污水处理工艺文本39ed171d3a3567ec102de2bd960590c69ec3d8b8

1污水的一级处理1.1.功能与组成：功能：去除污水中的固体污染物质，从大块垃圾到粒径为数毫米的悬浮物都是去除的对象。组成：通常由“格栅→沉砂池→初沉池”组成，有时也采用“筛网→微滤机→预曝气池”的形式。1.2.典型处理流程城市污水一级处理典型流程如下图：初沉池直接排放或进入二级处理系统城市污水格栅沉砂池栅渣处置沉砂处置污泥干化脱水2污水的二级处理2.1功能二级处理系统是城市污水处理厂的核心，其主要作用是去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物（用BOD或COD表示）。通过二级处理，污水的BOD5、SS去除率可达85%~95%，出水水质均可降至20~30mg/L。2.2类别二级处理主要工艺见下表：活性污泥法ABMBR厌氧/好氧法A/OA/A/O氧化沟奥贝尔卡罗赛尔氧化沟交替工作氧化沟曝气-沉淀一体化氧化沟SBR及其变种SBRCASSCASTMSBR生物膜法曝气生物滤池法生物接触氧化生物转盘生物滤池塔式生物滤池3污水的三级（深度）处理3.1功能采用合适的污水二级生物处理可去除大部分的CODcr、BOD5和其它污染物，该部分为污水厂处理的核心。但污水二级生物处理有其局限性：对于难降解的溶解性有机物和难溶性有机物（如工业废水水质），单纯靠二级生物处理难以满足最终出水CODcr、SS指标达到设计要求，需增加深度处理系统。当出水水质标准要求较高时，如一级A标准，一般城市污水的TP、TN、SS指标都需要增加深度处理系统方能达标。3.2类别深度处理工艺几种处理工艺见下表：生物膜法曝气滤池法生物接触氧化生物流化床多级活性污泥法化学氧化法臭氧氧化Feton试剂(过氧化氢与亚铁离子的结合)物理化学、物理法混凝沉淀混凝气浮吸附过滤超滤、微滤、纳滤、反渗透、渗析现主要介绍MBR法、A2/O法、SBR法及其变种这几种工艺。2.1.1MBR工艺膜生物反应器MBR（MembraneBiologicalReactor）是由膜分离技术与污水处理工程中的生物反应器相结合组成的反应器。它综合了膜分离技术与生物处理技术的优点，以超、微滤膜组建代替传统生物处理系统的二沉池以实现泥水分离，被超滤、微滤膜截留下来的活性污泥混合液中的微生物絮体和相对较大分子质量的有机物又重新回流至生物反应器内，使生物反应器内获得高浓度的生物量，延长了微生物的平均停留时间，提高了微生物对有机物的氧化速率。膜生物反应器的出水水质很好，尤其对悬浮固体的去除率更高，甚至可达到深度处理出水的要求。MBR工艺流程大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物充分降解。在膜两侧压力差（称操作压力）的作用下，膜组件通过机械筛分、截留和过滤等过程对废水和污泥混合液进行固液分离，大分子物质等被浓缩后返回生物反应器中。MBR工艺流程示意图如下：分置式MBR工艺流程示意图分置式MBR反应器由相对独立的生物反应器与膜组件通过外加输送泵及相应管线相连而构成。其特点是生物反应器与膜组件相对独立，彼此之间干扰较小，运行稳定可靠，易于清洗、更换及增设膜组件，但需要循环泵提供较大的膜面流速，动力消耗大。一体式MBR工艺流程示意图一体式膜生物反应器是将无外壳的膜组件浸没在生物反应器中，微生物在曝气池中降解有机物，通过负压抽吸，混合液中的水又膜表面进入中空纤维而排除反应器。这种反应器的特点是体积小、整体性强、工作压力小、无水循环、节能。但堵塞后较难清洗，通常只能间歇运行。目前较常使用的是一体式MBR工艺，但一般只能用于好氧处理。MBR工艺的特征MBR工艺与传统的生物处理方法相比具有更好的处理性能和效果，主要表现在以下几个方面：（1）对污染物去除率高，出水水质稳定，出水中基本不含悬浮物；（2）基本实现了污泥龄和水力停留时间的分离，设计与运行操作更灵活；（3）膜的机械截留作用避免了微生物的流失，可以保持高的污泥浓度，有效提高了有机物的容积负荷，降低了污泥负荷，减少了占地面积；（4）SRT可以很长，允许世代周期长的微生物充分生长，有利于某些难降解有机物的生物降解，也有利于培养硝化细菌，提高硝化能力；（5）剩余污泥量少，可减少污泥处置费用；（6）结构紧凑，易于一体化自动控制，运行管理方便。