【文章內(nèi)容簡介】 特點是能夠精確的表示污水中有機物的含量，并且測定時間短，但它不能像 BOD 那樣表示出微生物氧化的有機物量。 常用的工業(yè)污水處理工藝 不同的工業(yè)污水處理對象，不同的工業(yè)污水處理環(huán)境，將需要有 不同的工業(yè)污水處理工藝來處理。因此，在選擇工業(yè)污水處理工藝的時候必需要認真考慮當?shù)匚鬯那闆r，以及實際的工業(yè)污水處理的環(huán)境。 工業(yè)污水處理的方法主要有物理、化學、物理化學，以及生物等幾種。這些方法根據(jù)實際情況，可以單一使用，也可以針對不同的污水混合使用。目前，工業(yè)污水處理的方法一般以生物處理法為主，輔以物理處理法和化學處理法。常用的工業(yè)污水處理工藝有以下幾種。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 5 頁 （ 1）傳統(tǒng)活性污泥法。傳統(tǒng)活性污泥處理法是一種最古老的工業(yè)污水處理工藝，其工業(yè)污水處理的關(guān)鍵組成部分為沼氣池與沉淀池，主要處理部分關(guān)系框圖如圖 所示。 圖 污水中的有機物在曝氣池停留的過程中，曝氣池中的微生物吸附污水中的大部分有機物，并且在曝氣池中被氧化成無機物，然后在沉淀池中經(jīng)過沉淀后的部分活性泥需要回流到曝氣池中。該工藝的優(yōu)點有：有機物去除率高，污泥負荷高，池的容積小，耗電省，運行成本低。該工藝的缺點有：普通曝氣池占地多，建設(shè)投資大，滿足國家標準相關(guān)指標范圍小、易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，磷和氮的去除率低。 （ 2） A/O 法。 A/O 法是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝，其中 A 代表 Anoxic（缺氧的）， O 代表 Oxic（好氧的）。 A/O 法是一種缺氧 好氧生物工業(yè)污水處理工藝。該工藝通過增加好氧池與缺氧池所形成的硝化 反硝化反應(yīng)系統(tǒng)，很好的處理了污水中的氮含量，具有明顯的脫氮效果。但是此硝化 反硝化反應(yīng)系統(tǒng)需要得到很好的控制，這樣就對該工藝提出了更高的管理要求，這也成為了該工藝的一大缺點。其工藝流程圖 所示。 圖 A/O法工藝流程圖 曝氣池 （微生物吸附有機物氧化為無機物） 沉淀池 （活性泥下沉） 回流活性泥 原污水 清水排出 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 6 第 6 頁 （ 3） A2/O 法。 A2/O 法也是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種工業(yè)污水處理工藝，其中 A2，即 AA，前一個 A 代 表 Anaerobic（厭氧的），后一個 A 代表 Anoxic（缺氧的）； O 代表（好氧的）。 A2/O 是一種厭氧 —缺氧 —好氧工業(yè)污水處理工藝。 A2O 法的除磷脫氮效果非常好，非常適合用于對除磷脫氮有要求的工業(yè)污水處理。因此，在對除磷脫氮有特別要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般首選 A2/O 工藝。其工藝流程圖如圖 所示。 圖 A2/O法工藝流程圖 （ 4） A/B 法。 A/B 法是吸附生物降解法的簡稱，該工藝沒有初沉淀，將曝氣池分為高低負荷兩段，并分別有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負荷段停留時間約為 20~40min， 以生物絮凝吸附作用為主，同時發(fā)生不完全氧化反應(yīng)，去除BOD 達 50%以上。 B 段與常規(guī)活性污泥法相識，負荷較低。 AB 法中 A 段效率很高，并有較強的緩沖能力。 B 段起到出水把關(guān)作用，處理穩(wěn)定性較好。對于高濃度的工業(yè)污水處理， AB 法具有很好的適用性，并有較高的節(jié)能效益。尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時，優(yōu)勢最為明顯。但是， AB 法污泥產(chǎn)量較大，A 段污泥有機物含量極高，因此必須添加污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理，這樣就將增加一定的投資和費用。另外，由于 A 段去除了較多的 BOD，造成了碳源不足，難以實現(xiàn)脫氮工藝的要求。對于污水濃度低 的 場合， B 段也比較困難，也難以發(fā)揮優(yōu)勢。 總體而言， AB 法工藝較適合于污水濃度高，具有污泥消化等后續(xù)處理設(shè)施的大中規(guī)模的城市工業(yè)污水處理廠，且有明顯的節(jié)能效果，而對于有脫氮要求的城市工業(yè)污水處理廠，一般不宜采用。 