建起了不同规模不同型式的氧化沟污水处理厂目前在我国采用氧化沟处理城市污水和工业废水的污水处理厂已有近百家见表我国典型氧化沟型式及应用及表部分国内氧化沟污水处理厂型式及规模氧化沟工艺的研究新进展通过对多种连续流生物除磷脱氮工艺时空关系的分析并结合新的除磷脱氮理论继续贯彻简易污水处理的思想重庆大学的王涛钟仁超刘兆荣麦松冰等人对氧化沟工艺进行了改良改良氧化沟池型的构建原则改良氧化沟池型的构建是在一体化简易污水处理技术的思想基础上依托于卡鲁塞尔氧化沟一体化氧化沟和奥贝尔氧化沟而建立的它是以连续流的方式不作专门的时空调配通过空间分区和空间顺序及对溶解氧的优化控制将污水净化的去除和固液分离功能集于一体以水力内回流的方式替代机械内回流的反应器构建的总原则是以连续流的方式在更少的和合理的空间中完成和的同时去除改良氧化沟池型按上述构建原则提出了如图所示改良型氧化沟模型污水流入外沟经回流调节闸板后流经中沟和内沟在各沟道内循环数十次到数百次最终由固液分离器进行泥水分离出水外中内沟道分别为好氧缺氧交替区厌氧区和好氧区完成有机物的降解和同时脱氮除磷该模型着重在保留奥贝尔氧化沟硝化反硝化优势同时克服该工艺占地面积大的缺点借鉴卡罗塞尔氧化沟跑道型沟道的构型和水力内回流方式减少了大回流比的机械设备考虑将奥贝尔氧化沟的同心圆型沟道展开去掉中心岛的无效占地同时又保留其三沟道串连层层推进的流态特点另外将一体化氧化沟中的侧沟固液分离器技术也揉合了进来不设置单独的二沉池并实现污泥的无泵自动回流改良氧化沟的优化分析改良型氧化沟采用奥贝尔氧化沟三沟道串联的特性将各分区考虑成串联从而有利于难降解有机物的去除并可减少污泥膨胀现象的发生改良型氧化沟借鉴奥贝尔氧化沟的溶解氧梯度分布具有较好的脱氮功能在外沟道形成交替的好氧和大区域的缺氧环境较高程度地发生同时硝化反硝化即使在不设内回流的条件下也能获得较好的脱氮效果由于外沟道溶解氧平均值很低氧传递作用是在亏氧条件下进行的所以氧的传递效率有所提高有一定的节能效果一般约节省能耗加之外沟道内所特有的同时硝化反硝化功能节能效果更为明显内沟道作为最终出水的把关一般应保持较高的溶解氧但内沟道容积最小能耗相对较低改良型氧化沟将奥贝尔氧化沟布置相对困难的圆形或椭圆形沟型设计为环状跑道型降低了占地面积和工程造价同时取消了无效占地的中心岛进一步节省占地面积和造价改良型氧化沟借鉴卡罗塞尔氧化沟水力条件使内沟的好氧区向外沟的缺氧区回流实现了水力内回流简化了处理环节节省了设备和能耗改良型氧化沟借鉴一体化氧化沟将集曝气净化和固液分离于一体的优势不单独建二沉池和污泥回流泵站污泥自动回流简单节能且节省占地和基建投资结论氧化沟由于其出水水质好运行稳定管理方便等技术特点在我国污水处理厂中有着较为广泛的应用改良型氧化沟模型借鉴了卡罗塞尔氧化沟的构型和内回流方式引用了侧沟式一体化氧化沟的侧沟固液分离技术同时保留了奥贝尔氧化沟三沟串连层层推进的流态特点是多种先进工艺的集成是氧化沟技术研究的新进展改良型氧化沟工艺具有系统简单管理方便节约能耗节省占地和减少基建投资等优点以下为几种常见氧化沟的类型结构示意图多沟交替式氧化沟卡鲁塞尔氧化沟一体化氧化沟奥贝尔氧化沟基本原理氧化沟又名氧化渠因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名它是活性污泥法的一种变型因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动因此有人称其为循环曝气池无终端曝气池氧化沟的水力停留时间长有机负荷低其本质上属于延时曝气系统氧化沟一般由沟体曝气设备进出水装置导流和混合设备组成沟体的平面形状一般呈环形也可以是长方形形圆形或其他形状沟端面形状多为矩形和梯形氧化沟工艺特点构造形式多样性基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形而沟渠的形状和构造则多种多样沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状可以是单沟系统或多沟系统多沟系统可以是一组同心的互相连通的沟渠也可以是相互平行尺寸相同的一组沟渠有与二次沉淀池分建的氧化沟也有合建的氧化沟合建的氧化沟又有体内式和体外式之分等等多种多样的构造形式赋予了氧化沟灵活机动的运行性能使他可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行并结合其他工艺单元以满足不同的出水水质要求曝气设备的多样性常用的曝气设备有转刷转盘表面曝气器和射流曝气等不同的曝气装置导致了不同的氧化沟型式如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟采用转刷的帕斯维尔氧化沟等等与其他活性污泥法不同的是曝气装置只在沟渠的某一处或者几处安设数目应按处理场规模原污水水质及氧化沟构造决定曝气装置的作用除供应足够的氧气外还要提供沟渠内不小于的水流速度以维持循环及活性污泥的悬浮状态曝气强度可调节氧化沟