概述
生活污水處理工藝目前已相當成熟,其核心技術為活性污泥法和生物膜法,對活性污泥法(或生物膜法)的改進及發展形成了各種不同的生活污水處理工藝,傳統的活性污泥法處理工藝在中小型生活污水處理已較少使用。根據污水的水量、水質和出水要求及當地的實際情況,選用合理的污水處理工藝,對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。
本文主要生活污水處理常用的工藝作簡單介紹。
基本概況
中小型生活污水處理工藝
典型的生活污水處理完整工藝如下:
污水——前處理 —— 生化法—— 二沉池——
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-——-——污泥處理系統--
消毒—— 出水
前處理也稱為預處理技術,常用的有格柵或格網、調節池、沉砂池、初沉池等。
由於生活污水處理的核心是生化部分,因此我們稱污水處理工藝是特指這部分,如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厭氧和好氧)處理生活污水在目前是最經濟、最適用的污水處理工藝,根據生活污水的水量、水質及現場的條件而選擇不同的污水處理工藝對投資及運行成本具有決定性的影響。下面就目前常用的生活污水處理工藝作一簡介。
1、 無能耗地埋式小型生活污水裝置
即改進型化糞池,工藝流程如下:
污水——厭氧水解池 —— 厭氧過濾池—— 氧化溝——出水
厭氧水解池即為國標化糞池,厭氧過濾池即為厭氧接觸氧化池,內置填料,氧化溝即利用排水溝及強制通風,空氣中的氧氣溶入污水中的過程為自然進行。這一污水處理工藝適宜單個住宅樓的生活污水處理,且可與國標化糞池組合使用,其最大的優點是運行費用為零。出水水質可達到國家《污水綜合排放標準》中的二級標準。
該工藝適宜於污水量小於20m3/d的污水處理工程,可在較為富裕的農村地區使用。
2、 A/O法
即厭氧—好氧污水處理工藝,流程如下:
污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉澱池
|_______ 污泥回流___|
——過濾池——出水
A:厭氧水解池採用上升流式厭氧污泥床反應器的形式,設計水力停留時間為2~4小時。
厭氧池下部為污泥床區,污泥床厚度通常控制在1~1.2M之間,進水系統可採用脈衝進水中阻力布水系統,底部設布水溝,保留污泥不沉積底部,呈懸浮狀態。
污泥床平均濃度為30~35g/l,則污泥負荷為0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B:生物接觸氧化工藝是介於活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內設有填料,微生物一部分以生物膜的形式固著於填料表面,一部分則以絮狀懸浮生長於水中,因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點。曝氣系統可採用鼓風或射流曝氧增氧系統(設計時必須考慮投資及運行成本)。為培養微生物的不同的優勢菌種,將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。第一格有效水力停留時間為2.5小時,有機負荷為1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留時間為1.5小時,有機負荷0.768kgBOD5/m3.d。
A/O法的主要特點是:適應能力強;耐衝擊負荷;高容積負荷;不存在污泥膨脹;排泥量非常少;具有較好的脫氮效果。
由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水處理工藝,原理上是相似的。
3、SBR法
即間歇式活性污泥法,由於它具有一系列優於普通活性污泥法的特徵,目前已普遍套用於污水處理工程中。SBR法中曝氣池兼具沉澱的作用,厭氧、好氧也在同一池進行。其運行操作由流入、反應、沉澱、排放、待機五個工序組成。通過調節每個工序的時間,可達到除磷脫氮的效果。
前處理——SBR反應器 ——過濾——出水
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污泥處置
設計要點:理論上SBR反應器的容積負荷有一個較在的範圍,為0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但為安全計,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反應時的水位,最低水位是指排放工序結束時的水位,最低水位必須保證在排水在此水位時,沉澱污泥不隨上清液而流失。
SBR工藝的主要特點有:出水水質較好;占地少;不產生污泥膨脹;除磷脫氮效果好。
4、氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,其池體狹長,故稱為氧化溝。氧化溝有多種構造型式,典型的有:A:卡羅塞式;B:奧巴爾型;C:交替工作式氧化溝;D:曝氣—沉澱一體化氧化溝
氧化溝技術已廣泛套用於大中型城市污水處理廠,其規模從每日幾百立方米至幾萬立方米,工藝日趨完善,其構造型式也越來越多。其主要特點是:進出水裝置簡單;污水的流態可看成是完全混合式,由於池體狹長,又類似於推流式;BOD負荷低,處理水質良好;污泥產率低,排泥量少;污泥齡長,具有脫氮的功能。
設計要點:混合液懸浮固體濃度5000mg/l;生物固體平均停留時間,去除BOD5時,取5~8天,當要求硝化反應時取10~30天;水力停留時間為20、24、36、48h,根據對處理水水質要求而定;BOD—SS負荷(Ns)為0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容積負荷(Nv)為0.1~0.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比為50~150%;混合液在渠內的流速為0.4~0.5m/s;溝底流速為0.3 m/s。
發展
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對生活環境的質量要求也不斷的提高。各地迫於環境的壓力,紛紛擬建生活污水處理廠,在環保工作者的努力下,新的污水處理工藝不斷湧現。如:將SBR與氧化溝的優點相結合的往復式活性污泥法;CASS污水處理工藝;HCR高效生物水處理技術;膜生物法等等。新的污水處理工藝的出現,圍繞著占地面積小、運行成本低、總投資少、自動化程度高等因素,各地可按實際情況而選用適合本地區的污水處理工藝。處理方法
