Ⅰ 污水的生化處理工藝選擇
污水處理廠工藝選擇原則如下:
1.工藝性能先進性:工藝先進而且成熟,流程簡單,對水質適應性強,出水達標率高,污泥生成量少且易於處理、處置;
2.高效節能經濟性:耗電量小,運行費用低,投資省,佔地少;
3.運行管理適用性:運行管理方便,設備可靠,易於維護;
4.文明生產安全性:重視環境,控制雜訊,防治臭氣,創造文明生產條件。
根據水質分析的結果,本工程進水水質濃度偏高,BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20,需要使用強化脫氮除磷工藝。
根據對各項污染物去除率的要求,表明污水處理廠需釆用強化生物處理工藝,但生物處理工藝在滿足常規去除CODcr和BOD5以及SS的同時,必須具備除磷脫氮的功能。通過對國內外釆用脫氮除磷工藝的污水廠設計參數和運行經驗,釆用適宜的除磷脫氮污水生物處理工藝,對表中污染物的去除是能夠得到保證的。
本工程進水的TP濃度較高,根據國內外污水處理廠的運行經驗,高濃度的TP完全依賴於生物除磷是有風險的。為保證污水穩定的達標排放,本工程增設化學輔助除磷設施,與生物除磷相結合以強化除磷效果,達到污水排放標准。
本工程進水中的SS濃度較高(以無機顆粒為主),如果不進行預處理,其對後續的生化處理系統影響非常大,所以應採取適當的預處理措施以降低進水中的懸浮物濃度。
根據以上分析,本工程污水處理工藝必須考慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質條件分析,本項目污水較適合使用生物脫氮除磷工藝。目前國內應用的二級污水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等,本報告將對這幾種處理工藝進行介紹,並進一步比選出本工程的推薦工藝。
A2/O工藝概述
A2/O是根據微生物的特性而研究的最典型也最原始的除磷脫氮工藝。A2/O即A-A-O,厭氧-缺氧-好氧流程(Anaerobic -Anoxic-Oxic,簡稱A-A-O或A2/O)。A2/O工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而成。其流程圖如圖1所示。
它的基本流程是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池,將好氧池流出的一部分混合液迴流至缺氧池前端,以達到反硝化的目的,在首段的厭氧池主要進行磷的釋放,使污水的磷的濃度升高,溶解性的有機物被細菌吸收使污水中的BOD5濃度下降,另外部分NH3-N因細胞的合成得以去除,污水中的NH3-N濃度下降。在缺氧池中,反硝化菌利用污水的有機物做碳源,將迴流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣,因BOD5濃度繼續下降,NO3-N濃度大幅度下降,而磷的變化很小。在好氧池中,有機物被微生物生氧化而繼續下降,有機N被氨化繼而被硝化,使NH3-N濃度顯著下降,但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加,而P隨著聚磷菌的過量攝取。也以較快的速度下降。經過多年的實踐檢驗,A2/O工藝在除磷脫氮方面無可替代,尤其在大型污水處理廠的應用,表現出其強大的除磷脫氮功能。
Ⅱ 污水處理的六個步驟都是什麼
污水處理的六個基本步驟如下:
1. 格柵與篩網處理
2. 絮凝沉澱
3. 預曝氣調節
4. 生物處理(一級、二級浮動填料生化池)
5. 斜板沉澱
6. 混凝沉澱與污泥處理、清水排放
以下是污水處理過程中的一張示意圖:
這張示意圖展示了污水處理過程中的主要步驟和設備,包括格柵、絮凝沉澱池、預曝氣調節池、生化池、斜板沉澱池、混凝沉澱池、污泥濃縮池和清水池等。通過這些步驟和設備,可以有效地去除廢水中的污染物,使廢水達到排放標准或回用要求。
Ⅲ 污水處理廠處理污水的流程是哪些
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂率法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後,經過格刪或者篩率器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。
二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥設備後,污泥被最後利用。
以上是污水處理廠處理工藝的基本流程,流程圖見下頁圖一。
二.各個處理構築物的能耗分析
1.污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經過粗格刪進入污水提升泵房,之後被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵運行要消耗大量的能量,占污水廠運行總能耗相當大的比例,這與污水流量和要提升的揚程有關。
2.沉砂池
沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒。沉砂池一般設於泵站前、倒虹管前,以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損;也可設於初沉池前,以減輕沉澱池負荷及改善污泥處理構築物的處理條件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鍾式沉砂池。 沉砂池中需要能量供應的主要是砂水分離器和吸砂機,以及曝氣沉砂池的曝氣系統,多爾沉砂池和鍾式沉砂池的動力系統。
3.初次沉澱池
初次沉澱池是一級污水處理廠的主題處理構築物,或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面。處理的對象是SS和部分BOD5,可改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷。初沉池包括平流沉澱池,輻流沉澱池和豎流沉澱池。
初沉池的主要能耗設備是排泥裝置,比如鏈帶式刮泥機,刮泥撇渣機,吸泥泵等,但由於排泥周期的影響,初沉池的能耗是比較低的。
圖一城市污水處理典型流程
4.生物處理構築物
污水生物處理單元過程耗能量要佔污水廠直接能耗相當大的比例,它和污泥處理的單元過程耗能量之和占污水廠直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝氣系統的曝氣要消耗大量的電能,其基本上是聯系運行的,且功率較大,否則達不到較好的曝氣效果,處理效果也不好。氧化溝處理工藝安裝的曝氣機也是能耗很大的設備。生物膜法處理設備和活性污泥法相比能耗較低,但目前應用較少,是以後需要大力推廣的處理工藝。
