(工藝技術(shù))污水處理廠工藝

1、 4/4(工藝技術(shù))污水處理廠工藝 污水處理廠工藝 污水處理廠工藝的選擇，直接關(guān)系到一個(gè)地區(qū)污水處理的效果，關(guān)系到整個(gè)地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境建設(shè)。處理廠工藝是指在達(dá)到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機(jī)組合。而污水處理廠工藝的選擇，直接關(guān)系到建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關(guān)鍵問題。因此，在進(jìn)行污水處理廠設(shè)計(jì)時(shí)，必須做好工藝流程的比較，以確定最佳方案。 1.污水處理級(jí)別的確定 選擇污水處理工藝流程時(shí)首先應(yīng)按受納水體的性質(zhì)確定出水水質(zhì)要求, 并依此確定處理級(jí)別, 排水應(yīng)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978- 1996)。設(shè)市城市和重點(diǎn)流域及水資源保

2、護(hù)區(qū)的建制鎮(zhèn)必須建設(shè)二級(jí)污水處理設(shè)施；受納水體為封閉或半封閉水體時(shí), 為防治富營養(yǎng)化, 城市污水應(yīng)進(jìn)行二級(jí)強(qiáng)化處理, 增強(qiáng)除磷脫氮的效果；非重點(diǎn)流域和非水源保護(hù)區(qū)的建制鎮(zhèn), 根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件和水污染控制要求, 可先行一級(jí)強(qiáng)化處理, 分期實(shí)現(xiàn)二級(jí)處理。 2.工藝流程選擇應(yīng)考慮的因素 2.1技術(shù)因素 處理規(guī)模；進(jìn)水水質(zhì)特性，重點(diǎn)考慮有機(jī)物負(fù)荷、氮磷含量；出水水質(zhì)要求, 重點(diǎn)考慮對(duì)氮磷的要求以及回用要求；各種污染物的去除率；氣候等自然條件, 北方地區(qū)應(yīng)考慮低溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行；污泥的特性和用途。 2.1經(jīng)濟(jì)因素 批準(zhǔn)的占地面積, 征地價(jià)格；基建投資；運(yùn)行成本；自動(dòng)化水平, 操作難易程度, 當(dāng)?shù)剡\(yùn)行管

3、理能力。 3.工藝流程選擇的原則 保證出水水質(zhì)達(dá)到要求；處理效果穩(wěn)定, 技術(shù)成熟可靠、先進(jìn)適用；降低基建投資和運(yùn)行費(fèi)用, 節(jié)省電耗；減小占地面積；運(yùn)行管理方便, 運(yùn)轉(zhuǎn)靈活；污泥需達(dá)到穩(wěn)定；適應(yīng)當(dāng)?shù)氐木唧w情況；可積極穩(wěn)妥地選用污水處理新技術(shù)。 4.處理工藝 4.1一級(jí)強(qiáng)化處理工藝 一級(jí)強(qiáng)化處理，應(yīng)根據(jù)城市污水處理設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃要求和建設(shè)規(guī)模，選用物化強(qiáng)化處理法、AB法前段工藝、水解好氧法前段工藝、高負(fù)荷活性污泥法等技術(shù)。 4.2二級(jí)處理工藝 日處理能力在20萬立方米以上(不包括20萬立方米/日)的污水處理設(shè)施，一般采用常規(guī)活性污泥法。也可采用其它成熟技術(shù)。 日處理能力在10一20萬立方米的污水處

4、理設(shè)施，可選用常規(guī)活性污泥法、氧化溝法、SBR法和AB法等成熟工藝。 日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，可選用氧化溝法、SBR法、水解好氧法、AB法和生物濾池法等技術(shù)，也可選用常規(guī)活性污泥法。 4.3二級(jí)強(qiáng)化處理 二級(jí)強(qiáng)化處理工藝是指除有效去除碳源污染物外，且具備較強(qiáng)的除磷脫氮功能的處理工藝。在對(duì)氮、磷污染物有控制要求的地區(qū)，日處理能力在10萬立方米以上的污水處理設(shè)施，一般選用A/0法、A/A/0法等技術(shù)。也可審慎選用其他的同效技術(shù)。 日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施，除采用A/O法、A/A/0法外，也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、SBR法、水解好氧法和生物濾池法等。

5、必要時(shí)也可選用物化方法強(qiáng)化除磷效果。 4.4污泥處理 城市污水處理產(chǎn)生的污泥，應(yīng)采用厭氧、好氧和堆肥等方法進(jìn)行穩(wěn)定化處理。也可采用衛(wèi)生填埋方法予以妥善處置。日處理能力在10萬立方米以上的污水二級(jí)處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥，宜采取厭氧消化工藝進(jìn)行處理，產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用。日處理能力在10萬立方米以下的污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥，可進(jìn)行堆肥處理和綜合利用。采用延時(shí)曝氣的氧化溝法、SBR法等技術(shù)的污水處理設(shè)施，污泥需達(dá)到穩(wěn)定化。采用物化一級(jí)強(qiáng)化處理的污水處理設(shè)施，產(chǎn)生的污泥須進(jìn)行妥善的處理和處置。經(jīng)過處理后的污泥，達(dá)到穩(wěn)定化和無害化要求的，可農(nóng)田利用；不能農(nóng)田利用的污泥，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行衛(wèi)生填埋處置。