MBR工艺虽然整体上较普通活性污泥法有很大的进步，但也存在一些缺点，主要有：经过一段时间的运行，操作压力会越来越高，膜通透能力也会下降，堵塞问题不可避免。因此，膜生物反应器工艺的操作周期不会很长。膜堵塞后，目前尚没有简单有效的清洗技术可用来恢复其通透能力。因此，可以说膜堵塞和膜污染问题是阻碍膜生物反应器进一步推广应用的瓶颈。膜生物反应器工艺往往需要较高的膜面流速来减轻浓差极化而形成的凝胶层阻力的影响，因此能耗较高。膜的制造成本还很高，特别是无机膜的制作成本更高。MBR工艺的应用随着高效、高性能而廉价的膜材料的出现以及膜工艺运行方式的多样化，尤其是对污水处理膜生物技术的认识和研究进展，膜技术将会得到更广泛的推广应用。目前KUBOT-MBR、ZenoGem-MBR及Biomembrate等各种膜工艺已逐步在全世界范围内应用于生活污水的处理和回用、垃圾渗滤液处理、工业废水处理和小型污水处理厂的改造工艺中。2.1.2A2/O工艺A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）工艺，是厌氧—缺氧－好氧生物脱氮工艺的简称。该工艺是在70年代由美国专家在厌氧－好氧生物除磷工艺的基础上研发出来的，利用内回流可是同时实现脱氮除磷，适用于对水质要求很高的大型污水处理厂。该法具有同时去除污水中CODCr、BOD5、SS和氨氮功能，出水CODCr、BOD5、SS和氨氮可以满足排放要求，特别是除磷脱氮效果较好。A2/O工艺流程原废水与含磷回流污泥一起进入厌氧池。除磷菌在这里完成释放磷和摄取有机物。混合物从厌氧池进入缺氧池，本段的首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧池送来的，循环的混合液量较大，一般是2倍的进水量。然后，混合液从缺氧池进入好氧池——曝气池，这一反应池单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。最后，混合液进入二次沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部分回流至厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。A2/O工艺特点A2/O工艺适用于对氮、磷排放指标均有严格要求的城市污水处理，其特点如下：（1）该工艺在系统上，可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；（2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，不易发生污泥膨胀；（3）运行中不需要投药，不需要外加碳源，厌氧池和缺氧池只用轻缓搅拌，运行费用低；（4）便于在常规活性污泥工艺基础上改造成A2/O；（5）该工艺脱氮效果受混合液回流比大小的影响，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；（6）除磷效果受回流污泥夹带的溶解氧和硝态氮的影响，因而脱氮除磷效果不可能很高；（7）沉淀池要防止产生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀；但溶解氧也不易过高，以防止循环混合液对缺氧池的影响。2.1.3SBR工艺SBR工艺即序批式活性污泥法。它的反应机制以及污染物的去除机制同传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。SBR工艺流程SBR工艺的运行工况以间歇操作为主要特征。所谓序批间歇式有2层含义：一是运行操作上是按序列、间歇的方式进行的，由于污水大多是连续排放且流量的波动很大，间歇反应器至少为两个或三个池以上，污水连续按序列进入每个反应池，它们运行的相对关系式有次序的，也是间歇的（见图）；二是每个SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排放的、间歇运行的。按运行次序，一个运行周期可分为5个阶段（见图），即：①进水；②反应；③沉淀；④排水；⑤闲置。