污水处理各工艺原理及特点

污水处理——活性污泥法各种工艺总结1、缺氧——好氧（A1/O）当仅需要脱氮时，宜采用A1/O法，当污水经预处理和一级处理后，首先进入缺氧池中，利用氨化菌将污水中的有机氮转化为NH3—N，与原污水中的NH3—N一并进入好氧池，在好氧池中，除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外，在事宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌，将污水中的NH3¬N硝化生成—N，为了达到污水脱氮的目的，好氧池中硝化混合液通过内循环回流到缺氧池，利用源污水中的有机碳作为电子供体进行反硝化将—N还原成N2。缺氧池设在好样池之前，当水中碱度不足时，由于反硝化可以增加碱度，因此可以补偿硝化过程中对碱度的消耗。污水缺氧池好氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥图1A1/O脱氮生物处理工艺图1.1基本原理污水在好氧条件下是含氮有机物被细菌分解为氨，然后在好氧自养型亚硝化细菌的作用下进一步转化为亚硝酸盐，再经好氧自养型硝化细菌作用转化为硝酸盐，至此完成硝化反应；在缺氧条件下，兼性异养细菌利用或部分利用污水中的有机碳源为电子供体，以硝酸盐替代分子氧作电子受体，进行无氧呼吸，分解有机质，同时，将硝酸盐中氮还原成气态氮，至此完成了反硝化反应。A1/O工艺不但能取得比较满意的脱氮效果，而且通过上述缺氧——好氧循环操作，同样可取的高的COD和BOD的去除率。1.2工艺特点（1）A1/O工艺同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。（2）反硝化缺氧池一般无需外加有机碳源，降低了运行费用。（3）因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高出水水质。（4）缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其他好氧池的有机负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可补充好氧池中硝化所需的碱度。（5）脱氮效率较高，一般氮的去除率约为（60～85）%2、A2/O厌氧——好氧当仅需除磷时，宜采用A2/O工艺，在去除污水中的磷，整个流程由沉砂池、厌氧池、好氧池和二沉池组成。城市污水和回流污泥进入厌氧池，并借助水下推进式搅拌器的作用使其混合。回流污泥中的聚磷菌在厌氧池可以吸收去除一部分有机物，同时释放出大量的磷。然后混合液流入后段的好氧池，污水的有机物在其中得到氧化分解，同时聚磷菌从污水中摄取更多的磷，然后通过排放富磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。污水格栅沉砂池厌氧池+好氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥图2A2/O除磷生物流程图2.1基本原理好氧条件下，除磷菌利用污水中的BOD5或体内贮存的聚β—羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取污水中的磷，一部分磷被用来和成ATP，另外绝大部分的磷则被聚合为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。在厌氧条件下，除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ADP，。并利用ADP将污水中的有机物摄取入细胞内，以聚β—羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，污水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。2.2工艺特点（1）工艺流程简单，无混合液回流，基建费用和运行费用较低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。（2）混合液的SVI小于100，污泥易沉淀，不易发生污泥膨胀，并能减轻好氧池的有机负荷。（3）剩余活性污泥含磷高（一般大于25%）。（4）BOD去除率≥90%；除磷率为（70～80）%；当TP/BOD5比值高，剩余污泥产量少，使除磷率难以提高。（5）当沉淀池内污泥停留时间较长时，聚磷菌会在厌氧状态下释放出磷，从而降低除磷率。3、A2/O（A/A/O）厌氧——缺氧——好氧3.1基本原理A2/O工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成，是A2/O和A1/O流程的组合。该工艺在厌氧——好氧除磷工艺中加入了缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液流到缺氧池的前端，以达到反硝化脱氮的目的。在首段厌氧池主要是进行磷的释放，使污水中的磷的浓度升高，溶解性的有机物被细胞吸收而使污水中的一部分BOD浓度下降；另外部分的NH3—N因细胞合的成而去除，使水中的NH3—N浓度下降。在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量N和还原为N2释放到空气中，因BOD浓度继续下降，的大量-N和-N还原为N2释放到空气中，因为BOD浓度继续下降，-N浓度大幅度下降，而磷没什么变化。在好氧池中，有机物被微生物生化氧化，而继续降低；有机氮被氨化继而被硝化，使-N浓度显著下降，但随着硝化过程-N浓度增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速率下降。A2/O工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能，脱氮的前提是-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能；缺氧池则能完成脱氮的功能；厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。污水厌氧池+缺氧池+好氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥图3A2/O生物脱氮除磷工艺流程图3.2工艺特点（1）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同类别的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；（2）工艺简单，水力停留时间较短；（3）SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；（4）污泥中磷含量高，一般为2.5%以上；（5）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带溶解氧DO和硝酸态氧的影响。4、氧化沟4.1基本原理传统的Carrousel氧化沟是多沟串联污水生化处理系统。进水与回流活性污泥混合后，沿水流方向在沟内作无终端的循环流动。一般在池的一端安装立式表曝机，每组沟安装一个，不仅起到曝气充氧的作用，而且起到搅拌混合的作用，并向混合液传递水平循环动力。表曝机的种定位布置形成了在装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐渐下降的变化。利用这种浓度梯度变化而形成好氧区、缺氧区的特征，Carrousel氧化沟除了能获得较高的BOD去除率，同时还能在同一池中实现硝化和反硝化的生物脱氮效果。这样不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省需氧量，而且通过反硝化补充了硝化过程消耗的部分碱度，有利于节约能源和减少碳源的投加。当污水负荷较低时，可以关停部分表曝机或通过变频以较低的转速运行，在保证水流搅拌混合循环的前提下，节约能耗。4.2适用特点Carrousel氧化沟的研制目的是为了满足在较深德氧化沟沟渠中使混合液充分混合，并能够维持较高的传质效率，以克服小型氧化沟沟深过浅、混合效果差的缺陷。实践证明，Carrousel氧化沟工艺具有适用范围广、投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。5、SBR序列间歇式活性污泥法5.1基本原理SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术，又称序批式活性污泥法。通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整体运行过程，它在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池、和二沉池的功能集于一池，按时间顺序进行进水、反应、沉淀和排水等工序，达到水质水量调节、降解有机物和固液分离的目的。5.2主要特点（1）处理构筑物少，与标准活性污泥法工艺相比，基建费、运行费用较低；（2）运行灵活，通过改变运行周期中各工序运行时间、状态，可完成对碳源有机物、氮、磷的有效去除，处理效果稳定；（3）不发生污泥膨胀；（4）兼具推流式和完全混合式工况，因此具有耐冲击负荷和处理效率高的优点；（5）泥水分离效果好，（6）适用于组件式建造方法，有利于废水处理厂扩建与改建；（7）运行管理自动化程度要求较高，要求管理操作人员的素质相应提高。