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城市污水處理工藝匯總(編輯修改稿)

2024-09-01 21:11 本頁面
 

【文章內容簡介】 高。(3)難以達到大型污水處理項目連續(xù)進水、連續(xù)排水的要求。(4)設備的閑置率較高。(5)污水提升水頭損失較大。(6)操作復雜,對自控要求高,一旦自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障,對生產運行影響較大。 各種改進型SBR技術近年來,SBR技術發(fā)展較快,衍生了眾多改進型技術。目前,SBR改進型技術主要有:ICEAS、CAST/CASS/CASP、DAT-IAT、UNITANK、MSBR等。(1)ICEAS——間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥ICEAS于20世紀80年代在澳大利亞興起,其最大的特點是在反應器進水端設置了一個預反應區(qū),運行方式為連續(xù)進水、間歇排水,無明顯的反應和閑置階段。ICEAS預反應區(qū)一般出于缺氧狀態(tài),主反應區(qū)是好氧反應場所,體積約占總體積的85~90%。運行時,污水連續(xù)進入預反應區(qū),并通過隔墻下端的小孔以層流速度進入主反應區(qū),沿主反應區(qū)池底擴散,主反應區(qū)同時曝氣、沉淀、排水,其工藝原理如圖所示。ICEAS在沉淀階段仍然進水,會在主反應區(qū)底部造成一定的水力紊動,從而影響泥水分離時間及出水水質,因此其進水量受到一定限制。但ICEAS設施簡單,管理方便,比經(jīng)典SBR費用更省,在國內外已得到廣泛應用。(2)CAST/CASS/CASP——循環(huán)式活性污泥系統(tǒng),是將可變容積活性污泥法和生物選擇器原理有機地結合起來,具有同步脫氮除磷效果,以序批曝氣-非曝氣方式運行的充-放式間歇活性污泥處理工藝。CASS是將SBR反應池沿池長方向分為生物選擇器、預反應區(qū)(缺氧區(qū))和主反應區(qū)(好氧區(qū)),各區(qū)容積比一般為1:5:30。生物選擇器設置在CASS前端,容積約占總容積的10%,通常在厭氧或兼氧條件下運行。生物選擇器對進水水質水量具有較好的緩沖作用,通過與回流污泥及進水混合,可以加速對溶解性有機物的去除及難降解有機物的水解,同時可促進磷的釋放和反硝化作用,進而改善污泥沉降性能,可有效抑制污泥膨脹。預反應區(qū)(缺氧區(qū))可以進一步促進釋磷以及反硝化作用,還可以輔助生物選擇器對水質水量起調節(jié)作用。主反應區(qū)(好氧區(qū))是去除有機物的主要場所,運行時,通常將主反應區(qū)的曝氣強度加以控制,使反應區(qū)內主體溶液處于好氧狀態(tài),完成有機物的降解,而活性污泥內部則基本處于缺氧狀態(tài),溶解氧向污泥絮體內的傳遞受到限制,而硝態(tài)氮由污泥內向主體溶液的傳遞不受限制,從而使主反應區(qū)中同時發(fā)生有機物的降解以及同步硝化和反硝化作用。運行時,按進水-曝氣、曝氣、沉淀、潷水、進水-閑置完成一個周期,其工藝原理如圖所示。CASS工藝簡單、投資省、維護方便,對水質水量適應性強,具有良好的脫氮除磷效果,其脫氮除磷效果是目前已知的SBR變型工藝中最好的,是實踐證明的較為先進的污水生物處理工藝。(3)DATIAT——需氧池和間歇曝氣池系統(tǒng)DATIAT一般是由一個需氧池DAT和一個間歇曝氣池IAT組成。一般情況下,DAT池連續(xù)進水(需氧池)、曝氣(也可間歇曝氣),IAT池也是連續(xù)進水但間歇曝氣,在IAT池完成曝氣、沉淀、排水和排除剩余污泥。DAT池相當于一個傳統(tǒng)活性污泥曝氣池,池中水呈完全混合狀態(tài);IAT池相當于一個傳統(tǒng)的SBR池,但進水為連續(xù)。因此,DAT-IAT介于傳統(tǒng)活性污泥和SBR之間,其運行過程與SBR相同,由進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段組成,其工藝原理如圖4所示,但其容積利用率是已知SBR變型工藝中最高的,%。