本設(shè)計系統(tǒng)工業(yè)污水處理工藝及描述 ： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 7 第 7 頁 本設(shè)計污水處理工藝流程如圖 所示。 圖 工藝流程圖 污水處理采 用 SBR 污水生物處理工藝，是按 ―進水、反應(yīng)（曝氣等）、沉淀、排水 ‖步驟周期性進行生化反應(yīng)。從污水流入開始到排水 結(jié)束算做一個周期 [4]。 進水 進水閥們打開， 污水連續(xù)不斷地進入集水池， 污水通過粗格柵過濾，經(jīng)過水泵，然后細格柵過濾到達 SBR池。 反應(yīng) 進水到一定液位后，停止進水，空氣閥門打開，鼓風機啟動，開始曝氣，同時潛水攪拌器和回流污泥泵運行。 沉淀 當 SBR 池停止曝氣以后，空氣閥門關(guān)閉，潛水攪拌器和回流污泥泵停止運行，開始重力沉淀和泥水分離。 SBR 的沉淀是在理想靜沉條件下進行的，沒有進出水流的干擾，可以避免短流和異重流的出現(xiàn)，是一種理想的靜態(tài)沉淀，因此固液分離效果好，容易獲得澄 清的出水。剩余污泥含水率低，濃縮污泥含固率可達到 %～ 3%，這為后續(xù)污泥的處置提供了良好的條件。 排水 SBR 池水位達到最高水位，并經(jīng)過沉淀工藝以后，上清液（上面的清液）由潷水器緩慢排出池外。當池水位達到處理周期開始時的最低水位時，停止?jié)ＪＳ辔勰啾迷跐魍Ｖ惯\行后開始運行，排泥至儲泥池。 集水池 水泵 SBR 池 SBR 池 鼓風機 儲泥池 處理后的污水 肥料 污水 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 8 第 8 頁 工業(yè)污水處理系統(tǒng)控制形式 早期的控制系統(tǒng)多采用繼電器 ——接觸器控制系統(tǒng)，但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，控制要求的不斷提高，該類控制方法已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制要求，因此已逐漸被淘汰，取而代之 的是 DCS、現(xiàn)場總線控制、 PLC 等控制方。 （ 1） DCS 系統(tǒng)。 DCS 是集散控制系統(tǒng)的簡稱，又稱為分布式計算機控制系統(tǒng)，是由計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相互滲透形成的。由計算機和現(xiàn)場終端組成，通過網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場控制站、檢測站和操作站、控制站等連接起來，完成分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用于各類生產(chǎn)過程，可提高生產(chǎn)自動化水平和管理水平，其主要特點如下：采用分級分布式控制，減少了系統(tǒng)的信息傳輸量，使系統(tǒng)應(yīng)用程序比較簡單。實現(xiàn)了真正的分散控制，使系統(tǒng)的危險性分散，可靠性提高。擴展能力較 強。軟硬件資源豐富，可適應(yīng)各種要求。實時性好，響應(yīng)快。 （ 2）現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是由 DCS 和 PLC 發(fā)展而來的，是基于現(xiàn)場總線的自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議在智能設(shè)備之間，以及智能設(shè)備與計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，從而實現(xiàn)控制與管理一體化的自動控制系統(tǒng)，其優(yōu)點：可以用計算機豐富的軟件、硬件資源。響應(yīng)快，實時性好。通信協(xié)議公開，不同產(chǎn)品可互連。 （ 3） PLC 系統(tǒng)。 PLC 是可編程邏輯控制器的簡稱，用它作為處理系統(tǒng)的控制器，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求，也可利用計算機作為其上位機，通過網(wǎng) 絡(luò)連接PLC，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，其特點如下：編程方便，開發(fā)周期短，維護容易。通用性強，使用方便?？刂乒δ軓?。模塊化結(jié)構(gòu)，擴展能力強。 本系統(tǒng)采用西門子 S7300 型 PLC 作為中心控制單元，通過主程序，遠程 I/O 程序，和模擬量輸入程序的結(jié)合，除去水中的雜物，從而使污水得到凈化，達到污水處理的目的。 