污水處理常用工藝
發(fā)布日期：2019-03-10 瀏覽次數(shù)：一、生物處理
生物處理中采用的處理工藝有：氧化塘法、Carrousel、交替式、Orbal、Phostrip法、Phoredox法、SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、CASS（CAST，CASP）法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、ⅥP法、UASB法、一體化生化法、好氧污水處理、生物流化床污水處理、固定化細胞技術(shù)污水處理、生物鐵法、投加生長素法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
污水中磷的處理方法
水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象導致了水質(zhì)惡化，嚴重影響了人們的生產(chǎn)和生活，氮磷同為水體生物的重要營養(yǎng)物質(zhì)，但是藻類等水生生物對磷更敏感，解決水體富營養(yǎng)化問題，首先要從污水中除去磷。隨著科學的進步及人們環(huán)保意識的不斷提高，可持續(xù)發(fā)展除磷技術(shù)已成為廢水處理研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
1 、化學除磷技術(shù) 化學除磷的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除。其主要研究方向集中在化學藥劑的優(yōu)化選擇上?；瘜W沉淀法是一種實用有效的技術(shù)，其優(yōu)點是：操作簡單、除磷效果好、處理效率可達80%～90%，且效果穩(wěn)定，不會重新放磷而導致二次污染，當進水濃度較大波動時，仍有較好的除磷效果。缺點是：該法所用藥量大，處理費用較高，且產(chǎn)生大量的化學污泥。一般分為兩種：化學沉淀法和化學絮凝法：
化學沉淀法：
化學沉淀法除磷主要指應用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產(chǎn)生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉淀物的方法來去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。
化學絮凝法
化學混凝法除磷是將可溶性磷轉(zhuǎn)化為懸浮性磷，并將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無機化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環(huán)磷酸鹽，其余小部分是以溶解和非溶解狀態(tài)存在的有機化合磷。稠環(huán)磷酸鹽和有機化合磷一般在生物處理中可轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。由于在各種陰離子中，磷酸根對鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結(jié)合的部分羥基，形成堿式磷酸鐵復合絡合物，改變鐵離子的水解路徑。
2、 生物除磷技術(shù)
生物除磷工藝是一種經(jīng)濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產(chǎn)生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝/ 放磷作用被代爾夫特工業(yè)大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為“反硝化除磷”。反硝化除磷菌(DPB)可以利用O2或者NO3 作為電子受體，在厭氧條件下，COD 可被降解為醋酸(HAC)等低分子脂肪酸，以供DPB 吸收繁殖，同時水解細胞內(nèi)的Poly- P，并以無機磷酸鹽的形式釋放出來。在缺氧條件下，DPB 利用硝酸氮為電子受體發(fā)生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣。被DPB 合并后的反硝化除磷過程能夠節(jié)省相當?shù)腃OD 與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量。國外對反硝化除磷研究的比較早，與常規(guī)生物脫氮除磷工藝相比，反硝化除磷所需的COD量減少30%(以生活污水計算)。反硝化除磷技術(shù)已從基礎(chǔ)性研究逐步應用到了實際工程中。滿足DPB 所需環(huán)境和基質(zhì)具代表性的工藝為單級工藝(BCFS)和雙級工藝(A2N)。
3 化學輔助生物除磷
由于生物除磷的穩(wěn)定性和靈活性較差，易受碳源、pH 值等因素的影響，出水的磷含量往往達不到國家排放標準要求，生物除磷的工藝穩(wěn)定性可通過附加化學沉淀來改善?；瘜W結(jié)合生物除磷技術(shù)的研究比較熱點。其中側(cè)流除磷(Phsostrip)工藝的研究深受關(guān)注，該工藝可保證磷出水值在1mg/L 以下，雖然尚不能達到國家一級A標準，但從除磷工藝的穩(wěn)定性、磷去除效率、污泥最終處置的便利和間接節(jié)省的運行費方面來看，有其它除磷工藝都不可比擬的優(yōu)勢
4 污水中磷的回收
鳥糞石(MgNH4PO4·6H20)沉淀法用于除磷，此法可以同時去除和回收磷、氮兩種營養(yǎng)元素，尤其是在一些同時含有磷、氮的廢水中，應用鳥糞石沉淀法實現(xiàn)這類廢水中的磷回收只需要在廢水中投加鎂源和適當調(diào)節(jié)pH，因此較為方便。鳥糞石是一種品質(zhì)極好的磷肥，100m3 污水中可以結(jié)晶出1 kg 的鳥糞石，如果各國都進行污水鳥糞石回收，則每年可得6.3 萬t 磷（以P2O5 計），從而節(jié)約開采1.6%的磷礦。有研究表明，污泥回收磷可減少污泥干固體質(zhì)量，回收磷后污泥焚燒后產(chǎn)生的灰分量也會顯著下降，且鳥糞石除磷工藝產(chǎn)生的污泥體積很小，僅是化學除磷產(chǎn)生的污泥體積的49%。
二、循環(huán)間歇曝氣
