現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分爲一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處(chù)理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀态的固體污染物質,物理處理法大部分隻能完成一級處理的要求。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀态的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放标準。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導緻水體富營養化的可溶性無機物等。
下面爲大家介紹五種主要污水處理工藝:
1A/O工藝
1.基本原理
A/O是Anoxic/Oxic的縮寫,它的優越性是除瞭使有機污染物得到降解之外,還具有一定的脫氮除磷功能,是将厭氧水解技術用爲活性污泥的前處理,所以A/O法是改進的活性污泥法。
A/O工藝将前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起,A段DO不大於(yú)0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌将污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解爲有機酸,使大分子有機物分解爲小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的産(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養菌将蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)遊離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化爲NO3-,通過回流控制返回到A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用将NO3-還原爲分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循環,實現污水無害化處理。
2.A/O内循環生物脫氮工藝特點
根據以上對生物脫氮基本流程的叙述,結合多年的焦化廢水脫氮的經驗,我們總結出(A/O)生物脫氮流程具有以下優點:
(1)效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大於54h,經生物脫氮後的出水再經過混凝沉澱,可将COD值降到100mg/L以下,其他指标也達到排放标準,總氮去除率在70%以上。
(2)流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作爲反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其,在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置後,碳氮比有所提高,在反硝化過程中産生的堿度相應地降低瞭硝化過程需要的堿耗。
(3)缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如:COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分别爲62%和36%,故反硝化反應是爲經濟的節能型降解過程。
(4)容積負荷高。由於硝化階段採用瞭強化生化,反硝化階段又採用瞭高濃度污泥的膜技術,有效地提高瞭硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負荷。
(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。結合水量、水質特點,我們推薦採用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(内循環) 工藝流程,使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求,而且其它指标也達到排放标準。
3. A/O工藝的缺點
1.由於(yú)沒有獨立的污泥回流系統,從(cóng)而不能培養出具有特殊功能的污泥,難降解物質的降解率較低;
2、若要提高脫氮效率,需要加大内循環比,因而加大瞭(le)運行費用。另外,内循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀态,影響反硝化效果,脫氮率很難達(dá)到90%。
3、影響因素:水力停留時間(jiān) (硝化>6h ,反硝化<2h )污泥濃度MLSS(>3000mg/L)污泥齡(>30d )N/MLSS負(fù)荷率(<0.03 )進水總氮濃度( <30mg/L)
2.A2/O工藝
1.基本原理
A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)。