处理生活污水的三池SBR系统间歇式活性污泥曝气池运行操作5个工序示意图（1）进水阶段污水注入之前，反应器内残存着高浓度的活性污泥混合液。污水注满后再进行反应（即限制性曝气），从这个意义来说，反应器起到水质调节池的作用。如果一边进水一边曝气（即非限制性曝气），则对有毒物质或高浓度有机污水具有缓冲作用，表现出耐冲击符合的特性。（2）反应阶段反应阶段包括曝气与搅拌混合。由于SBR法在时间上的灵活控制，为其实现脱氮除磷提供了有利的条件。它不仅很容易实现好氧、缺氧与厌氧状态交替的环境条件，而且很容易在好氧条件下增大曝气量、反应时间与污泥龄，来强化有机物的降解、硝化反应和除磷菌过量摄取磷过程的顺利完成；也可以在缺氧条件下方便地投加原污水（或甲醇等）或提高污泥浓度，使反硝化过程更快地完成，反硝化后最好再进行曝气，以便吹脱产生的氮气和进一步去除投加的有机物，还可以再进水阶段通过搅拌维持厌氧状态，促进除磷菌充分释放磷。（3）沉淀阶段停止曝气或搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离。由于该工序是静止沉淀，沉淀效果一般较好，沉淀时间为1h就已足够。（4）排水阶段经过沉淀后产生的上清液，作为处理水出水，一直排放到最低水位点。反应池底部沉降的活性污泥大部分为下个周期使用，排水后还可根据需要排放剩余污泥。（5）闲置阶段处理水排放后，反应器处于停滞状态，等待下一个操作运行周期开始的阶段。此阶段根据污水水量的变化情况，其时间可长可短，可有可无。SBR工艺空间上混合液呈理想的完全混合，时间上有机物降解呈理想推流的活性污泥法。SBR工艺特征（1）采用集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器——间歇曝气池。与连续流式活性污泥法相比，不需要污泥回流及其设备和动力消耗，不设二次沉淀池；（2）工艺流程简单，基建与运行费用低；（3）生化反应堆动力大，速率快、效率高，出水水质好；（4）通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷；（5）耐冲击负荷能力较强，处理有毒或高浓度有机废水的能力强，尤其用非限制曝气方式运行时，不易产生污泥膨胀现象；（6）应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表，能使本工艺过程实现全部自动化的操作与管理。2.1.4CASS工艺CASS工艺简介CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间歇处理工艺。CASS工艺的生物选择器和预反应区的设置以及污泥回流的措施，有利于系统中絮凝性细菌的生长，提高污泥活性。同时沉淀阶段不进水，保证了系统有良好的分离效果。由于CASS工艺采用了分隔式的反应器构造，增加了回流和兼氧区，使得其类似传统活性污泥法。CASS池分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，最早产生于美国，90年代初引入中国，目前，由于该工艺的高效和经济性，应用势头迅猛，受到环保部门及拥护的广泛关注和一致好评。经过模拟试验研究，已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，取得了良好的处理效果，为CASS法在我国的推广应用奠定了良好的基础。CASS工艺流程CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，其工作原理如下图所示：CASS工艺的循环操作过程1—生物选择器；2—兼氧区；3—主体反应区在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。其工作过程可分为曝气、沉淀和排水三个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。CASS工艺特点（1）连续进水，间断排水传统SBR工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连续的，CASS工艺可连续进水，克服了SBR工艺的不足，比较适合实际排水的特点，拓宽了SBR工艺的应用领域。虽然