城市污水处理工艺技术介绍

城市污水处理工艺技术介绍城市化推动了社会经济快速发展，给人们享受现代生活带来了种种便利，但同时也带来一些负面影响，如城市生活污水对环境的污染等。国外在19世纪后期就开始探索城市生活污水治理的方法，经过一个多世纪的发展，现在已经有一批针对不同自然条件处理城镇生活污水的工艺技术，这些技术有一个共同点：就是利用微生物消化有机物的作用削减生活污水中的有机物污染。目前，广泛应用成熟、稳定运行的污水处理工艺技术包括：传统活性污泥法，以好氧、厌氧过程不同组合形成的城市污水厌氧处理工艺、水解-好氧生物处理工艺、序批式活性污泥法（SBR）处理工艺、氧化沟处理工艺、曝气生物滤池和生物膜法工艺和AB工艺等新技术。传统活性污泥法及其传统形式改进型，有A/O与A2/O法。A/O法有两种，一是用于降磷的厌氧－好氧工艺，一是用于降氮的缺氧－好氧工艺。A2/O法则是即除氮又除磷的工艺。活性污泥法的最基本流程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。活性污泥法则是以活性污泥为主体的生物处理方法，它的主要构筑物是曝气池和二次沉淀池。活性污泥产生剩余污泥的原因：需回处理的污水与流的活性污泥同时进入曝气池，成为混合液，随着曝气池注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，并供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长，有一部分剩余污泥需要从系统中排除。1.1氧化沟法氧化沟又称循环曝气池，类似活性污泥的延时曝气法，氧化沟具有传统活性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有脱氮功能。氧化沟这种高效、简单的特点，但氧化沟不宜采用地下式，占地也较大。其曝气池呈封闭沟渠型，污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，因而氧化沟又名“连续循环曝气池”。氧化沟构造简单，运行管理方便且处理效果稳定。随着对氧化沟污水处理技术的不断改进，氧化沟的脱氮功能得到增强，在一定条件下，也可获得较好的生物除磷效果。氧化沟的型式很多，有卡鲁塞尔式氧化沟，三沟式氧化沟和目前国际国内比较先进的奥贝尔氧化沟等等。1.2SBR工艺SBR工艺为间歇式延时曝气活性污泥法，它的基本特点是在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥。SBR工艺具有一些优于传统活性污泥法的特征：（1）SBR工艺运行简单，基本实现无需搬运操作，进水、曝气、沉淀、排水、闲置五道程序可由一台小型的PLC实现程序控制，运行的程序也可根据水质变化情况重新编排，使本来十分繁琐的操作变成全自动运行；（2）造价低，占地少，不设置一沉池、二沉池，没有污泥回流系统，多数情况下也可不设调节池，因此可减少占地，降低造价；（3）耐冲击负荷。污水逐渐进入池内，被池内的水缓慢稀释，污水与原池内的水的比例是逐渐提高的，所以耐水质变化的冲击；（4）出水水质好。池内水沉淀时是在水平流速为零的理想静止状态下沉淀，沉淀效果好。池内溶解氧值交替变化。沉淀排水时，溶解氧接近零，抑制了丝状菌的生长，污泥沉淀性能好；（5）能耗低。由于池内溶解氧的交替变化，使溶解氧浓度梯度大，提高了氧的利用率。没有污泥回流系统，节省能耗，降低了运行费用；（6）除磷脱氮。一个运行周期内，厌氧、兼氧、好氧交替变化，在一个池内实现了除磷脱氮。其工艺流程如下（包括污泥处理）。随着SBR工艺的改进，目前SBR工艺变种有多种形式，比较典型的有连续进水周期循环活性污泥法（简称CASS法），间歇进水周期循环式活性污泥法（简称CAST法），间歇式循环曝气活性污泥法（简称ICEAS法），连续曝气和间歇曝气相结合的活性污泥法（简称DAT－IAT法），三池连体型前部连续曝气和后部交替曝气相结合的活性污泥法（简称UNITANK法）等，以上几种改进型的SBR工艺都各有其特点。1.3CASS工艺介绍CASS工艺是SBR工艺的改进型，在国内外得到广泛应用，其特点是占地小，运用费用低，技术成孰、工艺稳定。