的曝气强度可以通过两种方式调节一是通过出水溢流堰调节通过调节溢流堰的高度改变沟渠内水深进而改变曝气装置的淹没深度使其充氧量适应运行的需要淹没深度的变化对曝气设备的推动力也会产生影响从而可以对进水流速起到一定的调节作用其二是通过直接调节曝气器的转速由于机电设备和自控技术的发展目前氧化沟内的曝气器的转速时可以调节的从而可以调节曝气强度的推动力简化了预处理和污泥处理氧化沟的水力停留时间和污泥龄都比一般生物处理法长悬浮装有机物与溶解性有机物同时得到较彻底的稳定姑氧化沟可以不设初沉池由于氧化沟工艺污泥龄长负荷低排出的剩余污泥已得到高度稳定剩余污泥量也较少因此不再需要厌氧消化而只需进行浓缩和脱水氧化沟工艺的缺点污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多含量不平衡值偏低氧化沟中污泥负荷过高溶解氧浓度不足排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时微生物的负荷高细菌吸取了大量营养物质由于温度低代谢速度较慢积贮起大量高粘性的多糖类物质使活性污泥的表面附着水大大增加值很高形成污泥膨胀泡沫问题由于进水中带有大量油脂处理系统不能完全有效地将其除去部分油脂富集于污泥中经转刷充氧搅拌产生大量泡沫泥龄偏长污泥老化也易产生泡沫污泥上浮问题当废水中含油量过大整个系统泥质变轻在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间易造成缺氧产生腐化污泥上浮当曝气时间过长在池中发生高度硝化作用使硝酸盐浓度高在二沉池易发生反硝化作用产生氮气使污泥上浮另外废水中含油量过大污泥可能挟油上浮流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中为了获得其独特的混合和处理效果混合液必须以一定的流速在沟内循环流动一般认为最低流速应为不发生沉积的平均流速应达到氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘转刷的浸没深度为转盘的浸没深度为与氧化沟水深相比转刷只占了水深的转盘也只占了因此造成氧化沟上部流速较大约为甚至更大而底部流速很小特别是在水深的或以下混合液几乎没有流速致使沟底大量积泥有时积泥厚度达大大减少了氧化沟的有效容积降低了处理效果影响了出水水质四工艺工艺原理在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢将有机物降解并同时使微生物细胞增殖将微生物细胞物质与水沉淀分离废水即得到处理其处理过程主要由初期的去除与吸附作用微生物的代谢作用絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成工艺特点理想的推流过程使生化反应推动力增大效率提高池内厌氧好氧处于交替状态净化效果好运行效果稳定污水在理想的静止状态下沉淀需要时间短效率高出水水质好耐冲击负荷池内有滞留的处理水对污水有稀释缓冲作用有效抵抗水量和有机污物的冲击工艺过程中的各工序可根据水质水量进行调整运行灵活处理设备少构造简单便于操作和维护管理反应池内存在浓度梯度有效控制活性污泥膨胀法系统本身也适合于组合式构造方法利于废水处理厂的扩建和改造脱氮除磷适当控制运行方式实现好氧缺氧厌氧状态交替具有良好的脱氮除磷效果工艺流程简单造价低主体设备只有一个序批式间歇反应器无二沉池污泥回流系统调节池初沉池也可省略布置紧凑占地面积省工艺的缺点间歇周期运行对自控要求高变水位运行电耗增大脱氮除磷效率不太高污泥稳定性不如厌氧硝化好五工艺工艺原理生物处理法是周期循环活性污泥法的简称池分预反应区和主反应区在预反应区内微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物经历一个高负荷的基质快速积累过程这对进水水质水量和有毒有害物质起到较好的缓冲作用同时对丝状菌的生长起到抑制作用可有效防止污泥膨胀随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程工艺集反应沉淀排水功能于一体污染物的降解在时间上是一个推流过程而微生物则处于好氧缺氧厌氧周期性变化之中从而达到对污染物去除作用同时还具有较好的脱氮除磷功能工艺特点运行灵活可靠生物选择器可以根据污水水质情况以好氧缺氧和厌氧三种方式运行选择器可以恒定容积也可以可变容积运行可任意调节状态发挥不同微生物的生理特性选择器容积可变避免产生污泥膨胀提高了系统的可靠性抗冲击负荷能力强工业废水城市污水处理都适用处理构筑物少流程简单池子总容积减少土建工程费用低不需设二次沉淀池及其刮泥设备也不用设回流污泥泵站可实现除磷脱氮调节生物选择器可变容积的曝气和非曝气顺序提高了生物除磷脱氮效果节省投资构筑物少占地面积省设备及控制系统简单曝气强度小不须大气量的供气设备运行费用低工艺缺点间歇周期运行对自控要求较高变水位运行电耗增大容积利用率较低污泥稳定性不如厌氧硝化好