中國經(jīng)濟發(fā)展水平各地相差較大，經(jīng)濟發(fā)展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污水治理，因此，怎樣利用有限的資金，降低環(huán)境污染，是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面，直到不久前，一些城市還采用一級或一級強化處理工藝技術(shù)，出水達不到國家二級排放標準對除去有機污染物的要求。循環(huán)間歇曝氣工藝充分發(fā)揮高負荷氧化溝處理效率高的優(yōu)點，又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點，保證了系統(tǒng)出水達到國家污水排放一級標準在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統(tǒng)降低30%左右，是適合中國現(xiàn)階段污水處理要求的工藝技術(shù)。
三、旋轉(zhuǎn)接觸氧化
旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)是在生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合生物接觸氧化技術(shù)優(yōu)點發(fā)展起來的新一代好氧生物膜處理技術(shù)。旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)軸是唯一的轉(zhuǎn)動部分，一旦機器出了故障，一般機械人員都可以進行維修。系統(tǒng)生物量會根據(jù)有機負荷的變化而自動補償。附在轉(zhuǎn)盤上的微生物是有生命的，當污水中的有機物增加時，微生物隨之增加，相反，當污水中的有機物減少時，微生物隨之減少。所以這污水處理系統(tǒng)的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低，只有其他曝氣污水處理系統(tǒng)耗電的八分之一到三分之一。占地面積僅相當常規(guī)活性污泥法一半。由于生物系統(tǒng)中生長的微生物種類多，能夠高效處理各種難降解工業(yè)污水。
四、連續(xù)循環(huán)曝氣
連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（Continuous Cycle Aeration System）是一種連續(xù)進水式SBR曝氣系統(tǒng)。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎(chǔ)上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成，出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優(yōu)勢：
⑴曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處于完全理想混合狀態(tài)，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。
⑵“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。
⑶沉淀時，整個CCAS反應池處于完全理想沉淀狀態(tài)，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高，對設計、培訓、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴格。
五、曝氣生物濾池
污水處理工藝流程簡介：曝氣生物濾池，就是在生物濾池處理裝置中設置填料，通過人為供氧，使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置采用配套專用曝氣頭，產(chǎn)生的中小氣泡經(jīng)填料反復切割，達到接近微控曝氣的效果。由于反應池內(nèi)污泥濃度高，處理設施緊湊，可大大節(jié)省占地面積，減少反應時間。
六、SPR除磷工藝
污水處理工藝流程簡介：水體富營養(yǎng)化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷是水體富營養(yǎng)化的最主要因素?？v觀國內(nèi)污水處理流程工藝，除磷技術(shù)一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統(tǒng)的物化除磷技術(shù)需要大量的藥劑，具有運行成本高、污泥產(chǎn)量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優(yōu)點，但是由于完全依賴于微生物的攝磷、釋磷作用，難以達到國家污水處理工藝流程的要求。當考慮中水回用時，則更難達到要求。
七、A/O生物濾池
污水處理工藝流程簡介：由于中國小城鎮(zhèn)居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮(zhèn)級污水廠的規(guī)模多低于10000噸/日。國內(nèi)大中型城市污水處理廠經(jīng)常采用的污水處理工藝有傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術(shù)建設小城鎮(zhèn)污水處理廠會造成由于居高不下的運行費用，無法持續(xù)運行。必須針對小城鎮(zhèn)的特點采用投資省，運行費用低，技術(shù)穩(wěn)定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。
八、MBFB膜生物
MBFB工藝用于污水深度處理，能在原有污水達標排放的基礎(chǔ)上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統(tǒng)，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統(tǒng)，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優(yōu)勢。污水處理工藝：