CASS工艺是通过充氧、缺氧和厌氧条件的连续变化达到降低BOD5、COD，硝化，脱氮及除磷的目的。反应池内分为选择区和反应区，反应池内污泥从反应区不断循环至选择区以吸收易溶性基质中的降解部分并促使絮凝性微生物生长，氧的供给会在一个预定的时段停止，此时整个体系处于均衡状态，活性污泥中的微粒便不断沉淀到达池底而形成上清液，上清液再经过特殊设计的滗水器在不扰动污泥层的情况下排除，与众不同的是反应过程中需氧量任何微小的降低都能被探测到并反馈到中心控制台而引起充氧强度的自动降低，系统因此能始终保持在低耗能，高效率的状态，从而极大地降低处理污水的运行费用。CASS工艺与其它活性污泥处理技术比较有以下优点：1.以一组反应池取代了传统方法及其它变型方法中的调节池、初次沉淀池、曝气池及二沉池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性；2.在污水处理厂刚建成运行时，流量一般来说较设计值低，CASS可以调节液位计的设定值使用反应池部分容积，避免了不必要的电耗。其它生物处理方法则无这样的功能；3.因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥才不会流失，因而可以保持系统在高负荷时的处理效率。而其它的生物处理方法在高流量负荷时经常会出现活性污泥流失的问题；4.CASS在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离，因此，出水质量高于其它的生物处理方法；5.易产生污泥膨胀的丝状细菌在反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制；在正常的进水条件下，可以不用添加化学药剂而达到硝化，反硝化及除磷的效果；采用自动化控制和在线仪器，以保证出水水质达到标准；模块化设计有利于今后扩容；处理流程简洁，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强；各工艺方案比选情况一览比较内容方案一传统活性污泥法方案二氧化沟及其改进法方案三SBR及其改进法工艺特点好氧条件下运行，然后混合液进入二次沉淀池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气污水和活性污泥的混合液在其中不断循环流动，好氧、兼氧条件下运行在一个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，好氧、兼氧条件下运行。池进行接种，运行管理设备及构筑物较多，运行管理相对复杂及要求高。管理简单，方便。但由于设备数量较多，因此维修工作量较大。对设备自动控制要求较高，方便操作。设备设备种类及数量相对多，维护要求高设备数量多，但品种单一，维护工作量虽较大。设备种类和数量较多，元件要求高，自控水平高。投资设备、构筑物投资最高设备、构筑物投资居中如用国内元件、时间控制、则设备构筑物投资较少。运行费相对最高相对较少相对较少占地相对居中相对最多相对最少在拟建污水处理厂进行工艺方案的选择时，根据项目具体的实际情况，我们主要考虑以下几方面的因素：首先是污水水量、水质变化幅度较大，排水量时变化系数很大，甚至间断排放，形成水质、水量的冲击。因此所选择的工艺必须具有较好的经受冲击负荷的能力，适应水质、水量变化较大的冲击。其次，污水处理厂工程运行、管理中一般大多没有污水处理专业人员，对处理工艺原理了解甚少，操作人员普遍技术水平较低，因此要求所选处理工艺成熟、可靠，工艺流程简单，维护工作量要小，选用设备的操作与控制要简单，易被操作人员掌握，维修技术水平要求较低，以便适应管理和操作人员专业知识水平较低的特点。第三，土地征用费较高，因此要求工程占地小。第四，污水处理建筑必须与周围环境相协调。因此工程尽量采用与周围环境相近的风格，并进行绿化，不影响园区景观。第五，为了保护经济开发区内的整体环境，必须尽力减轻污水处理机械噪音及散发的异味对环境的影响。因此应选择运行噪声低、污泥量产生少的工艺方案。第六，一般资金总额有限，特别关心工程总投资及其运行成本费用。