污水处理工艺汇总比较模板.docx
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1、污水处理关键工艺及优缺点比较目 录第一章 污水处理常见工艺11.1 概述11.2 污水处理工艺分类11.2.1 物理法11.2.2 化学法11.2.3 物理化学法21.2.4 生物法2第二章 中小型生活污水处理工艺对比32.1 常见生活污水处理工业介绍32.1.1 氧化沟工艺32.1.2 A/O法42.1.3 SBR法72.1.4 曝气生物滤池72.1.5 MBR工艺82.2 多种工艺之比较92.2.1 在生活污水中应用92.2.2 占地面积和总池容102.2.3 投资费用102.2.4 运行成本及管理102.2.5 出水水质102.3 结论11第一章 污水处理常见工艺1.1 概述生活污水处理
2、工艺现在已相当成熟,其关键技术为活性污泥法和生物膜法,对活性污泥法(或生物膜法)改善及发展形成了多种不一样生活污水处理工艺,传统活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。依据污水水量、水质和出水要求及当地实际情况,选择合理污水处理工艺,对污水处理正常运行、处理费用含有决定性作用。1.2 污水处理工艺分类现在,污水处理行业,常见工艺有以下多个:物理法、化学法、物理化学法、生物法。1.2.1 物理法(1)沉淀法,关键去除废水中无机颗粒及SS;(2)过滤法,关键去除废水中SS和油类物质等;(3)隔油,去除可浮油和分散油;(4)气浮法,油水分离、有用物质回收及相对密度靠近于1悬浮固体;(5)离
3、心分离:微小SS去除;(6)磁力分离,去除沉淀法难以去除SS和胶体等。 1.2.2 化学法(1)混凝沉淀法,去除胶体及细微SS;(2)中和法,酸碱废水处理;(3)氧化还原法,有毒物质、难生物降解物质去除;(4)化学沉淀法,重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等去除。 1.2.3 物理化学法(1)吸附法,少许重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等;(2)离子交换法,回收珍贵金属,放射性废水、有机废水等;(3)萃取法,难生物降解有机物、重金属离子等;(4)吹脱和汽提,溶解性和易挥发物质去除。 1.2.4 生物法关键用于有机物、氮磷、SS去除。(1)活性污泥法,推流式活性污泥法、完全混合式
4、活性污泥法、AB法、SBR及其变种工艺、氧化沟等;(2)生物膜法,生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池等;(3)厌氧工艺,厌氧滤器(AF)、厌氧流化床反应器(AFB)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧颗粒污泥膨胀床反应器(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板反应器(ABR)等;(4)生物脱氮除磷工艺,A/O法、A/A/O工艺、A/O/A/O工艺、Bardenpho工艺、UCT及改良UCT工艺、短程硝化/反硝化工艺、同时硝化/反硝化工艺、短程硝化-厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺等。本文关键对生活污水多个常见处理工艺作简单介绍,包含氧化沟、序批式活性污泥法(SBR)、
5、生物接触氧化法、曝气生物滤池(BAF)、A-0工艺、膜生物反应器(MBR)等。第二章 中小型生活污水处理工艺对比2.1 常见生活污水处理工业介绍经典生活污水处理完整工艺以下:污水前处理 生化法 二沉池消毒 出水污泥处理系统前处理也称为预处理技术,常见有格栅或格网、调整池、沉砂池、初沉池等。因为生活污水处理关键是生化部分,所以我们称污水处理工艺是特指这部分,如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包含厌氧和好氧)处理生活污水在现在是最经济、最适用污水处理工艺,依据生活污水水量、水质及现场条件而选择不一样污水处理工艺对投资及运行成本含有决定性影响。下面就现在常见生活污水处理工艺作一介绍。2.
