【污水處理設(shè)計(jì)的工藝綜述4100字】

污水處理設(shè)計(jì)的工藝綜述1.1工藝比選活性污泥法是一種好氧生物處理方法，它是以活性污泥為主體的，活性污泥是一種能將廢水中的有機(jī)物進(jìn)行好氧穩(wěn)定的活性微生物物質(zhì)[2]?；钚晕勰喾ㄊ窍蛭鬯胁粩嗤ㄈ肟諝?，一段時(shí)間后污水中好氧微生物繁殖形成絮凝物，其上附著以菌膠團(tuán)為主的微生物群[3]，能有效吸附分解有機(jī)物，對部分含氫、含磷的污染物也有一定的處理效果，且具有良好沉降性能。城鎮(zhèn)污水處理廠中常用的活性污泥工藝有膜分離(MBR）工藝系統(tǒng)、序批式(SBR)及其衍生工藝系統(tǒng)、氧化溝工藝系統(tǒng)、吸附—生物降解(A-B)工藝系統(tǒng)以及A2O脫氮除磷工藝系統(tǒng)。1.吸附-生物降解工藝：分為A、B兩段系統(tǒng)，A段在厭氧或好氧條件下運(yùn)行，利用生物污泥吸附去除有機(jī)物，提高污水可生化性，再通過B段曝氣深度去除水中的有機(jī)污染物。A-B法去除效果的好壞關(guān)鍵在A段，采用間歇曝氣方式可改善污泥上浮現(xiàn)象[4]，為提高氫、磷去除率，可在B段采用A2O工藝。1.氧化溝的曝氣方式是延時(shí)曝氣，采用較長的水力停留時(shí)間和污泥齡，流程簡單且操作方便。氧化溝技術(shù)的發(fā)展以時(shí)間順序和空間順序可分為交替和半交替工作式氧化溝、連續(xù)工作分建式和合建式氧化溝[7]。無論哪一種，都是為了提高設(shè)備的利用率以及對氮、磷的去除效果，而一體化氧化溝占地少、能耗低，符合當(dāng)前污水處理工藝簡化發(fā)展的趨勢[7]。3.隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和儀器設(shè)備的進(jìn)步，SBR工藝得到了大力發(fā)展，該工藝適用于中、小型污水處理廠以及部分工業(yè)廢水，運(yùn)行方式為間歇式運(yùn)行。近幾十年來，SBR工藝衍生出了ICEAS工藝、DAT-IAT工藝以及CAST工藝[8]?，F(xiàn)在SBR工藝的研究熱門方向有MSBR工藝以及連續(xù)流SBR工藝，都是對SBR工藝的進(jìn)一步改進(jìn)來達(dá)到更好的效果。4.A2/O工藝A2/O現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放A2/O1.生物膜法生物膜法是利用固著于濾料載體上的微生物來降解水中污染物的一種污水好氧生物處理技術(shù)[11]。生物膜法中參與處理污水的微生物具有多樣性以及種屬優(yōu)勢，對水質(zhì)水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在工業(yè)廢水、污水回用方面以及在農(nóng)村地區(qū)的小型污水處理廠得到合理的應(yīng)用[12]。（1）曝氣生物濾池是同時(shí)具備曝氣、高速過濾以及定期反沖洗功能的生物膜法污水處理技術(shù)。污水由上而下通過濾料層時(shí)在底部曝氣裝置處進(jìn)行曝氣，生物膜上的微生物獲得氧氣，然后充分降解水中污染物質(zhì)。曝氣生物濾池采用陶粒作為濾料處理生活污水[13]，處理效果非常理想，曝氣過程中氣水比僅為3.3:1[13]，有效節(jié)約了處理成本。（2）生物轉(zhuǎn)盤由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以低線速度運(yùn)行，交替接觸污水和空氣。穩(wěn)定運(yùn)行后，轉(zhuǎn)盤上覆蓋有吸附污染物的生物膜。此外，生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)還可以進(jìn)行硝化反應(yīng)，同步進(jìn)行脫氫除磷。生物轉(zhuǎn)盤可以通過空氣驅(qū)動(dòng)、與曝氣池合建、與沉淀池合建等操作降低生物轉(zhuǎn)盤的運(yùn)行消耗以及提高處理設(shè)備的效率[14]。生物轉(zhuǎn)盤的研究可從轉(zhuǎn)盤自身材料抗腐蝕性、強(qiáng)度等方向發(fā)展，或者可將生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)與其他物理化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定高效運(yùn)行。（3）生物接觸氧化的實(shí)質(zhì)是將富含氧氣的待處理污水以一定流速通過填料，填料上布滿的生物膜降解污水污染物，由此看出生物接觸氧化實(shí)際上是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物處理技術(shù)。生物接觸氧化法系統(tǒng)中填料比表面積高于同條件下的生物濾池以及生物轉(zhuǎn)盤，但與此同時(shí)其能耗低于其他工藝，污水相對流速較低，為微生物在填料上生長繁殖創(chuàng)造了條件。