污水处理工艺分类总31.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流污水处理工艺分类总31.精品文档.废水二级处理常用工艺1.活性污泥法41.1普通活性污泥法(适合不要求脱氮除磷的大型或较大型污水处理厂)41.2.SBR法(中小型污水处理厂)41.3 各种改进型SBR技术61.3.1ICEAS61.3.2CAST/CASS/CASP61.3.3DAT-IAT71.3.4UNITANK71.3.5MSBR81.4.A/O工艺91.5A/A/O法91.6 AB法101.7氧化沟111.7.1PI型氧化沟121.7.2奥贝尔氧化沟131.7.3卡鲁塞尔氧化沟131.8合建式一体化氧化沟142.生物膜法152.1 生
2、物滤池152.1.1普通生物滤池152.1.2高负荷生物滤池152.1.3 塔式生物滤池162.2曝气生物滤池(BAF)162.2.1上流生物滤池162.2.2生物过滤氧化反应池162.3生物转盘172.4生物流化床182.4.1好氧生物流化床182.4.1.1两相生物流化床182.4.1.2三相生物流化床182.4.2厌氧生物流化床192.5 生物接触氧化池193.厌氧生物处理法193.1厌氧接触法203.2厌氧生物滤池213.3升流式厌氧污泥层(床)(UASB)反应器213.4其它厌氧生物处理工艺223.4.1厌氧膨胀床和厌氧流化床223.4.2厌氧生物转盘223.4.3厌氧挡板反应器22
3、3.4.4两相厌氧消化工艺(分段厌氧消化法)233.5厌氧生物处理工艺的新进展233.5.1厌氧内循环(IC)反应器233.5.2厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器243.6水解酸化244.自然条件下的生物处理法254.1稳定塘25分类254.1.1厌氧塘25适用范围264.1.2兼性塘26特点26适用范围:264.1.3好氧塘26特点27适用条件:274.1.4曝气塘27特点274.2土地处理法284.2.1慢速渗滤系统(SR,是SlowRate)284.2.2快速渗滤系统(RI,Rapid Infitratin)284.2.3地表漫流系统(OF,Overland Flow)284.2.4
4、污水湿地处理系统(WL,WetLand)294.2.5人工土层快速渗滤处理系统294.2.6地下渗滤土地处理系统29废水二级常用工艺汇总表类型具体工艺 活性污泥法普通活性污泥法SBR法普通SBR法CASTDAT-IATUNITANKICEASAOAAOAB法氧化沟传统氧化沟卡鲁塞尔氧化沟双沟式氧化沟三沟式氧化沟奥贝尔氧化沟一体化氧化沟生物膜法生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池曝气生物滤池上流生物滤池生物过滤氧化反应池生物转盘生物流化床好氧生物流化床两相生物流化床三相生物流化床厌氧生物流化床生物接触氧化池厌氧生物处理法现有厌氧生物处理法厌氧接触法厌氧生物滤池(AF)升流式厌氧污泥床(
5、UASB)反应器厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB)厌氧流化床(AFB)厌氧生物转盘(ARBC挡板式厌氧反应器两相厌氧硝化工艺(分段厌氧消化法)厌氧生物处理新进展厌氧内循环(IC)反应器厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器介于厌氧工艺与好氧工艺之间水解酸化自然条件下的生物处理法稳定塘曝气塘 好氧塘兼性塘厌氧塘土地处理法慢速渗滤系统快速渗滤系统地表漫流系统污水湿地处理系统人工土层快速渗滤处理系统地下渗滤土地处理系统1.活性污泥法1.1普通活性污泥法(适合不要求脱氮除磷的大型或较大型污水处理厂)常规活性污泥法是目前应用较普遍的处理技术,又称普遍活性污泥法或传统活性污泥法,适合于食品、酿造、石油化工
6、、城市生活污水等含有机物高的污水处理。活性污泥工艺的优点是对不同性质的污水适应性强,建设费用较低。活性污泥工艺的缺点是运行稳定性差,容易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想。传统活性污泥法是应用最早的工艺,它去除有机物的效率很高,在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理,对消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和运行费用都比较低,因而得到广泛应用。传统活性污泥法与氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低、运营费用较低,规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说,年运营费很可观。传统的活性污泥法与AB法相比,处理效率、运行稳定性低于AB法,工程投资和运行费用高于AB法。传统活性污泥法
