重庆污水处理厂的工艺、分类等

1、 重庆污水处理厂随着我国社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化，加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康，己经成为城市可持续发展的严重制约因素。城市污水处理在发达国家已有较成熟的经验，我国污水处理设施相对于发达国家还十分落后，要提高城市污水处理率还需一定时间、政策、资金和技术。本文通过考察国内城市污水处理情况，按污水处理工艺选择的要求，分析比较了一级强化工艺、二级处理工艺、三级处理工艺、脱氮除磷工艺、氧化沟工艺等，提出适合中国国情的城市污水处理技术。一、城市污水处理厂工艺选择污水处理厂工艺的选择，直接关系到一个地区污水处理的效果，关系到整个地区的可持续发展和环境建设

2、。处理厂工艺是指在达到所要求的处理程度的前提下，污水处理各单元的有机组合。而污水处理厂工艺的选择，直接关系到建设费用和运行费用的多少、处理效果的好坏、占地面积的大小、管理上的方便与否等关键问题。1.污水处理级别的确定选择污水处理工艺流程时首先应按受纳水体的性质确定出水水质要求, 并依此确定处理级别, 排水应达到国家排放标准(GB8978- 1996)。设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇必须建设二级污水处理设施；受纳水体为封闭或半封闭水体时, 为防治富营养化, 城市污水应进行二级强化处理, 增强除磷脱氮的效果；非重点流域和非水源保护区的建制镇, 根据当地的经济条件和水污染控制要求, 可先行

3、一级强化处理, 分期实现二级处理。2.工艺流程选择应考虑的因素2.1技术因素 处理规模；进水水质特性，重点考虑有机物负荷、氮磷含量；出水水质要求, 重点考虑对氮磷的要求以及回用要求；各种污染物的去除率；气候等自然条件, 北方地区应考虑低温条件下稳定运行；污泥的特性和用途。2.1经济因素 批准的占地面积, 征地价格；基建投资；运行成本；自动化水平, 操作难易程度, 当地运行管理能力。3.工艺流程选择的原则 保证出水水质达到要求；处理效果稳定, 技术成熟可靠、先进适用；降低基建投资和运行费用, 节省电耗；减小占地面积；运行管理方便, 运转灵活；污泥需达到稳定；适应当地的具体情况；可积极稳妥地选用污

4、水处理新技术。3.城市污水处理厂工艺流程的比较和选择方法3.1技术比较在方案初选时可以采用定性的技术比较, 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、排放方式和水质要求、受纳水体的环境功能以及当地的用地、气候、经济等实际情况和要求, 经全面的技术比较和初步经济比较后优选确定。方案选择比较时需要考虑的主要技术经济指标包括: 处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。定性比较时可以采用有定论的结论和经验值等, 而不必进行详细计算。几种常用生物处理方法的比较见表1。3.2经济比较在选定最终采用的

5、工艺流程时, 应选择2 3 种工艺流程进行全面的定量化的经济比较。年成本法。将各方案的基建投资和年经营费用按标准投资收益率, 考虑复利因素后, 换算成使用年限内每年年末等额偿付的成本- 年成本, 比较年成本最低者为经济可取的方案。净现值法。将工程使用整个年限内的收益和成本(包括投资和经营费) 按照适当的贴现率折算为基准年的现值, 收益与成本现行总值的差额即净现值, 净现值大的方案较优。多目标决策法。多目标决策是根据模糊决策的概念, 采用定性和定量相结合的系统评价法。按工程特点确定评价指标, 一般可以采用5 分制评分, 效益最好的为5 分, 最差的为1 分。同时, 按评价指标的重要性进行级差量化

6、处理(加权) , 分为极重要、很重要、重要、应考虑、意义不大五级。取意义不大权重为1 级, 依次按2n- 1 进级, 再按加权数算出评价总分, 总分最高的为多目标系统的最佳方案。评价指标项目及权重应根据项目具体情况合理确定。进行工艺流程选择时, 可以先根据污水处理厂的建设规模, 进水水质特点和排放所要求的处理程度, 排除不适用的处理工艺, 初选2 3 种流程, 然后再针对初选的处理工艺进行全面的技术经济对比后确定最终的工艺流程。城市污水处理厂工程的主要工艺城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物法。也有采用化学法的，比如四川遂宁市的污水就采用化学强化一级处理，但这种工艺的去除率