6、5.污水處理工藝流程的比較和選擇方法 5.1技術(shù)比較 在方案初選時(shí)可以采用定性的技術(shù)比較, 城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、排放方式和水質(zhì)要求、受納水體的環(huán)境功能以及當(dāng)?shù)氐挠玫?、氣候、?jīng)濟(jì)等實(shí)際情況和要求, 經(jīng)全面的技術(shù)比較和初步經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。 方案選擇比較時(shí)需要考慮的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括: 處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益等。 定性比較時(shí)可以采用有定論的結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)值等, 而不必進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。幾種常用生物處理方法的比較見表1。 5.2經(jīng)濟(jì)比較 在選定最終采用的工藝流程

7、時(shí), 應(yīng)選擇2 3 種工藝流程進(jìn)行全面的定量化的經(jīng)濟(jì)比較。可以采用年成本法或凈現(xiàn)值法進(jìn)行比較。 年成本法。將各方案的基建投資和年經(jīng)營費(fèi)用按標(biāo)準(zhǔn)投資收益率, 考慮復(fù)利因素后, 換算成使用年限內(nèi)每年年末等額償付的成本- 年成本, 比較年成本最低者為經(jīng)濟(jì)可取的方案。 凈現(xiàn)值法。將工程使用整個(gè)年限內(nèi)的收益和成本(包括投資和經(jīng)營費(fèi)) 按照適當(dāng)?shù)馁N現(xiàn)率折算為基準(zhǔn)年的現(xiàn)值, 收益與成本現(xiàn)行總值的差額即凈現(xiàn)值, 凈現(xiàn)值大的方案較優(yōu)。 多目標(biāo)決策法。多目標(biāo)決策是根據(jù)模糊決策的概念, 采用定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)評(píng)價(jià)法。按工程特點(diǎn)確定評(píng)價(jià)指標(biāo), 一般可以采用5 分制評(píng)分, 效益最好的為5 分, 最差的為1 分。同時(shí)

8、, 按評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性進(jìn)行級(jí)差量化處理(加權(quán)) , 分為極重要、很重要、重要、應(yīng)考慮、意義不大五級(jí)。取意義不大權(quán)重為1 級(jí), 依次按 2n- 1 進(jìn)級(jí), 再按加權(quán)數(shù)算出評(píng)價(jià)總分, 總分最高的為多目標(biāo)系統(tǒng)的最佳方案。評(píng)價(jià)指標(biāo)項(xiàng)目及權(quán)重應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目具體情況合理確定。 進(jìn)行工藝流程選擇時(shí), 可以先根據(jù)污水處理廠的建設(shè)規(guī)模, 進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和排放所要求的處理程度, 排除不適用的處理工藝, 初選23 種流程, 然后再針對(duì)初選的處理工藝進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比后確定最終的工藝流程。 6. 污水處理典型工藝流程 1.市政及生活污水處理典型工藝流程 2. 氧化溝工藝： 3. 中水回用處理典型工藝流程： 4. 城市污

9、水回用處理工藝： 7. 中小規(guī)模城市污水廠處理工藝流程選擇 根據(jù)進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷選擇處理工藝 進(jìn)水BOD5 負(fù)荷較高(如 250m g.L ) 或生化性能較差時(shí), 可以采用AB 法或水解- 生物接觸氧化法、水解- SBR 法等; 進(jìn)水BOD5 負(fù)荷較低時(shí)可以采用SBR 法或常規(guī)活性污泥法等。 根據(jù)處理級(jí)別選擇處理工藝 二級(jí)處理工藝可選用氧化溝法、SBR 法、水解好氧法、AB 法和生物濾池法等成熟工藝技術(shù), 也可選用常規(guī)活性污泥法; 二級(jí)強(qiáng)化處理要求除磷脫氮, 工藝流程除可以選用AO 法、A 2O 法外, 也可選用具有除磷脫氮效果的氧化溝法、CA SS 法和水解- 接觸氧化法等；在投資有限的非重點(diǎn)

