常用生活污水處理工藝介紹及對(duì)比

1、? 幾種常用生活污水處理工藝的比較、概述生活污水處理工藝目前已相當(dāng)成熟， 其核心技術(shù)為活性污泥法和生物 膜法，對(duì)活性污泥法 （或生物膜法） 的改進(jìn)及發(fā)展形成了各種不同的生活 污水處理工藝，傳統(tǒng)的活性污泥法處理工藝在中小型生活污水處理已較少 使用。根據(jù)污水的水量、 水質(zhì)和出水要求及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況， 選用合理的 污水處理工藝，對(duì)污水處理的正常運(yùn)行、處理費(fèi)用具有決定性的作用。本文主要對(duì)生活污水幾種常用的處理工藝作簡(jiǎn)單介紹，包括氧化溝、 序批式活性污泥法 （SBR）、生物接觸氧化法、 曝氣生物濾池 （BAF）、A-0 工藝、膜生物反應(yīng)器（ MBR）等。中小型生活污水處理工藝簡(jiǎn)介典型的生活污水處理完整工

2、藝如下：污水前處理 生化法 二沉池消毒 出水| | - 污泥處理系統(tǒng) -前處理也稱為預(yù)處理技術(shù)，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、 初沉池等。由于生活污水處理的核心是生化部分， 因此我們稱污水處理工藝是特 指這部分，如接觸氧化法、 SBR法、 A/O 法等。用生化法（包括厭氧和好 氧）處理生活污水在目前是最經(jīng)濟(jì)、 最適用的污水處理工藝， 根據(jù)生活污 水的水量、水質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)的條件而選擇不同的污水處理工藝對(duì)投資及運(yùn)行成 本具有決定性的影響。下面就目前常用的生活污水處理工藝作一簡(jiǎn)介。1、氧化溝工藝氧化溝是活性污泥法的一種變形， 其池體狹長(zhǎng)， 故稱為氧化溝。 氧化 溝有多種構(gòu)造型式，典型的有： A：卡

3、羅塞式； B：奧巴爾型； C：交替工 作式氧化溝； D：曝氣沉淀一體化氧化溝氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠， 其規(guī)模從每日幾百 立方米至幾萬(wàn)立方米， 工藝日趨完善， 其構(gòu)造型式也越來(lái)越多。 其主要特 點(diǎn)是：進(jìn)出水裝置簡(jiǎn)單； 污水的流態(tài)可看成是完全混合式， 由于池體狹長(zhǎng)， 又類似于推流式； BOD負(fù)荷低，處理水質(zhì)良好；污泥產(chǎn)率低，排泥量少；污泥齡長(zhǎng)，具有脫氮的功能。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：混合液懸浮固體濃度 5000mg/l ；生物固體平均停留時(shí)間， 去除 BOD5時(shí)，取 58 天，當(dāng)要求硝化反應(yīng)時(shí)取 1030天；水力停留時(shí)間 為 20、24、36、48h，根據(jù)對(duì)處理水水質(zhì)要求而定； BODSS負(fù)

4、荷（ Ns） 為 0.030.07kgBOD/（ kgMLSS.d）；BOD容積負(fù)荷 （Nv）為 0.10.2 kgBOD/ （ m3.d）；污泥回流比為 50150%；混合液在渠內(nèi)的流速為 0.40.5m/s ； 溝底流速為 0.3 m/s 。但氧化溝工藝與 SBR和普通活性污泥工藝比較， 能耗高，且占地面積 較大。2、A/O法即厭氧好氧污水處理工藝，流程如下：生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法 工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料， 池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧， 并使池體內(nèi) 污水處于流動(dòng)狀態(tài)， 以保證污水與污水中的填料充分接觸， 避免生物接觸 氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺

5、陷。該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給， 生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后， 填 料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝， 產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作 用會(huì)造成生物膜的脫落， 并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)， 此時(shí)，脫落的生物膜將 隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)：1、由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；2、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便特點(diǎn) 生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn)，但又與一般生物膜 法不盡相同。 一是供微生物棲附的填料