物理處理法:通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜和油珠)的廢水處理法,可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎的處理法也屬於物理處理法。
化學處理法:通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。在化學處理法中,以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元是:混凝、中和、氧化還原等;而以傳質作用為基礎的處理單元則有:萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。後兩種處理單元又合稱為膜分離技術。其中運用傳質作用的處理單元既具有化學作用,又有與之相關的物理作用,所以也可從化學處理法中分出來,成為另一類處理方法,稱為物理化學法。生活污水處理
生物處理法:通過微生物的代謝作用,使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物,轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。根據作用微生物的不同,生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法,按傳統,需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元,它有多種運行方式。屬於生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法。厭氧生物處理法,又名生物還原處理法,主要用於處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。
生物接觸氧化法:用生物接觸氧化法處理廢水,即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內充填填料,已經充氧的污水浸沒全部填料,並以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下,污水中有機污染物得到去除,污水得到淨化。最後,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統與生活污水混合後進行處理,氯消毒後達標排放。生物接觸氧化法是一種介於活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,其特點是在池內設定填料,池底曝氣對污水進行充氧,並使池體內污水處於流動狀態,以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷,這種曝氣裝置稱謂鼓風曝氣。
生物塘淨化法該方法的原理,是利用複合的水生生態系統的協同作用,完成對重金屬污染物的吸收、積累、分解以及淨化作用。
動物處理動物法處理重金屬廢水現今尚處於起步階段。尤其是無脊椎動物對zn和Cd具有很大的富集能力。可見,利用水生動物處理重金屬廢水存在一定的可行l生。研究發現,利用雙殼(河蚌)處理重金屬廢水,在重金屬濃度為3.125mg/L時,雙殼生物對重金屬C,Pb2,z,Ag的脫除係數達到72.0%~89.9%,對雙殼法處理重金屬廢水的可行性作了肯定
微生物及藻類處理通過生物絮凝,生物吸附,生物沉澱等作用實現廢水中重金屬的轉化,沉積和固定。研究表明,廢水中金屬污染濃度為10~l000時,傳統的處理工藝成本很高,而廉價、易得的微生物可從稀溶液中富集、分離,通常能將濃縮幾千倍或更多。目前,微生物處理工藝得到工業套用較多的是生物硫化法,其他的,如,生物吸附,生物絮凝等尚未得到大規模的工業套用。
植物修復法重金屬污染植物修復,是指利用植物的生命活動,提取,吸收並固定被污染水體中的重金屬離子,從而達到減輕重金屬廢水危害的目的。
功能介紹
生活污水處理設備主要材質為碳鋼(Q235A),碳鋼設備內防腐採用IPN-8710塗料塗刷二遍,外壁採用IPN-8710塗料加強防腐。設備全部為埋地式布置,覆土層為0.7米,覆土上面種植花木,進一步美化周圍環境。設備設定手動控制和自動控制兩種功能,電控為獨立工作,正常工作時為全自動控制,必要時可切換為手動控制工作。
該設備具有如下特點:出水水質好,運行成本低,系統抗衝擊性強,自動化程度高等。另外,作為一體化設備,其具有安裝簡易,施工期短,占地面積小,投資少。
(1)占地面積小:由於生物膜的高效分離作用,不必再設初沉池、過濾等固液分離設備,不需要反衝洗,而且出水懸浮物濃度遠低於傳統固液分離設備,使整個系統流程簡單,易於集中,系統占地大大縮小。
(3)節省運行成本:利用生物掛膜技術可以去除細菌、病毒等各有害物質,可以減少日常加藥量。本設備採用一體化控制,自動操作,大大降低了管理費用。(4)適應範圍廣:由於生物膜系統抗衝擊性強,防止各種微生物菌群的流失,有利於生長慢的硝化菌等的生長,使一些大分子難降解有機物的停留時間變長,有利於它們的分解,從而系統中各種代謝過程順利進行。(5)自動化程度高:該設備高度集成化、智慧型化,是目前為止國內自動化程度很高的污水處理設備。YXF地埋式生活污水處理設備去除有機物污染物及氨氮主要依賴於設備中的AO生物處理工藝。其中工作原理是在A級,由於污水有機物濃度很高,微生物處於缺氣狀態,此時微生物為兼性微生物,它們將污水中的有機氮轉化分解成NH-N,同時利用有機物作為電子供體,將NO-N.NO-N轉化成N,而且還利用部分有機碳源和NH-N合成新的細胞物質.所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能,減輕後續好氧池的有機負荷,以利於消化作用的進行,而且依靠原水中存在的較高濃度有機物,完成反消化作用,最終消除氮的富營養化污染,在O級由於有機物濃度已大幅度降低.,但仍有一定量的有機物及較高NH-N存在.為了使有機物得到進一步氧化分解,同時在碳化作用處於完成情況下消化作用能順利進行,在O級設定有機負荷較低的好生物接觸氧化池,在O級池中主要存在好氧微生物及自氧型細菌(消化菌),其中好氧微生物將有機物分解成CO2和H2O,自養型細菌(消化菌)利用有機物分解產生的無機碳或空氣中的CO2作為養源,將污水中的NH-N轉化成NO-N.NO-N。O級池的出水部分回流到A級池,為A級池提供電子接受體,通過反消化作用最終消除氮污染。池內採用填料,微生物附著在填料表面,增加了物的面積,生物膜主要以菌膠團細菌為主,菌膠團細菌不斷與污水中的有機物反應,通過二級好氧處理和適當的停留時間,水中COD大大降低。