城市污水處理廠的工藝選擇

摘要:污水處理廠的工藝選擇直接關(guān)系到一個(gè)地區(qū)的污水處理效果、可持續(xù)發(fā)展發(fā)展以及整個(gè)地區(qū)的環(huán)境建設(shè)。介紹了各種污水處理技術(shù)的特點(diǎn)，闡述了污水處理技術(shù)的選擇。

關(guān)鍵詞:城市污水；污水處理；城市污水處理廠建設(shè)是水資源利用和水污染控制的必然，也是可持續(xù)發(fā)展要求的必然結(jié)果。然而，污水處理廠的工藝選擇直接關(guān)系到建設(shè)成本和運(yùn)行成本的多少、處理效果的質(zhì)量、占地面積的大小以及管理的方便性等關(guān)鍵問題。因此，在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，有必要對(duì)工藝方案進(jìn)行較好的比較，以確定z佳的醉方案。

酸堿度，作為嘴的基本污水指標(biāo)，必然會(huì)成為供需熱點(diǎn)，這對(duì)于E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極等眾多制造商來說是一大好處。美國BroadleyJames作為美國BroadleyJamesE-1312的老牌制造商，必將為中國的環(huán)境保護(hù)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們生產(chǎn)的pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，檢測準(zhǔn)確。廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測及污水處理過程中。

處理廠工藝是指污水處理單元在達(dá)到要求處理程度的前提下的有機(jī)結(jié)合。確定污水處理廠工藝的主要依據(jù)是要達(dá)到的處理程度，而處理程度主要取決于接收處理后污水的水體的自凈能力或處理后污水的出口。因此，不同的地區(qū)和城市有不同的具體條件、不同的需求和不同的技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，世界上z常用的醉法是活性污泥法，其中有不同的模式，如傳統(tǒng)活性污泥法、階段曝氣法、曝氣沉淀池法、甲乙法、甲乙法等。當(dāng)然，還有其他方法，如生物膜法、物理化學(xué)法、自然處理法、氧化塘法等。每個(gè)處理過程都有自己的特點(diǎn)和適應(yīng)范圍，處理形式應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐母鞣N條件和要求進(jìn)行選擇。

1.1傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法是一種人工強(qiáng)化水體自凈的方法。是一種使微生物群落懸浮在曝氣池中并與污水接觸凈化的方法。包括標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法、分步曝氣法、長時(shí)間曝氣法、分段曝氣法、有限曝氣法、AB法等傳統(tǒng)活性污泥法改造和AO法、AOO法等。近年來，脫氮除磷工藝發(fā)展迅速。目前，活性污泥法占主導(dǎo)地位，適用于處理生活污水比例較大的城市污水。然而，隨著AO法、AOO法和AB法等新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高濃度工業(yè)污水的處理效果也有所提高。

1.1傳統(tǒng)活性污泥法

優(yōu)點(diǎn):①廢水不適合物化處理，生化需氧量去除率可達(dá)95%以上。(2)建設(shè)投資高，但處理能力成本低。

缺點(diǎn):停留時(shí)間長，設(shè)備龐大，基建投資大，所以必須增加各種結(jié)構(gòu)來增加各種結(jié)構(gòu)的體積，從而增加處理廠的面積，增加管理人員和管理難度。

發(fā)展方向:①為了使廢水系統(tǒng)的組成和濃度均勻，重新評(píng)估預(yù)處理和重新研究調(diào)節(jié)池。(2)探索活性污泥微生物菌株的選擇。③在活性污泥工藝設(shè)備中引入儀器儀表和建議管理指標(biāo)。

1.2間歇活性污泥法

近年來，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城鎮(zhèn)本身的發(fā)展，污水處理設(shè)施已從大城市向中小城市和農(nóng)村城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)變?yōu)橼厔?。小型污水處理設(shè)施逐漸增多，農(nóng)村小城鎮(zhèn)對(duì)改善生活環(huán)境條件的要求越來越迫切。