6、全部浸在廢水中， 所以生物接觸氧 化池又稱淹沒式濾池。 二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧， 而不同于一般生 物濾池靠自然通風(fēng)供氧， 相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料， 也 可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約2 5的懸浮狀態(tài)活性污泥， 對(duì)廢水也起凈化作用。 因此生物接觸氧化法是一種 具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同， 就是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團(tuán)、 絲狀菌、 真菌、原生動(dòng)物和后 生動(dòng)物組成。在活性污泥法中，

7、 絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因 素；而在生物接觸氧化池中， 絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)， 大大增加 了生物相與廢水的接觸表面， 同時(shí)因?yàn)榻z狀菌對(duì)多數(shù)有機(jī)物具有較強(qiáng)的氧 化能力，對(duì)水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)性， 所以是提高凈化能力的有力因 素。處理裝置 按結(jié)構(gòu)分為分流式和直接式兩類，其結(jié)構(gòu)如圖生物接觸氧 化池所示分流式的曝氣裝置在池的一側(cè)填料裝在另一側(cè)依靠泵或空氣的提升 作用，使水流在填料層內(nèi)循環(huán)， 給填料上的生物膜供氧。 此法的優(yōu)點(diǎn)是廢 水在隔間充氧， 氧的供應(yīng)充分， 對(duì)生物膜生長(zhǎng)有利。 缺點(diǎn)是氧的利用率較 低，動(dòng)力消耗較大； 因?yàn)樗_刷作用較小， 老化的生物膜不易脫落新陳 代謝周期

8、較長(zhǎng)生物膜活性較??； 同時(shí)還會(huì)因生物膜不易脫落而引起填料堵 塞。直接式是在氧化池填料底部直接鼓風(fēng)曝氣。 生物膜直接受到上升氣流 的強(qiáng)烈擾動(dòng)，更新較快，保持較高的活性； 同時(shí)在進(jìn)水負(fù)荷穩(wěn)定的情況下， 生物膜能維持一定的厚度，不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。一般生物膜厚度控制在 1 毫米左右為宜。選用適當(dāng)?shù)奶盍弦栽黾由锬づc廢水的接觸表面積是提高生物膜凈 化廢水能力的重要措施。 一般采用蜂窩狀填料。 蜂窩狀填料的比表面積如：蜂窩狀填料孔徑須根據(jù)廢水水質(zhì)（ BOD即五日生化需氧量、懸浮物 等的濃度）、 BOD負(fù)荷、充氧條件等因素進(jìn)行選擇。在一般情況下 BOD 濃度為 100300毫克升，孔徑可選用 32 毫米；

9、BOD為 50100毫克 升可選用 1520毫米；如在 50 毫克升以下，可選用 1015 毫米孔 徑的填料。填料要質(zhì)量輕，強(qiáng)度好，抗氧化腐蝕性強(qiáng)，不帶來(lái)新的毒害。目前采 用較多的有玻璃布、 塑料等蜂窩狀填料， 此外，也可采用繩索、 合成纖維、 沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窩狀、網(wǎng)狀、斜波紋板等。生物接觸氧化法的 BOD負(fù)荷與廢水的基質(zhì)濃度有關(guān)， 對(duì)低 BOD濃度（50300 毫克升） 廢 水每日每立方米的填料采用 25 千克（BOD） ，廢水停留時(shí)間為 0.5 1.5 小時(shí)，氧化池內(nèi) 耗氧量約 1 3 毫克升。由于氧化池內(nèi)生物量較大，處理負(fù)荷高，可控制溶解氧量較高， 一般要求氧化池出水中

10、剩余溶解氧為23 毫克升。為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，并提高污水的可生化性，在生物接觸氧化池前加厭氧水解調(diào)節(jié)池，將厭氧工藝控制在水解酸化階段， 旨在利用厭氧條件下多種產(chǎn)酸菌的胞外酶分解水中長(zhǎng)鏈有 機(jī)物，產(chǎn)生有機(jī)酸、醇等，廢水中的有機(jī)物水解酸化后，可生化性得到了提高，利于發(fā)揮后 續(xù)好氧工藝的生物降解性能，使整個(gè)工藝能節(jié)能運(yùn)行并使出水優(yōu)良。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：A：厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的形式，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為 24 小時(shí)。厭氧池下部為污泥床區(qū)，污泥床厚度通常控制在 11.2M 之間，進(jìn)水系統(tǒng)可采用脈沖進(jìn) 水中阻力布水系統(tǒng)，底部設(shè)布水溝，保留污泥不沉積底部，呈懸浮狀態(tài)。污泥床平均濃度為 3035g/l

