污水處理的基本方法

按處理方法的性質(zhì)分

物理法：沉淀法、過濾、隔油、氣浮、離心分離、磁力分離

化學(xué)法：混凝沉淀法、中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法

物理化學(xué)法：吸附法、離子交換法、萃取法、吹脫、汽提

生物法：活性污泥法、生物膜法、厭氧工藝、生物脫氮除磷工藝

按照水質(zhì)狀況及處理后水的去向分

一級(jí)處理：機(jī)械處理（預(yù)處理階段）

粗格柵及細(xì)格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、調(diào)節(jié)池

二級(jí)處理：主體工藝為生化處理（主體）

活性污泥法、CASS工藝、A2/O工藝、A/O工藝、SBR、氧化溝、水解酸化池。

三級(jí)處理：控制富營(yíng)養(yǎng)化和重新回用

高級(jí)催化氧化、曝氣生物濾池、纖維濾池、活性砂過濾、反滲透、膜處理

中水回用一般都有消毒池：紫外線臭氧消毒池、 二氧化氯消毒池

污水處理基本工藝流程

污水的一級(jí)處理

一級(jí)處理：機(jī)械處理（預(yù)處理階段）

調(diào)節(jié)池、粗格柵及細(xì)格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、水解酸化池

調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池的作用

1.為了保證后續(xù)處理構(gòu)筑物或設(shè)備的正常運(yùn)行，需對(duì)污水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.酸性污水和堿性污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行混合，可達(dá)到中和的目的。

3.短期排出的高溫污水也可用調(diào)節(jié)的辦法來平衡水溫。

格柵

是由一組平行的金屬柵條制成的金屬框架，斜置在廢水流經(jīng)的渠道上，或泵站集水池的進(jìn)口處，用以截阻大塊的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取決于縫隙寬度和水的性質(zhì)。

按規(guī)格分為：

粗格柵（50~100mm）、中格柵（10~40mm）、細(xì)格柵（3~10mm）

沉砂池

1.作用：從污水中分離密度較大的無機(jī)顆粒，保護(hù)水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構(gòu)筑物容積，提高污泥有機(jī)組分的含率，提高污泥作為肥料的價(jià)值。

2.沉砂池類型：曝氣式沉砂池、平流式沉砂池

曝氣式沉沙池：

曝氣沉砂池是在長(zhǎng)方形水池的一側(cè)通入空氣，使污水旋流運(yùn)動(dòng)，流速?gòu)闹苓叺街行闹饾u減小，砂粒在池底的集砂槽中與水分離，污水中的有機(jī)物和從砂粒上沖刷下來的污泥仍呈懸浮狀態(tài)，隨著水流進(jìn)人后面的處理構(gòu)筑物。

平流式沉砂池：

平流式沉砂池實(shí)際上是一個(gè)比人流渠道和出流渠道寬而深的渠道，當(dāng)污水流過時(shí)，由于過水?dāng)嗝嬖龃螅魉俣认陆?，廢水中夾帶的無機(jī)顆粒在重力的作用下下沉，從而達(dá)到分離水中無機(jī)顆粒的目的。

平流式沉淀池與曝氣式沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)：

普通沉砂池的最大缺點(diǎn)就是在其截留的沉砂中夾雜有一些有機(jī)物，這些有機(jī)物的存在，使沉砂易于腐敗發(fā)臭，夏季氣溫較高時(shí)尤甚，這樣對(duì)沉砂的處理和周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。普通沉砂池的另一缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物包裹的砂粒截留效果較差。

曝氣沉砂池的優(yōu)點(diǎn)是除砂效率穩(wěn)定，受進(jìn)水流量變化的影響較小。水力旋轉(zhuǎn)作用使砂粒與有機(jī)物分離效果較好，從曝氣沉砂池排出的沉砂中，有機(jī)物只占5％左右，長(zhǎng)期擱置也不會(huì)腐敗發(fā)臭。曝氣沉砂過程的同時(shí)，還能起到氣浮油并吹脫揮發(fā)性有機(jī)物的作用和預(yù)曝氣充氧并氧化部分有機(jī)物的作用。

沉淀池

1.沉淀池工作原理：利用水流中懸浮雜質(zhì)顆粒向下沉淀速度大于水流向下流動(dòng)速度、或向下沉淀時(shí)間小于水流流出沉淀池的時(shí)間時(shí)能與水流分離的原理實(shí)現(xiàn)水的凈化。

2.沉淀池結(jié)構(gòu)：進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)：使水流均勻地流過沉淀池，避免短流和減少紊流對(duì)沉淀產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)減少死水區(qū)、提高沉淀池的容積利用率。

