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      污水處理——史上最全的工藝介紹

      時間:2020-7-20 18:02:00 來源:http://www.lebnol.com/news421744.html

      污水處理的基本方法;按處理方法的性質分

      物理法:沉淀法、過濾、隔油、氣浮、離心分離、磁力分離

      化學法:混凝沉淀法、中和法、氧化還原法、化學沉淀法

      物理化學法:吸附法、離子交換法、萃取法、吹脫、汽提

      生物法:活性污泥法、生物膜法、厭氧工藝、生物脫氮除磷工藝

      按照水質狀況及處理后水的去向分

      一級處理:機械處理(預處理階段)

      粗格柵及細格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、調節池

      二級處理:主體工藝為生化處理(主體)

      活性污泥法、CASS工藝、A2/O工藝、A/O工藝、SBR、氧化溝、水解酸化池。

      三級處理:控制富營養化和重新回用

      高級催化氧化、曝氣生物濾池、纖維濾池、活性砂過濾、反滲透、膜處理

      中水回用一般都有消毒池:紫外線臭氧消毒池、 二氧化氯消毒池

      污水處理基本工藝流程

      污水的一級處理

      一級處理:機械處理(預處理階段)

      調節池、粗格柵及細格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、水解酸化池

      調節池

      調節池的作用

      1.為了保證后續處理構筑物或設備的正常運行,需對污水的水量和水質進行調節。

      2.酸性污水和堿性污水在調節池內進行混合,可達到中和的目的。

      3.短期排出的高溫污水也可用調節的辦法來平衡水溫。

      格柵

      是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架,斜置在廢水流經的渠道上,或泵站集水池的進口處,用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物,以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質。

      按規格分為:

      粗格柵(50~100mm)、中格柵(10~40mm)、細格柵(3~10mm

      沉砂池

      1.作用:從污水中分離密度較大的無機顆粒,保護水泵和管道免受磨損,縮小污泥處理構筑物容積,提高污泥有機組分的含率,提高污泥作為肥料的價值。

      2.沉砂池類型:曝氣式沉砂池、平流式沉砂池

      曝氣式沉沙池:

      曝氣沉砂池是在長方形水池的一側通入空氣,使污水旋流運動,流速從周邊到中心逐漸減小,砂粒在池底的集砂槽中與水分離,污水中的有機物和從砂粒上沖刷下來的污泥仍呈懸浮狀態,隨著水流進人后面的處理構筑物。

      平流式沉砂池:

      平流式沉砂池實際上是一個比人流渠道和出流渠道寬而深的渠道,當污水流過時,由于過水斷面增大,水流速度下降,廢水中夾帶的無機顆粒在重力的作用下下沉,從而達到分離水中無機顆粒的目的。

      平流式沉淀池與曝氣式沉淀池優缺點

      普通沉砂池的最大缺點就是在其截留的沉砂中夾雜有一些有機物,這些有機物的存在,使沉砂易于腐敗發臭,夏季氣溫較高時尤甚,這樣對沉砂的處理和周圍環境產生不利影響。普通沉砂池的另一缺點是對有機物包裹的砂粒截留效果較差。

      曝氣沉砂池的優點是除砂效率穩定,受進水流量變化的影響較小。水力旋轉作用使砂粒與有機物分離效果較好,從曝氣沉砂池排出的沉砂中,有機物只占5%左右,長期擱置也不會腐敗發臭。曝氣沉砂過程的同時,還能起到氣浮油并吹脫揮發性有機物的作用和預曝氣充氧并氧化部分有機物的作用。

      沉淀池

      1.沉淀池工作原理:利用水流中懸浮雜質顆粒向下沉淀速度大于水流向下流動速度、或向下沉淀時間小于水流流出沉淀池的時間時能與水流分離的原理實現水的凈化。

      2.沉淀池結構:進水區和出水區:使水流均勻地流過沉淀池,避免短流和減少紊流對沉淀產生的不利影響,同時減少死水區、提高沉淀池的容積利用率。

      沉淀區:沉淀顆粒與廢水分離的區域。

      污泥區:是污泥貯存、濃縮和排出的區域。

      緩沖區:是分隔沉淀區和污泥區的水層區域,保證已經沉淀的顆粒不因水流攪動而再行浮起。

      3.沉淀池與沉砂池之間的區別:沉砂池一般是設在污水處理廠生化構筑物之前的泥水分離的設施。分離的沉淀物質多為顆粒較大的砂子,沉淀物質比重較大,無機成分高,含水量低。污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂。污水中的砂如果不預先沉降分離去除,則會影響后續處理設備的運行。最主要的是磨損機泵、堵塞管網,干擾甚至破壞生化處理工藝過程。

      沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分離的構筑物,多為分離顆粒較細的污泥。在生化之前的稱為初沉池,沉淀的污泥無機稱為較多,污泥含水率相對于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般稱為二沉池,多為有機污泥,污泥含水率較高。

      4.沉淀池類型:平流式沉淀池、豎流式沉淀池、幅流式沉淀池、斜流式沉淀池

      a. 平流式沉淀池:構造簡單,沉淀效果較好,但占地面積較大,排泥存在的問題較多,目前大、中、小型污水處理廠均有采用。

      b. 豎流式沉淀池:占地面積小,排泥較方便,且便于管理,然而池深過大,施工困難,造價高,因此一般僅適用于中小型污水處理廠使用。

      c. 幅流式沉淀池:最適宜于大型水處理廠采用,有定型的排泥機械,運行效果較好,但要求較高的施工質量和管理水平。

      d. 斜流式沉淀池:主要適用于初沉池,在給水處理中應用較廣,沉淀效率高,停留時間短,占地少,缺點是容易滋生藻類等,排泥困難、易堵塞,維護不便。

      氣浮法:在污水中通入空氣,產生微小氣泡作為載體,使污水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。利用氣泡的浮升作用上浮到水面,通過收集水面上的泡沫或浮渣達到分離雜質、凈化污水的目的。

      水解酸化池

      目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物,特別是工業廢水,主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物,提高廢水的可生化性,以利于后續的好氧處理。

      污水的二級處理

      活性污泥法

      活性污泥對有機物的降解主要在曝氣階段進行,可分為兩個階段,吸附階段和穩定階段。在吸附階段,主要是污水中的有機物轉移到活性污泥上去,這是由于活性污泥具有巨大的比表面積,而表面上含有多糖類的粘性物質所致。在穩定階段,主要是轉移道活性污泥上的有機物為微生物所利用。當污水中有機物處于懸浮狀態和膠態時,吸附階段很短,一般在15-45min左右,而穩定階段較長。

       

       

      SBR

      SBR法:稱為序批式活性污泥法是連續式活性污泥法的一種改型,它的反應機制以及污染物質的去除機制和傳統活性污泥法基本相同,僅運行操作不一樣。

      經典的SBR反應器缺點:

      1.對于單一SBR反應器的應用需要較大的調節池;

      2.對于多個SBR反應器進水和排水的閥門自動切換頻繁;

      3.無法解決大型污水處理項目連續進水、連續出水的處理要求;

      4.設備的閑置率較高;

      5.污水提升水頭損失較大。

      CASS工藝

      CASS工藝稱為循環活性污泥工藝。在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,反應池沿池長方向設計為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,后部為主反應區,其主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統;同時可連續進水,間斷排水。

      工藝流程:

      1.曝氣階段:由曝氣裝置向反應池內充氧,此時有機污染物被微生物氧化分解,同時污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉化為NO3--N。

      2.沉淀階段:此時停止曝氣,微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應池逐漸由好氧狀態向缺氧狀態轉化,開始進行反硝化反應;钚晕勰嘀饾u沉到池底,上層水變清。

      3.潷水階段:沉淀結束后,置于反應池末端的潷水器開始工作,自上而下逐漸排出上清液。此時反應池逐漸過渡到厭氧狀態繼續反硝化。

      4.閑置階段:閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。

      CASS工藝優點:

      1.工藝流程簡單、占地面積小、投資較低、運轉費用低

      2.生化反應推動力大

      3.沉淀效果好

      4.運行靈活,抗沖擊能力強

      5.不易發生污泥膨脹

      6.適用范圍廣,適合分期建設

      7.污泥產量低,污泥性質穩定

      CASS工藝缺點:

      1.微生物種群之間的復雜關系有待研究

      2.生物脫氮效率難以提高

      3.除磷效率難以提高

      4.控制方式較為單一

      AO工藝

      A/O工藝 :使污水經過厭氧、好氧兩個生物處理過程(簡稱A/O)),達到同時去除BOD、氮和磷的目的。

      A/O工藝優點:

      1.效率高

      2.流程簡單,投資省,操作費用低

      3.缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率

      4.容積負荷高

      5.缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強

      A/O工藝缺點:

      1.由于沒有獨立的污泥回流系統,從而不能培養出具有獨特功能的污泥,難降解物質的降解率較低

      2.若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大了運行費用

      AAO工藝

      A2/O污水處理系統:使污水經過厭氧、缺氧及好氧三個生物處理過程(簡稱A2/O)),達到同時去除BOD、氮和磷的目的。

      A2/O工藝優點:

      1污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。

      2.污泥沉降性能好。

      3.厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、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帶DO和硝酸態氧的影響,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,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少于同類其他工藝。

      6.在厭氧缺氧好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小于100,不會發生污泥膨脹

      7.污泥中磷含量高,一般為2.5%以上

      A2/O工藝缺點:

      1.反應池容積比A/O脫氮工藝還要大

      2.污泥內回流量大,能耗較高

      3.用于中小型污水廠費用偏高

      4.沼氣回收利用經濟效益差

      5.污泥滲出液需化學除磷

      氧化溝工藝

      氧化溝:是一種改良的活性污泥法,其曝氣池呈封閉的溝渠形,污水和活性污泥混合液在其中循環流動,因此被稱為氧化溝,又稱‘‘環形曝氣池。

      氧化溝HRT、SRT較長,有機物可得到較徹底的去除,排出的污泥已經高度穩定,整體功率密度較低,節約能源。但易產生污泥膨脹、流速不均及污泥沉積、泡沫、污泥上浮等問題。

      AB工藝

      污水由排水系統經格柵和沉砂池直接進入A 段,該段為吸附段,負荷較高,泥齡短, 水力停留時間很短, 約為30min, 有利于增殖速度較快的微生物生長繁殖。廢水經過A段處理后,BOD去除40%~70%,可生化性有所提高,有利于B段的工作;A段污泥產率較高,吸附能力強,重金屬、難降解物質以及氮、磷等植物性營養物質等,都可能通過污泥的吸附作用得以去除。

      污水從A段流出后進入B段,B段為生物氧化段,屬于傳統活性污泥法,一般在較低負荷下運行,停留時間約為26h,泥齡較長,為1520d。B段發生硝化和部分的反硝化,活性污泥沉淀效能好,出水SSBOD一般小于10mg/L。

      AB法主要有下列特征:未設初沉池,由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級處理系統;B段由曝氣池和二次沉淀池組成;A、B兩段各自擁有獨立的污泥回流系統,兩段完全分開,各自由獨特的微生物群體,有利于功能的穩定。

      污水的三級處理

       

      經二級生物處理后,其出水一般含有:BOD30mg/L左右,COD60mg/L左右,NH315-25mg/L,P3-8mg/L,SS30mg/L左右,以及細菌、重金屬等,必須經過處理,否則易導致水體富營養化,并對魚類,農作物、淡水水質及處理成本等帶來影響。

      三級處理的方法包括:砂濾、混凝、微濾、反滲透、電滲析、離子交換、消毒、活性炭吸附、脫氮除磷等。

      懸浮物的去除

      1.顆粒粒徑:二級出水SS是以1um~1mm的生物絮凝體和未被絮凝的膠體物質。一般通過混凝、砂濾、微濾和反滲透去除。

      2.混凝沉淀:通過投加混凝劑,并經快速攪拌混凝,慢速攪拌絮凝,使微小顆粒和膠體物質脫穩而凝聚,成為較大顆粒絮體而沉淀去除。

      溶解性有機物去除

      1.活性碳吸附:活性碳具有巨大的表面積和細小的孔隙,能吸附有機物,重金屬離子等。

      2.O3氧化處理:對二級處理水進行以回用為目的的處理,力求去除污水中存在的有機物、色度和殺菌、消毒。

      溶解性性無機鹽的去除

      危害:具有腐蝕性,易結垢,SO42-還原產生H2S,造成土地板結和鹽堿化。因而出水回用和農用前要求脫鹽。

      脫鹽技術:反滲透、電滲析、離子交換。

      污水的消毒處理

      原因:無論什么工藝,出水細菌均會超標,從而帶來危害。

      使用場合:污水農灌、排放水源地上游、旅游景區,以及流行病流行季節。

      消毒方法:液氯、臭氧、次氯酸鈉和紫外線

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