6、1.1 氧化沟工艺氧化沟是活性污泥法一个变形,其池体狭长,故称为氧化沟。氧化沟有多个结构型式,经典有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气沉淀一体化氧化沟。氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂,其规模从每日几百立方米至几万立方米,工艺日趋完善,其结构型式也越来越多。其关键特点是:进出水装置简单;污水流态可看成是完全混合式,因为池体狭长,又类似于推流式;BOD负荷低,处理水质良好;污泥产率低,排泥量少;污泥龄长,含有脱氮功效。2.1.1.1 设计关键点:混合液悬浮固体浓度5000mg/l;生物固体平均停留时间,去除BOD5时,取58天,当要求硝化反应时取1030天;水
7、力停留时间为20、24、36、48h,依据对处理水水质要求而定;BODSS负荷(Ns)为0.030.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容积负荷(Nv)为0.10.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比为50150%;混合液在渠内流速为0.40.5m/s;沟底流速为0.3 m/s。但氧化沟工艺和SBR和一般活性污泥工艺比较,能耗高,且占地面积较大。2.1.2 A/O法即“厌氧-好氧”污水处理工艺,步骤以下:生物接触氧化法是一个介于活性污泥法和生物滤池之间生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以确保污水和污水中填料充足接触,避免生物接
8、触氧化池中存在污水和填料接触不均缺点。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生气体及曝气形成冲刷作用会造成生物膜脱落,并促进新生物膜生长,此时,脱落生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法含有以下特点:1、因为填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积生物固体量较高,所以,生物接触氧化池含有较高容积负荷;2、因为生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量骤变有较强适应能力;3、剩下污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。特点 生物接触氧化法含有生物膜法基础特点,但又和通常生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附填料全部浸在
9、废水中,所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采取机械设备向废水中充氧,而不一样于通常生物滤池靠自然通风供氧,相当于在曝气池中添加供微生物栖附填料,也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 25悬浮状态活性污泥,对废水也起净化作用。所以生物接触氧化法是一个含有活性污泥法特点生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法优点。生物接触氧化法净化废水基础原理和通常生物膜法相同,就是以生物膜吸附废水中有机物,在有氧条件下,有机物由微生物氧化分解,废水得到净化。生物接触氧化池内生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中,丝状菌常常是影响正常生物净化作用原因;而在生物接触
10、氧化池中,丝状菌在填料空隙间呈立体结构,大大增加了生物相和废水接触表面,同时因为丝状菌对多数有机物含有较强氧化能力,对水质负荷改变有较大适应性,所以是提升净化能力有力原因。处理装置 按结构分为分流式和直接式两类,其结构图生物接触氧化池所表示分流式曝气装置在池一侧填料装在另一侧依靠泵或空气提升作用,使水流在填料层内循环,给填料上生物膜供氧。此法优点是废水在隔间充氧,氧供给充足,对生物膜生长有利。缺点是氧利用率较低,动力消耗较大;因为水力冲刷作用较小,老化生物膜不易脱落新陈代谢周期较长生物膜活性较小;同时还会因生物膜不易脱落而引发填料堵塞。直接式是在氧化池填料底部直接鼓风曝气。生物膜直接收到上升气