7、的主要缺点是处理单元多,操作管理复杂,特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理,消化过程产生的沼气是可燃易爆气体,更要求安全操作,这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市,技术力量强,管理水平较高,能满足这种要求,因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。1.2.SBR法(中小型污水处理厂)SBR法是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)的简称,又名间歇曝气,其主体构筑物是SBR反应池, SBR能有效地去处废水中的有机物及其氮磷元素,适用于市政污水和中低浓度的工业废水处理。目前,SBR已在国内外广泛应用,主要应用城市污水及其味精、啤酒、制药、焦化、餐饮、
8、造纸、印染、洗涤、屠宰等工业废水的处理。 SBR工艺特点(1)SBR工艺只有一个反应器,进水工序均化了污水逐时变化的水质水量,一般不需设调节池,也可省去初沉池、二沉池和污泥回流系统,处理构筑物少,构筑物间的连接管道简洁,要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且节省用地。(2)SBR工艺具有流程简单、管理方便、运行费用较低、处理效果好及设备国产化程度高等优点。很适合小城市采用。(2)SBR从时间上来说是一个理想的推流式过程,可使生化反应推动力和去除污染物的效率同时达到最大,但是就反应器本身的混合状态仍属于完全混合式,因此具有耐冲击负荷和反应推动力大的优点。(3)由于SBR具有底物浓度梯度
9、大(即F/M大)、缺氧好氧状态并存、污泥的SVI值较低、污泥龄大且比增长速率大等特点,SBR可以有效地抑制污泥膨胀。(4)SBR可以实现厌氧、好氧和缺氧状态的交替运行,可以通过增大曝气量、水力停留时间以及污泥龄来强化硝化和聚磷菌摄磷过程,也可以在缺氧条件下投加原污水提供有机碳源或者提高污泥浓度来促进反硝化过程,还可以在进水阶段进行搅拌维持厌氧状态,促进聚磷菌充分释磷。(5)SBR在沉淀阶段无进水,是在静止或接近静止的状态下进行的,因此出水水质良好。(6)SBR的运行操作、参数控制可以实施自动化管理控制。工艺缺点尽管SBR有众多的优点,但自身也存在一些缺点:(1)连续进水时,对单一SBR反应器来
10、说需要较大的调节池。(2)对于多个SBR反应器,进水和排水阀门切换频繁,容易造成阀门磨损,对自动化要求较高。(3)难以达到大型污水处理项目连续进水、连续排水的要求。(4)设备的闲置率较高。(5)污水提升水头损失较大。(6)操作复杂,对自控要求高,一旦自动化系统出现故障,对生产运行影响较大。1.3 各种改进型SBR技术近年来,SBR技术发展较快,衍生了众多改进型技术。目前,SBR改进型技术主要有:ICEAS、CAST/CASS/CASP、DATIAT、UNITANK、MSBR等。1.3.1ICEAS间歇式循环延时曝气活性污泥(中小型污水处理厂)ICEAS最大的特点是在反应器进水端设置了一个预反应
11、区,运行方式为连续进水、间歇排水,无明显的反应和闲置阶段。ICEAS预反应区一般出于缺氧状态,主反应区是好氧反应场所,体积约占总体积的8590%。ICEAS在沉淀阶段仍然进水,会在主反应区底部造成一定的水力紊动,从而影响泥水分离时间及出水水质,因此其进水量受到一定限制。但ICEAS设施简单,管理方便,比经典SBR费用更省,在国内外已得到广泛应用。1.3.2CAST/CASS/CASP循环式活性污泥系统(要求脱氮除磷较高的中小型污水处理厂)CASS是将可变容积活性污泥法和生物选择器原理有机地结合起来,具有同步脱氮除磷效果,以序批曝气非曝气方式运行的充放式间歇活性污泥处理工艺。CASS是将SBR反