與大號(hào)相比

間歇活性污泥法采用處理池對(duì)處理后的水進(jìn)行曝氣、沉淀和排放，簡化和小型化了設(shè)備，池內(nèi)流態(tài)清晰，操作管理方便，可實(shí)現(xiàn)無人操作，對(duì)進(jìn)水負(fù)荷變化具有緩沖能力，處理性能穩(wěn)定，可去除有機(jī)物和懸浮物，脫氮效果好。間歇活性污泥法是一種代表性的方法。一般情況下，設(shè)置兩個(gè)曝氣沉淀池連續(xù)進(jìn)入混合污水，每個(gè)沉淀池交錯(cuò)半個(gè)周期運(yùn)行。一個(gè)周期為6小時(shí)，重復(fù)進(jìn)行。

1.3AB工藝

AB工藝，又稱吸附生物降解工藝，于20世紀(jì)70年代中期 次在德國開發(fā)，是對(duì)傳統(tǒng)活性污泥工藝的一種改進(jìn)。許多污水處理廠的數(shù)據(jù)表明，在處理難降解工業(yè)廢水或濃度較高的城市廢水時(shí)，該工藝具有特殊的凈化機(jī)理和許多優(yōu)于普通活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。它將傳統(tǒng)活性污泥法曝氣池分為兩個(gè)部分——A和b，在a部分有機(jī)物的吸附、吸收和氧化三種模式中，前兩種起主要作用，而后兩種在b部分起主要作用，尤其氧化起主要作用。

從工藝流程來看，AB工藝的主要特點(diǎn)如下:①AB工藝沒有一級(jí)沉淀池，污水經(jīng)過細(xì)格柵和沉淀池后直接進(jìn)入A段曝氣池；(2)設(shè)置中間沉淀池，嚴(yán)格將a段和b段污泥與污泥分離，分別回流，保持各自的菌群特征；(3)AB工藝的A級(jí)曝氣吸附池高負(fù)荷運(yùn)行，污泥齡短，B級(jí)曝氣池低負(fù)荷運(yùn)行；(4)AB工藝的A級(jí)曝氣池可根據(jù)污水成分進(jìn)行兼氧或好氧運(yùn)行，提高污水的可生化性，從而大大增加降低B級(jí)曝氣池的負(fù)荷。因此，AB法兩級(jí)曝氣池的總?cè)莘e明顯小于傳統(tǒng)活性污泥法。(5)由于AB工藝中甲乙兩個(gè)階段的操作條件不同，微生物群落在這兩個(gè)階段的代謝功能也不同。因此，污泥回流設(shè)備在A級(jí)和B級(jí)均提供。但是，根據(jù)專家的研究和一些污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況(如我市北部和中部的有限公司)，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，基礎(chǔ)設(shè)施投資和能耗總體上仍然節(jié)省。污水濃度越高，節(jié)省的投資和能耗越多，優(yōu)勢越明顯。

1.4 AO法和AOO法

AO法和AOO法是近年來發(fā)展起來的新型生物脫氮除磷工藝。與傳統(tǒng)的化學(xué)和生物脫氮除磷相比，它們還能有效提高出水生化需氧量、化學(xué)需氧量和懸浮物指標(biāo)。AO法是缺氧和好氧的簡稱，AOO法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱。脫氮在缺氧段完成，除磷需要厭氧段。AO法主要是同時(shí)去除氮和磷。這兩個(gè)過程都要求污水充分曝氣，以充分硝化含氮有機(jī)物。因此，降低的污泥負(fù)荷對(duì)于延長曝氣時(shí)間和增加鼓風(fēng)量是必要的。根據(jù)天津東郊污水處理廠和沈陽北污水處理廠的實(shí)踐，A/O工藝中曝氣池、二沉池、回流污泥量、鼓風(fēng)量和曝氣裝置數(shù)量均比傳統(tǒng)活性污泥工藝增加了約一倍。此外，由于該工藝所需的污泥負(fù)荷相對(duì)較低，否則不足以實(shí)現(xiàn)污泥的好氧穩(wěn)定化，因此厭氧工藝將帶來基礎(chǔ)設(shè)施投資和能耗的大幅增加。在AOO工藝缺氧段前增設(shè)厭氧池，達(dá)到有效除磷效果，基建成本和電耗高于AO工藝。