沉淀區(qū)：沉淀顆粒與廢水分離的區(qū)域。

污泥區(qū)：是污泥貯存、濃縮和排出的區(qū)域。

緩沖區(qū)：是分隔沉淀區(qū)和污泥區(qū)的水層區(qū)域，保證已經(jīng)沉淀的顆粒不因水流攪動(dòng)而再行浮起。

3.沉淀池與沉砂池之間的區(qū)別：沉砂池一般是設(shè)在污水處理廠生化構(gòu)筑物之前的泥水分離的設(shè)施。分離的沉淀物質(zhì)多為顆粒較大的砂子，沉淀物質(zhì)比重較大，無機(jī)成分高，含水量低。污水在遷移、流動(dòng)和匯集過程中不可避免會(huì)混入泥砂。污水中的砂如果不預(yù)先沉降分離去除，則會(huì)影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。最主要的是磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。

沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分離的構(gòu)筑物，多為分離顆粒較細(xì)的污泥。在生化之前的稱為初沉池，沉淀的污泥無機(jī)稱為較多，污泥含水率相對(duì)于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般稱為二沉池，多為有機(jī)污泥，污泥含水率較高。

4.沉淀池類型：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、幅流式沉淀池、斜流式沉淀池

a. 平流式沉淀池:構(gòu)造簡(jiǎn)單，沉淀效果較好，但占地面積較大，排泥存在的問題較多，目前大、中、小型污水處理廠均有采用。

 

b. 豎流式沉淀池:占地面積小，排泥較方便，且便于管理，然而池深過大，施工困難，造價(jià)高，因此一般僅適用于中小型污水處理廠使用。

c. 幅流式沉淀池：最適宜于大型水處理廠采用，有定型的排泥機(jī)械，運(yùn)行效果較好，但要求較高的施工質(zhì)量和管理水平。

 

d. 斜流式沉淀池：主要適用于初沉池，在給水處理中應(yīng)用較廣，沉淀效率高，停留時(shí)間短，占地少，缺點(diǎn)是容易滋生藻類等，排泥困難、易堵塞，維護(hù)不便。

 

氣浮池

氣浮法：在污水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡作為載體，使污水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。利用氣泡的浮升作用上浮到水面，通過收集水面上的泡沫或浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化污水的目的。

 

水解酸化池

目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理。

污水的二級(jí)處理

活性污泥法

 

活性污泥對(duì)有機(jī)物的降解主要在曝氣階段進(jìn)行，可分為兩個(gè)階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的比表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)所致。在穩(wěn)定階段，主要是轉(zhuǎn)移道活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。當(dāng)污水中有機(jī)物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時(shí)，吸附階段很短，一般在15-45min左右，而穩(wěn)定階段較長(zhǎng)。

 

SBR法

SBR法：稱為序批式活性污泥法是連續(xù)式活性污泥法的一種改型，它的反應(yīng)機(jī)制以及污染物質(zhì)的去除機(jī)制和傳統(tǒng)活性污泥法基本相同，僅運(yùn)行操作不一樣。

經(jīng)典的SBR反應(yīng)器缺點(diǎn)：

1.對(duì)于單一SBR反應(yīng)器的應(yīng)用需要較大的調(diào)節(jié)池；

2.對(duì)于多個(gè)SBR反應(yīng)器進(jìn)水和排水的閥門自動(dòng)切換頻繁；

3.無法解決大型污水處理項(xiàng)目連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的處理要求；

4.設(shè)備的閑置率較高；

5.污水提升水頭損失較大。

 

CASS工藝

CASS工藝稱為循環(huán)活性污泥工藝。 在序批式活性污泥法（SBR）的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長(zhǎng)方向設(shè)計(jì)為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。整個(gè)工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)；同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水。

 

工藝流程：

1.曝氣階段：由曝氣裝置向反應(yīng)池內(nèi)充氧，此時(shí)有機(jī)污染物被微生物氧化分解，同時(shí)污水中的NH3-N通過微生物的硝化作用轉(zhuǎn)化為NO3--N。

2.沉淀階段：此時(shí)停止曝氣，微生物利用水中剩余的DO進(jìn)行氧化分解。反應(yīng)池逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，開始進(jìn)行反硝化反應(yīng)?；钚晕勰嘀饾u沉到池底，上層水變清。

3.潷水階段：沉淀結(jié)束后，置于反應(yīng)池末端的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液。此時(shí)反應(yīng)池逐漸過渡到厭氧狀態(tài)繼續(xù)反硝化。

4.閑置階段：閑置階段即是潷水器上升到原始位置階段。

CASS工藝優(yōu)點(diǎn)：

1.工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、投資較低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低

2.生化反應(yīng)推動(dòng)力大

3.沉淀效果好

4.運(yùn)行靈活，抗沖擊能力強(qiáng)

5.不易發(fā)生污泥膨脹

6.適用范圍廣，適合分期建設(shè)

