污水處理工藝

1、定義 1用各種方法將污水中所含的污染物分離出來(lái)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物，從而使污水得到凈化的過(guò)程。 應(yīng)用學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級(jí)學(xué)科）；污染生態(tài)學(xué)（二級(jí)學(xué)科）定義 2采取物理的、化學(xué)的或生物的處理方法對(duì)污水進(jìn)行凈化的措施。 應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級(jí)學(xué)科）；環(huán)境水利（二級(jí)學(xué)科）；水污染防治（水利）（三級(jí)學(xué)科）污水處理 (sewage treatment,wastewater treatment)：為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對(duì)其進(jìn)行凈化的過(guò)程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè),交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲

2、等各個(gè)領(lǐng)域，也越來(lái)越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。1) 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。2) 工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益等。3) 應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。必須對(duì)污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，作出合理的分析預(yù)測(cè)。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時(shí)，應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開(kāi)展中試研究。4)

3、60;積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝。對(duì)在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過(guò)中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。水污染控制工程分類不溶態(tài)污染物的分離技術(shù)：1、重力沉降：沉砂池（平流、豎流、旋流、曝氣）、沉淀池（平流、豎流、輻流、斜流）；2、混凝澄清；3、浮力浮上法：隔油、氣??；4、其他：阻力截留、離心力分離法、磁力分離法污染物的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)：1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化溝等2、生物膜法：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池等3、厭氧生物處理法：厭氧消化、水解酸化池、UASB 等4、自然條件下的生物處理法：穩(wěn)定塘、生態(tài)系統(tǒng)塘、土地處理法污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)

4、：1、中和法：酸堿中和2、化學(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀、鐵氧體沉淀、其他化學(xué)沉淀3、氧化還原法：藥劑氧化法、藥劑還原法、電化學(xué)法4、化學(xué)物理消毒法：臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉溶解態(tài)污染物的物理化學(xué)分離技術(shù)：1、吸附法2、離子交換法3、膜分離法：擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾4、其他分離方法：吹脫和氣提、萃取、蒸發(fā)、結(jié)晶、冷凍根據(jù)常見(jiàn)污水處理方法分類物理法：物理或機(jī)械的分離過(guò)程。過(guò)濾,沉淀,離心分離,上浮等,化學(xué)法：加入化學(xué)物質(zhì)與污水中有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。中和 氧化,還原,分解,混凝,化學(xué)沉淀等,物理化學(xué)法：物理化學(xué)的分離過(guò)程。氣提吹脫,吸附,萃取,離子

5、交換,電解電滲析,反滲透等生物法：微生物在污水中對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化,分解的新陳代謝過(guò)程。活性污泥,生物濾池,生物轉(zhuǎn)盤,氧化塘,厭氣消化等廢水的化學(xué)方法分類混凝向膠狀渾濁液中投加電解質(zhì),凝聚水中膠狀物質(zhì),使之和水分開(kāi)混凝劑有硫酸鋁,明礬,聚合氯化鋁,硫酸亞鐵,三氯化鐵等含油廢水,染色廢水,煤氣站廢水,洗毛廢水等中和酸堿中和,pH 達(dá)中性石灰,石灰石,白云石等中和酸性廢水,CO2 中和堿性廢水硫酸廠廢水用石灰中和,印染廢水等氧化還原投加氧化(或還原)劑,將廢水中物質(zhì)氧化(或還原)為無(wú)害物質(zhì)氧化劑有空氣(O2),漂白粉,氯氣,臭氧等含酚,氰化物,硫鉻,汞廢水,印染,醫(yī)院廢水等電解在

6、廢水中插入電極板,通電后,廢水中帶電離子變?yōu)橹行栽与娫?電極板等含鉻含氰(電鍍)廢水,毛紡廢水萃取將不溶于水的溶劑投入廢水中,使廢水中的溶質(zhì)溶于此溶劑中,然后利用溶劑與水的相對(duì)密度差,將溶劑分離出來(lái)萃取劑:醋酸丁酯,苯,N503 等設(shè)備有脈沖篩板塔,離心萃取機(jī)等含酚廢水等吸附(包含離子交換)將廢水通過(guò)固體吸附劑,使廢水中溶解的有機(jī)或無(wú)機(jī)物吸附在吸附劑上,通過(guò)的廢水得到處理吸附劑有活性炭,煤渣,土壤等吸附塔,再生裝置染色,顏料廢水,還可吸附酚,汞,鉻,氰以及除色,臭,味等用于深度處理?，F(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。一級(jí)處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固