研究證明，水力停留時(shí)間為5.8h時(shí)、間歇曝氣運(yùn)行方式出水水質(zhì)達(dá)到了傳統(tǒng)運(yùn)行方式的處理效果[15]，但其進(jìn)水要求需先經(jīng)過預(yù)處理，另外曝氣不均勻影響出水水質(zhì)也是常見的問題。（4）生物流化床工藝是通過借用流體流動(dòng)時(shí)，附著微生物的生物顆粒呈流態(tài)化進(jìn)而去除污染物的生物膜法。其反應(yīng)運(yùn)行體系內(nèi)存在3種狀態(tài):固定床、流化床以及液體輸送，為強(qiáng)化其運(yùn)行效果，可通過提高單位容積生物量或者強(qiáng)化污水與生物膜之間的接觸，增強(qiáng)傳質(zhì)作用。流化床可分為好氧和厭氧兩種，分別具有提高傳質(zhì)效率、氧氣的利用率以及容積負(fù)荷大效率高的特點(diǎn)[16]。（5）MBBR工藝融合了流化床和生物接觸氧化法的優(yōu)勢，污水與可懸浮填料、空氣共同組成氣、液、固三相環(huán)境，促進(jìn)硝化與反硝化反應(yīng)同步進(jìn)行。MBBR工藝不僅具有活性污泥法的高效率和靈活性，還具有生物膜法抗沖擊負(fù)荷、殘留污泥少、處理效率更高、運(yùn)行更穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。MBBR工藝在污水處理方面的新思路主要為組合工藝，例如二級MBBR反應(yīng)器在處理醫(yī)藥廢水方面效果顯著[17]，或者與AO等活性污泥法工藝相結(jié)合，加強(qiáng)研究并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，為今后組分復(fù)雜污水提供解決方案[17]。目前，常用于城市污水具有一定脫氮效果的較為成熟的污水處理工藝主要是活性污泥法，它們有：A2/O法、氧化溝法、AB法、SBR工藝等，這些方法具有不同的特點(diǎn)，因此可適合于不同的工程條件。經(jīng)過初步篩選，本項(xiàng)目選擇氧化溝工藝、SBR法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)等多方面比較，各工藝方案綜合比較見表2-1。表2-1各工藝方案綜合比較評比項(xiàng)目氧化溝工藝SBR工藝處理效果處理效果良好，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定處理效果良好，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定單位電耗0.36度/噸0.34度/噸基建投資1984.78元/噸1917.25元/噸直接成本0.67元/噸0.67元/噸總成本1.44元/噸1.68元/噸噸水占地19.41畝/萬噸·天17.58畝/萬噸·天通過上表論述，兩種種污水處理工藝處理效果均較好，且出水穩(wěn)定，但SBR工藝噸水占地面積較小，基建投資較少，因此本工程考慮采用SBR工藝。SBR工藝有很多衍生工藝，如傳統(tǒng)的SBR工藝、CAST工藝和CASS工藝。下面主要對CASS工藝和傳統(tǒng)SBR工藝進(jìn)行各方面的對比，從而確定最終的工藝，兩種工藝的比較見表2-2。表2-4兩種工藝方案比較評比項(xiàng)目CASS工藝傳統(tǒng)SBR工藝進(jìn)水連續(xù)進(jìn)水間歇進(jìn)水處理效果處理效果良好，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定處理效果良好，出水水質(zhì)基本穩(wěn)定處理過程工藝簡單，運(yùn)行方便，自動(dòng)化程度高，周期脫氮除磷好，污泥膨脹率低工藝簡單，運(yùn)行方便，自動(dòng)化程度高，周期較長，池容和排水設(shè)備較大，要脫氮除磷需延長周期運(yùn)行費(fèi)用低較低投資費(fèi)用低較低占地面積小小通過上面的對比，兩種污水處理工藝處理效果均較好，且出水穩(wěn)定，但是CASS工藝在占地面積及投資運(yùn)行費(fèi)用較小，脫氮除磷好，結(jié)合實(shí)際情況，從運(yùn)行管理方便、設(shè)備維護(hù)方便、運(yùn)行成本低的角度考慮，建議采用CASS工藝。1.2各構(gòu)筑物功能及比選1.1.1預(yù)處理一般情況下，在進(jìn)行一級或二級處理前，應(yīng)設(shè)置格柵、沉砂池、調(diào)節(jié)池等預(yù)處理設(shè)備和處理設(shè)施。進(jìn)水的主要來源生活污水，不設(shè)調(diào)節(jié)池。格柵用于截留較大的懸浮物，對后續(xù)的構(gòu)筑物和設(shè)備起到保護(hù)作用。污水在遷移、流動(dòng)和收集過程中不可避免地會(huì)混入泥砂。如果污水中的泥砂沒有提前沉淀分離，就會(huì)影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。普通沉砂池按池型可分為平流沉砂池，曝氣沉砂池，旋流沉砂池和豎流沉砂池。以下是這些沉砂池的比較。表2-2沉砂池的對比名稱特點(diǎn)應(yīng)用情況平流沉砂池平面采用長方形，運(yùn)用機(jī)械刮砂。