廢水處理方法比較與選用說明

1、廢水處理方法比較與選用說明20 世紀以來在水處理領域產(chǎn)生了各種各樣的技術， 特別是 20 世紀 70 年代 以來污廢水處理技術得到了迅速的發(fā)展。 當前我國的水污染控制迫切需要大量的 適用技術， 針對不同地區(qū)不同水污染控制問題的特點， 如何選擇現(xiàn)有技術， 需要 對污廢水處理技術進行比較研究，從而確定哪些技術是適用的。污廢水處理技術可以依據(jù)處理技術的原理分為物理法、化學法、生物法或這 三種方法的不同組合。 也可以按處理的對象和目標分為初級處理 （非水溶性物質(zhì) 的去除）、二級處理（溶解性有機物去除）和深度處理（營養(yǎng)物質(zhì)、微量有毒有 機物的去除）。污廢水處理的物理方法中最常用的是沉淀和過濾工藝，由于其

2、運行費用低、 技術成熟， 被廣泛應用于污廢水的初級處理和預處理。 當污廢水中有機或無機的 非溶性污染物能采用沉淀法去除時，應首選沉淀分離技術。過濾、膜分離、離心 分離主要應用于不宜沉淀的微小顆粒物的分離。 而吸附主要應用于難降解的溶解 性微量污染物的去除?；瘜W法中最常用的是化學沉淀和化學氧化法。 化學沉淀法可包括用于去除微 小顆粒物和膠體的混凝沉淀， 利用絮凝劑的水解架橋作用與水中微顆粒和膠體形 成絮體，通過沉淀實現(xiàn)對污染物的凈化作用。 此類工藝廣泛應用于工業(yè)污廢水的 預處理，近年也在特殊情況下用于城市污水的一級處理和污水的化學除磷。 另一 類化學沉淀是采用無機鹽， 如鈣鹽與無機離子反應形成沉

3、淀， 主要用于去除重金 屬離子等污染物質(zhì)。 化學氧化法主要用干水中難生物降解的溶解性污染物的凈化， 但應用時要注意水中多種物質(zhì)的氧化問題， 必須先去除水中易降解的有機污染物， 然后有針對性地采用化學氧化。生物法 （或稱生化法）是以生物化學原理為基礎利用微生物的代謝作用去 除廢水中的有機污染物。 此類方法是目前廢水處理中大量采用的工藝方法。 包括 各種不同的技術。主要應用于廢水的二級處理和深度處理。（1）主要參數(shù)和條件 污廢水生物處理技術種類繁多應用廣泛，它用于降解 廢水中的有機物和氮磷等引起水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)。 這些技術可依據(jù)不同的處理對象、應用條件和工藝本身的特點分成不同的類型，并適用于不同

4、廢水的處理。 污廢水生物處理的本質(zhì)是利用微生物的代謝作用分解水中的污染物， 因此在生物 處理工藝中的核心是微生物生長、 有機物分解和環(huán)境條件三者的關系。 主要參數(shù) 是比基質(zhì)降解速率（污泥負荷） 、微生物的比生長速率（污泥產(chǎn)率） 、生化比（化 學需氧量和生化需氧量之間應有一定的比例關系：生活污水通常在0.40.5 ）,環(huán)境條件主要有氧、電位、pH溫度等。此外在評價時十分重要的是技術經(jīng)濟條 件。（2）城市生活污水處理工藝 城市生活污水處理是量大面廣的水污染控制問 題。主要去除的污染物是懸浮物、 溶解性有機物和氮磷。 由于城市污水處理要求 采用廉價的處理技術，所以對于日處理能力在 5 萬噸污水以上的

