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實用技術
城市污水處理系統
雙擊自動滾屏 發布者:網站管理員 發布時間:2012-8-31 閱讀:7347

1.水處理系統         

一級處理

       主要采用物理方法,以去除懸浮狀態的固體污染物質為目的

一級強化處理

        包括物化和生化強化處理,以強化一級處理的效果;

二級處理

       以生物為主體的處理方法,去除的主要是溶解的或膠體的有機物質

二級強化處理

       有效去除碳源污染物外,具備較強的脫氮除磷功能的工藝

三級處理

        消毒等方法,用于污水回用 

2.1城市污水指標                      

1.物理指標:

水溫、DO、色度、臭味、固體含量、放射性物質

2.化學指標:

pH值、堿度、氮和磷、氯離子、硫酸鹽和硫化物、無機有毒物質、金屬及其化合物

油類、酚類、碳水化合物、有機酸堿、表面活性劑、聚氯聯苯、有機農藥

CODBODTOCTODThOD

3.生物指標:

細菌、致病性病毒、細菌總數

2.2一級處理工藝

1.處理對象和處理方法:

主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染雜質,一般采用物理法

2.處理設備:

格柵、篩網、破碎機、沉砂池、沉淀池

   

       XG型旋轉式格柵除污機

     

    回轉式固液分離機

   

     曝氣沉砂池

    

     一級處理(沉淀法)

2.3一級強化處理

物化一級強化處理(化學絮凝、預曝氣)

生物一級強化處理(生物絮凝、水解酸化)

改善反應器性能

    1.化學絮凝一級強化處理工藝

采用投加化學絮凝劑的方法強化污水處理效果的工藝。

    2.預曝氣一級強化處理工藝

通過曝氣改善懸浮物沉淀性能,促使懸浮物互相碰撞絮凝,密度較小的細小顆粒經絮凝后在沉淀池內被去除。

    3.生物絮凝一級強化處理工藝

直接利用微生物細胞及代謝產物作為吸附劑和絮凝劑,通過對污水中污染物質的物理吸附、化學吸附、生物吸附和吸收作用,以及吸附架橋、電性中和,沉淀網捕等絮凝作用,將污水中較小的顆粒物質和一部分膠體物質轉化為生物絮體的組成部分,并通過絮體沉降作用將其快速去除。

    4.水解酸化一級強化處理工藝

將厭氧發酵過程控制在水解與酸化階段,反應不進入第三階段,故水解反應對有機物降解在一定程度上只是一個預處理過程.

2.4二級處理及脫氮除磷處理工藝

   

2.4.1生物脫氮機理

    生物脫氮是在微生物的作用下,將有機氮和氨態氮轉化為N2NOx氣體的過程。其中包括同化作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等過程.

同化作用去除的氮依運行條件和水質而定,如果微生物細胞中氮含量以12.5%計算,同化氮去除占原污水BOD2%~5%,氮去除率在8%~20%

在廢水的生物脫氮處理過程中,首先在好氧(Oxic)條件下,通過好氧硝化菌的作用,將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽氮;然后在缺氧(Anoxic)條件下,利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣(N2)從廢水中逸出。

2.4.2 生物脫氮工藝

  

     Wuhrmann工藝

    

     Ludzack-Ettinger工藝

2.4.3 缺氧—好氧生物脫氮工藝

    該工藝將反硝化段設置在系統的前面,又稱前置式反硝化生物脫氮系統。反硝化反應以水中的有機物為碳源,曝氣池中含有大量的硝酸鹽的回流混合液,在缺氧池中進行反硝化脫氮。

    

A/O工藝特點

  1.優點:

反硝化不需外加碳源,且可減輕其后好氧池的有機負荷,降低了運行費用

可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除,提高出水水質

流程簡單,構筑物少,只有一個污泥回流系統和混合液回流系統,基建費用可大大節約

  2.缺點:

脫氮效率不高

脫氮率受混合液回流比的制約,脫氮率受混合液回流比的限制

除磷效果不好

沉淀池運行不當時,沉淀池內易發生反硝化反應,造成污泥上浮,惡化出水水質

2.4.4三段生物脫氮工藝

將有機物氧化、硝化以及反硝化段獨立開來,每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨立的污泥回流系統。

2.4.5 Bardenpho生物脫氮工藝

    設立兩個缺氧段,第一段利用原水中的有機物為碳源和第一好氧池中回流的含有硝態氮的混合液進行反硝化反應。為進一步提高脫氮效率,廢水進入第二段反硝化反應器,利用內源呼吸碳源進行反硝化。

曝氣池用于吹脫廢水中的氮氣,提高污泥的沉降性能,防止在二沉池發生污泥上浮現象。

     

2.4.6分段進水生物脫氮工藝

工藝的技術要點:

(1) 采用多點進水方式,一方面,實現全程低營養狀態,有利于硝化反應的進行;另一方面,采用原水為反硝化補充碳源,促進了反硝化的進行,同時節省了外加碳源的費用

(2) 多級A/O區采用間隔曝氣方式,使混合液在前進的過程中頻繁地經歷厭氧-好氧環境,達到頻繁硝化反硝化的目的,使產生的硝態氮得到及時的去除而不至于抑制整個硝化反應的進行,最終在無混合液內回流的條件下實現氮的高效去除         

分段進水脫氮工藝特點

(1) 無需外加碳源

采用多點進水方式,將一部分原水引至多級A/O區的缺氧室,為各級反硝化提供一定的碳源,故無需提供外加碳源。

2) 脫氮效率高

由于該工藝強化了反硝化過程,能獲得較高的脫氮效率。工藝對氮的總去除率包括兩部分:一是通過剩余污泥的排放去除的氮量;二是通過硝化-反硝化途徑對氮的去除。

2.5污水中磷的去除

 

經過預處理的污水進入厭氧池, 厭氧池后設置一座中沉池1,之后通過好氧池,好氧池后設置一座中沉池2,再經過缺氧池、后置快速曝氣池,最后設置一座二沉池。經過中沉池之后的污水一部分從底部進入誘導結晶反應器,另一部分與誘導結晶反應器上部出水混合后再進入好氧池。從二沉池到厭氧池設置污泥回流系統,同時從中沉池到好氧池設置污泥回流系統。中沉池的污泥經污泥泵提升,超越好氧池直接進入缺氧池。

何謂雙污泥系統? α.由硝化池、中沉池2組成的硝化菌污泥系統

  β.由厭氧池、中沉池1、缺氧池、后曝氣池和二沉池組成的反硝化聚磷菌污泥系統

試驗用誘導結晶晶種為方解石加工碎屑平均粒徑為0. 15 mm, 主要成分為碳酸鈣外觀呈白色。方解石誘導結晶機理:吸附過程、化學沉淀過程

生物處理采用雙污泥反硝化除磷工藝,其“一碳兩用”的特點使得進水碳源最大限度地被用于厭氧釋磷,提高上清液磷濃度,利于化學單元回收磷。釋磷所吸收的碳源被轉化成DPB(反硝化聚磷菌)Cell內的PHB,在厭氧池可為反硝化的碳源,因此釋磷越充分,越利于TN的去除。

增加磷的化學出口,與單一生物除磷工藝相比,該工藝的聚磷菌污泥系統可保持相對長的污泥泥齡,從而減少污泥排放量。

使污泥最大限度地被用于厭氧釋磷,從而發揮厭氧釋磷的潛力,提高厭氧上清液的含磷量,有利于化學單元的磷回收

化學單元采用了流態化誘導結晶磷回收工藝,磷酸鹽結晶在接種上較易與水分離,回收產品易利用

 

脫氮除磷基礎工藝(A/O工藝)

A2/O工藝 特點

倒置A2/O工藝

間歇式活性污泥法(Sequencing Bacth Reactor , SBR)

優點

(1)工藝系統組成簡單,不設二沉池,曝氣池兼具二沉池的功能,無污泥回流設備;

(2)耐沖擊負荷,在一般情況下(包括工業污水處理)無需設置調節池;

(3)反應推動力大,易于得到優于連續流系統的出水水質;

(4)運行操作靈活,通過適當調節各單元操作的狀態可達到脫氮除磷的效果;

(5)污泥沉淀性能好,SVI值較低,能有效地防止絲狀菌膨脹;

(6)該工藝的各操作階段及各項運行指標可通過計算機加以控制,便于自控運行,易于維護管理。 

缺點

(1)容積利用率低; (2)水頭損失大;(3)出水不連續;(4)峰值需氧量高;(5)設備利用率低;(6)運行控制復雜;(7)不適用于大水量。 

 

氧化溝(Oxidation Ditch)工藝

    氧化溝是20世紀50年代由荷蘭的巴斯維爾開發的,服務人口僅360人,將曝氣、沉淀、污泥穩定等處理過程集于一體,間歇運行。

六十年代以來,氧化溝技術在歐洲、北美、南非等地迅速推廣應用,工藝也不斷發展完善,類型也趨于多樣化,技術發展的結果不僅體現在數量的增多,也反映在處理規模的日益擴大和處理對象的不斷增加。

氧化溝工藝構造簡單,運行成本低,易于維護管理.