11、流强烈扰动,更新较快,保持较高活性;同时在进水负荷稳定情况下,生物膜能维持一定厚度,不易发生堵塞现象。通常生物膜厚度控制在1毫米左右为宜。选择合适填料以增加生物膜和废水接触表面积是提升生物膜净化废水能力关键方法。通常采取蜂窝状填料。蜂窝状填料比表面积如:蜂窝状填料孔径须依据废水水质(BOD即五日生化需氧量、悬浮物等浓度)、BOD负荷、充氧条件等原因进行选择。在通常情况下BOD浓度为100300毫克升,孔径可选择32毫米;BOD为50100毫克升可选择1520毫米;如在50毫克升以下,可选择1015毫米孔径填料。填料要质量轻,强度好,抗氧化腐蚀性强,不带来新毒害。现在采取较多有玻璃布、塑料等蜂窝
12、状填料,另外,也可采取绳索、合成纤维、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窝状、网状、斜波纹板等。生物接触氧化法BOD负荷和废水基质浓度相关,对低BOD浓度(50300毫克/升)废水每日每立方米填料采取25千克(BOD),废水停留时间为0.51.5小时,氧化池内耗氧量约13毫克/升。因为氧化池内生物量较大,处理负荷高,可控制溶解氧量较高,通常要求氧化池出水中剩下溶解氧为23毫克/升。为了节省运行费用,并提升污水可生化性,在生物接触氧化池前加厌氧水解调整池,将厌氧工艺控制在水解酸化阶段,意在利用厌氧条件下多个产酸菌胞外酶分解水中长链有机物,产生有机酸、醇等,废水中有机物水解酸化后,可生化性得到了提升
13、,利于发挥后续好氧工艺生物降解性能,使整个工艺能节能运行并使出水优良。2.1.2.1 设计关键点:A:厌氧水解池采取上升流式厌氧污泥床反应器形式,设计水力停留时间为24小时。厌氧池下部为污泥床区,污泥床厚度通常控制在11.2M之间,进水系统可采取脉冲进水中阻力布水系统,底部设布水沟,保留污泥不沉积底部,呈悬浮状态。污泥床平均浓度为3035g/l则污泥负荷为0.350.30kgCODcr/kg(ss).d。B:生物接触氧化工艺是介于活性污泥法和生物膜法之间一个污水处理工艺。池内设有填料,微生物一部分以生物膜形式固着于填料表面,一部分则以絮状悬浮生长于水中,所以它兼有活性污泥法和生物滤池特点。曝气
14、系统可采取鼓风或射流曝氧增氧系统(设计时必需考虑投资及运行成本)。为培养微生物不一样优势菌种,将接触氧化池分为两格是行之有效。第一格有效水力停留时间为2.5小时,有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时,有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。2.1.2.2 A/O法优点在于:体积负荷高,停留时间短,节省占地面积;生物活性高;有较高微生物浓度;污泥产量低;出水水质好且稳定;动力消耗低;不产生污泥膨胀;挂膜方便,可间歇运行;工艺运行简单,操作方便,抗冲击负荷能力强。现在存在问题关键是池内填料间生物膜有时会出现堵塞现象,尚待改善。研究方向是针对不一样进水负荷控
15、制曝气强度,以消除堵塞;其次是研究合理氧化池池型和形状、尺寸和材质适宜填料。2.1.3 SBR法序批式活性污泥法(SBRSequencing Batch Reactor)是早在19就由英国学者Ardern和Locket发明了水处理工艺。70年代初,美国Natre Dame 大学R.Irvine 教授采取试验室规模对SBR工艺进行了系统深入研究,并于1980年在美国环境保护局(EPA)资助下,在印第安那州Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺过程是按时序来运行,一个操作过程分五个阶段:进水、反应、沉淀、滗水、闲置。因为SBR在运行过程中,各阶段运行时间、反应器内混合
16、液体积改变和运行状态等全部能够依据具体污水性质、出水水质、出水质量和运行功效要求等灵活改变。对于SBR反应器来说,只是时序控制,无空间控制障碍,所以能够灵活控制。所以,SBR工艺发展速度极快,并衍生出很多个新型SBR处理工艺。 前处理SBR反应器 过滤出水污泥处理设计关键点:理论上SBR反应器容积负荷有一个较在范围,为0.11.3 kgBOD5/m3.d,但为安全计,通常取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反应时水位,最低水位是指排放工序结束时水位,最低水位必需确保在排水在此水位时,沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺关键特点有:出水水质很好;不产生污泥
17、膨胀;除磷脱氮效果好。其缺点是池容和设备利用率低,占地面积较大、运行管理复杂,自控水平要求高。2.1.4 曝气生物滤池曝气生物滤池是 90 年代初兴起污水处理新工艺,已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺含有去除SS 、COD 、BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX (有害物质)作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体和一体,节省了后续沉淀池 (二沉池) ,其容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:运行能耗低,运行费用省。曝气生物滤池,相当于在曝气池中添加供微生物栖附填(滤)料,在填料下鼓气,是含有活性污泥特点生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大