該工藝處理效率一般能達到:BOD5和SS爲90%~95%,總氮爲70%以上,磷爲90%左右,一般适用於要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高於普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理後的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才採用該工藝。
2. A2/O工藝特點
(1)污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖(chōng)擊負(fù)荷。
(2)污泥沉降性能好。
(3)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合,能同時具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。
(4)脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾(jiā)帶(dài)DO和硝酸态氧的影響,因而脫氮除磷效率不可能很高。
(5)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程簡單(dān),總的水力停留時間也少於(yú)同類其他工藝。
(6)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小於(yú)100,不會發(fā)生污泥膨脹。
(7)污泥中磷含量高,一般爲(wèi)2.5%以上。
3.A2/O工藝的缺點
·反應池容積(jī)比A/O脫氮工藝還(hái)要大;
·污泥内回流量大,能耗較(jiào)高;
·用於(yú)中小型污水廠(chǎng)費用偏高;
·沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差;
·污泥滲(shèn)出液需化學(xué)除磷。
3氧化溝
1.基本原理
氧化溝(oxidation ditch)又名連續循環曝氣池(Continuous loop reactor),是活性污泥法的一種變形。因爲污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動,因此有人稱其爲“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長,有機負荷低,其本質上屬於(yú)延時曝氣系統。氧化溝一般由溝體、曝氣設備(bèi)、進出水裝置、導流和混合設備(bèi)組成,溝體的平面形狀一般呈環形,也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀,溝端面形狀多爲矩形和梯形。
氧化溝污水處理工藝是在20世紀50年代由荷蘭衛生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭投入使用以來。由於(yú)其出水水質好、運行穩定、管理方便等技術特點,已經在國内外廣泛的應用於(yú)生活污水和工業污水的治理。氧化溝技術己經曆瞭(le)半個多世紀的發展,在構造形式、曝氣方式、運行方式等方面不斷創新,出現瞭(le)種類繁多、各具特色的氧化溝。
從運行方式角度考慮,氧化溝技術發展主要有兩方面:
一方面是按時間順序安排爲主對污水進行處理;
另一方面是按空間順序安排爲主對污水進行處理。屬於前者的有交替和半交替工作式氧化溝;
屬於(yú)後者的有連續工作分建式和合建式氧化溝。 目前應用較爲廣泛的氧化溝類型包括:帕斯韋爾(Pasveer)氧化溝、卡魯塞爾(Carrousel)氧化溝 、奧(ào)爾伯(Orbal)氧化溝、T型氧化溝(三溝式氧化溝)、DE型氧化溝和氧化溝。
2.氧化溝工藝特點
(1)構造形式多樣性
基本形式氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠形,而溝渠的形狀和構造則多種多樣,溝渠可以呈圓形和橢圓形等形狀。可以是單溝系統或多溝系統;多溝系統可以是一組同心的互相連通的溝渠,也可以是相互平行,尺寸相同的一組溝渠。有與二次沉澱池分建的氧化溝也有合建的氧化溝,合建的氧化溝又有體内式和體外式之分,等等。多種多樣的構造形式,賦予瞭(le)氧化溝靈活機動的運行性能,使他可以按照任意一種活性污泥的運行方式運行,並(bìng)結合其他工藝單元,以滿足不同的出水水質要求。
(2)曝氣設備的多樣性
常用的曝氣設備有轉刷、轉盤、表面曝氣器和射流曝氣等。不同的曝氣裝置導緻瞭(le)不同的氧化溝型式,如採用表曝氣機的卡魯塞爾氧化溝,採用轉刷的帕斯維爾氧化溝等等,與其他活性污泥法不同的是,曝氣裝置隻在溝渠的某一處或者幾處安設,數目應按處理場規模、原污水水質及氧化溝構造決定,曝氣裝置的作用除供應足夠的氧氣外,還要提供溝渠内不小於(yú)0.3m/s的水流速度,以維持循環及活性污泥的懸浮狀态。
(3)曝氣強度可調節
氧化溝的曝氣強度可以通過兩種方式調節。一是通過出水溢流堰調節:通過調節溢流堰的高度改變溝渠内水深,進而改變曝氣裝置的淹沒深度,使其充氧量适應運行的需要。淹沒深度的變化對曝氣設備(bèi)的推動力也會産生影響,從而可以對進水流速起到一定的調節作用;其二是通過直接調節曝氣器的轉速:由於(yú)機電設備(bèi)和自控技術的發展,目前氧化溝内的曝氣器的轉速時可以調節的,從而可以調節曝氣強度的推動力。
