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1、污水处理工艺介绍 目录 污水处理的基本方法 按处理方法的性质分 物理法 沉淀法 过滤 隔油 气浮 离心分离 磁力分离化学法 混凝沉淀法 中和法 氧化还原法 化学沉淀法物理化学法 吸附法 离子交换法 萃取法 吹脱 汽提生物法 活性污泥法 生物膜法 厌氧工艺 生物脱氮除磷工艺 污水处理的基本方法 按照水质状况及处理后水的去向分 一级处理 机械处理 预处理阶段 二级处理 主体工艺为生化处理 主体 三级处理 控制富营养化和重新回用 主要的处理工艺 一级处理 粗格栅及细格栅 沉砂池 初沉池 气浮池 调节池二级处理 活性污泥法 CASS工艺 A2 O工艺 A O工艺 SBR 氧化沟 水解酸化池 三级处理
2、高级催化氧化 曝气生物滤池 纤维滤池 活性砂过滤 反渗透 膜处理中水回用一般都有消毒池 紫外线臭氧消毒池 二氧化氯消毒池 污水处理基本工艺流程 一级处理 二级处理 三级处理 污水排放 出水 一 调节池 二 格栅 三 沉砂池 四 沉淀池 五 气浮池 污水的一级处理 为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行 需对污水的水量和水质进行调节 酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合 可达到中和的目的 短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温 一 调节池 是由一组平行的金属栅条制成的金属框架 斜置在废水流经的渠道上 或泵站集水池的进口处 用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物 以免堵塞水泵和沉淀池的排
3、泥管 截留效果取决于缝隙宽度和水的性质 二 格栅 格栅工艺流程图 直棒式栅条格栅 三 沉砂池 1 作用从污水中分离密度较大的无机颗粒 保护水泵和管道免受磨损 缩小污泥处理构筑物容积 提高污泥有机组分的含率 提高污泥作为肥料的价值 2 沉砂池类型 曝气式沉砂池 平流式沉砂池 新建的污水处理厂多以曝气沉砂池为主 曝气式沉砂池 曝气式沉砂池工艺流程图 曝气沉砂池是在长方形水池的一侧通入空气 使污水旋流运动 流速从周边到中心逐渐减小 砂粒在池底的集砂槽中与水分离 污水中的有机物和从砂粒上冲刷下来的污泥仍呈悬浮状态 随着水流进人后面的处理构筑物 平流式沉砂池 平流式沉砂池实际上是一个比人流渠道和出流渠道
4、宽而深的渠道 当污水流过时 由于过水断面增大 水流速度下降 废水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉 从而达到分离水中无机颗粒的目的 普通沉砂池的最大缺点就是在其截留的沉砂中夹杂有一些有机物 这些有机物的存在 使沉砂易于腐败发臭 夏季气温较高时尤甚 这样对沉砂的处理和周围环境产生不利影响 普通沉砂池的另一缺点是对有机物包裹的砂粒截留效果较差 曝气沉砂池的优点是除砂效率稳定 受进水流量变化的影响较小 水力旋转作用使砂粒与有机物分离效果较好 从曝气沉砂池排出的沉砂中 有机物只占5 左右 长期搁置也不会腐败发臭 曝气沉砂过程的同时 还能起到气浮油并吹脱挥发性有机物的作用和预曝气充氧并氧化部分有机物的作
5、用 四 沉淀池 沉淀原理 沉淀池 是利用水流中悬浮杂质颗粒向下沉淀速度大于水流向下流动速度 或向下沉淀时间小于水流流出沉淀池的时间时能与水流分离的原理实现水的净化 沉淀池的结构 进水区和出水区 使水流均匀地流过沉淀池 避免短流和减少紊流对沉淀产生的不利影响 同时减少死水区 提高沉淀池的容积利用率 沉淀区 沉淀颗粒与废水分离的区域 污泥区 是污泥贮存 浓缩和排出的区域 缓冲区 是分隔沉淀区和污泥区的水层区域 保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起 沉淀池和沉砂池的区别 1 沉砂池一般是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施 分离的沉淀物质多为颗粒较大的砂子 沉淀物质比重较大 无机成分高
