常見(jiàn)城鎮污水處理工藝性能對比圖!
全康環(huán)保:活性污泥法包括氧化溝、A2/O、SBR、AB法等;生物膜法包括曝氣生物濾池、生物轉盤(pán)、接觸氧化池、生物流化床等工藝。下面主要介紹目前國內城鎮污水處理較常見(jiàn)的幾種污水處理工藝。
一、氧化溝工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
氧化溝又名氧化渠,因其構筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動(dòng),因此有人稱(chēng)其為“循環(huán)曝氣池”、“無(wú)終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長(cháng),有機負荷低,其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統。
氧化溝利用連續環(huán)式反應池作生物反應池,混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續循環(huán),氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置,向反應池中的物質(zhì)傳遞水平速度,從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán)。
氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進(jìn)出水裝置、導流和混合設備組成,溝體的平面形狀一般呈環(huán)形,也可以是長(cháng)方形、L形、圓形或其他形狀,溝端面形狀多為矩形和梯形。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①循環(huán)流量大,使進(jìn)水達到快速混合稀釋?zhuān)哂泻軓姷目箾_擊負荷能力。同時(shí),由于氧化溝負荷低,一般是在延時(shí)曝氣條件下運行,水和固體停留時(shí)間長(cháng),固體總量大,因而對沖擊負荷也有較強的緩沖作用;
②運行中水力條件好,不會(huì )產(chǎn)生污泥沉積,因而使出水水質(zhì)穩定;
③由于表曝型氧化溝采用倒傘型表面曝氣機,它的支承方式為浮軸式,機械受力比較合理,因此具有使用壽命長(cháng)、易于維修管理、能長(cháng)期穩定運行等特點(diǎn)。采用倒傘型表明曝氣機,供氧能力大,設備數量少,日常維護工作量極小,且對運行管理人員沒(méi)有特殊要求;
④可以通過(guò)改變曝氣機的工作數量、轉速調整其供氧氧能力和可節省電耗;
⑤該工藝由于泥齡長(cháng),污泥在氧化溝中趨于相對穩定,不需要消化。
⑥該工藝流程簡(jiǎn)單,構筑物少,控制管理較方便。
3、工藝缺點(diǎn)
①池深淺,占地面積相對較大,基建投資較大,使得工程造價(jià)和征地費用增加;
②存在污泥膨脹問(wèn)題;
③存在泡沫問(wèn)題;
④存在污泥上浮問(wèn)題;
⑤需要設置單獨的二沉池和污泥回流系統。
4、適用范圍
廣泛應用于大、中、小城市。
二、A2/O工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
A2/O是一種有效的除磷脫氮工藝,是一種深度二級處理工藝,是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合,生物池通過(guò)曝氣裝置、推進(jìn)器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。A2/O生物除磷脫氮系統的活性污泥中,菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷,厭氧釋磷起到除磷效果,脫氮方面在好氧階段硝化,厭氧階段反硝化起到脫氮的作用。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①除磷脫氮效果明顯,工藝比較成熟、運行可靠;
②總的水力停留時(shí)間少于其他同類(lèi)工藝;
③有效控制污泥膨脹;
④污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效;
⑤運行中勿需投藥,兩個(gè)A斷只用輕緩攪拌,并不增加溶解氧濃度,運行費用低。
3、工藝缺點(diǎn)
①流程復雜、構筑物多、占地較大、造價(jià)較高;
②脫氮、除磷效果難于再行提高,污泥增長(cháng)有一定的限度,不易提高;
③用于中小型污水處理廠(chǎng)費用偏高;
④沼氣回收利用經(jīng)濟效益差;
⑤對運行工況的控制需要管理人員具有較高的專(zhuān)業(yè)知識及經(jīng)驗。
4、適用范圍
大中型污水處理廠(chǎng)
三、SBR工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
SBR也稱(chēng)為序批式活性污泥法,是普通活性污泥法的改良。SBR工藝的過(guò)程是按時(shí)序來(lái)運行的,由進(jìn)水、反應、沉淀、潷水和閑置五個(gè)過(guò)程組成,從污水流入開(kāi)始到閑置時(shí)間結束算做一個(gè)周期。在一個(gè)周期內所有上述過(guò)程都在一個(gè)設有曝氣系統或攪拌裝置的反應池內依次進(jìn)行,這種操作周期周而復始反復進(jìn)行達到不斷進(jìn)行污水處理和生化降解的目的。