7、體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過(guò)一級(jí)處理的污水，BOD 一般可去除 30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。二級(jí)處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD，COD 物質(zhì))，去除率可達(dá) 90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。(整個(gè)過(guò)程為通過(guò)粗格柵的原污水經(jīng)過(guò)污水提升泵提升后，經(jīng)過(guò)格柵或者砂濾器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過(guò)砂水分離的污水進(jìn)入初

8、次沉淀池，以上為一級(jí)處理 即物理處理)，初沉池的出水進(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過(guò)消毒排放或者進(jìn)入三級(jí)處理，一級(jí)處理結(jié)束到此為二級(jí)處理，三級(jí)處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，一部分進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過(guò)脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。MBR 污水處理工藝工藝流程原水格柵調(diào)節(jié)池提升泵生物反應(yīng)器循

9、環(huán)泵膜組件消毒裝置中水貯池中水用水系統(tǒng)MBR 污水處理工藝說(shuō)明污水經(jīng)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)器，通過(guò) PLC 控制器開(kāi)啟曝氣機(jī)充氧，生物反應(yīng)器出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理單元，濃水返回調(diào)節(jié)池，膜分離的水經(jīng)過(guò)快速混合法氯化消毒（次氯酸鈉、漂白粉、氯片）后，進(jìn)入中水貯水池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對(duì)膜處理設(shè)備進(jìn)行反沖洗，反沖污水返回調(diào)節(jié)池。通過(guò)生物反應(yīng)器內(nèi)的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過(guò)濾操作與反沖洗操作可自動(dòng)或手動(dòng)控制。當(dāng)膜單元需要化學(xué)清洗操作時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥和污水循環(huán)閥，打開(kāi)藥洗閥和藥劑循環(huán)閥，啟動(dòng)藥液循環(huán)泵，進(jìn)行化學(xué)清洗操作。MBR 工藝特

10、點(diǎn)膜生物處理技術(shù)應(yīng)用于廢水再生利用方面，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）能高效地進(jìn)行固液分離，將廢水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開(kāi)。分離工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級(jí)處理即可回用。（2）可使生物處理單元內(nèi)生物量維持在高濃度，使容積負(fù)荷大大提高，同時(shí)膜分離的高效性，使處理單元水力停留時(shí)間大大的縮短，生物反應(yīng)器的占地面積相應(yīng)減少。（3）由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長(zhǎng)速度緩慢的細(xì)菌（硝化細(xì)菌等）的生長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)中各種代謝過(guò)程順利進(jìn)行。（4）使一些大分子難降解有機(jī)物的停留時(shí)間變長(zhǎng)，有利于它們的分解。5膜處理技術(shù)與其它的過(guò)濾分離技術(shù)一樣，在長(zhǎng)期的

11、運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，膜作為一種過(guò)濾介質(zhì)堵塞，膜的通過(guò)水量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間而逐漸下降有效的反沖洗和化學(xué)清洗可減緩膜通量的下降，維持 MBR 系統(tǒng)的有效使用壽命。（6）MBR 技術(shù)應(yīng)用在城市污水處理中，由于其工藝簡(jiǎn)單，操作方便，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行管理。SBR 污水處理工藝概要SBR 污水處理工藝即序批式活性污泥法，全稱為：序列間歇式活性污泥法（SequencingBatch Reactor Activated Sludge Process）。簡(jiǎn)稱（SBR-Sequencing Batch Reactor）

12、間歇式活性污泥法污水處理工藝 ，SBR 工藝。它是基于以懸浮生長(zhǎng)的微生物在好氧條件下對(duì)污水中的有機(jī)物、氨氮等污染物進(jìn)行降解的廢水生物處理活性污泥法的工藝。按時(shí)序來(lái)以間歇曝氣方式運(yùn)行，改變活性污泥生長(zhǎng)環(huán)境的，被全球廣泛認(rèn)同和采用的污水處理技術(shù)。工藝流程一種具有代表性的 SBR 工藝流程是： 通過(guò)格柵預(yù)處理的廢水，進(jìn)入集水井，由潛污泵提升進(jìn)入 SBR 反應(yīng)池，采用水流曝氣機(jī)充氧，處理后的水由排水管排出，剩余污泥靜壓后，由 SBR 池排入污泥井，污泥作為肥料。分批式操作： 時(shí)間分割的操作方式替代空間分