10、流域縣城, 可以先建設(shè)一級(jí)強(qiáng)化處理廠, 采用水解工藝、生物絮凝吸附(即AB 法的A 段) 和混凝沉淀等物化強(qiáng)化一級(jí)處理, 待資金等條件成熟后再續(xù)建后續(xù)生物處理工藝, 形成水解好氧法、AB 法等完整工藝。 根據(jù)回用要求選擇處理工藝 嚴(yán)重缺水地區(qū)要求污水回用率較高, 應(yīng)選擇 BOD5 和SS 去除率高的污水處理工藝, 例如采用氧化溝或SBR 工藝, 使BOD5 和SS 均達(dá)到20m g.L 以下甚至更低, 則回用處理只需要直接過濾就可以達(dá)到生活雜用水標(biāo)準(zhǔn), 整個(gè)污水處理及回用廠流程非常簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。如果出水將在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)用于農(nóng)灌, 解決缺水問題, 則處理目標(biāo)可以以去除有機(jī)物為主, 適當(dāng)保留肥效。

11、 根據(jù)氣候條件選擇處理工藝 冰凍期長(zhǎng)的寒冷地區(qū)應(yīng)選用水下曝氣裝置, 而不宜采用表面曝氣；生物處理設(shè)施需建在室內(nèi)時(shí), 應(yīng)采用占地面積小的工藝, 如UN ITAN K 等；水解池對(duì)水溫變化有較好的適應(yīng)性, 在低水溫條件下運(yùn)行穩(wěn)定, 北方寒冷地區(qū)可選擇水解池作為預(yù)處理; 較溫暖的地區(qū)可選擇各種氧化溝和SBR 法。 根據(jù)占地面積選擇處理工藝 地價(jià)貴、用地緊張的地區(qū)可采用SBR 工藝(尤其是UN TAN K) ；在有條件的地區(qū)可利用荒地、閑地等可利用的條件, 采用各種類型的土地處理和穩(wěn)定塘等自然凈化技術(shù), 但在北方寒冷地區(qū)不宜采用。用水解池作為穩(wěn)定塘的預(yù)處理, 可以改善污水的生化性能, 減小穩(wěn)定塘的面積

12、。 根據(jù)基建投資選擇處理工藝 為了節(jié)省投資, 應(yīng)盡量采用國內(nèi)成熟的, 設(shè)備國產(chǎn)化率較高的工藝。 基建投資較小的處理工藝有水解- SBR 法、 SBR 法及其變型、水解- 活性污泥法等。用水解池作預(yù)處理可以提高對(duì)有機(jī)物的去除率, 并改善后續(xù)二級(jí)處理構(gòu)筑物污水的生化性能, 可使總的停留時(shí)間比常規(guī)法少30%。采用水解- 好氧處理工藝高效節(jié)能, 其出水水質(zhì)優(yōu)于常規(guī)活性污泥法。 氧化溝法在用于以去除碳源污染物為目的二級(jí)處理時(shí), 與各種活性污泥法相比, 優(yōu)勢(shì)不明顯, 但用于還須去除氮磷的二級(jí)強(qiáng)化處理時(shí), 則投資和運(yùn)行費(fèi)用明顯降低。 根據(jù)運(yùn)行費(fèi)用選擇處理工藝 節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的途徑有降低電耗、減少污泥量、減少操

13、作管理人員等。電耗較低的流程有自然凈化、氧化溝、生物濾池、水解好氧法等, 污泥量較少的有氧化溝和SBR 等, 自動(dòng)化程度高、管理簡(jiǎn)單的流程有SBR 等。綜合比較, 在基建費(fèi)相當(dāng)?shù)臈l件下, 運(yùn)行費(fèi)用較低的處理方法有氧化溝、SBR、水解好氧法等。 城市污水處理廠的主要工藝 城市污水的主要污染物是有機(jī)物，因此目前國內(nèi)外大多采用生物法。也有采用化學(xué)法的，比如四川遂寧市的污水就采用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理，但這種工藝的去除率不高，出水達(dá)不到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，只適用于某些特定的對(duì)出水水質(zhì)要求不高的地方。 在生物法中，有活性污泥法和生物濾池兩大類，生物濾池的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國只有少數(shù)幾座生物濾池城市污水

14、處理廠，而活性污泥法占絕大多數(shù)。 活性污泥法有很多種型式，使用最廣泛的主要有三類：傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進(jìn)型A/O、A2/O工藝，氧化溝，SBR工藝。 傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進(jìn)行穩(wěn)定處理，對(duì)消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，因而得到廣泛應(yīng)用。近20年來，水體富營養(yǎng)化的危害越來越嚴(yán)重，去除氮、磷列入了污水處理的目標(biāo)，于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進(jìn)型A/O法和A2/O法。A/O法有兩種，一種是用于除磷的厭氧好氧工藝，一種是用于脫氮的缺氧好氧工藝；A2/O法則是既脫氮又除磷的工藝。 氧化溝是活性污泥法的一種變型，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)活性污泥法，是一種首尾相接的循環(huán)流，通常采用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定。它不設(shè)初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡(jiǎn)化。氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，去除有機(jī)物的效率很高，也具有脫氮的功能。如果在溝前增設(shè)厭氧池，還可同時(shí)除磷。氧化溝這種高效、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用