5、處理廠。在懸 浮污染物的去除上都采用了沉淀工藝。 這主要是由于物理沉淀法技術簡單， 運行 費用低。溶解性有機物和氮磷的去除多采用懸浮生長的生物處理系統(tǒng)， 如果在日 處理 5 萬噸污水的好氧生物處理反應池中填充生物填料，不僅要增加數(shù)百萬元 以上的填料費，而且在維修上也十分困難。城市生活污水的處理有許多種工藝可以采用，但對于日處理能力在 20 萬噸 以上的城市污水處理廠最適宜的工藝是活性污泥法及其改進工藝。 主要是鼓風曝 氣的完全混合式活性污泥法和氧化溝工藝。 完全混合式活性污泥法是一種具有廣 泛適用性的城市污水處理工藝、 而氧化溝工藝是活性污泥法的派生工藝類型。 氧 化溝的優(yōu)點是工藝系統(tǒng)簡單，

6、只用一臺或幾臺曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)碟以及溝形的生物氧 化池。連續(xù)運行的氧化溝需要二次沉淀池，交替運行的氧化溝不需要二沉淀池。 一般氧化溝出水水質(zhì)好和污泥產(chǎn)量低的優(yōu)點是有條件的， 當設計采用的污泥負荷 較低時，氧化溝接近延時曝氣的方法，有一部分氧被用來穩(wěn)定溝中的生物污泥， 在此條件下確有出水水質(zhì)好目污泥產(chǎn)量少的優(yōu)點。但此時處理 1t 污水的能耗自 然會較高， 且由于設備容積的增加， 基建費用也會增加。 氧化溝工藝的缺點是由 于轉(zhuǎn)刷式曝氣引起的水溫損失較大， 在北方寒冷地區(qū)使用時必須考慮增加防凍措 施，從而會增加造價。對于日處理能力在 5 萬 20 萬噸的城市污水處理廠， 除上述兩類工藝都可以 采用外，還

7、可以采用序批式活性污泥法 （SBR 工藝）。 SBR 法是將一組活性污泥 池分別在進水一曝氣反應一沉淀一排水一排泥的循環(huán)順序下運行，以達到連續(xù) 進水，連續(xù)處理的目的。此類工藝之所以很少用于 20 萬噸以上的處理廠是因為 處理能力越大需要的池數(shù)越多， 運行控制程序越復雜。 同時由于池壁的增加， 使 基建投資增加。SBR法的優(yōu)點是對于每一個單池既可作為曝氣池又可以作為沉淀 池，在不同運行階段中可以好氧、 缺氧的狀態(tài)運行， 起到除碳或脫氮除磷的作用。 由于多池組合及其運行條件的可變性， SBR 工藝可適用于不同水質(zhì)和不同的處理 要求。對于含反硝化的 SBR 工藝，由于在同一池內(nèi)進行反硝化將消耗一部分

8、有 機碳，可以節(jié)省除碳的能耗，降低運行費用。對于日處理能力 5 萬噸以上的污 水廠主要采用經(jīng)典的 SBR 工藝，而從 SBR 工藝派生出來的 DAT-IAT 工藝、 Unitank工藝、CAST CASST藝及ICEASH藝等目前應用的經(jīng)驗還較少。日處理能力在1萬5萬噸的城市污水處理廠可采用的技術比較多，近年各 種新工藝不斷產(chǎn)生， 但總體應用上仍以活性污泥法為主。 根據(jù)要求的不同可以分 為以下幾種。 以去除有機碳為目的；活性污泥法、氧化溝、SBR工藝、生物濾池、曝氣 生物濾池、接觸氧化法。 以除碳脫氮為目的：A/O法、氧化溝、交替運行氧化溝、SBR工藝、CASS （CAST工藝、UNITAN!