18、陆,已发展为法、英等国设备制造企业技术和设备产品。2.1.4.1 BAF工艺优点:1 、 总体投资省,包含机械设备、自控电气系统、土建和征地费;2 、占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积80% ,厂区部署紧凑,美观;3 、处理出水质量好,可达成中水水质标准或生活杂用水水质标准;4 、工艺步骤短,氧传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水电耗低;5 、过滤速度高,处理负荷大大高于常规处理工艺;缺点:曝气生物滤池运行维护较复杂,尤其是填料反洗和更换,从而造成运行费用也较高。2.1.5 MBR工艺膜-生物反应器工艺(MBR工艺)是膜分离技术和生物技术有机结合新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化
19、反应池中活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度所以大大提升,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)能够分别控制,而难降解物质在反应器中不停反应、降解。所以,膜-生物反应器工艺经过膜分离技术大大强化了生物反应器功效。和传统生物处理方法相比,含有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点,是现在最有前途废水处理新技术之一。中空纤维膜组件置于MBR中,污水浸没膜组件,经过自吸泵抽吸,利用膜丝内腔抽吸负压来运行。膜组件材质为聚乙烯。膜组件公称孔径为0.4 m,是悬浮固体、胶体等有效屏障;中空纤维膜丝较细,有很好柔韧性,能保持较长寿
20、命,即使有膜丝破损现象发生,因为膜丝内径仅为 270 m,可被污泥快速阻住,对处理水质完全没有影响。鼓风机曝气,在提供微生物生长所必需溶解氧之外,还使上升气泡及其产生紊动水流清洗膜丝表面,阻止污泥聚集,保持膜通量稳定,设计气水比为201。MBR中产生剩下污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池,污泥在其中浓缩,并使污泥减容,上清液回流至调整池,MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。 前处理反硝化池 MBR池出水污泥处理2.1.5.1 MBR技术优势:1. 出水水质好2.工艺参数易于控制,能实现HRT和SRT完全分离3.设备紧凑,省掉二沉池,占地少4.剩下污泥产量少5.有利于增殖缓慢硝化细菌截留、生长和繁殖
21、6.克服了常规活性污泥法中轻易发生污泥膨胀弊端7.系统可采取PLC控制,易于实现全程自动化MBR工艺缺点:MBR工艺造价相对较高,为一般污水处理工艺1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短,进口膜片价格过高,运行维护及更换费用较高。2.2 多种工艺之比较为了降低投资和运行成本,因地制宜地进行工艺方案(关键是生物处理方案)比较是必需。进行多个工艺方案比较,包含投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行系统比较,因地制宜选择适合工艺。2.2.1 在生活污水中应用伴随中国水处理工艺技术不停改善,近两年A-O、BAF及MBR工艺应用越来越广,前些年氧化沟工艺应用较多,造价较低
22、,适适用于土地资源较丰富地域。2.2.2 占地面积和总池容氧化沟和SBR工艺占地面积较大,A-O、BAF工艺占地面积较小,MBR占地面积最小(为一般工艺占地面积60%)。2.2.3 投资费用相比较而言,氧化沟、SBR投资费用最低,A-O较低,MBR和曝气生物滤池造价相对较高,BAF较一般工艺高出25%左右,MBR依据膜不一样,价格相差较大(采取国产膜,总投资较一般工艺高出40%左右,进口膜则要高80%)。2.2.4 运行成本及管理SBR自动化程度要求较高;氧化沟自动化程度较低;BAF反洗等极难实现自动化操作,需人工操作,则人工费较高;若不考虑折旧费,单从人工费、电费、药剂费来考虑每日运行费用,
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