2生物膜法

生物膜法污水處理是與活性污泥法并列的好氧生物處理技術(shù)。它是土壤自凈的人工強(qiáng)化

氧化塘是一種結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)和管理、污水凈化效果好、節(jié)能的污水處理方法。氧化塘污水的凈化過程與天然水體的自凈過程非常相似。污水流得很慢，在池塘里儲(chǔ)存了很長時(shí)間。通過微生物的代謝活動(dòng)，降解污水中的有機(jī)污染物，凈化污水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界近5 0個(gè) 已經(jīng)采用氧化塘處理污水。氧化塘有一些突出的優(yōu)點(diǎn):①能充分利用地形，工程簡單，節(jié)約基建投資；(2)實(shí)現(xiàn)污水資源化，污水凈化與利用相結(jié)合；(3)污水處理成本低。然而，氧化塘也有一些缺點(diǎn):①占地面積大；(2)污水凈化效果不穩(wěn)定；(3)污泥應(yīng)及時(shí)清除；(4)浮油應(yīng)及時(shí)清除。

氧化溝在世界上也廣泛使用。奧伯特氧化溝工藝也用于我市北郊2006年的污水處理廠。經(jīng)過一年的試運(yùn)行，處理效果基本達(dá)到原設(shè)計(jì)的指標(biāo)，氮去除率高，但磷去除效果一般。與普通活性污泥法相比，氧化溝法提高了混合液的污泥濃度，剩余污泥產(chǎn)量從010增加到10005。氧化溝有多種形式:卡羅塞爾式、三溝式、組合式等。通常，機(jī)械曝氣器用于給水面充氣。曝氣器有水平軸旋轉(zhuǎn)刷式。氧化溝水深約3m，嘴水深不超過3.6m.有些氧化溝采用圓盤或立軸倒置傘形曝氣機(jī)。三溝氧化溝已在香洲凈化廠、深圳污水處理廠等污水處理廠得到應(yīng)用。這條氧化溝沒有另一個(gè)二級(jí)沉淀池。進(jìn)水和出水通過程序定時(shí)切換具有曝氣和沉淀功能。不需要污泥回流，節(jié)約了能耗和建設(shè)成本。然而，由于曝氣設(shè)備利用率低，設(shè)備成本增加。

由于操作管理簡單，沒有回流污泥裝置，氧化溝具有氧化塘的一些優(yōu)點(diǎn)，克服了氧化塘占地面積大、處理效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍有一定的發(fā)展。組合氧化溝是近年來發(fā)展起來的一系列改造的總稱。其特點(diǎn)是沉淀池和氧化溝建在一起，進(jìn)水和曝氣連續(xù)不變。同時(shí)具有其他氧化溝的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到節(jié)約基建成本、運(yùn)行成本低、管理簡便的目的。然而，無論氧化溝是什么類型，發(fā)展都會(huì)受到影響，因?yàn)樗畈荒芴?，而且一些曝氣機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行。

4序批式曝氣(丁苯橡膠)

