污水处理工艺比较分析.docx

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1、污水处理工艺比较分析1、污水处理工艺方案选择原则一般污水处理工程为了实现污水处理建成后能够稳定高效运行、同时节约工程投资以及运行费用，工艺必须满足以下几个原则：(1)依据进水水质、水量以及出水水质，处理工艺需先进、高效、合理、经济、能稳定达标；(2)出水标准严格按照相关标准执行。(3)作为污水处理的把关工艺,深度处理考虑具有辅助除磷和去除SSsCoDCr的功能，合理稳妥的选取设计参数，保证运行效果稳定达标。(4)关键的水处理仪表设备可考虑采用国外设备，其余选用国内或合资企业生产设备；(5)总平面布置时考虑近远期构筑物合理布置，力求流程顺畅，构筑物之间紧凑少占地；(6)工程的劳动组织、劳动定员、

2、环境保护和安全卫生均严格执行国家和地方的有关规定。2、污水处理工艺方案选择依据污水处理工艺的选择应根据进厂污水水质、出水要求、处理规模、污泥处置方案以及当地气温、工程地质、环境等条件来慎重选择，并考虑运行管理的方便性、可靠性。各种处理工艺都有一定的适用条件，工程设计时应因时因地制宜，可适度引进一些新技术和新设备，把污水处理建设成为一个现代化的花园式工厂。目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用预处理+二级处理+深度处理的工艺路线。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物

3、的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥法、氧化沟法、膜生物处理法、A2/0工艺等。这些技术各有长短，很难说其中哪种工艺具有绝对的优势。深度处理主要采用化学氧化、混凝沉淀、过滤等工艺路线。污水处理工艺选择主要考虑以下因素：(1)进水水质和处理要求当进水组成复杂，工业废水所占比例较大时，工业废水的排放波动大,因而要求工艺要有较强的耐冲击负荷能力。污水的有机物浓度对工艺选择有很大影响。当有机物浓度高时,AB法、厌氧一好氧工艺等比较有利。AB法的A段只需较小的池容和电耗就可去除较多的有机物，节省了基

4、建费和电耗，污水的有机物浓度越高，节省的费用就越多。而厌氧处理多用于大幅削减高浓度有机污染。当有机物浓度低时，SBR等延时曝气法具有明显的优势。选择工艺同时必须考虑处理要求。如果进水水质与生活污水接近，则一般生物处理法均能达到二级排放标准。但如果进水有机物浓度高，或者出水指标要求高，则需选用处理效率高的工艺。如果有脱氮除磷要求则需选择具有脱氮除磷能力的工艺如：氧化沟工艺、A2/0、SBR工艺及前置厌氧池的UNITANK工艺等。(2)处理规模和当地条件污水处理规模大小对处理工艺选择影响较大。一般大型污水处理厂多用常规活性污泥法，小型污水处理厂则多用SBR法及其改进工艺。污水处理的环境条件也是确定

5、处理工艺的重要因素，在大城市、人口稠密等环境质量要求高的地区或占地受限的地区，宜采用占地少、卫生条件好的工艺,如SBR工艺、CAST工艺、MSBR工艺等。(3)处理工艺成熟度和可靠度城市污水处理的各种技术中，活性污泥法及其变型工艺是使用历史最长、运行管理经验最为丰富的处理工艺。但自七十年代以来，随着人们对NH4-N和P危害认识的提高，脱氮和除磷成为城市污水处理的一大主要目标。随之也发展了很多脱氮除磷工艺,如氧化沟工艺、SBR工艺、ICEAS工艺、CAST工艺、MSBR工艺、前置厌氧池的UNrrANK工艺等。3、污染物去除分析在常规二级活性污泥法中，处理污水中不同污染物的去除方式主要有以下几种：

6、(I)SS的去除污水中的SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒(包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。进水在初沉池中进行初步沉淀处理，使细小纤维和无机颗粒沉淀下来，沉淀污泥输送到污泥处理系统处理。经初步沉淀处理的污水靠静压流入生化池,回流污泥在缺氧段与进水相混合，作短暂停留后进入好氧曝气段，在有氧的环境下靠微生物降解废水中的有机物，同时要加入营养盐以满足生物反应的条件。经过生物反应的废水在二沉池中进行固液分离,上清液达标

7、排放，活性污泥回流生化池循环使用，剩余污泥排入污泥浓缩池中。污水处理厂出水中悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标，与出水的BoD5、CODCr等指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主要活性污泥絮体，其本身的有机成份就很高，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BoD5、CODCr增加。因此，控制污水处理厂出水的SS指标是最基本的，也是最重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、工艺参数取值合理和单体设计优化的

8、条件下，完全能够使出水SS指标控制在10mgl以下。(2)B0D5的去除污水中B0D5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离来完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是C02和H20等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定

9、物质。因此，可以使处理后污水中的残余B0D5浓度很低。根据国外有关设计资料，当污水负荷低于0.3kgBOD5kgMLSSd时,就很容易使出水BOD5保持在15mgl以下。(3)CODCr的去除污水中CODCr去除的原理与B0D5基本相同。其去除率取决于原污水的可生化性，它与污水的组成有关。对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的工业废水组成的城市污水,这种城市污水的B0D5/CODCr比值往往接近0.5甚至大于0.5,其污水的可生化性较好，出水CODCr值可以控制在较低的水平。而成分主要以工业废水为主的城市污水，或B0D5/CODCr比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中