11、 則污泥負(fù)荷為 0.350.30kgCODcr/kg(ss).d 。B：生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內(nèi)設(shè) 有填料，微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮生長(zhǎng)于水中， 因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點(diǎn)。 曝氣系統(tǒng)可采用鼓風(fēng)或射流曝氧增氧系統(tǒng) (設(shè)計(jì) 時(shí)必須考慮投資及運(yùn)行成本) 。為培養(yǎng)微生物的不同的優(yōu)勢(shì)菌種，將接觸氧化池分為兩格是 行之有效的。第一格有效水力停留時(shí)間為 2.5 小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷為 1.15kgBOD5/m3.d 。第二格 有效水力停留時(shí)間為 1.5 小時(shí)，有機(jī)負(fù)荷 0.768kgBOD5/m3.d 。A/O 法優(yōu)點(diǎn)在

12、于： 體積負(fù)荷高，停留時(shí)間短，節(jié)約占地面積； 生物活性高； 有較高的微生物濃度； 污泥產(chǎn)量低； 出水水質(zhì)好且穩(wěn)定； 動(dòng)力消耗低； 不產(chǎn)生污泥膨脹； 掛膜方便，可間歇運(yùn)行； 工藝運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作方便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。目前存在的問(wèn)題主要是池內(nèi)填料間的生物膜有時(shí)會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象， 尚待改進(jìn)。 研究的方 向是針對(duì)不同的進(jìn)水負(fù)荷控制曝氣強(qiáng)度， 以消除堵塞； 其次是研究合理的氧化池池型和形狀、 尺寸和材質(zhì)合適的填料。3、SBR法序批式活性污泥法（ SBR Sequencing Batch Reactor ）是早在 1914 年就由英國(guó)學(xué)者 Ardern 和 Locket 發(fā)明了的水處理工藝。 70 年代初，

13、美國(guó) Natre Dame 大學(xué)的 R.Irvine 教 授采用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模對(duì) SBR工藝進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究， 并于 1980 年在美國(guó)環(huán)保局 （ EPA）的 資助下，在印第安那州的 Culwer 城改建并投產(chǎn)了世界上第一個(gè) SBR法污水處理廠。 SBR工 藝的過(guò)程是按時(shí)序來(lái)運(yùn)行的，一個(gè)操作過(guò)程分五個(gè)階段：進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。由于 SBR在運(yùn)行過(guò)程中， 各階段的運(yùn)行時(shí)間、 反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài) 等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。對(duì)于 SBR 反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，只是時(shí)序控制，無(wú)空間控制障礙，所以可以靈活控制。因此，SBR工藝發(fā)展速度極快，

14、并衍生出許多種新型 SBR處理工藝。前處理 SBR反應(yīng)器 過(guò)濾出水|污泥處置設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 理論上 SBR反應(yīng)器的容積負(fù)荷有一個(gè)較在的范圍， 為 0.11.3 kgBOD5/m3.d， 但為安全計(jì)，一般取低值，如 0.1 kgBOD5/m3.d 左右。最高水位和最低水位，最高水位即反 應(yīng)時(shí)的水位，最低水位是指排放工序結(jié)束時(shí)的水位，最低水位必須保證在排水在此水位時(shí)， 沉淀污泥不隨上清液而流失。SBR工藝的主要特點(diǎn)有：出水水質(zhì)較好；不產(chǎn)生污泥膨脹；除磷脫氮效果好。其缺點(diǎn)是池容和設(shè)備利用率低，占地面積較大、運(yùn)行管理復(fù)雜，自控水平要求高。4、曝氣生物濾池曝氣生物濾池是 90 年代初興起的污水處理新工藝，

