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生活污水处理工艺

发布时间:2016-04-06 10:15 来源:未知 浏览次数:




    由于生活污水处理的核心是生化部分,因此我们称污水处理工艺是特指这部分,如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厌氧和好氧)处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺,根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。
    长期以来,城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法,它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题,且不能去除氮、磷等无机营养物质。
由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:
    (1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。
    (2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必要增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂。
    (3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
典型生活污水水质
经使用后的生活用水水质发生了变化,水中增加了有机物、悬浮物和致病菌。比较典型的生活污水水质中生化需氧量(BOD5)-般为l00-400mg/LI化学需氧量(CODcr)-般为250—1000 mg/L I悬浮物(Ss)一般为100-350mg/LIPH值为6-9。
典型的生活污水处理完整工艺如下:
污水——前处理 —— 生化法—— 二沉池——消毒—— 出水
          |                     |
          -——-——污泥处理系统—
    前处理也称为预处理技术,常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。
    常用的生活污水处理工艺
    1、 无能耗地埋式小型生活污水装置即改进型化粪池,工艺流程如下:
    污水——厌氧水解池 —— 厌氧过滤池—— 氧化沟——出水
    厌氧水解池即为国标化粪池,厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池,内置填料,氧化沟即利用排水沟及强制通风,空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理,且可与国标化粪池组合使用,其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。
    该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程,可在较为富裕的农村地区使用。
    2、 A/O法
    即厌氧—好氧污水处理工艺,流程如下:
    污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水
                  |_______ 污泥回流___|
    设计要点:
    A:厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式,设计水力停留时间为2~4小时。厌氧池下部为污泥床区,污泥床厚度通常控制在1~1.2M之间,进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统,底部设布水沟,保留污泥不沉积底部,呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30~35g/l,则污泥负荷为0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
    B:生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料,微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面,一部分则以絮状悬浮生长于水中,因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统(设计时必须考虑投资及运行成本)。为培养微生物的不同的优势菌种,将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时,有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时,有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特点是:适应能力强;耐冲击负荷;高容积负荷;不存在污泥膨胀;排泥量非常少;具有较好的脱氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺,原理上是相似的。
    3、SBR法
    即间歇式活性污泥法,由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征,目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用,厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间,可达到除磷脱氮的效果。
    前处理——SBR反应器 ——过滤——出水
             |
          污泥处置
    设计要点:理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围,为0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但为安全计,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反应时的水位,最低水位是指排放工序结束时的水位,最低水位必须保证在排水在此水位时,沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺的主要特点有:出水水质较好;占地少;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。
    4、氧化沟
    氧化沟是活性污泥法的一种变形,其池体狭长,故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式,典型的有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气—沉淀一体化氧化沟
    氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂,其规模从每日几百立方米至几万立方米,工艺日趋完善,其构造型式也越来越多。其主要特点是:进出水装置简单;污水的流态可看成是完全混合式,由于池体狭长,又类似于推流式;BOD负荷低,处理水质良好;污泥产率低,排泥量少;污泥龄长,具有脱氮的功能。
    设计要点:混合液悬浮固体浓度5000mg/l;生物固体平均停留时间,去除BOD5时,取5~8天,当要求硝化反应时取10~30天;水力停留时间为20、24、36、48h,根据对处理水水质要求而定;BOD—SS负荷(Ns)为0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容积负荷(Nv)为0.1~0.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比为50~150%;混合液在渠内的流速为0.4~0.5m/s;沟底流速为0.3 m/s。
    5、人工生物净化
    人工生物净化,是人为的创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。主要优点为:处理效果稳定,可以在一定范围内调节处理效率,处理工艺占地面积小。主要缺点为:投资高、运行费用高、管理复杂,需操作人员较多。
    主要处理工艺如下:生活污水一沉淀(或气浮)一生物膜法一生物滤池(生物转盘、接触氧化、活性污泥法)一曝气池(氧化沟)一沉淀(或气浮)一消毒一出水
    6、自然生物净化处理
    自然生物净化处理,主要利用土壤在的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。主要优点为:投资低(征地费l万元/hm 的情况下)、运行费用低、管理简单、需要的操作人员少。可以单独使用,也可相互组成联合处理系统。缺点为:占地面积大。主要处理工艺如下:生活污水一沉淀一氧化塘(土地处理)一快速渗滤(满速渗滤、地表漫流)
    7、人工生物净化和自然生物净化
    在土地资源丰富,地价相对便宜的城镇,采用人工生物净化与自然生物净化相结合的方法,在经济不发达地区有其实际意义。
    主要处理工艺为:生活污水一沉淀一曝气氧化塘一土地处理(农业灌溉)曝气氧化塘与土地处理都具有运行费用低、耗能少及管理简单等优点。曝气氧化塘能去除部分N、P、病菌和寄生虫。
    在我国西北的大多数中小城镇,有可利用的土地资源,应该大力提倡采用自然生物净化工艺处理生活污水。
    8、管道处理工艺
    管道处理工艺是利用输送污水的挂表到加压作为处理设备,并在管内充痒,使污水在输送过程中进行生物处理,以减轻管道末端污水处理厂的负担。生活污水处理厂只需建设沉淀池,不用活性污泥回流,管道处理能力可在较大范围内灵活变化,与普通活性污泥法比较,可节约投资40%,运转费用低,适用与污水输送距离较远的城市(管道长度需6km—l 0km)。
    9、生物膜自然净化工艺
    生物膜自然净化是移植生物膜技术,采用厌痒菌和兼性菌处理生活污水。具有运行费用低,几乎不耗能的特点,适合在旅游区和居民区生活污水处理中采用。
    10、深井曝气
    深井曝气是以一深井为曝气池的高效率活性污泥工艺,井直径l m 一6 m ,深度50m一100m。一般利用废井进行改造,投资费用较低。深井曝气具有很高的充痒能力,并能维持很高的混合液污泥浓度,处理效率较普通曝气法提高约5倍,电耗节省40%-50%。其主要优点是高效、低耗、占地少,是目前国内推广应用较好的处理方法。
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