10、剩余的CODCr对会高些。(4)氮的去除污水中的有机氮、蛋白氮等在好氧条件下首先被氨化菌转化为氨氮，而后在消化菌的作用下变成硝酸盐氮，此阶段称为好氧消化。随后在缺氧条件下，由反消化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮还原成氮气从污水中逸出，此阶段称为缺氧反消化。在消化与反消化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及反消化碳源。生物脱氮系统中，消化菌增长速度较缓慢，所以,要有足够的污泥龄。反消化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使反消化作用顺利进行。按照上述原理，要进行脱氮，必须具有缺氧/好氧过程，该过程可由缺氧池和好氧池实现，即所谓缺氧/好氧（A

11、/0）系统。A/0系统设计中需要控制的几个主要参数就是足够的污泥龄和进水的碳氮比。（5）磷的去除磷不同于氮，不能形成氧化体或还原体，向大气放逐，但具有以固体形态和溶解形态互相循环转化的性能。从污水中除磷技术就是以磷的这种性能为基础开发出来的。目前，污水除磷技术有：使磷成为不溶性的固体沉淀物，从污水中分离出去的化学除磷法和使磷以溶解态被微生物摄取，与微生物成为一体，并同微生物从污水中分离出去的生物除磷法。1）化学除磷化学除磷主要有石灰沉淀法与金属盐沉淀法等方法。石灰法：利用正磷酸盐与Ca2+生成羟基磷酸钙沉淀，从而将磷充污水中除掉。石灰法除磷的PH值值通常控制在10以上，当污水的PH值上升到11

12、以上时，出水的磷含量可以小于0.5mgl0较高的PH值在消耗较多药剂的同时，也抬高了污泥的PH值,而且回流污泥会抑制和破坏微生物的增殖和活性，所以石灰法不宜用于协同沉淀，只宜用于前置沉淀和后置沉淀法除磷。金属盐法：金属盐沉淀法采用的混凝剂有铝盐（硫酸铝、聚合氯化铝）、铁盐（氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁）等，从沉淀物的溶解度看，最适宜的PH值范围是：铝盐PH值为6,亚铁盐及铁盐分别为8和4.5。采用金属盐法直投加离子型聚合电解质作为助凝剂。2）生物除磷生物除磷是利用污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，并转化为PHB（聚羟丁酸）储存起来。

13、当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和磷的吸收，形成含磷量高的污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。影响生物除磷的因素是要有厌氧条件（DO=O）,同时要有可快速降解的有机物，即BOD5/P比值恰当。另外，当厌氧段存在大量的硝酸盐时，反消化菌会以有机物为碳源进行反消化，等脱氮完全后，才开始磷的厌氧释放，这就使厌氧段进行磷的释放的有效容积大为减少，从而导致除磷效果降低。同时，希望含磷污泥尽快排出系统，以免污泥中的磷又返回到上清液中。按照上述原理,要进行生物除磷必须具备厌氧过程,即设置一个厌氧池。4、污水处理程度污染物去除率要求根据进、出水水质、计算各

14、种污染物的去除率如表所示：表进出水水质和去除率表项目CODCrB0D5SSNH3-NTP动植物PH油进水水质500300200252.01006-9出水水质40101020.4156-9去除率92.00%96.67%95.00%92.00%80.00%85.00%常规的活性污泥法能满足CODer、BOD5、SS的去除率，但对氨氮、TP的去除是有限的，其去除率达不到上述要求，所以必须采取能够有效脱氮除磷的工艺同时为保障SSJP的达标排放必须进行深度处理。5、进水水质特征分析1.污水的可生化性污水生化处理是以污水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解，污水得以净化的一种最经济实

15、用，同时也是首选的污水处理工艺。而对污水可生化性的判断是污水处理工艺选择的前提。磷是否可以通过生化方法来处理一般通过B0D5/TP来判断，从生物学上讲，当BOD5TP=20是生物除磷的底限值，BOD5TP的比值越高，P的去除率越大。另外，较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果,低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，而磷释放得越充分，其摄取量也就越大，生化段进水BOD5TP=3002=150,远远大于20,因此，适宜采用生化除磷工艺，且能够取得良好的去除效果。综上所述，污水处理厂工程采用生物脱氮除磷工艺是可行的。6、预处理工艺论证为了保护污水处理厂的设施使用使之免于被进厂污水所携带的大体积

16、污染物影响和损坏，污水处理厂进厂总管和生化处理构筑物之间设一些处理构筑物，通过栅网拦截或沉淀等简单的物理方法去除这些污染物。预处理也属于一级处理，就是在二级处理前去除水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后序工艺的机械设备，确保安全运行，也可以调节水质、水量等，改善污水可生化性。同时，根据对类似工业园区污水治理工程的调查研究并结合实际情况：1）进水中含有动植物油，含量达100mg/L,如直接进入生化系统会对其造成冲击，且不利于微生物的生长繁殖，需采取除油措施，本方案采用隔油沉淀池形式。2）污水中污染物质种类多，水质复杂，污水可生化性往往达不到易生化性的程度，且含有大量难降解物质，需设置厌氧水解酸化池等