SBR在運行過(guò)程中,各階段的運行時(shí)間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等都可以根據具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活變化。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①理想的推流過(guò)程使生化反應推動(dòng)力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好;
②運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀,需要時(shí)間短、效率高,出水水質(zhì)好;
③耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊;
④工藝過(guò)程中的各工序可根據水質(zhì)、水量進(jìn)行調整,運行靈活;處理設備少,構造簡(jiǎn)單,便于操作和維護管理;
⑤能有效控制活性污泥膨脹;
⑥SBR法系統本身也適合于組合式構造方法,利于擴建和改造;
⑦具有良好的脫氮除磷效果;
⑧工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積省、造價(jià)低。
四、CASS工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng),又稱(chēng)為循環(huán)活性污泥工藝,是在SBR的基礎上發(fā)展起來(lái)的,即在SBR池內進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器,實(shí)現了連續進(jìn)水,間歇排水。CASS池分預反應區和主反應區。在預反應區內,微生物能通過(guò)酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物,經(jīng)歷一個(gè)高負荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,這對進(jìn)水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對絲狀菌的生長(cháng)起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應區經(jīng)歷一個(gè)較低負荷的基質(zhì)降解過(guò)程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體,污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程,而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達到對污染物去除作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①無(wú)需設初沉池及二沉池,占地面積?。ū葌鹘y活性污泥工藝節省20%~35%建設面積),基建費用低(比傳統活性污泥工藝節省10%~25%);
②曝氣為間歇式,下一周期開(kāi)始曝氣時(shí),氧的濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著(zhù),運行費用可節省10%~25%;
③在沉淀階段,整個(gè)反應區起沉淀池的作用,表面負荷低,沉淀效果好;
④運行靈活,抗沖擊負荷能力強,出水穩定,每個(gè)周期的排水量一般不超過(guò)池內總水量的1/3;
⑤使用范圍廣,適合分期建設,對資金不足的地區更占優(yōu)勢;
⑥反應池除COD同時(shí),兼具脫氮除磷作用,效果良好;
⑦反應池內存在較大的濃度梯度,且好氧、厭氧交替進(jìn)行,能有效的抑制污泥膨脹;
⑧污泥泥?在20~35天,污泥穩定性好,脫水性能好,產(chǎn)生剩余污泥量少。
3.工藝缺點(diǎn)
①間歇周期運行,對自控要求較高;
②變水位運行,電耗增大;
③容積利用率較低;
④污泥穩定性不如厭氧硝化好;
⑤生物的脫氮效果很難提高;
⑥進(jìn)水閥門(mén)/啟閉機及曝氣閥門(mén)頻繁開(kāi)啟,質(zhì)量要求較高。
五、曝氣生物濾池
1、工藝簡(jiǎn)介
曝氣生物濾池(biological aerated filter,BAF)是20世紀80年代末90年代初在普通生物濾池的基礎上,借鑒給水濾池工藝而開(kāi)發(fā)的污水處理新工藝,最初用于污水的三級處理,后發(fā)展成直接用于二級處理。
曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式,也可看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式。即在生物反應器內裝填高比表面積的顆粒填料,以提供微生物膜生長(cháng)的載體,并根據污水流向不同分為下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流過(guò)濾料層,在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣,使空氣與污水逆向或同向接觸,使污水中的有機物與填料表面生物膜通過(guò)生化反應得到降解,填料同時(shí)起到物理過(guò)濾作用。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①曝氣生物濾池同時(shí)具有生物氧化降解和過(guò)濾的作用,因而可獲得很高的出水水質(zhì),可達到回用水水質(zhì)標準。