5.二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上,能耗比較低。
6.污泥處理
污泥處理工藝中的濃縮池,污泥脫水,乾燥都要消耗大量的電能,污泥處理單元的能量消耗是相當大的,這些設備的電耗功率都很大。
三.針對各個處理構築物的節能途徑
1.污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗,主要是考慮污水提升泵如何進行電能節約,正確科學的選泵,讓水泵工作在高效段是有效的手段,合理利用地形,減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法,定期對水泵進行維護,減少摩擦也可以降低電耗。
2.沉砂池
採用平流沉砂,避免採用需要動力設備的沉砂池,如平流沉砂池。採用重力排砂,避免使用機械排砂,這些措施都可大大節省能耗。
3.初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低,主要能量消耗在排泥設備上,採用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗。
4.生物處理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程,他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備上,因而節能應從提高全廠功率因數、選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手。他們提出的節能措施既包括改善電機的電氣性能,也包括解決運轉的工藝問題,還包括污水廠產物中的能量回收(Energy Recovery)。
曝氣系統的能耗相當大,對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新。新型的曝氣設備雖然層出不窮,但目前仍然可劃分為2類:第1種是採用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法,第2種是採用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶於水的方法。微孔曝氣,曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施。在傳統活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹沒式攪拌器混合的節能、生物除磷方案。這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗,如果算上混合用能,節能也達到12%。自動控制系統的應用於污水處理節能,曝氣系統進行階段曝氣,溶解氧存在濃度梯度,既減少了能耗,又可以改善處理效果,減少污泥量。
生物膜法處理工藝採用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗。
5.二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6.污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中於污泥處理的能量回收。從污水污泥有機污染物中回收能量用於處理過程早在上世紀初就已投入實踐,但能源危機之前一直不受重視。目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用,一是污泥焚燒熱的利用。
消化氣性質穩定、易於貯存,它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化污泥加熱。因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題。林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式,認為燃料電池能量利用率高,具有很好的發展前途。對消化氣的最大化利用是提高能效的主要方式。沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例,是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑。
另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁,將固廢與污水污泥一起焚燒,獲得的電能用於處理廠的運轉。
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往並不同步。由於污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺,節能措施的制訂和實施常常超前。而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出,具有經驗性和個別性,不一定能適用於其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠;另一方面,從廣義上說,污水處理學科領域的技術創新、新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力,因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的。
四.結論
污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術。一段時期以來,能耗大、運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設,建成的一些處理廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態。在今後相當長的一段時期內,能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸。能否解決耗污水廠的能耗問題,合理進行能源分配,已經成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵因素。能耗是否較低,也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素,開發能效較高的污水處理技術,合理設計及運行污水處理廠,必將是未來污水處理廠設計和運行的必由之路。
參考文獻:
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6.中華環保互聯網
7.給排水在線網站