(4)UNITANK——一體化活性污泥系統(tǒng)UNITANK是由比利時史格斯清水公司(SEGHERS)開發(fā)的,具有SBR和三溝式氧化溝技術的特點,由3個矩形池組成,3個池通過彼此間隔墻上的開口實現(xiàn)水力相通,每個單元都配有曝氣系統(tǒng),可以表面曝氣或鼓風曝氣,中間池始終作曝氣池,兩個邊池既可作曝氣池也可作沉淀池,設有溢流堰,用于排水和排放剩余污泥。污水可以交替進入任一池,可以實現(xiàn)連續(xù)進水連續(xù)排水。UNITANK運行周期包括兩個主體運行階段和兩個較短的過渡階段,兩個主體運行階段運行過程完全相同,運行方向相反,如圖5所示。第一個主體運行階段包括以下過程:①污水進入左側池內,因該池在上個主體運行階段作為沉淀池時積累了大量經(jīng)過再生、具有較高吸附及活性的污泥,且污泥濃度較高,可以高效降解污水中的有機物;②混合液同時自左向右通過始終作曝氣池的中間池,繼續(xù)曝氣,有機物得到進一步降解,同時在推流過程中,左側池內活性污泥進入中間池,再進入右側池,使污泥在各池內重新分配;③混合液進入作為沉淀池的右側池,處理后出水通過溢流堰排放,也可在此排放剩余污泥。第一個主體運行階段結束后,通過一個短暫的過渡段,即進入第二個主體運行階段。第二個主體運行階段過程污水流向相反,操作過程相同。此外,通過對系統(tǒng)時間和空間的控制,適當增加水力停留時間,可以形成厭氧、缺氧和好氧條件,實現(xiàn)脫氮除磷。UNITANK最大優(yōu)勢在于省去了污泥回流,3個池共用池壁,布置緊湊,且占地面積較小,基建投資省,故自問世以來已在世界范圍內得到廣泛應用。(5)MSBR——改良式間歇活性污泥法MSBR是20世紀80年代初,美國Yang等結合傳統(tǒng)連續(xù)活性污泥處理和SBR技術,研究開發(fā)出一種污水生物處理工藝。該工藝經(jīng)過不斷改進和發(fā)展,現(xiàn)已成為第3代MSBR技術,其工藝與配套設備的專利技術屬于美國Aqua AerobicIn公司所有。MSBR實質上由前端A2/O與后端SBR串聯(lián)而成的單池多格一體化工藝,巧妙地將連續(xù)流的空間控制(A2/O)與間歇式的時間控制(SBR)有效地結合于一體,混合流與推流相結合,系統(tǒng)前端采用空間控制來保證系統(tǒng)的高反應速率,后端采用時間控制以有效地保證出水質量,是一種集約化程度較高的一體化SBR變型工藝。MSBR系統(tǒng)通常由7個單元組成,分別為厭氧池、缺氧池、好氧池、2個序批池、泥水分離池和污泥缺氧池,污水先進人厭氧池后,經(jīng)缺氧進人主曝氣池,好氧處理后的污水由內循環(huán)回流泵分別泵人左右二兩側的序批分池中,兩池的功能相同,周期處于好氧一缺氧一厭氧的循環(huán),剩余污泥分別經(jīng)泥水分離池和前端缺氧池,由污泥泵排出反應器,回流污泥則進人厭氧池,經(jīng)泥水分離池澄清后的尾水則排出反應池,其工藝流程如圖6所示。MSBR從連續(xù)運行單元進水,而不是從SBR單元進水,提高了反應器利用率,同時有效地抵抗沖擊負荷;活性污泥微生物置于交替厭氧、缺氧、好氧的環(huán)境中,同時完成脫氮除磷和有機物降解的目的;采用空氣堰控制出水,有效地控制出水懸浮物,從而達到高效穩(wěn)定地運行。MSBR具有流程簡單、控制靈活、占地面積小等優(yōu)點,是較理想的生物處理工藝,目前主要在北美應用。 氧化溝和SBR工藝的比較(1)SBR工藝占地少、土建費用低,設備費用高;氧化溝工藝占地多、土建費用高,設備費用低。(2)SBR工藝適合處理中低濃度BOD的污水;氧化溝工藝對處理高濃度BOD的污水有利。(3)SBR工藝適合處理中低濃度BOD的污水;氧化溝工藝對處理高濃度BOD的污水有利。(4)通常氧化溝工藝的電耗要比SBR工藝大些,運營費要高些。(5)SBR工藝是周期間歇運行,各個工序轉換頻繁,需要自動控制;氧化溝工藝是連續(xù)運行,不要求自動控制,只是在要求節(jié)能時用自動控制。