6、含水量低 污水在迁移 流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂 污水中的砂如果不预先沉降分离去除 则会影响后续处理设备的运行 最主要的是磨损机泵 堵塞管网 干扰甚至破坏生化处理工艺过程 2 沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物 多为分离颗粒较细的污泥 在生化之前的称为初沉池 沉淀的污泥无机称为较多 污泥含水率相对于二沉池污泥低些 位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池 多为有机污泥 污泥含水率较高 沉淀池类型 1 平流式沉淀池 2 竖流式沉淀池 3 幅流式沉淀池 4 斜流式沉淀池 平流式沉淀池 构造简单 沉淀效果较好 但占地面积较大 排泥存在的问题较多 目前大 中 小型污水处理厂均有采用 竖流式
7、沉淀池 占地面积小 排泥较方便 且便于管理 然而池深过大 施工困难 造价高 因此一般仅适用于中小型污水处理厂使用 竖流沉淀池 幅流式沉淀池 最适宜于大型水处理厂采用 有定型的排泥机械 运行效果较好 但要求较高的施工质量和管理水平 斜流式沉淀池 主要适用于初沉池 在给水处理中应用较广 沉淀效率高 停留时间短 占地少 缺点是容易滋生藻类等 排泥困难 易堵塞 维护不便 五 气浮池 气浮法 在污水中通入空气 产生微小气泡作为载体 使污水中的乳化油 微小悬浮物等污染物黏附在气泡上 利用气泡的浮升作用上浮到水面 通过收集水面上的泡沫或浮渣达到分离杂质 净化污水的目的 6 水解酸化池 目的主要是将原有废水中
8、的非溶解性有机物转变为溶解性有机物 特别是工业废水 主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物 提高废水的可生化性 以利于后续的好氧处理 污水的二级处理 1 活性污泥法 初次沉淀池 曝气池 进水 回流污泥 剩余污泥 污泥 出水 二次沉淀池 活性污泥对有机物的降解主要在曝气阶段进行 可分为两个阶段 吸附阶段和稳定阶段 在吸附阶段 主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去 这是由于活性污泥具有巨大的比表面积 而表面上含有多糖类的粘性物质所致 在稳定阶段 主要是转移道活性污泥上的有机物为微生物所利用 当污水中有机物处于悬浮状态和胶态时 吸附阶段很短 一般在15 45min左右 而稳定阶段较长
9、 活性污泥法的基本流程图 2 SBR SBR法 称为序批式活性污泥法是连续式活性污泥法的一种改型 它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相同 仅运行操作不一样 1 经典SBR反应器原理 泵房 细格栅 沉淀池 SBR反应池 初格栅 脱水 浓缩 制肥 排放 进水 SBR法工艺流程图 2 SBR反应器 3 经典SBR反应器的优点 4 经典的SBR反应器缺点1 对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池 2 对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换频繁 3 无法解决大型污水处理项目连续进水 连续出水的处理要求 4 设备的闲置率较高5 污水提升水头损失较大 3 CASS工艺CASS工
10、艺称为循环活性污泥工艺 在序批式活性污泥法 SBR 的基础上 反应池沿池长方向设计为两部分 前部为生物选择区也称预反应区 后部为主反应区 其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置 整个工艺的曝气 沉淀 排水等过程在同一池子内周期循环运行 省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统 同时可连续进水 间断排水 CASS工艺 1 曝气阶段由曝气装置向反应池内充氧 此时有机污染物被微生物氧化分解 同时污水中的NH3 N通过微生物的硝化作用转化为NO3 N 2 沉淀阶段此时停止曝气 微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解 反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化 开始进行反硝化反应 活性污泥逐渐沉到池底 上层水
11、变清 3 滗水阶段沉淀结束后 置于反应池末端的滗水器开始工作 自上而下逐渐排出上清液 此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化 4 闲置阶段闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段 CASS工艺优点 1 工艺流程简单 占地面积小 投资较低 运转费用低 2 生化反应推动力大 3 沉淀效果好 4 运行灵活 抗冲击能力强 5 不易发生污泥膨胀 6 适用范围广 适合分期建设 7 污泥产量低 污泥性质稳定 CASS工艺缺点 1 微生物种群之间的复杂关系有待研究 2 生物脱氮效率难以提高 3 除磷效率难以提高 4 控制方式较为单一 4 A O工艺 A O工艺 使污水经过厌氧 好氧两个生物处理过程 简称A O 达
