汙水處理工藝的差別與選擇
一(yī)、引言(yán)
目(mù)前,我國人口已接近世界(jiè)人口的1/4,又是世界上zui大(dà)的加工出口國,故我國已成(chéng)為世界上汙(wū)水排放量zui大、增加速度zui快的國家之一。然而,總體而言我國汙水(shuǐ)處理能力較低,有相當(dāng)部分未經處理(lǐ)的汙(wū)水直接(jiē)或間接(jiē)排放,嚴(yán)重汙染了水(shuǐ)體。水是人類賴(lài)以生存的基礎,由於水資源汙染而造成水資源日益緊缺已經成為世界性問題,成(chéng)為製約(yuē)經濟發展的重要因(yīn)素,也成為嚴重製約我國經濟持續發展、危害環境生態、影響人民生活和身體健康的突(tū)出問題。
二、城市汙(wū)水的特點
城市汙水不同於工業汙水,是人類生活中(zhōng)產生的汙水,是水體的主要染汙(wū)源之一,主要是排泄物和(hé)洗滌汙(wū)水。城市居民每人每日排出生活汙水量為150~400L,其量與生活水平有(yǒu)密切關係。生(shēng)活汙水中合有大量有機物,如纖維素、澱(diàn)粉、糖類(lèi)和(hé)脂肪蛋(dàn)白質等,也常(cháng)含病原菌、病毒和寄生蟲卵,無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀(jiǎ)、鈣、鎂等。總的特點是(shì)含氮、含硫、含磷高(gāo),在厭氧(yǎng)細菌作用下,易生惡臭物質。除磷技術是困擾城市汙水處理的主要難題(tí)。
三、常用的幾種城市汙水處理工藝(yì)
(一)CCAS工藝
工藝即連續循環曝氣(qì)係統工藝,對汙水預處理要求不(bú)高,隻設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理的核心是CCAS反(fǎn)應(yīng)池,除磷、脫氮、降解有(yǒu)機(jī)物及懸浮物等功能均在該池內完成,出(chū)水(shuǐ)可達標排放(fàng)。經預處理的(de)汙水連續不斷地進入反應(yīng)池前部的預反應池,在該區內汙水中的大部分可溶性BOD被(bèi)活性(xìng)汙泥微生(shēng)物吸附,並一起從主、預(yù)反應區隔牆下部的孔眼以低流速(sù)(0.03~0.05m/min)進(jìn)入反應區。在主(zhǔ)反應(yīng)區內依照“曝氣、閑(xián)置、沉澱、排水”程序周期運行(háng),使汙水在“好氧-缺氧”的反複中完成去碳、脫氮,和(hé)在“好氧-厭氧”的反複中完成除磷(lín)。各過程(chéng)的曆(lì)時和相應設備的運行均按事先編製的程序運(yùn)行,並可調整程序,由計算機集中自(zì)控。
(二)活性汙泥(ní)工藝
活性(xìng)汙泥是序(xù)批式活性汙(wū)泥(ní)法的簡(jiǎn)稱,又名間歇曝氣法(fǎ),其主體構築物是活(huó)性汙泥反應(yīng)池。汙水在反應池中完成反應、沉澱、排水及排除剩餘汙泥(ní)等工(gōng)序,使處理過程大為簡化。
(三)A/O工藝
A/O工藝也叫厭氧好氧工藝,A(Anacrobic)是厭氧(yǎng)段,用於脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用於除水中的有機物。
(四)A2/O工藝(yì)
A2/O工藝是(shì)厭氧-缺(quē)氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝將生物脫氮生物除磷綜合到了同一活性汙泥係統中。
(五)傳(chuán)統活性汙泥工藝