一、生物處理
生物處理中采用的處理工藝有：氧化塘法、Carrousel、交替式、Orbal、Phostrip法、Phoredox法、SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、CASS（CAST，CASP）法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、ⅥP法、UASB法、一體化生化法、好氧污水處理、生物流化床污水處理、固定化細胞技術(shù)污水處理、生物鐵法、投加生長素法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
污水中磷的處理方法
水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象導致了水質(zhì)惡化，嚴重影響了人們的生產(chǎn)和生活，氮磷同為水體生物的重要營養(yǎng)物質(zhì)，但是藻類等水生生物對磷更敏感，解決水體富營養(yǎng)化問題，首先要從污水中除去磷。隨著科學的進步及人們環(huán)保意識的不斷提高，可持續(xù)發(fā)展除磷技術(shù)已成為廢水處理研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。
1 、化學除磷技術(shù) 化學除磷的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除。其主要研究方向集中在化學藥劑的優(yōu)化選擇上。化學沉淀法是一種實用有效的技術(shù)，其優(yōu)點是：操作簡單、除磷效果好、處理效率可達80%～90%，且效果穩(wěn)定，不會重新放磷而導致二次污染，當進水濃度較大波動時，仍有較好的除磷效果。缺點是：該法所用藥量大，處理費用較高，且產(chǎn)生大量的化學污泥。一般分為兩種：化學沉淀法和化學絮凝法：
化學沉淀法：
化學沉淀法除磷主要指應用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產(chǎn)生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉淀物的方法來去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。
化學絮凝法
化學混凝法除磷是將可溶性磷轉(zhuǎn)化為懸浮性磷，并將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無機化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環(huán)磷酸鹽，其余小部分是以溶解和非溶解狀態(tài)存在的有機化合磷。稠環(huán)磷酸鹽和有機化合磷一般在生物處理中可轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。由于在各種陰離子中，磷酸根對鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結(jié)合的部分羥基，形成堿式磷酸鐵復合絡合物，改變鐵離子的水解路徑。
2、 生物除磷技術(shù)
生物除磷工藝是一種經(jīng)濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產(chǎn)生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝/ 放磷作用被代爾夫特工業(yè)大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為“反硝化除磷”。反硝化除磷菌(DPB)可以利用O2或者NO3 作為電子受體，在厭氧條件下，COD 可被降解為醋酸(HAC)等低分子脂肪酸，以供DPB 吸收繁殖，同時水解細胞內(nèi)的Poly- P，并以無機磷酸鹽的形式釋放出來。在缺氧條件下，DPB 利用硝酸氮為電子受體發(fā)生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣。被DPB 合并后的反硝化除磷過程能夠節(jié)省相當?shù)腃OD 與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量。國外對反硝化除磷研究的比較早，與常規(guī)生物脫氮除磷工藝相比，反硝化除磷所需的COD量減少30%(以生活污水計算)。反硝化除磷技術(shù)已從基礎(chǔ)性研究逐步應用到了實際工程中。滿足DPB 所需環(huán)境和基質(zhì)具代表性的工藝為單級工藝(BCFS)和雙級工藝(A2N)。
3 化學輔助生物除磷
由于生物除磷的穩(wěn)定性和靈活性較差，易受碳源、pH 值等因素的影響，出水的磷含量往往達不到國家排放標準要求，生物除磷的工藝穩(wěn)定性可通過附加化學沉淀來改善。化學結(jié)合生物除磷技術(shù)的研究比較熱點。其中側(cè)流除磷(Phsostrip)工藝的研究深受關(guān)注，該工藝可保證磷出水值在1mg/L 以下，雖然尚不能達到國家一級A標準，但從除磷工藝的穩(wěn)定性、磷去除效率、污泥最終處置的便利和間接節(jié)省的運行費方面來看，有其它除磷工藝都不可比擬的優(yōu)勢
4 污水中磷的回收
鳥糞石(MgNH4PO4·6H20)沉淀法用于除磷，此法可以同時去除和回收磷、氮兩種營養(yǎng)元素，尤其是在一些同時含有磷、氮的廢水中，應用鳥糞石沉淀法實現(xiàn)這類廢水中的磷回收只需要在廢水中投加鎂源和適當調(diào)節(jié)pH，因此較為方便。鳥糞石是一種品質(zhì)極好的磷肥，100m3 污水中可以結(jié)晶出1 kg 的鳥糞石，如果各國都進行污水鳥糞石回收，則每年可得6.3 萬t 磷（以P2O5 計），從而節(jié)約開采1.6%的磷礦。有研究表明，污泥回收磷可減少污泥干固體質(zhì)量，回收磷后污泥焚燒后產(chǎn)生的灰分量也會顯著下降，且鳥糞石除磷工藝產(chǎn)生的污泥體積很小，僅是化學除磷產(chǎn)生的污泥體積的49%。
二、循環(huán)間歇曝氣
