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        媒體報道

        常見污水處理工藝原理、優缺點及處理效率對比!

        更新時間:2020-04-07  瀏覽次數:351
        今日整理了常見污水處理工藝的相關原理、處理效率、工藝對比特點等內容;盡管每一種工藝有各自的特點,但不同處理工藝、不同的構筑物由于停留時間、污泥濃度等不盡相同;所以處理效率要結合實際生產過程之中的污泥狀態來最終確定。不足之處,請大家批評指正。

        一、A/O工藝 

        1、基本原理    

        A/O是Anoxic/Oxic的縮寫,它的優越性是除了使有機污染物得到降解之外,還具有一定的脫氮除磷功能,是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理,所以A/O法是改進的活性污泥法。 

         A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。

        2、A/O內循環生物脫氮工藝特點  

        根據以上對生物脫氮基本流程的敘述,結合多年的焦化廢水脫氮的經驗,我們總結出(A/O)生物脫氮流程具有以下優點: 

         (1)效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h,經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標也達到排放標準,總氮去除率在70%以上。

        (2)  流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其,在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置后,碳氮比有所提高,在反硝化過程中產生的堿度相應地降低了硝化過程需要的堿耗。

        (3)  缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分別為62%和36%,故反硝化反應是最為經濟的節能型降解過程。

         (4)  容積負荷高。由于硝化階段采用了強化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術,有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負荷。

        (5)  缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。

        結合水量、水質特點,我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內循環) 工藝流程,使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求,而且其它指標也達到排放標準。

        3、A/O工藝的缺點  

        (1)由于沒有獨立的污泥回流系統,從而不能培養出具有獨特功能的

        污泥,難降解物質的降解率較低;

        (2)若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大了運行費用。另外,內循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到90%。 

        (3) 影響因素  

        水力停留時間 (硝化>6h ,反硝化<2h )污泥濃度MLSS(>3000mg/L)污泥齡( >30d )N/MLSS負荷率(  <0.03 )進水總氮濃度( <30mg/L)   


        二、A2/O工藝 

        1、基本原理 

        A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才采用該工藝。 

        2、 A2/O工藝特點: 

        (1)污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。

        (2)污泥沉降性能好。

        (3)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。 

        (4)脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效率不可能很高。      

        (5)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少于同類其他工藝。

        (6)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小于100,不會發生污泥膨脹。

        (7)污泥中磷含量高,一般為2.5%以上。       

        3、A2/O工藝的缺點 

        (1)反應池容積比A/O脫氮工藝還要大;          

        (2)污泥內回流量大,能耗較高;           

        (3)用于中小型污水廠費用偏高;           

        (4)沼氣回收利用經濟效益差;            

        (5)污泥滲出液需化學除磷。


        三、氧化溝  

         1、基本原理 

        氧化溝又名氧化渠,因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動,因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長,有機負荷低,其本質上屬于延時曝氣系統。氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成,溝體的平面形狀一般呈環形,也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀,溝端面形狀多為矩形和梯形。 

        2.氧化溝工藝特點       

        (1)構造形式多樣性 

        基本形式氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠形,而溝渠的形狀和構造則多種多樣,溝渠可以呈圓形和橢圓形等形狀??梢允菃螠舷到y或多溝系統;多溝系統可以是一組同心的互相連通的溝渠,也可以是相互平行,尺寸相同的一組溝渠。有與二次沉淀池分建的氧化溝也有合建的氧化溝,合建的氧化溝又有體內式和體外式之分,等等。多種多樣的構造形式,賦予了氧化溝靈活機動的運行性能,使他可以按照任意一種活性污泥的運行方式運行,并結合其他工藝單元,以滿足不同的出水水質要求。 