    處理城市廢水時,可不設初沉池,懸浮狀的有機物可在氧化溝內得到部分穩定,相比單獨設初沉池要經濟;

    氧化溝工藝較常規 A2/O 等工藝省去了污泥回流和混合液回流,節省動力 10%-20%。傳統的氧化溝通過改進總氮去除率可提高到 90%上。如國內邯鄲東污水處理廠采用的三溝式氧化溝工藝,氨態氮的去除率可達到 89%

    由于氧化溝泥齡較長,剩余污泥量較少,且在溝內可以得到一定程度的穩定,因此一般可不設污泥消化處理裝置。

構筑物少,管理操作較為簡單。

Carrousel2000氧化溝

    該工藝是一種反硝化脫氮工藝,通過與反硝化區(前置缺氧段,其所需要的容積取決于進水水質及所要求的氮去除率,一般占氧化溝體積的15%)的設計,在缺氧條件下進水與一定量的混合液混合反硝化脫氮;

    溝內配有相當數量的表曝機,實現對混合液的充氧、推流和混合作用;從節能和控制角度出發,溝內還裝有一定數量的推進器,保證低負荷停曝時,混合液與進水充分混合和保持懸浮狀態。

膜生物反應器(Membrane bioreactorMBR

 

MBR工藝的特點

    優點:出水水質好且水質穩定節省動力消耗、增強曝氣強度處理裝置更加緊湊,占地面積小容積負荷大,反應器內污泥濃度高,耐沖擊負荷,可以處理高濃度的有機廢水剩余活性污泥量減小。;便于維護管理,易于實現自動化控制。

    缺點:膜污染問題;膜的制造成本高;運行費用高

膜污染的減緩措施

1.向混合液中添加絮凝劑(FeCl3,PAC),改善濾餅過濾性能

2.改善水力學特性

3.消除濃差極化帶來的影響,減少膜面污染(膜正下方曝氣)

4.改造為復合式膜生物反應器

5.膜的定期清洗

    物理清洗(空曝氣、水力反沖洗、空氣反沖洗)

    化學清洗(酸洗、堿洗、氧化劑清洗、聯合清洗)(在線、離線)

    物理-化學聯合清洗

膜-生物反應器工藝在我國的應用展望 

1)對污水處理水質要求高或出水需回用或用地緊張的地方,如高層建筑的中水回用、居住小區生活污水的處理與回用等;

2)中小規模的高濃度有機工業廢水的處理;

3)利用膜的高效分離效果,并結合高效菌種的選育與保持,也可用于處理含難降解有機物廢水。

上流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket, 簡稱UASB

1USAB反應器的構成

污泥床:MLSS 40-80g/L,粒徑0.5-5mm,占UASB容積30%,對有機物降解70-90%

污泥懸浮層:MLSS15-30g/L,占UASB容積70%,對有機物降解10-30%

沉淀區:實現泥水分離

三相分離器:實現氣、固、液分離.

2USAB反應器的工作原理

在UASB反應器的反應區下部,是由沉淀性能良好的污泥形成的厭氧污泥床。廢水由反應器底部進入反應區,由于水的向上流動和產生的大量氣體上升形成良好的自然攪拌作用,并使一部分污泥在反應區的上方形成相對稀薄的污泥懸浮區,懸浮區污泥濃度一般在5-40g/l范圍內。懸浮液進入分離區的沉降室,污泥在此沉降,由斜面返回反應區,澄清后的處理水溢流排出。

3USAB反應器的工藝特點

利用微生物細胞固定化技術-污泥顆粒化

USAB反應器利用微生物細胞固定化技術-污泥顆粒化實現了水力停留時間和污泥停留時間的分享,從而延長了污泥泥齡,保持了高濃度的污泥。 

由產氣和進水的均勻分布所形成的良好的自然攪拌作用

由產氣和進水形成的上升液流和上竄氣泡對反應區內的污泥顆粒產生重要的分級作用。這種作用不僅影響污泥顆粒化進程 ,同時還對形成的顆粒污泥的質量有很大的影響。同時這種攪拌作用實現了污泥與基質的充分接觸。

設計合理的三相分離器的應用

三相分離器的應用省卻了輔助脫氣裝置 ,能收集從反應區產生的沼氣 ,同時使分離器上的懸浮物沉淀下來 ,使沉淀性能良好的污泥能保留在反應器內。

4主要特征及優點 
① 有機負荷高,水利停留時間短。 
② 液體上升流速大,CODcr去除負荷高。 
③ 厭氧顆粒污泥活性高,沉降性能好,粒徑和強度較大,抗沖擊負荷能力強。 
④ 適用范圍廣,可用于SS含量高對微生物有抑制作用性的廢水處理。 
⑤ 在低溫和處理低濃度有機廢水時有明顯優勢。 
工藝主要指標 
有機負荷:8—15kgCODcr/(m3.d); 
COD去除率:80—97%; 
反應器內升流速度5—10m。 

 
 
 

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