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城镇污水处理厂中常用工艺介绍
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城镇污水处理厂中常用工艺介绍

发布时间:2015-06-05
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摘 要:简要叙述现国内的污水厂常用的水处理工艺的优缺点及适合条件和现有多数污水厂存在的常见问题。从实际问题出发,根据本工程的具体条件,具体要求,根据处理水的出水水质要求,选择合适的污水处理工艺。
关键词:城镇;污水;设计;

前 言:随着城市工业生产的发展,城市人口的递增,城市规模的扩大,工业废水和生活污水排出量日益增多,大量未经处理的污水直接排入周围河流,致使城市周围环境污染十分严重,不但直接污染了市区的地下饮用水,而且对河流下游地区的农业生产和人民生活造成了危害,人类和生物赖以生存的生态环境受到了日益严重的威胁[1]。同时,水生态系统体现了人与水的和谐共存与协调发展,是城市生态系统的主要组成部分和关键因素,与一个城市的可持续发展密切相关。因而,城市污水治理已成当前迫切需要解决的问题之一。
1国内污水厂常用工艺
1.1 AO法工艺
AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法,A(Anacrobic)是厌氧段,是脱氮除磷阶段;O(Oxic)是好氧段,是去除水中的有机物的阶段。
 

A/O法脱氮工艺的特点:
(1) 流程简单,不需外加碳源和曝气池,以原污水作为碳源,建设和运行费用较低;
(2) 反硝化阶段在前,硝化阶段在后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源,效果好,反硝化反应充分;
(3) 为使硝化残留物得以进一步去除,在后面设置曝气池,提高处理水水质;
(4) A阶段搅拌,使污泥悬浮,避免DO增加。O阶段的前段采用强曝气,后阶段减少氧气量,使内循环液的DO降低,以保证A阶段的缺氧状态。
A/O法存在的问题:
(1)A/O法由于没有独立的污泥回流系统,故不能培育出具有独特功能的污泥,所以降解难降解有机物的效率低;
(2)提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而运行费用加大。因为内循环液来自曝气池,含有一定的DO,使A阶段难以保持理想的缺氧状态,从而影响反硝化效果,使脱氮率很难达到90%。
(3) 影响水力停留时间的因数是(硝化>6h ,反硝化<2h )循环比MLSS(>3000mg/L)污泥龄( >30d )N/MLSS负荷率( <0.03 )进水总氮浓度( <30mg/L)[2]。
1.2氧化沟工艺
氧化沟又名氧化渠,其构筑物呈封闭的环形沟渠。它是活性污泥法的一种变型。由于污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因而有人称其为“循环曝气池”。氧化沟由于水力停留时间长,有机负荷低,所以其本质上属于延时曝气系统。
 

氧化沟的技术特点:
(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点,有力于克服短流和提高缓冲能力,通常在氧化沟曝气区上游安排入流,在入流点的再上游点安排出流。
(2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。
(3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝。
(4)氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源。
氧化沟缺点:
虽然氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、脱氮除磷效率高、污泥较稳定、能耗省、自动化控制高等优点。但是,在实际运行过程中,仍存在污泥膨胀的问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题等一系列问题[3]。
1.3 SBR工艺
SBR工艺的过程是按时序来运行的,一个周期分五个阶段:进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。在SBR的运行过程中,各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态都可以根据污水的性质、出水水质、出水水量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说,只需要时序控制,没有空间控制障碍,所以控制灵活。因此,SBR工艺发展迅速,并衍生出许多新型SBR处理工艺。
 

优点:
(1)工艺流程简单,运转灵活,基建费用低(一个SBR池扮演了多个角色:调解混合池、反应池(厌氧、缺氧和好氧三种)、沉淀池和部分浓缩池;它不需要设二沉池和污泥回流设备,一般情况下也不用设调节池和初沉池)。
(2)处理效果良好,出水可靠。
(3)较好的除磷脱氮效果。
(4)污泥沉降性能良好(SBR法可以有效控制丝状菌的过度繁殖,污泥SVI较低,是一种污泥沉降性能较为良好的工艺)。
(5)对水质水量变化的适应性强。
局限性:
(1)反应器容积利用率低(由于SBR反应器水位不恒定,反应器有效容积需要按照最高水位来设计,大多数时间,反应器内水位均达不到此值,所以反应器容积利用率低)。
(2)水头损失大。
(3)对于不连续出水的污水处理厂,就要求后续构筑物容积较大,有足够的调节水量的能力。并且不连续出水,使得SBR工艺与其他连续处理工艺串联时较为困难。
(4)峰值需氧量高,整个系统氧的利用率低。
(5)设备利用率低。
(6)不适用于大型污水处理厂(采用SBR工艺的污水处理厂规模一般在20 000t以下,规模大于100 000t的污水处理厂几乎没有采用SBR工艺的)。
1.4 A/A/O工艺
该工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到:BOD5
和SS为90%~95%,总氮为70%以上,磷为90%左右,一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂[4]。但该工艺的基建费用和运行费用均高于普通活性污泥法,运行管理要求高。
 