(6)SBR工藝是靜態(tài)沉淀,氧化溝工藝是動態(tài)沉淀,因而SBR的沉淀效率更高,出水水質更好。 AB法AB工藝是吸附——生物降解(AdsorptionBiodegradation)工藝的簡稱。這項污水生物處理技術是由德國Botho Bohnke教授為解決早期污水處理工藝所存在的去除難降解有機物和除氮脫磷效率低下,及投資和運行費用過高等問題,在對兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法進行大量研究的基礎上,于70年代中期所開發(fā),80年代初開始應用于工程實踐的一項新型污水生物處理工藝。 AB法工藝流程AB法在工藝流程上分A、B兩段處理系統(tǒng),其中A斷為高荷段,由A段曝氣池與沉淀池構成,B段為低負荷段,由B段曝氣池與二沉池構成。污水先進入高負荷的A段,然后再進入低負荷的B段。A段停留時間約20-40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時發(fā)生不完會氧化反應,生物主要為短世代的細菌群落,去除BOD達50%以上。B段與常規(guī)活性污泥相似,負荷較低,泥齡較長。兩段串流程如下圖:從工藝流程圖中可見,AB法工藝中的A、B兩段需嚴格分開,污泥系統(tǒng)各段獨立循環(huán),兩段串聯(lián)運行。因此,可以將AB法看成是一種改進的兩段生物處理技術。AB法工藝中的A段利用活性污泥的吸附、絮凝能力將污水中有機物吸附于活性污泥上,進而將其部分降解,產生的大量生物污泥在隨后設置的A段沉淀池中進行泥、水分離,大部分有機物質以剩余污泥方式被排出。在A段系統(tǒng)中,經(jīng)過生物吸附、絮凝、分解和污泥沉淀等作用,以較低能耗同時可除去污水中50%~60%的有機物。B段為低負荷段,經(jīng)A段處理后殘留于污水中的有機物在該段將被氧化甚至硝化,以保證較高的運行穩(wěn)定性和污水處理效率。A段和B段中的活性污泥,各自由A段沉淀池和B段沉淀池中分別回流。這種流程布置方式有利于利用原污水中的活性微生物,有利于在A段和B段生物處理池中保持各自的優(yōu)勢微生物種群,并及時以剩余污泥方式排出已截留的有機質,從而減少系統(tǒng)中氧的消耗。AB法工藝中的A段,可根據(jù)原污水水質等情況的變化而采用好氧或缺氧的運行方式。 AB法工藝的主要特征(1)A段在很高的負荷下運行,其負荷率通常為普通活性污泥法的50~100倍,污水停留時間只有20~40min,~。污泥齡較高,真核生物無法生存,只有某些世代短的原核細菌才能適應生存并得以生長繁殖,A段對水質、水量、PH值和有毒物質的沖擊負荷有極好的緩沖作用。A段產生的污泥量較大,約占整個處理系統(tǒng)污泥產量的80%左右,且剩余污泥中的有機物含量高。(2)B段可在很低的負荷下運行,負荷范圍一般為<()水力停留時間為2~5h,污泥齡較長,且一般為15~20d。在B段曝氣池中生長的微生物除菌膠團微生物外,有相當數(shù)量的高級真核微生物,這些微生物世代期比較長,并適宜在有機物含量比較低的情況下生存和繁殖。(3)A段與B段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng),相互隔離,保證了各自獨立的生物反應過程和不同的微生物生態(tài)反應系統(tǒng),人為地設定了A和B的明確分工。 AB法工作機理(1)開放式系統(tǒng)原理AB工藝中不設初沉池,從而使污水中的微生物在A段得到充分利用,并連續(xù)不斷的更新,使A段形成一個開放性的、不斷由原污水中生物補充的生物動態(tài)系統(tǒng)。(2)微生物的生物相及其特性A段內微生物活性強、世代期短、具有很強的吸附能力。當A段以兼氧的方式運行時,由于供氧較低,高活性微生物為了滿足自身代謝能量的要求,被迫對在好氧條件下不易分解的有機物進行初步分解,起到大分子斷鏈的作用,使其轉化為較小分子的易降解有機物,從而在后續(xù)的B段好氧曝氣中易于被去除。B段主要是世代期長的真核微生物,能夠保證出水水質。 