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，除砂效果好，除砂設(shè)備國產(chǎn)化率高，已成為我國主要沉砂池類型。應(yīng)用較少曝氣沉砂池曝氣沉砂池可以克服平流沉砂池的缺點(diǎn)。除砂效率高，有機(jī)物與砂的分離效果好。應(yīng)用較少旋流沉砂池它可以通過合理地調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以有效地去除其它形式沉砂池難于去除的細(xì)砂（0.1mm以下的砂粒）。具有占地少、除砂效率高的優(yōu)點(diǎn)，在國外得到廣泛的應(yīng)用應(yīng)用較廣豎流沉砂池由于清砂效果差，運(yùn)行管理不方便，所以在國內(nèi)外城市污水廠很少使用應(yīng)用較少從上表的比較以及本工程的實(shí)際情況，選用旋流沉砂池。1.1.2深度處理工藝本設(shè)計(jì)要求出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。所以，污水通過CASS池處理后，還需要進(jìn)行深度處理。根據(jù)水質(zhì)和水量特點(diǎn)，考慮工藝的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，選擇技術(shù)先進(jìn)、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能減排、操作管理方便的處理工藝。高效沉淀池是一種較新的絮凝沉淀處理形式。它是一種集快速混合、緩慢絮凝和增強(qiáng)沉降于一體的增強(qiáng)技術(shù)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，能有效抵抗水量和水質(zhì)突變。污泥濃度高，無需濃縮，可直接脫水。纖維轉(zhuǎn)盤過濾是一種深層過濾技術(shù)，可以有效攔截幾微米的顆粒。可廣泛應(yīng)用于地表水凈化和污水深度處理。它通常安裝在常規(guī)的二級污水處理系統(tǒng)之后，以去除總懸浮物。添加化學(xué)藥劑可以去除一些污染物，如磷、濁度、CODCr等，特別適用于城市污水處理廠一級A排放的提升。結(jié)合本工程實(shí)際情況，推薦采用高效沉淀池+纖維轉(zhuǎn)盤濾池。1.1.3尾水消毒工藝主要消毒技術(shù)有：液氯，二氧化氯，紫外線。紫外線消毒的原理是使細(xì)菌細(xì)胞壁或細(xì)胞質(zhì)中DNA和RNA的分子結(jié)構(gòu)被破環(huán)或發(fā)生改變，從而阻止細(xì)胞分裂和復(fù)制，最終導(dǎo)致病原菌失去活性。該技術(shù)具有無二次污染、光譜寬、效率高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于城市污水處理廠。1.1.4污泥處理工藝本設(shè)計(jì)污泥處理以減量化為主：污泥處理后污泥的含水率≤80%。污泥處理構(gòu)筑物主要包括濃縮池和脫水機(jī)。濃縮池主要分為重力濃縮池、離心濃縮池和氣浮濃縮池。重力濃縮池具有儲(chǔ)泥能力強(qiáng)、價(jià)格低廉、操作簡單、能耗小、占地面積大的特點(diǎn)。離心濃縮池主要用于目前難以濃縮的剩余污泥，衛(wèi)生要求高，濃縮后污泥的含水率很低。氣浮濃縮池主要用于濃縮初沉污泥和與剩余活性污泥混合污泥，但需要較高的基建和運(yùn)行成本，管理復(fù)雜，運(yùn)行成本高。綜合考慮處理效果，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性，項(xiàng)目投資，處理費(fèi)用，運(yùn)行維護(hù)等因素，本設(shè)計(jì)擬采用重力濃縮和帶式壓濾機(jī)。1.3工藝流程確定結(jié)合以上的比選，考慮污水處理能力要求、經(jīng)費(fèi)要求、節(jié)省占地等要求，在綜合考慮后流程如下圖所示：圖2-1工藝流程圖1.4工藝去除率根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）以及《序批式活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ577-2010）的內(nèi)容，最后得出各構(gòu)筑物的去除率。表2-3污水處理工藝各工藝段對污染物預(yù)計(jì)去除效率匯總表指標(biāo)工段CODCr（mg/L）BOD5(mg/L)SS(mg/L)TN(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)pH中格柵進(jìn)水32019020050404.56~8去除率出水32019020050404.56~8細(xì)格柵進(jìn)水32019020050404.56~8去除率出水32019020050404.56~8沉砂池進(jìn)水32019020050404.56~8去除率5%出水32019019050404.56~8CASS進(jìn)水3