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的功能要求 工業(yè)污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對城市污水的凈化的作用，將城市中排除的污水通過該系統(tǒng)處理后，輸出符合國家標準的水質(zhì)。長期以來，工業(yè)污水處理技術(shù)雖然經(jīng)過了迅速發(fā)展，但仍滯后于城 市發(fā)展的需要，工業(yè)污水處理率低、設(shè)備運轉(zhuǎn)率低等極大地影響了城市發(fā)展。為實現(xiàn)工業(yè)污水處理技術(shù)的簡易、高效、低能耗的功能， 并且實現(xiàn)自動化的控制過程，采用 PLC 作為核心控制器是個較好的方案。 [3] 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 9 第 9 頁 PLC 作為工業(yè)污水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)使得設(shè)計過程變得更加簡單，可實現(xiàn)的功能變得更多。與各類人機界面的通信可完成 PLC 控制系統(tǒng)的監(jiān)視，同時使用戶可通過操作界面功能控制 PLC 系統(tǒng)。由于 PLC 的 CPU強大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使得工業(yè)污水處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且也可實現(xiàn)其遠程監(jiān)控。 SBR 作為一種新型的 廢水處理技術(shù)，在運行方式和反應(yīng)過程上有別于傳統(tǒng)的活性污泥法，它集進水、厭氧、好氧、沉淀于一池，可以靈活地變換運行方式以適應(yīng)不同類型廢水的處理要求。 SBR 工藝采用間歇運行方式 [2],污水間歇進入處理系統(tǒng)，間歇排出，一般來說，它的一個運行周期包括 5 個階段。 第 1 階段，進水期 (Fill)污水在該時段內(nèi)連續(xù)進入處理池，直到達到最高運行液位，并且借助于池底泵的攪動，使廢水和池中活性污泥充分混合。此時活性污泥中菌膠團 (由細菌、藻類、原生動物、后生動物等組成 ) 將對廢水中的有機物產(chǎn)生吸附作用。 第 2 階段，反應(yīng)期 (React)，進水達到設(shè)定的液位后 ,開始曝氣，采用推流曝氣或完全混合曝氣方式，使廢水中的有機物與池中的微生物充分吸收氧氣，水中的溶解氧 (DO) 達到最大值。 第 3 階段，靜置期 (Settle)，既不曝氣也不攪拌，反應(yīng)池處于靜沉狀態(tài)，進行高效的泥水分離，隨著水中的溶解氧不斷降低，厭氧反應(yīng)也在進行。 第 4 階段，排水期 (Decant)，上清液由潷水器排出。 第 5 階段，閑置期 (Idle)，活性污泥中微生物充分休息恢復活性，為了保證污泥的活性防止出現(xiàn)污泥老化現(xiàn)象，還須定期排出剩余污泥，為新鮮污泥提供足夠的空間生長 繁殖。 SBR 工藝污水處理適用性 實踐證明 SBR 法是一種處理高濃度有機污水及工業(yè)污水行之有效且能耗低的生物處理工藝。它具有工藝系統(tǒng)組成簡單，一池多用，無須設(shè)污泥回流設(shè)備，建設(shè)費用與運行費用都較低等特點。在運行時，對沖擊負荷適應(yīng)能力強，一般不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象管理較簡單；并且具有運行方式靈活多變，通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在曝氣池內(nèi)能進行脫氮和除磷反應(yīng)，處理水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法。在實際工作中，當處理規(guī)模大時，需多套 SBR 池并聯(lián)運行，使控制系統(tǒng)及維護管理趨于復雜，故 SBR 法特別適合于一般中、小型規(guī) 模，有機濃度較高、可生化性好的工業(yè)廢水處理，具有較大的推廣應(yīng)用價值 [5] 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 10 第 10 頁 3 設(shè)備控制要求 系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)在中央控制室設(shè)有一臺上位監(jiān)控器，一個模擬顯示屏。在值班室設(shè)有一個 PLC 控制箱，負責對所控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及有關(guān)模擬量的采集工作。監(jiān)控管理機與 PLC 通過通信電纜（屏蔽雙絞線）連接。 設(shè)備控制原理 1）兩臺粗格柵除污機，由時間間隔來控制其開或者停