15、已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流 行。該工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質(zhì)）的 作用 其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體， 節(jié)省了后續(xù)沉淀池 （ 二沉池 ） ，其 容 積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行 費(fèi)用省。曝氣生物濾池，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填 （ 濾 ）料，在填料下鼓氣，是 具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。 曝氣生物濾池 （BAF）70 年代末起源于歐洲大陸， 已發(fā)展為法、 英等國(guó)設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)：1 、 總體投資省，包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土

16、建和征地費(fèi)；2 、占地面積小，通常為常規(guī)處理工藝占地面積的 80% ，廠區(qū)布置緊湊，美觀；3 、處理出水質(zhì)量好，可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；4 、工藝流程短，氧的傳輸效率高，供氧動(dòng)力消耗低，處理單位污水的電耗低；5 、過(guò)濾速度高，處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝；缺點(diǎn)： 曝氣生物濾池運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜， 尤其是填料的反洗與更換， 從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用也 較高。5、MBR工藝膜- 生物反應(yīng)器工藝（ MBR工藝）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技 術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，省掉二沉池。 活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留

17、時(shí)間（ SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。因此，膜- 生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。 與傳統(tǒng)的生物處理方法相比， 具有生化效率高、 抗負(fù)荷沖擊能 力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前最有前途 的廢水處理新技術(shù)之一。中空纖維膜組件置于 MBR中， 污水浸沒膜組件， 通過(guò)自吸泵的抽吸， 利用膜絲內(nèi)腔的抽 吸負(fù)壓來(lái)運(yùn)行。膜組件材質(zhì)為聚乙烯。膜組件公稱孔徑為 0.4 m，是懸浮固體、膠體等的 有效屏障； 中空纖維膜絲較細(xì)， 有較好的柔韌性， 能保持較長(zhǎng)的壽命， 即使有膜絲破損的現(xiàn) 象發(fā)生，由于膜絲內(nèi)徑僅為270

18、m，可被污泥迅速阻住，對(duì)處理水質(zhì)完全沒有影響。鼓風(fēng)機(jī)曝氣， 在提供微生物生長(zhǎng)所必須的溶解氧之外， 還使上升的氣泡及其產(chǎn)生的紊動(dòng)水流 清洗膜絲表面， 阻止污泥聚集， 保持膜通量穩(wěn)定， 設(shè)計(jì)氣水比為 201。 MBR中產(chǎn)生的剩余 污泥由氣提泵定量提升至污泥濃縮池， 污泥在其中濃縮， 并使污泥減容， 上清液回流至調(diào)節(jié) 池， MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。前處理反硝化池 MBR池出水|污泥處置MBR的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：? 出水水質(zhì)好? 工藝參數(shù)易于控制，能實(shí)現(xiàn) HRT與 SRT 的完全分離? 設(shè)備緊湊，省掉二沉池，占地少? 剩余污泥產(chǎn)量少? 有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖? 克服了常規(guī)活性污泥

19、法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端? 系統(tǒng)可采用 PLC控制，易于實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化MBR工藝的缺點(diǎn)： MBR工藝造價(jià)相對(duì)較高，為普通污水處理工藝的1.5-2.0 倍。國(guó)產(chǎn)膜片質(zhì)量較差、使用時(shí)間較短，進(jìn)口膜片價(jià)格過(guò)高，運(yùn)行維護(hù)及更換費(fèi)用較高。三、各種工藝之比較為了降低投資和運(yùn)行成本， 因地制宜地進(jìn)行工藝方案 （主要是生物處理方案 ） 比較是必要 的。進(jìn)行多種工藝方案的比較，包括投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、占地面積、出水水質(zhì)、后期管理 等各方面進(jìn)行系統(tǒng)的比較，因地制宜的選擇適合的工藝。1、在生活污水中的應(yīng)用隨著我國(guó)水處理工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，近兩年A-O、 BAF及 MBR工藝應(yīng)用越來(lái)越廣，前些年氧化溝工藝的應(yīng)用較多，造價(jià)較低，適用于土地資源較豐富的地區(qū)。2、占地面積與總池