②占地面積小,基建投資省。曝氣生物濾池占地面積僅為常規工藝的1/10―1/5。池容較小,基建投資比常規工藝節省至少20-30%。
③運行費用低。曝氣生物濾池工藝氧的傳輸利用效率很高,曝氣量小,供氧動(dòng)力消耗低。
④抗沖擊負荷能力強,耐低溫。運行經(jīng)驗表明,曝氣生物濾池可在正常負荷2-3倍的短期沖擊負荷下運行,而其出水水質(zhì)變化很小。
⑤易掛膜,啟動(dòng)快。曝氣生物濾池在水溫15℃左右,2至3周即可完成掛膜過(guò)程。
⑥曝氣生物濾池采用模塊化結構,便于后期改、擴建,僅需并列增加濾池數即可,不影響已有的工藝運行。
⑦采用自動(dòng)化控制,易于管理。同時(shí)由于其本身的結構并不復雜,因而也無(wú)需
⑧龐雜的自控設備,更無(wú)需大量的人員技術(shù)培訓。
⑨產(chǎn)生臭氣較少、環(huán)境質(zhì)量高。
3、適用范圍
曝氣生物濾池的應用范圍較為廣泛,其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的功能。
六、IBR工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
IBR生物處理工藝是一種集厭氧、兼氧、好氧反應及沉淀于一體的連續進(jìn)出水的周期循環(huán)活性污泥法。它同時(shí)兼具按空間分割的連續流活性污泥法及按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇性活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),與按空間分割的連續流活性污泥法相比,省去了污泥回流的環(huán)節,因而節省運行能耗及減少處理設施及投資;與按時(shí)間分割的間歇流活性污泥法相比,具備連續進(jìn)出水的特點(diǎn),因而減少了處理設施容積及總的土建投資。
按該工藝設計的反應池利用設置于池底的三相分離器實(shí)現單池連續進(jìn)、出水,間歇曝氣。通過(guò)調節曝停比營(yíng)造出污水在反應池中的多級A/A/O狀態(tài),使污水在反應池中處于最佳狀態(tài)的脫N除P工況,以最大限度地去除N和P。在工藝運行過(guò)程中,曝停比可根據進(jìn)水水質(zhì)、水量、溫度、季節的情況進(jìn)行調節,從而實(shí)現最佳量曝氣,系統節能的目的。
污水處理系統配置的集中自控系統可以根據原污水水質(zhì),靈活地控制IBR的運行模式,在保證出水水質(zhì)的前提下,使工藝的能量消耗最小化。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①構筑物少,用地節??;
②機電設備少,能量消耗低、運行費用低;
③控制簡(jiǎn)單;
④運行無(wú)噪音污染;
七、人工濕地處理工藝
1、工藝簡(jiǎn)介
人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類(lèi)似的地面,將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上,污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中,主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用,對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機理包括吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類(lèi)動(dòng)物的作用。
2、工藝優(yōu)點(diǎn)
①建造和運行費用便宜
②易于維護,技術(shù)含量低
③可進(jìn)行有效可靠的廢水處理
④可緩沖對水力和污染負荷的沖擊
④可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂(lè )和教育。
3、工藝缺點(diǎn)
①占地面積大
②易受病蟲(chóng)害影響
③生物和水力復雜性加大了對其處理機制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認識理解,設計運行參數不精確,因此常由于設計不當使出水達不到設計要求或不能達標排放,有的人工濕地反而成了污染源。
④另外,據已有數據,當上下表面植物密度增大時(shí), 人工濕地系統處理效率提高,在達到其最優(yōu)效率時(shí),需2~3個(gè)生長(cháng)周期,所以需建成幾年后才達到完全穩定的運行。因此,目前人工濕地技術(shù)最大問(wèn)題在于缺乏長(cháng)期運行系統的詳細資料。
八、工藝對比圖
每一種工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn),工藝的選擇要因地制宜,還和當地的經(jīng)濟形勢相關(guān)密切,現將幾種常用的污水處理工藝進(jìn)行多方面比較。