AB法工藝的優(yōu)點具有優(yōu)良的污染物去除效果,較強的抗沖擊負荷能力,較好的脫氮除磷效果和投資及運轉費用較低等?!?對有機底物去除效率高?!?系統(tǒng)運行穩(wěn)定。主要表現(xiàn)在:出水水質波動小,有極強的耐沖擊負荷能力,有良好的污泥沉降性能?!?節(jié)能。運行費用低,耗電量低,可回收沼氣能源。經(jīng)試驗證明,AB法工藝較傳統(tǒng)的一段法工藝節(jié)省運行費用20%~25%。 AB工藝的缺點◆ A段在運行中如果控制不好,很容易產生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生,這主要是由于A段在超高有機負荷下工作,使A段曝氣池運行于厭氧工況下,導致產生硫化氫、大糞素等惡臭氣體?!?當對除磷脫氮要求很高時,A段不宜按AB法的原來去除有機物的分配比去除BOD55%~60%,因為這樣B段曝氣池的進水含碳有機物含量的碳/氮比偏低,不能有效的脫氮?!?污泥產率高,A段產生的污泥量較大,約占整個處理系統(tǒng)污泥產量的80%左右,且剩余污泥中的有機物含量高,這給污泥的最終穩(wěn)定化處置帶來了較大壓力。總體而言,AB法工藝適合于污水濃度高、具有污泥消化等后續(xù)處理設施的大中規(guī)模的城市污水處理廠,有明顯的節(jié)能效果。對于有脫氮要求很高的城市污水處理廠,一般不宜采用。 AB法”工藝在我國的歷史AB法工藝在我國的研究和應用大致經(jīng)歷了以下三個階段:第一階段:上世紀70年代末至80年代初期,我國許多專家學者對AB工藝的特性、運行機理及處理過程和穩(wěn)定性等方面,進行了深入全面和系統(tǒng)的研究,對“AB法”工藝在我國的應用和推廣起到了積極作用。第二階段:上世紀70年代末至80年代,我國許多大專院校紛紛開設專題研究課程,尤其是設計研究部門也對AB法處理城市污水、工業(yè)廢水進行規(guī)?;膶嶒炑芯?,為AB法的工程設計和工程應用取得了大量的數(shù)據(jù)和實踐經(jīng)驗,為其在我國的工程應用起到了十分關鍵的作用。第三階段:自上世紀80年代起,國內逐步開始將“AB法”應用到城市污水處理和工業(yè)廢水處理工程中,已建成相當數(shù)量的AB法工藝的城市污水處理廠,成效顯著,取得了十分可觀的社會效益和環(huán)境效益。隨著污水處理技術的不斷發(fā)展,和環(huán)境污染的日益加劇,以及我們對于污水處理的水質凈化要求的日益提高,“AB法”工藝已經(jīng)從污水處理舞臺的主角逐漸引退,讓位于新一代的污水處理技術。但是它對于污水處理技術發(fā)展所帶來的啟迪和歷史作用都具有深遠意義,即使在今天,仍然有它的應用價值。 水解好氧法北京市環(huán)境保護科學研究院(原北京市環(huán)境保護研究所)在20世紀80年代初開發(fā)了水解(酸化)好氧生物處理工藝。經(jīng)過十多年的開發(fā),圍繞水解好氧技術已經(jīng)形成一套完整的工藝技術。相繼開發(fā)了水解好氧生物處理工藝、水解氧化塘處理工藝和水解土地處理工藝等處理城市污水經(jīng)濟可行的工藝技術,這些工藝被先后應用建成城市污水處理廠10余座,取得了較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。特別是北京市密云縣城污水處理廠()、河南安陽市豆腐營污水處理廠()、新疆昌吉市污水處理廠()和深圳寶胺安縣石巖污水處理廠()都相繼采用了該處理工藝。另外,國內同行開發(fā)了處理印染廢水的水解好氧生物碳工藝,處理焦化廢水的水解和AO工藝相結合的工藝,在啤酒廢水和屠宰廢水方面水解好氧工藝相結合的工藝已是具有競爭力的一種標準工藝。水解(酸化)工藝還應用于工業(yè)廢水處理中,如印染、紡織、輕工、釀酒、化工、焦化、造紙等行業(yè)的工業(yè)廢水。水解好氧工藝在推廣過程中,全國各地有關部門及行業(yè)累計建設了上百座水解
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