12、应池沿池长方向分为生物选择器、预反应区(缺氧区)和主反应区(好氧区),各区容积比一般为1:5:30。生物选择器设置在CASS前端,容积约占总容积的10,通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器对进水水质水量具有较好的缓冲作用,通过与回流污泥及进水混合,可以加速对溶解性有机物的去除及难降解有机物的水解,同时可促进磷的释放和反硝化作用,进而改善污泥沉降性能,可有效抑制污泥膨胀。预反应区(缺氧区)可以进一步促进释磷以及反硝化作用,还可以辅助生物选择器对水质水量起调节作用。主反应区(好氧区)是去除有机物的主要场所,运行时,通常将主反应区的曝气强度加以控制,使反应区内主体溶液处于好氧状态,完成有机物的降解
13、,而活性污泥内部则基本处于缺氧状态,溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制,而硝态氮由污泥内向主体溶液的传递不受限制,从而使主反应区中同时发生有机物的降解以及同步硝化和反硝化作用。运行时,按进水曝气、曝气、沉淀、滗水、进水闲置完成一个周期,其工艺原理如图所示。CASS工艺简单、投资省、维护方便,对水质水量适应性强,具有良好的脱氮除磷效果,其脱氮除磷效果是目前已知的SBR变型工艺中最好的,是实践证明的较为先进的污水生物处理工艺。1.3.3DAT-IAT需氧池和间歇曝气池系统(不要求脱氮除磷的中小型污水处理厂)DAT-IAT一般是由一个需氧池DAT和一个间歇曝气池IAT组成。一般情况下,DAT池连续进水
14、(需氧池)、曝气(也可间歇曝气),IAT池也是连续进水但间歇曝气,在IAT池完成曝气、沉淀、排水和排除剩余污泥。DAT池相当于一个传统活性污泥曝气池,池中水呈完全混合状态;IAT池相当于一个传统的SBR池,但进水为连续。因此,DATIAT介于传统活性污泥和SBR之间,其运行过程与SBR相同,由进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段组成,其工艺原理如图4所示,但其容积利用率是已知SBR变型工艺中最高的,可达66.7%。1.3.4UNITANK一体化活性污泥系统(用地特别紧张的、中小型的处理厂)UNITANK具有SBR和三沟式氧化沟技术的特点,由3个矩形池组成,3个池通过彼此间隔墙上的开口实现水力相
15、通,每个单元都配有曝气系统,可以表面曝气或鼓风曝气,中间池始终作曝气池,两个边池既可作曝气池也可作沉淀池,设有溢流堰,用于排水和排放剩余污泥。污水可以交替进入任一池,可以实现连续进水连续排水。UNITANK最大优势在于省去了污泥回流,3个池共用池壁,布置紧凑,且占地面积较小,基建投资省,故自问世以来已在世界范围内得到广泛应用。1.3.5MSBR改良式间歇活性污泥法MSBR结合传统连续活性污泥处理和SBR技术,研究开发出一种污水生物处理工艺。MSBR实质上由前端A2/O与后端SBR串联而成的单池多格一体化工艺,巧妙地将连续流的空间控制(A2O)与间歇式的时间控制(SBR)有效地结合于一体,混合流
16、与推流相结合,系统前端采用空间控制来保证系统的高反应速率,后端采用时间控制以有效地保证出水质量,是一种集约化程度较高的一体化SBR变型工艺。MSBR系统通常由7个单元组成,分别为厌氧池、缺氧池、好氧池、2个序批池、泥水分离池和污泥缺氧池,污水先进人厌氧池后,经缺氧进人主曝气池,好氧处理后的污水由内循环回流泵分别泵人左右二两侧的序批分池中,两池的功能相同,周期处于好氧一缺氧一厌氧的循环,剩余污泥分别经泥水分离池和前端缺氧池,由污泥泵排出反应器,回流污泥则进人厌氧池,经泥水分离池澄清后的尾水则排出反应池,其工艺流程如图6所示。MSBR从连续运行单元进水,而不是从SBR单元进水,提高了反应器利用率,
17、同时有效地抵抗冲击负荷;活性污泥微生物置于交替厌氧、缺氧、好氧的环境中,同时完成脱氮除磷和有机物降解的目的;采用空气堰控制出水,有效地控制出水悬浮物,从而达到高效稳定地运行。MSBR具有流程简单、控制灵活、占地面积小等优点,是较理想的生物处理工艺,目前主要在北美应用。 1.4.A/O工艺(大型或较大型污水处理厂)A/O法也称缺氧法, A指的是缺氧、厌氧,O指的是氧化。A/O法的特点是:容积负荷高,CODcr、BOD5、N、P去除率高,出水水质比较稳定;产泥量少,不发生污泥膨胀;由于充氧是在填料下直接曝气,气泡通过填料再次破裂提高了充氧效率,故其动力消耗要比活性污泥法小;操作简便、检修维护容易。
18、在污水处理工程中被大量采用。A/O工艺成熟稳定、可行有效,出水完全能够达标排放,在小型生活污水处理工程中有良好的发展前景。1.5A/A/O法(要求脱氮除磷或硝化除磷的大型或较大型污水处理厂)A/A/O工艺,又名A2/O工艺,为厌氧/缺氧/好氧组合工艺,是一种有效的除磷脱氮工艺。在除磷方面利用聚磷菌的好氧聚磷、厌氧释磷起到除磷效果。在脱氮方面通过好氧阶段硝化、缺氧阶段反硝化起到脱氮的作用。A/A/O工艺的特点:1、厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷功能。2、在同时脱氮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