活性汙泥工藝是汙水處理的主(zhǔ)要工藝,傳統活性(xìng)汙泥工藝采(cǎi)用中等汙泥負荷,曝氣池為連續推流式。若(ruò)隻要求去除有(yǒu)機(jī)汙染(rǎn)物(wù)時,傳統活性汙泥(ní)工藝仍是一種可行的選擇。對傳統活性汙泥工藝進(jìn)行的各種改(gǎi)進,產生了很多種不同的活性汙泥工藝。一些工藝較傳統工藝處理功(gōng)能增強,一些工藝運行更加穩定,而另外一些(xiē)工藝的費用大大降低或(huò)運行更加方便。這些改進可(kě)以分為池形的改進、運行方式(shì)的改(gǎi)進(jìn)、曝氣方式的改進、生物學方麵的改進以(yǐ)及投加填料等幾個方麵。
(六(liù))氧(yǎng)化溝
氧化溝是活性(xìng)汙泥法的一種變型,其曝氣池呈封閉(bì)的溝渠型,故它在水力流態(tài)上不同於傳統的活性汙泥法。它是一種首尾相連的循環流曝氣(qì)溝渠,汙水滲入其中得到淨化(huà),zui早的氧(yǎng)化溝渠是加以護坡處理的土溝渠,是間歇進水間歇曝氣的。從(cóng)這(zhè)一點上來說,氧化溝zui早是以(yǐ)序批方式處理汙水的技術。氧(yǎng)化溝汙水處理(lǐ)的(de)整(zhěng)個(gè)過程如進水、曝氣(qì)、沉澱、汙(wū)泥穩定和出水等全部集(jí)中在氧化溝內完成,zui早的氧化溝不需另設初沉池、二沉池和汙泥回流設備。隨著處理(lǐ)規模和(hé)範圍逐漸擴大(dà),通常采用延時曝氣。連(lián)續進出水,所產(chǎn)生的微生物汙泥在汙水曝氣淨化的同時得到穩(wěn)定,不(bú)需設置初沉池和汙泥消化池,處理(lǐ)設施大大(dà)簡(jiǎn)化。
四、城市汙水處理工藝選擇
目前城市(shì)汙水處理(lǐ)工藝大都采用一級處理和二級處理。一級(jí)處理采(cǎi)用物理方法,主要(yào)通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中(zhōng)大塊懸浮物和砂粒等物質,這一工藝已很成熟,差別不大。二級處理則采(cǎi)用(yòng)生化方法,主要通過微生物的生命(mìng)運動等手段來去除廢水中的懸浮(fú)性、溶解性(xìng)有機物以及氮、磷等營養鹽。目前這一處理工藝(yì)有多(duō)種方法,歸結起來(lái)主要有以上介紹的幾種工藝(yì),即CCAS、SBRA/O、A2/O、傳統活性汙泥及氧化溝等(děng)工藝。
(一)選擇城市汙水處理工藝(yì)時應著重考慮五個方麵
1.投資省。目前大部分汙水處理項目都是國有資(zī)金投資的,我國是一個發展經濟發(fā)展所需資金缺口龐大(dà),控製投資對(duì)國民經濟可持續發展大有益處。
2.運行成本低。運行成本是汙水處理(lǐ)廠能否正常運(yùn)行的(de)重要(yào)因素,是選擇處理工藝的主要指標之一。
3.占地少。土地資源是城市發展(zhǎn)規劃的重要因素。
4.脫氮除磷效果好。隨著(zhe)我國大麵積水體環境的富(fù)營養化,汙水的脫氮除磷已經成為迫切需要解決的問題。我(wǒ)國實(shí)施的國家《汙水(shuǐ)綜合排放標準》(GB8978-1996)也明確規定了適用(yòng)於所有排汙單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放(fàng)標準,這就意味著選擇汙水處理工藝shou先要考慮脫氮除磷的問題(tí)。
5.現代*技(jì)術與環保工程的有(yǒu)機結合。現代*技術,尤其是計算機技術和自控係統設備的(de)出現和完善,為(wéi)環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的汙水處(chù)理廠大都采用*的計算機管理(lǐ)和自控(kòng)係統,保證了汙水處理廠的正常運行和穩定合格(gé)地出水,而(ér)我國在這方麵還比較落後。計算機控製(zhì)和管理(lǐ)也必將是我國城市汙水處理廠發展的方向。
(二)CCAS工藝的*結構和運(yùn)行模式