序批式曝氣(丁苯橡膠)是一個(gè)古老的過程。zuiz初間歇地進(jìn)水，在水箱中間歇地充氣，然后沉淀、排水和排放泥漿。處理過程非常簡單。如果采用延長曝氣的SBR法，污泥消化和沼氣儲(chǔ)存利用程序也可以省略，整個(gè)污水處理廠只需要少量的構(gòu)筑物。目前，我國只在一些小型城市污水廠使用，規(guī)模在每天10 0(~n3)以下。然而，由于其突出的簡單特點(diǎn)，顯示出管理簡單、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。該工藝不僅工藝簡單，而且對(duì)水量水質(zhì)的變化適應(yīng)性強(qiáng)，可以省去調(diào)節(jié)池，沒有污泥膨脹的風(fēng)險(xiǎn)，污泥沉降性好，可以去除氮磷，出水水質(zhì)好，占地少，在一定規(guī)模下節(jié)約成本，運(yùn)行成本低。其缺點(diǎn)是進(jìn)水和曝氣切換頻繁，國內(nèi)由于排放裝置尚未形成工藝，發(fā)展有一定的局限性，尚未推廣。然而，它們?nèi)匀皇莾煞N潛在的技術(shù)，并且正在逐漸受到重視。

丁苯橡膠工藝近年來發(fā)展速度非?？欤⑶疫M(jìn)行了許多改造

污水含有微生物和容易被同化的有機(jī)物。因此，如果污水處于有氧狀態(tài)(溶解氧存在)，大多數(shù)有機(jī)物將逐漸氧化成二氧化碳或轉(zhuǎn)化成新的細(xì)菌細(xì)胞。當(dāng)污水在壓力管道中長時(shí)間輸送時(shí)，大氣中的氧氣供應(yīng)中斷，剩余的溶解氧迅速耗盡。短時(shí)間后，特殊微生物開始將硫酸鹽還原為硫化氫，因此此時(shí)的污水被稱為化糞池污水。當(dāng)這種污水再次與空氣接觸時(shí)，會(huì)釋放硫化氫，并在污水管壁上氧化成硫酸鹽，造成嚴(yán)重危害和腐蝕。在英國，至少50種下水道已經(jīng)成功地噴上氧氣，以防止這種腐蝕和損壞。然而，氧氣的氧化部分受到懸浮污水中微生物和污水總管表面生物膜的影響。此外，使用的氧氣量很大，成本比其他方法高約25倍。因此，該技術(shù)僅適用于某些條件，但仍可作為有效的補(bǔ)充方法來降低超負(fù)荷運(yùn)行的污水處理廠的負(fù)荷。目前，我國還沒有使用這種方法的例子。這是因?yàn)檫@種方法的投資太大，無法達(dá)到我國目前的經(jīng)濟(jì)條件。然而，根據(jù)我們站在過去十年收集到的關(guān)于城市下水道的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果“誰污染誰控制”的政策能夠徹底實(shí)施，各大排水公司將承擔(dān)部分責(zé)任，這對(duì)整個(gè)城市的水環(huán)境將大有裨益。

6結(jié)論

通過以上工藝的比較，不難看出，從處理效果來看，活性污泥法通常具有較高的處理效率和較低的生物膜規(guī)律?；钚晕勰喾ㄖ校琒BR法、氧化溝法和AB法處理效率較高。當(dāng)污水中有機(jī)物濃度較高時(shí)，AB法和AO法更為有利。當(dāng)有機(jī)物濃度較低時(shí)，氧化溝、SBR等延長曝氣工藝具有明顯優(yōu)勢。然而，傳統(tǒng)活性污泥法適應(yīng)范圍廣，能很好地適應(yīng)高、低有機(jī)物濃度。當(dāng)其他工藝的優(yōu)勢不明顯時(shí)，傳統(tǒng)的污泥法往往是zuigood工藝。當(dāng)對(duì)出水脫氮除磷有特殊要求時(shí)，根據(jù)不同要求，可以采用AO法、AOO法等方法實(shí)現(xiàn)脫氮除磷或同時(shí)脫氮除磷。在投資方面，活性污泥法比其他方法多，生物膜法和氧化塘較少，但生物膜法的管理要求更嚴(yán)格，氧化塘衛(wèi)生條件差，污染地下水。就占地面積而言，傳統(tǒng)活性污泥法和氧化塘占地面積較大。目前，根據(jù)世界各國污水處理情況，大型污水處理廠采用傳統(tǒng)活性污泥法，而氧化溝在小型污水處理廠中占很大比例。