7.污泥產(chǎn)量低，污泥性質(zhì)穩(wěn)定

CASS工藝缺點(diǎn)：

1.微生物種群之間的復(fù)雜關(guān)系有待研究

2.生物脫氮效率難以提高

3.除磷效率難以提高

4.控制方式較為單一

AO工藝

A/O工藝 ：使污水經(jīng)過厭氧、好氧兩個(gè)生物處理過程(簡(jiǎn)稱A/O))，達(dá)到同時(shí)去除BOD、氮和磷的目的。

A/O工藝優(yōu)點(diǎn)：

1.效率高

2.流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低

3.缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高的降解效率

4.容積負(fù)荷高

5.缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)

A/O工藝缺點(diǎn)：

1.由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低

2.若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)用

AAO工藝

A2/O污水處理系統(tǒng)：使污水經(jīng)過厭氧、缺氧及好氧三個(gè)生物處理過程(簡(jiǎn)稱A2/O))，達(dá)到同時(shí)去除BOD、氮和磷的目的。

 

A2/O工藝優(yōu)點(diǎn)：

1污染物去除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負(fù)荷。

2.污泥沉降性能好。

3.厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)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(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。

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

6.在厭氧—缺氧—好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹

7.污泥中磷含量高，一般為2.5％以上

A2/O工藝缺點(diǎn)：

1.反應(yīng)池容積比A/O脫氮工藝還要大

2.污泥內(nèi)回流量大，能耗較高

3.用于中小型污水廠費(fèi)用偏高

4.沼氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益差

5.污泥滲出液需化學(xué)除磷

氧化溝工藝

氧化溝：是一種改良的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動(dòng)，因此被稱為“氧化溝”，又稱‘‘環(huán)形曝氣池”。

 

氧化溝HRT、SRT較長(zhǎng)，有機(jī)物可得到較徹底的去除，排出的污泥已經(jīng)高度穩(wěn)定，整體功率密度較低，節(jié)約能源。但易產(chǎn)生污泥膨脹、流速不均及污泥沉積、泡沫、污泥上浮等問題。

AB工藝

污水由排水系統(tǒng)經(jīng)格柵和沉砂池直接進(jìn)入A 段，該段為吸附段，負(fù)荷較高，泥齡短, 水力停留時(shí)間很短, 約為30min， 有利于增殖速度較快的微生物生長(zhǎng)繁殖。廢水經(jīng)過A段處理后，BOD去除40％～70％，可生化性有所提高，有利于B段的工作；A段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力強(qiáng)，重金屬、難降解物質(zhì)以及氮、磷等植物性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，都可能通過污泥的吸附作用得以去除。

污水從A段流出后進(jìn)入B段，B段為生物氧化段，屬于傳統(tǒng)活性污泥法，一般在較低負(fù)荷下運(yùn)行，停留時(shí)間約為2～6h,泥齡較長(zhǎng)，為15～20d。B段發(fā)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：未設(shè)初沉池，由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級(jí)處理系統(tǒng)；B段由曝氣池和二次沉淀池組成；A、B兩段各自擁有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，各自由獨(dú)特的微生物群體，有利于功能的穩(wěn)定。

 

污水的三級(jí)處理

經(jīng)二級(jí)生物處理后，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，以及細(xì)菌、重金屬等，必須經(jīng)過處理，否則易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，并對(duì)魚類，農(nóng)作物、淡水水質(zhì)及處理成本等帶來影響。

三級(jí)處理的方法包括：砂濾、混凝、微濾、反滲透、電滲析、離子交換、消毒、活性炭吸附、脫氮除磷等。

懸浮物的去除

1.顆粒粒徑：二級(jí)出水SS是以1um~1mm的生物絮凝體和未被絮凝的膠體物質(zhì)。一般通過混凝、砂濾、微濾和反滲透去除。

2.混凝沉淀：通過投加混凝劑，并經(jīng)快速攪拌混凝，慢速攪拌絮凝，使微小顆粒和膠體物質(zhì)脫穩(wěn)而凝聚，成為較大顆粒絮體而沉淀去除。

溶解性有機(jī)物去除

1.活性碳吸附：活性碳具有巨大的表面積和細(xì)小的孔隙，能吸附有機(jī)物，重金屬離子等。

2.O3氧化處理：對(duì)二級(jí)處理水進(jìn)行以回用為目的的處理，力求去除污水中存在的有機(jī)物、色度和殺菌、消毒。

溶解性性無機(jī)鹽的去除

危害：具有腐蝕性，易結(jié)垢，SO42－還原產(chǎn)生H2S，造成土地板結(jié)和鹽堿化。因而出水回用和農(nóng)用前要求脫鹽。

脫鹽技術(shù)：反滲透、電滲析、離子交換。

 

污水的消毒處理

原因：無論什么工藝，出水細(xì)菌均會(huì)超標(biāo)，從而帶來危害。

使用場(chǎng)合：污水農(nóng)灌、排放水源地上游、旅游景區(qū)，以及流行病流行季節(jié)。

消毒方法：液氯、臭氧、次氯酸鈉和紫外線

幾個(gè)典型的市政污水工藝流程

典例一

典例二

 

典例三

 

典例四

 

典例五

典例六