13、割的操作方式，如 SBR 運(yùn)行周期由進(jìn)水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間、排泥時(shí)間和閑置時(shí)間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。計(jì)算方法：沉淀排水時(shí)間( Ts+D) 一般按 24h 設(shè)計(jì)。閑置時(shí)間( Tx) 一般按 0.51h 設(shè)計(jì)。 設(shè)定反應(yīng)時(shí)間為( Tf) 。一個(gè)周期所需時(shí)間 TTf+Ts+D+Tx 。1時(shí)間分配例子，如：運(yùn)行周期 12h，其中進(jìn)水 2h，曝氣 48h，沉淀 2h，排水 1h。工藝特點(diǎn):SB

14、R 工藝作為一種活性污泥工藝，也有活性污泥工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，如活性污泥工藝優(yōu)點(diǎn)污水適應(yīng)性強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用較低?；钚晕勰喙に嚨娜秉c(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。SBR 工藝還有獨(dú)有的特點(diǎn)。其總的優(yōu)缺點(diǎn)參見(jiàn)以下：優(yōu)點(diǎn)處理工藝流程簡(jiǎn)單:工藝過(guò)程五個(gè)階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、待機(jī)。間歇式曝氣、非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀 靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。構(gòu)筑物數(shù)量少、造價(jià)低:不需要設(shè)初沉地，也不需要二沉地，污泥回流設(shè)施，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略。便于操作和維護(hù)管理。 避免了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器處理效率低、占地大的缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

15、組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。處理后出水水質(zhì)好。良好的自控系統(tǒng),良好的脫氮除磷效果，廢水達(dá)標(biāo)排放,有數(shù)據(jù)稱 CODCr 平均去除率能達(dá)到 94 %以上，強(qiáng)于單級(jí)好氧處理工藝。運(yùn)行上的有序和間歇操作。特別適用在難生化降解的廢水處理。解決了 UASB 等高效厭氧反應(yīng)器，容易在出現(xiàn)水解酸化階段酸性積累從而抑制產(chǎn)甲烷段處理效率的問(wèn)題。占地少，能耗低，投資省，運(yùn)行管理方便缺點(diǎn)嚴(yán)重依靠現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)。自動(dòng)化程度要求較高，操作、管理、維護(hù)，對(duì)操作管理人員素質(zhì)要求較高。如采用人工操作，會(huì)出現(xiàn)因進(jìn)出水工序操作繁鎖，曝氣板容易堵塞。適用

16、范圍中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)污水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。需要較高出水水質(zhì)的地方，如風(fēng)景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機(jī)物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營(yíng)養(yǎng)化。水資源緊缺的地方。SBR 系統(tǒng)可在生物處理后進(jìn)行物化處理，不需要增加設(shè)施，便于水的回收利用。用地緊張的地方。對(duì)已建連續(xù)流污水處理廠的改造等。非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)污水與分散點(diǎn)源污染的治理。SBR 設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、運(yùn)行周期（T）的確定SBR 的運(yùn)行周期由充水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、排水排泥時(shí)間和閑置時(shí)間來(lái)確定。充水時(shí)間（tv）應(yīng)有一個(gè)最優(yōu)值。如上所述，充水時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體的

17、水質(zhì)及運(yùn)行過(guò)程中所采用的曝氣方式來(lái)確定。當(dāng)采用限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較高時(shí)，充水時(shí)間應(yīng)適當(dāng)取長(zhǎng)一些；當(dāng)采用非限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較低時(shí)，充水時(shí)間可適當(dāng)取短一些。充水時(shí)間一般取 14h。反應(yīng)時(shí)間（tR）是確定 SBR 反應(yīng)器容積的一個(gè)非常主要的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，其數(shù)值的確定同樣取決于運(yùn)行過(guò)程中污水的性質(zhì)、反應(yīng)器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對(duì)于生活污水類易處理污水，反應(yīng)時(shí)間可以取短一些，反之對(duì)含有難降解物質(zhì)或有毒物質(zhì)的污水，反應(yīng)時(shí)間可適當(dāng)取長(zhǎng)一些。一般在 28h。沉淀排水時(shí)間（tS+D）一般按 24h 設(shè)計(jì)。閑置時(shí)間（