1.曝氣時,汙水和(hé)汙泥處於*理想混合狀態,保證了(le)BOD、COD的去(qù)除率,去除率高達95%。
2.“好氧-缺氧(yǎng)”及“好氧-厭氧”的(de)反複運行(háng)模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
3.沉(chén)澱時,整個CCAS反應池(chí)處於*理(lǐ)想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。CCAS工藝的缺點(diǎn)是各(gè)池同時間歇運行,人工控製很難(nán)做到,全依托電腦控製,對處理廠的管理人員素質要求很高,對(duì)設計(jì)、培(péi)訓、安裝、調試(shì)等工作要求較嚴格。
(三)活性汙泥(ní)工(gōng)藝(yì)的*結構和運行(háng)模(mó)式
活性汙泥間歇運行的活性汙泥工藝,曝氣和沉澱在同一池內完成,省(shěng)去二沉池和回流係統,使運行(háng)簡單化。活性汙泥以它*的優點(diǎn)近年(nián)得到迅速(sù)推廣,通過不斷改進、完善,使其(qí)成為(wéi)目前世界上采用較多的汙水(shuǐ)處理工藝。
(四)A/O工藝的(de)優點與缺點
1.A/O工藝的優點
(1)流程簡單,不需外加碳源和後曝氣池,以原汙水為碳(tàn)源,建(jiàn)設(shè)和運行成本較(jiào)低。
(2)反硝化在前、硝化在後,設內循(xún)環,以原汙水中的有機(jī)物作(zuò)為(wéi)碳源,效果好,反硝化反應(yīng)充分。
(3)曝氣(qì)池(chí)在後,使反硝化(huà)殘留物得以進一步去除,提高了處理水水質。
(4)A段攪拌,隻使汙泥懸浮,而避免(miǎn)DO的增加。O段的前段采用強曝氣,後段減少氣量,使內循環液的DO含量降低,以(yǐ)保證A段的缺氧狀態。
2.A/O工藝的缺點(diǎn)
(1)由於沒(méi)有的汙泥回流係統而不能培養出具有*功能的汙泥,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)循環比(bǐ),因(yīn)而加大運行費用。從外、內循環液(yè)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(lǜ)很難達到(dào)90%。
(3)影響因素:水力停(tíng)留時間(jiān)(硝化>6h,反硝化<2h)、循環比MLSS(>3000mg/L)、汙(wū)泥齡(líng)(>30d)、N/MLSS負荷率(<0.03)、進(jìn)水總氮濃度(<30mg/L)。
(五)A2/O工藝的優點與缺點
1.A2/O工藝的優點
處理效率高,一般能達到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以(yǐ)上,磷為(wéi)90%左右,一般適用於要求脫氮除磷的大(dà)中型城市汙水廠。
2.A2/O工藝的缺點
建設成本和運行成本均高於普通活性汙泥(ní)法,運行管理要求(qiú)高,隻有當處理後的汙水排入(rù)封閉性水體或緩流水體引(yǐn)起富營養化(huà),從而影響水體時,才采用該工藝。
(六(liù))氧化溝工藝的優點
氧化溝工(gōng)藝以其經濟簡(jiǎn)便的突出優勢已成為中小型城(chéng)市汙水廠的首xuan工藝。其具有多功能性、汙泥穩定、出水(shuǐ)水質好和易於管理等優點。
五、結語
綜上(shàng)所述,選擇(zé)一種好的城(chéng)市汙(wū)水處理工藝(yì),無論是對國民經濟的發展還是對環境保護(hù)、資源再利(lì)用都有著不同尋常的意義。好的工藝具有工藝簡單、設備可靠、管(guǎn)理(lǐ)方便(biàn)、投資省、占地少、效(xiào)率高、運行成本低、汙水處理能達標排放並(bìng)可回用等優(yōu)點。