9、工藝等。 以除碳脫氮除磷為目的；A2/0法，交替運行氧化溝、SBRX藝等。以上工藝中值得注意的是 A/0法指Anoxic （缺氧）/Oxic （好氧）;Anaerobic（厭氧） /0xic （好氧），缺氧、厭氧段，用與脫氮除磷 ； 好氧段，用于除水中的 有機物,氧化溝和SBR法。A/O法是缺氧-好氧生物處理法，該工藝利用缺氧條 件下微生物利用化合態(tài)氧氧化有機碳的過程將硝酸鹽還原成氮氣， 從而達到脫氮 的目的。在脫氮的同時利用了化合態(tài)的氧， 所以減少了后續(xù)好氧過程中氧化有機 碳消耗的氧 ； 在缺氧條件下一些顆粒性的有機物或大分子的有機物會發(fā)生水解， 有利于后續(xù)好氧生物處理過程對有機物的降解。因

10、此，A/O法不僅能脫氮，還可以在相同條件下起到節(jié)能、改善處理效果和抑制絲狀菌生長的作用。氧化溝和 SBR工藝在一定的運行條件下也能達到 A/O法的效果。氧化溝工藝的運行管理更 簡單，而 SBR 工藝對于每個單池在好氧氧化過程中的推流反應模式和沉淀時的 準靜置沉淀狀態(tài)，使處理設施更加緊湊占地面積更小。日處理能力 1 萬噸以下的生活污水處理為了運行穩(wěn)定和管理上的方便， 除采 用上述工藝外，還可以采用固定式生長的生物處理工藝。 由于處理設施容積較小， 生物填料不會增加很多基建費用。 采用此類工藝可以避免微生物的流失， 對于缺 乏專人管理和運行經(jīng)驗的小型污水處理站尤為適用。 在固定生長的生物處理工藝

11、中最常用的有生物接觸氧化法， 曝氣生物濾池和生物流化床。 接觸氧化法已有大 量的應用實例和運行經(jīng)驗。 生物流化床和曝氣生物濾池相對較新， 還缺乏大規(guī)模 應用的經(jīng)驗。前者處理效率高 ;適用于土地緊缺的地區(qū) ;后者出水水質(zhì)較好， 可在 考慮污水回用的地方使用。 日處理 1 萬噸以下的規(guī)模為污水處理裝置的設備化 提供了發(fā)展空間，在此規(guī)模上可以設計生產(chǎn)出各種設備化的污水處理裝置。對于生活污水的除磷一般采用 A2/O 法（指厭氧 / 缺氧/ 好氧）工藝。生物除 磷工藝的除磷能力是有限的，一般可使出水總磷濃度達到 1lmg/L ，要使出水中 總磷濃度降到 0.5mg/L ，就需要采用化學除磷與生物除磷的聯(lián)

12、合處理方法。厭氧生物處理技術廣泛應用于城市生活污水處理產(chǎn)生的污泥消化。 近年從節(jié) 能出發(fā)也在一些國家應用于城市生活污水的處理， 但仍處于探索階段。 在廢水處 理中厭氧生物處理主要應用于工業(yè)廢水處理。 由于厭氧微生物在利用有機碳時將 其轉(zhuǎn)化為甲烷， 單位碳源利用的微生物產(chǎn)量低， 所以厭氧生物處理首先可用于處 理高濃度易生物降解的有機廢水， 如啤酒生產(chǎn)廢水、 屠宰廢水和養(yǎng)殖廢水等。 在 處理工業(yè)廢水時厭氧生物處理還具有一些特殊的用途， 例如可以將厭氧生物處理 作為預處理， 利用一些復雜有機物在厭氧條件下的水解和分解作用， 改善廢水的 生物可降解性：對于易產(chǎn)生泡沫的廢水可以采用厭氧牛物處理將產(chǎn)生泡沫的物 質(zhì)水解改性，然后再進行厭氧處理?？茖W技術的發(fā)展給廢水處理技術提供了發(fā)展的機遇。 對于大規(guī)模城市污水處 理由于工藝技術上基本趨于穩(wěn)定， 主要的發(fā)展將在污水處理廠的自動監(jiān)測、 運行 控制與管理方面的技術。 近年歐美國家通過污水廠的一體化設備與自動控制已將 城市污水廠的處理效率和穩(wěn)定性大幅度提高。 對于中小型生活污水處理技術的