18、tE）一般按 2h 設(shè)計(jì)。一個(gè)周期所需時(shí)間 tCtRtStD周期數(shù) n24/tC2、反應(yīng)池容積的計(jì)算假設(shè)每個(gè)系列的污水量為 q，則在每個(gè)周期進(jìn)入各反應(yīng)池的污水量為 q/n·N。各反應(yīng)池的容積為：V:各反應(yīng)池的容量1/m：排出比n：周期數(shù)（周期/d）N:每一系列的反應(yīng)池?cái)?shù)量q：每一系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計(jì)最大日污水量）（m3/d）3、曝氣系統(tǒng)序批式活性污泥法中，曝氣裝置的能力應(yīng)是在規(guī)定的曝氣時(shí)間內(nèi)能供給的需氧量，在設(shè)計(jì)中，高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)每單位進(jìn)水 BOD 為 0.51.5kgO2/kgBOD，低負(fù)荷運(yùn)

19、行時(shí)為 1.52.5kgO2/kgBOD。在序批式活性污泥法中，由于在同一反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行活性污泥的曝氣和沉淀，曝氣裝置必須是不易堵塞的，同時(shí)考慮反應(yīng)池的攪拌性能。常用的曝氣系統(tǒng)有氣液混合噴射式、機(jī)械攪拌式、穿孔曝氣管、微孔曝氣器，一般選射流曝氣，因其在不曝氣時(shí)尚有混合作用，同時(shí)避免堵塞。4、排水系統(tǒng)上清液排除出裝置應(yīng)能在設(shè)定的排水時(shí)間內(nèi)，活性污泥不發(fā)生上浮的情況下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。為預(yù)防上清液排出裝置的故障，應(yīng)設(shè)置事故用排水裝置。在上清液排出裝置中，應(yīng)設(shè)有防浮渣流出的機(jī)構(gòu)。序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期，應(yīng)排出與活性污泥分離的上清液，并且具備以下的特征：1

20、) 應(yīng)能既不擾動(dòng)沉淀的污泥，又不會(huì)使污泥上浮，按規(guī)定的流量排出上清液。（定量排水）2) 為獲得分離后清澄的處理水，集水機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量靠近水面，并可隨上清液排出后的水位變化而進(jìn)行排水。（追隨水位的性能）3) 排水及停止排水的動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，動(dòng)作準(zhǔn)確，持久可靠。（可靠性）排水裝置的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)升降的方式的不同，有浮子式、機(jī)械式和不作升降的固定式。5、排泥設(shè)備設(shè)計(jì)污泥干固體量=設(shè)計(jì)污水量×設(shè)計(jì)進(jìn)水 SS 濃度×污泥產(chǎn)率/1000在高負(fù)荷運(yùn)行（0.10.4 kg-BOD/kg-ss·d)時(shí)污泥產(chǎn)量以每流入 

21、;1 kgSS 產(chǎn)生 1 kg 計(jì)算，在低負(fù)荷運(yùn)行（0.030.1 kg-BOD/kg-ss·d)時(shí)以每流入 1 kgSS 產(chǎn)生 0.75 kg 計(jì)算。在反應(yīng)池中設(shè)置簡(jiǎn)易的污泥濃縮槽，能夠獲得 23%的濃縮污泥。由于序批式活性污泥法不設(shè)初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應(yīng)采用不易堵塞的泵型。SBR 設(shè)計(jì)主要參數(shù)序批式活性污泥法的設(shè)計(jì)參數(shù)，必須考慮處理廠的地域特性和設(shè)計(jì)條件（用地面積、維護(hù)管理、處理水質(zhì)指標(biāo)等）適當(dāng)?shù)拇_定。用于設(shè)施設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)以下

22、值為準(zhǔn)：項(xiàng) 目 參 數(shù)BOD-SS 負(fù)荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.030.4MLSS(mg/l) 15005000排出比(1/m) 1/21/6活安全高度 (cm)( 性污泥界面以上的最小水深) 50 以上序批式活性污泥法是一種根據(jù)有機(jī)負(fù)荷的不同而從低負(fù)荷（相當(dāng)于氧化溝法）到高負(fù)荷（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法）的范圍內(nèi)都可以運(yùn)行的方法。序批式活性污泥法的 BOD-SS 負(fù)荷，由于將曝氣時(shí)間作為反應(yīng)時(shí)間來(lái)考慮，定義公式如下：QS：污水進(jìn)水量（m3/d）CS：進(jìn)水的平均 BOD5(mg/l)CA：曝氣池內(nèi)混合液平均 MLSS 濃度(mg/l)V：曝氣池容積e：曝氣時(shí)間比 e=n·TA/24n:周期數(shù) TA:一個(gè)周期的曝氣時(shí)間序批式活性污泥法的負(fù)荷條件是根據(jù)每個(gè)周期內(nèi)，反