12、到同时去除BOD 氮和磷的目的 A O工艺优点 1 效率高 2 流程简单 投资省 操作费用低 3 缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率 4 容积负荷高 5 缺氧 好氧工艺的耐负荷冲击能力强 A O工艺缺点 1 由于没有独立的污泥回流系统 从而不能培养出具有独特功能的污泥 难降解物质的降解率较低 2 若要提高脱氮效率 必须加大内循环比 因而加大了运行费用 5 A2 O工艺 A2 O污水处理系统 使污水经过厌氧 缺氧及好氧三个生物处理过程 简称A2 O 达到同时去除BOD 氮和磷的目的 回流污泥 含磷污泥 剩余污泥 释放磷 氨化 硝化吸收磷 去除BOD 脱氮 沉淀池 A2 O法工艺流程图 A2
13、 O工艺优点 1 污染物去除效率高 运行稳定 有较好的耐冲击负荷 2 污泥沉降性能好 3 厌氧 缺氧 好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合 能同时具有去除有机物 脱氮除磷的功能 4 脱氮效果受混合液回流比大小的影响 除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响 因而脱氮除磷效率不可能很高 5 在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中 该工艺流程最为简单 总的水力停留时间也少于同类其他工艺 6 在厌氧 缺氧 好氧交替运行下 丝状菌不会大量繁殖 SVI一般小于100 不会发生污泥膨胀 7 污泥中磷含量高 一般为2 5 以上 A2 O工艺缺点 1 反应池容积比A O脱氮工艺还要大 2 污泥
14、内回流量大 能耗较高 3 用于中小型污水厂费用偏高 4 沼气回收利用经济效益差 5 污泥渗出液需化学除磷 6 氧化沟 OD 氧化沟 是一种改良的活性污泥法 其曝气池呈封闭的沟渠形 污水和活性污泥混合液在其中循环流动 因此被称为 氧化沟 又称 环形曝气池 氧化沟流程示意图 氧化沟的工艺特点氧化沟HRT SRT较长 有机物可得到较彻底的去除 排出的污泥已经高度稳定 整体功率密度较低 节约能源 但易产生污泥膨胀 流速不均及污泥沉积 泡沫 污泥上浮等问题 7 AB法 污水由排水系统经格栅和沉砂池直接进入A段 该段为吸附段 负荷较高 泥龄短 水力停留时间很短 约为30min 有利于增殖速度较快的微生物生
15、长繁殖 废水经过A段处理后 BOD去除40 70 可生化性有所提高 有利于B段的工作 A段污泥产率较高 吸附能力强 重金属 难降解物质以及氮 磷等植物性营养物质等 都可能通过污泥的吸附作用得以去除 污水从A段流出后进入B段 B段为生物氧化段 属于传统活性污泥法 一般在较低负荷下运行 停留时间约为2 6h 泥龄较长 为15 20d B段发生硝化和部分的反硝化 活性污泥沉淀效能好 出水SS和BOD一般小于10mg L AB法主要有下列特征 未设初沉池 由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统 B段由曝气池和二次沉淀池组成 A B两段各自拥有独立的污泥回流系统 两段完全分开 各自由独特的微生物群
16、体 有利于功能的稳定 污水的三级处理 经二级生物处理后 其出水一般含有 BOD30mg L左右 COD60mg L左右 NH315 25mg L P3 8mg L SS30mg L左右 以及细菌 重金属等 必须经过处理 否则易导致水体富营养化 并对鱼类 农作物 淡水水质及处理成本等带来影响 三级处理的方法包括 砂滤 混凝 微滤 反渗透 电渗析 离子交换 消毒 活性炭吸附 脱氮除磷等 一悬浮物的去除1 颗粒粒径 二级出水SS是以1um 1mm的生物絮凝体和未被絮凝的胶体物质 一般通过混凝 砂滤 微滤和反渗透去除 2 混凝沉淀 通过投加混凝剂 并经快速搅拌混凝 慢速搅拌絮凝 使微小颗粒和胶体物质脱稳而凝聚 成为较大颗粒絮体而沉淀去除 二溶解性有机物去除1 活性碳吸附 活性碳具有巨大的表面积和细小的孔隙 能吸附有机物 重金属离子等 2 O3氧化处理 对二级处理水进行以回用为目的的处理 力求去除污水中存在的有机物 色度和杀菌 消毒 三溶解性性无机盐的去除危害 具有腐蚀性 易结垢 SO42 还原产生H2S 造成土地板结和盐碱化 因而出水回用和农用前要求脱盐 脱盐技术 反渗透 电渗析 离子交换 四