中國經(jīng)濟發(fā)展水平各地相差較大，經(jīng)濟發(fā)展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污水治理，因此，怎樣利用有限的資金，降低環(huán)境污染，是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面，直到不久前，一些城市還采用一級或一級強化處理工藝技術(shù)，出水達不到國家二級排放標準對除去有機污染物的要求。循環(huán)間歇曝氣工藝充分發(fā)揮高負荷氧化溝處理效率高的優(yōu)點，又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點，保證了系統(tǒng)出水達到國家污水排放一級標準在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統(tǒng)降低30%左右，是適合中國現(xiàn)階段污水處理要求的工藝技術(shù)。
三、旋轉(zhuǎn)接觸氧化
旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)是在生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合生物接觸氧化技術(shù)優(yōu)點發(fā)展起來的新一代好氧生物膜處理技術(shù)。旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)軸是唯一的轉(zhuǎn)動部分，一旦機器出了故障，一般機械人員都可以進行維修。系統(tǒng)生物量會根據(jù)有機負荷的變化而自動補償。附在轉(zhuǎn)盤上的微生物是有生命的，當污水中的有機物增加時，微生物隨之增加，相反，當污水中的有機物減少時，微生物隨之減少。所以這污水處理系統(tǒng)的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低，只有其他曝氣污水處理系統(tǒng)耗電的八分之一到三分之一。占地面積僅相當常規(guī)活性污泥法一半。由于生物系統(tǒng)中生長的微生物種類多，能夠高效處理各種難降解工業(yè)污水。
四、連續(xù)循環(huán)曝氣
連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（Continuous Cycle Aeration System）是一種連續(xù)進水式SBR曝氣系統(tǒng)。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎(chǔ)上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成，出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優(yōu)勢：
⑴曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處于完全理想混合狀態(tài)，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。
⑵“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。
⑶沉淀時，整個CCAS反應池處于完全理想沉淀狀態(tài)，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高，對設計、培訓、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴格。
五、曝氣生物濾池
污水處理工藝流程簡介：曝氣生物濾池，就是在生物濾池處理裝置中設置填料，通過人為供氧，使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置采用配套專用曝氣頭，產(chǎn)生的中小氣泡經(jīng)填料反復切割，達到接近微控曝氣的效果。由于反應池內(nèi)污泥濃度高，處理設施緊湊，可大大節(jié)省占地面積，減少反應時間。
六、SPR除磷工藝
污水處理工藝流程簡介：水體富營養(yǎng)化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷是水體富營養(yǎng)化的最主要因素?？v觀國內(nèi)污水處理流程工藝，除磷技術(shù)一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統(tǒng)的物化除磷技術(shù)需要大量的藥劑，具有運行成本高、污泥產(chǎn)量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優(yōu)點，但是由于完全依賴于微生物的攝磷、釋磷作用，難以達到國家污水處理工藝流程的要求。當考慮中水回用時，則更難達到要求。
七、A/O生物濾池
污水處理工藝流程簡介：由于中國小城鎮(zhèn)居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮(zhèn)級污水廠的規(guī)模多低于10000噸/日。國內(nèi)大中型城市污水處理廠經(jīng)常采用的污水處理工藝有傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術(shù)建設小城鎮(zhèn)污水處理廠會造成由于居高不下的運行費用，無法持續(xù)運行。必須針對小城鎮(zhèn)的特點采用投資省，運行費用低，技術(shù)穩(wěn)定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。
八、MBFB膜生物
MBFB工藝用于污水深度處理，能在原有污水達標排放的基礎(chǔ)上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統(tǒng)，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統(tǒng)，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優(yōu)勢。
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