19、同类其它工艺。3、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。4、污泥中含磷量高,一般为2.5%以上。5、A/A/O工艺应用较为广泛,历史较长,已积累有一定的设计和运行经验,但该工艺有一定的缺点,主要表现为:需要分别设置污泥回流系统和内回流系统,尤其是内回流系统的设计回流比往往在200%-300%左右或更大,这不仅增加投资和运行能耗,而且大量溶解氧将随内回流进入缺氧池,在一定程度上影响反硝化的效果。在碳源和其他因素均满足的条件下,反硝化的效率尚受制于内回流比的大小。内回流主要根据进水所能提供的碳源以及在缺氧池中的反硝化能力进行控制,比较复杂。二沉池回流
20、污泥中一般或多或少地含有硝酸盐,A/A/O工艺中部分硝酸盐将随回流污泥直接进入厌氧池,对厌氧池中磷的释放不利,在一定程度上将影响生物除磷的效果。1.6 AB法(原水有机物浓度高,不脱氮除磷的大型或较大型,或逐步提高处理标准的分期建设的大型或较大型污水处理厂)AB工艺是吸附生物降解(Adsorption-Biodegradation)工艺的简称。AB法工艺的主要特征(1)A段在很高的负荷下运行,其负荷率通常为普通活性污泥法的50100倍,污泥龄较高。A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大,约占整个处理系统污泥产量的80%左右,且剩余污泥中的有机物含量高
21、。(2)B段可在很低的负荷下运行,负荷范围一般为0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为25h,污泥龄较长,且一般为1520d。(3)A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统,相互隔离,保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统,人为地设定了A和B的明确分工。AB法工艺的优点具有优良的污染物去除效果,较强的抗冲击负荷能力,较好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。 对有机底物去除效率高。 系统运行稳定。主要表现在:出水水质波动小,有极强的耐冲击负荷能力,有良好的污泥沉降性能。 节能。运行费用低,耗电量低,可回收沼气能源。经试验证明,AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用
22、20%25%。工艺的缺点 A段在运行中如果控制不好,很容易产生臭气,影响附近的环境卫生,这主要是由于A段在超高有机负荷下工作,使A段曝气池运行于厌氧工况下,导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。 当对除磷脱氮要求很高时,A段不宜按AB法的原来去除有机物的分配比去除BOD55%60%,因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低,不能有效的脱氮。 污泥产率高,A段产生的污泥量较大,约占整个处理系统污泥产量的80%左右,且剩余污泥中的有机物含量高,这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。总体而言,AB法工艺适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂,有明显的节能效果
23、。对于有脱氮要求很高的城市污水处理厂,一般不宜采用。1.7氧化沟特征:氧化沟工艺对传统活性污泥工艺的变形主要在以下三个方面:(1)池改为沟。(2)低负荷高污泥龄。 (3)曝气设备简化。1.7.1PI型氧化沟PI(Phase Isolation)型氧化沟,即交替式和半交替式氧化沟,其中包括DE型、T型和VR型氧化沟,创造缺氧/好氧,厌氧/缺氧/好氧的工艺环境,达到生物脱氮除磷的目的。 DE型、T型氧化沟脱氮工艺DE型(双沟式)氧化沟由容积相同的A、B两段组成。串联运行,交替地作为曝气池和沉淀池。一般以8h作为一个运行周期,该糸统可得到十分优秀的水质和稳定的污泥。同样不设污泥回流装置。总的曝气转刷
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