(4)簡化瞭預處理和污泥處理
氧化溝的水力停留時間和污泥齡都比一般生物處理法長(zhǎng),懸浮裝有機物與溶解性有機物同時得到較徹底的穩定,姑氧化溝可以不設初沉池。由於(yú)氧化溝工藝污泥齡長(zhǎng),負荷低,排出的剩餘污泥已得到高度穩定,剩餘污泥量也較少。因此不再需要厭氧消化,而隻需進行濃縮和脫水。
3.氧化溝工藝的缺點
(1)污泥膨脹問題
當廢水中的碳水化合物較多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化溝中污泥負荷過高,溶解氧濃度不足,排泥不暢等易引發絲狀菌性污泥膨脹;非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高,細箘吸取瞭(le)大量營養物質,由於溫度低,代謝速度較慢,積貯起大量高粘性的多糖類物質,使活性污泥的表面附著(zhe)水大大增加,SVI值很高,形成污泥膨脹。
(2)泡沫問題
由於(yú)進水中帶有大量油脂,處理系統不能完全有效地将其除去,部分油脂富集於(yú)污泥中,經轉刷充氧攪拌,産(chǎn)生大量泡沫;泥齡偏長,污泥老化,也易産(chǎn)生泡沫。
(3)污泥上浮問題
當廢水中含油量過大,整個系統泥質變(biàn)輕,在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間,易造成缺氧,産(chǎn)生腐化污泥上浮;當曝氣時間過長,在池中發生高度硝化作用,使硝酸鹽濃度高,在二沉池易發生反硝化作用,産(chǎn)生氮氣,使污泥上浮;另外,廢水中含油量過大,污泥可能挾油上浮。
(4)流速不均及污泥沉積問題
在氧化溝中,爲瞭(le)獲得其特殊的混合和處理效果,混合液需要以一定的流速在溝内循環流動。一般認爲,流速應爲0.15m/s,不發生沉積的平均流速應達到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設備(bèi)一般爲曝氣轉刷和曝氣轉盤,轉刷的浸沒深度爲250~300mm,轉盤的浸沒深度爲480~ 530mm。與氧化溝水深(3.0~3.6m)相比,轉刷隻占瞭(le)水深的1/10~1/12,轉盤也隻占瞭(le)1/6~1/7,因此造成氧化溝上部流速較大(約爲0.8~1.2m,更大),而底部流速很小(特别是在水深的2/3或3/4以下,混合液幾乎沒有流速),緻使溝底大量積泥(有時積泥厚度達1.0m),大大減少瞭(le)氧化溝的有效容積,降低瞭(le)處理效果,影響瞭(le)出水水質。
4.氧化溝工藝在污水處理中的應用
從理論上講,氧化溝既具有推流反應的特征,又具有完全混合反應的優勢;前者使其具有出水優良的條件,後者使其具有抗沖擊負荷的能力。正是因爲有這個環流,且有能源分區的緣故,使它具有其它許多污水生物處理技術所擁有的衆多優勢,其中明顯的優勢是工作穩定可靠。由於(yú)具有出水水質好,運行穩定,管理方便以及區别於(yú)傳統活性污泥法的一系列技術特征,氧化溝技術在污水處理中得到廣泛應用。據不完全統計,目前,歐洲己有的氧化溝污水處理廠超過2000多座,北美超過800座。氧化溝的處理能力由的服務人口僅360人,到如今的500萬~1 000萬人口當量。不僅氧化溝的數量在增長(zhǎng),而且其處理規模也在不斷擴大,處理對象也發展到既能處理城市污水又能處理石油廢水、化工廢水、造紙廢水、印染廢水及食品加工廢水等工業廢水。
我國自20世紀80年代亦開始應用這項技術,随著(zhe)污水處理事業的極大發展,全國各地先後建起瞭(le)不同規模、不同型式的氧化溝污水處理廠。目前在我國,採用氧化溝處理城市污水和工業廢水的污水處理廠已有近百家。
5.氧化溝工藝的研究新進展
通過對多種連續流生物除磷脫氮工藝時空關系的分析,並(bìng)結合新的除磷脫氮理論,繼續貫徹簡易污水處理的思想,重慶大學的鍾仁超、劉兆榮、麥松冰等人對氧化溝工藝進行瞭(le)改良。
2.CAST工藝特點
(1)運行靈活可靠
● 生物選擇器可以根據污水水質情況,以好氧、缺氧和厭氧三種方式運行。選擇器可以恒定容積(jī)也可以可變(biàn)容積(jī)運行
● 可任意調(diào)節狀态,發(fā)揮不同微生物的生理特性
● 選擇器容積可變(biàn),避免産生污泥膨脹,提高瞭(le)系統的可靠性
● 抗沖(chōng)擊負荷能力強,工業廢水、城市污水處(chù)理都适用
(2)處理構築物少,流程簡單
● 池子總容積(jī)減少,土建工程費(fèi)用低
● 不需設二次沉澱(diàn)池及其刮泥設備(bèi),也不用設回流污泥泵站
(3)可實現除磷脫氮
● 調節生物選擇器可變(biàn)容積的曝氣和非曝氣順序,提高瞭(le)生物除磷脫氮效果
(4)節省投資
● 構(gòu)築物少,占地面積(jī)省
● 設備(bèi)及控制系統簡單(dān)
● 曝氣(qì)強度小,不須大氣(qì)量的供氣(qì)設備(bèi)
● 運(yùn)行費(fèi)用低
3.工藝缺點
(1)間(jiān)歇周期運行,對(duì)自控要求較高;
(2)變(biàn)水位運行,電(diàn)耗增大;
(3)容積(jī)利用率較(jiào)低;
(4)污泥穩(wěn)定性不如厭(yàn)氧硝化好。
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