        (2)曝氣設備的多樣性 

        常用的曝氣設備有轉刷、轉盤、表面曝氣器和射流曝氣等。不同的曝氣裝置導致了不同的氧化溝型式,如采用表曝氣機的卡魯塞爾氧化溝,采用轉刷的帕斯維爾氧化溝等等,與其他活性污泥法不同的是,曝氣裝置只在溝渠的某一處或者幾處安設,數目應按處理場規模、原污水水質及氧化溝構造決定,曝氣裝置的作用除供應足夠的氧氣外,還要提供溝渠內不小于0.3m/s的水流速度,以維持循環及活性污泥的懸浮狀態。     

        (3)曝氣強度可調節 

        氧化溝的曝氣強度可以通過兩種方式調節。一是通過出水溢流堰調節:通過調節溢流堰的高度改變溝渠內水深,進而改變曝氣裝置的淹沒深度,使其充氧量適應運行的需要。淹沒深度的變化對曝氣設備的推動力也會產生影響,從而可以對進水流速起到一定的調節作用;其二是通過直接調節曝氣器的轉速:由于機電設備和自控技術的發展,目前氧化溝內的曝氣器的轉速時可以調節的,從而可以調節曝氣強度的推動力。

        (4)簡化了預處理和污泥處理

        氧化溝的水力停留時間和污泥齡都比一般生物處理法長,懸浮裝有機物與溶解性有機物同時得到較徹底的穩定,姑氧化溝可以不設初沉池。由于氧化溝工藝污泥齡長,負荷低,排出的剩余污泥已得到高度穩定,剩余污泥量也較少。因此不再需要厭氧消化,而只需進行濃縮和脫水。     


        3、氧化溝工藝的缺點: 

        (1)污泥膨脹問題  當廢水中的碳水化合物較多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化溝中污泥負荷過高,溶解氧濃度不足,排泥不暢等易引發絲狀菌性污泥膨脹;非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高,細菌吸取了大量營養物質,由于溫度低,代謝速度較慢,積貯起大量高粘性的多糖類物質,使活性污泥的表面附著水大大增加,SVI值很高,形成污泥膨脹。 

        (2)泡沫問題  由于進水中帶有大量油脂,處理系統不能完全有效地將

        其除去,部分油脂富集于污泥中,經轉刷充氧攪拌,產生大量泡沫;泥齡偏長,污泥老化,也易產生泡沫。 

        (3)污泥上浮問題  當廢水中含油量過大,整個系統泥質變輕,在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間,易造成缺氧,產生腐化污泥上??;當曝氣時間過長,在池中發生高度硝化作用,使硝酸鹽濃度高,在二沉池易發生反硝化作用,產生氮氣,使污泥上??;另外,廢水中含油量過大,污泥可能挾油上浮。 

        (4)流速不均及污泥沉積問題  在氧化溝中,為了獲得其獨特的混合和處理效果,混合液必須以一定的流速在溝內循環流動。一般認為,最低流速應為0.15m/s,不發生沉積的平均流速應達到0.3~0.5m/s。氧化溝的曝氣設備一般為曝氣轉刷和曝氣轉盤,轉刷的浸沒深度為250~300mm,轉盤的浸沒深度為480~        530mm。與氧化溝水深(3.0~3.6m)相比,轉刷只占了水深的1/10~1/12,轉盤也只占了1/6~1/7,因此造成氧化溝上部流速較大(約為0.8~1.2m,甚至更大),而底部流速很?。ㄌ貏e是在水深的2/3或3/4以下,混合液幾乎沒有流速),致使溝底大量積泥(有時積泥厚度達1.0m),大大減少了氧化溝的有效容積,降低了處理效果,影響了出水水質。 


        四、SBR工藝 

        1、工藝原理  

        在反應器內預先培養馴化一定量的活性污泥,當廢水進入反應器與活性污泥混合接觸并有氧存在時,微生物利用廢水中的有機物進行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細胞增殖。將微生物細胞物質與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。 

        2、SBR工藝特點  

        (1)理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效果好。 

        (2)運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好。 

        (3)耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。 

        (4)工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。  

        (5)處理設備少,構造簡單,便于操作和維護管理。 

        (6)反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。 

        (7)SBR法系統本身也適合于組合式構造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。 

        (8)脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、

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