特点:
(1)污染物去除效率高,运行稳定,有较好的耐冲击负荷。
(2)污泥沉降性能好。
(3)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,是该工艺能同时具有去除有机物和脱氮除磷。
(4)混合液回流比大小对脱氮除磷效果影响很大,除磷效果则受回流污泥中夹带的DO和硝态氮的影响,因而脱氮除磷效果不可能提高。
(5)在同时具有脱氮除磷和能去除有机物的工艺中,该工艺流程最简单,水力停留时间也少于同类其他工艺。
(6)在厌氧-缺氧-好氧交替运行情况下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于100,不易发生污泥膨胀。
缺点:
(1)反应池容积比A/O脱氮工艺还大;
(2)污泥内回流量大,能耗较大;
(3)用于中小型污水厂费用较高;
(4)沼气回收利用经济效益差;
2污水厂常见问题
2.1 进水水质
以下进水水质情况均不利于污水处理厂的正常运行:
(1)进水中BOD、COD含量比设计值低,而氮、磷等指标则等于或高于设计值,但为使污水达到排放标准,脱氮除磷的难度就加大了[5];
(2)工业废水中夹带的油污或有毒物质对城市污水处理厂的生物系统造成巨大影响,这些油污或有毒物质在极端情况下会使整个生物系统瘫痪,微生物菌种死亡,从而整个污水处理厂不得不重新培养活性污泥;
(3)进水水质偏高,供氧与污泥脱水设备规格不能满足污水与污泥处理要求。其中垃圾渗滤液引入给城市污水处理厂运行所造成的影响需要给予足够重视。
对于污水收集与污水处理能力不协调问题,需要有关主管部门将城市排水管网和污水处理厂建设纳入城市建设近、远期总体规划,保证污水收集系统与污水处理厂同步或先行建设。同时做好新建污水处理厂服务范围内污水水质调查,以合理确定设计进水水质[6]。
2.2 泥饼含水率
目前,对城市污水处理厂污泥考核的主要指标主要是泥饼含水率。
在我国,已经投入使用或在建的城市污水处理厂,普遍采用活性污泥法进行污水处理,活性污泥的污泥龄设计较短,且设计中基本不设污泥浓缩和污泥消化设施,使得剩余污泥量大,污泥中有机成分多,不易于脱水。因此,若要将泥饼含水率控制在80%以下,就需要加大PAM的投加量,从而使污水处理成本提高[7]。
为保证污泥浓缩与脱水效果,在污泥脱水絮凝剂的配制方面,絮凝药剂的配制浓度应控制在0.1%~0.5%范围内。浓度太低则投加溶液量大,配药频率增多;浓度过高容易造成药剂粘度过高,可能导致搅拌不够均匀,螺杆泵输送药液时阻力增大,容易加快设备损耗和管路堵塞。另外,不同批次和不同型号的絮凝剂比重差别较大,需根据实际情况定期或不定期地标定药剂的配制浓度,适时调整药剂的用量,保证污泥脱水效果和减少药剂浪费。同时,干粉药剂在储存和使用过程中注意防潮防失效。
3 结语
通过对国内现有污水厂所常用水处理工艺进行简单的描述和污水厂常见问题及其解决方法做初步叙述。结合现有原始资料,为该去污水厂的建立选择合适的工艺,在满足规范条件的前提上,使出水达到水质要求。

参考文献
[1] 孙慧修.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] 编委会.给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3] 上海市津建设和交通委员会编.室外排水设计规范(GB50014-2003)[S].上海:中国计划出版社,2006.
[4] 李圭白,张杰.水质工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[5] 国家环境总局.城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918—2002) [M].北京:中国环境科学出版社出版,2002.
[6] 国家环境总局.地表水环境质量标准(GB 3838—2002) [M].北京:中国环境科学出版社出版,2002.
[7] 高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2007.


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