7、不高，出水达不到国家规定的标准，只适用于某些特定的对出水水质要求不高的地方。在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池的处理效率不高，卫生条件较差，我国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，而活性污泥法占绝大多数。活性污泥法有很多种型式，使用最广泛的主要有三类：传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺，氧化沟，SBR工艺。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。近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理的目标，于是出

8、现了活性污泥法的改进型A/O法和A2/O法。A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧好氧工艺；A2/O法则是既脱氮又除磷的工艺。氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单的特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。SBR是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排

9、泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化沟还要简单，而且处理效果好，有的SBR工艺还具有很强的脱氮除磷功能。SBR工艺对自控要求高，过去自控设备不过关，这种工艺无法推广，近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，我国昆明第三、第四污水厂采用SBR工艺已成功运行数年，因而SBR工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注的一种工艺。中小规模城市污水厂处理工艺流程选择根据进水有机物负荷选择处理工艺进水BOD5 负荷较高(如> 250m g.L ) 或生化性能较差时, 可以采用AB 法或水解- 生物接触氧化法、水解- SBR 法等; 进水BOD5 负荷较低时可

10、以采用SBR 法或常规活性污泥法等。根据处理级别选择处理工艺二级处理工艺可选用氧化沟法、SBR 法、水解好氧法、AB 法和生物滤池法等成熟工艺技术, 也可选用常规活性污泥法; 二级强化处理要求除磷脱氮, 工艺流程除可以选用AO 法、A 2O 法外, 也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、CA SS 法和水解- 接触氧化法等；在投资有限的非重点流域县城, 可以先建设一级强化处理厂, 采用水解工艺、生物絮凝吸附(即AB 法的A 段) 和混凝沉淀等物化强化一级处理, 待资金等条件成熟后再续建后续生物处理工艺, 形成水解好氧法、AB 法等完整工艺。根据回用要求选择处理工艺严重缺水地区要求污水回用率较高,

11、 应选择 BOD5 和SS 去除率高的污水处理工艺, 例如采用氧化沟或SBR 工艺, 使BOD5 和SS 均达到20m g.L 以下甚至更低, 则回用处理只需要直接过滤就可以达到生活杂用水标准, 整个污水处理及回用厂流程非常简捷、经济。如果出水将在相当长的时期内用于农灌, 解决缺水问题, 则处理目标可以以去除有机物为主, 适当保留肥效。根据气候条件选择处理工艺冰冻期长的寒冷地区应选用水下曝气装置, 而不宜采用表面曝气；生物处理设施需建在室内时, 应采用占地面积小的工艺, 如UN ITAN K 等；水解池对水温变化有较好的适应性, 在低水温条件下运行稳定, 北方寒冷地区可选择水解池作为预处理;

12、较温暖的地区可选择各种氧化沟和SBR 法。根据占地面积选择处理工艺地价贵、用地紧张的地区可采用SBR 工艺(尤其是UN TAN K) ；在有条件的地区可利用荒地、闲地等可利用的条件, 采用各种类型的土地处理和稳定塘等自然净化技术, 但在北方寒冷地区不宜采用。用水解池作为稳定塘的预处理, 可以改善污水的生化性能, 减小稳定塘的面积。根据基建投资选择处理工艺为了节省投资, 应尽量采用国内成熟的, 设备国产化率较高的工艺。基建投资较小的处理工艺有水解- SBR 法、 SBR 法及其变型、水解- 活性污泥法等。用水解池作预处理可以提高对有机物的去除率, 并改善后续二级处理构筑物污水的生化性能, 可使总

13、的停留时间比常规法少30%。采用水解- 好氧处理工艺高效节能, 其出水水质优于常规活性污泥法。氧化沟法在用于以去除碳源污染物为目的二级处理时, 与各种活性污泥法相比, 优势不明显, 但用于还须去除氮磷的二级强化处理时, 则投资和运行费用明显降低。根据运行费用选择处理工艺节省运行费用的途径有降低电耗、减少污泥量、减少操作管理人员等。电耗较低的流程有自然净化、氧化沟、生物滤池、水解好氧法等, 污泥量较少的有氧化沟和SBR 等, 自动化程度高、管理简单的流程有SBR 等。综合比较, 在基建费相当的条件下, 运行费用较低的处理方法有氧化沟、SBR、水解好氧法等。二、污水处理厂生物除臭技术随着人类生活水

14、平的提高和公众环境意识的增强，污水处理厂的除臭问题正引起越来越多的关注。为防止和避免污水处理厂臭味对周围居民生活的影响，一些发达国家先后制定了一些具体规定，例如德国规定城市污水厂界限外300 m范围内不得建造生活设施，达不到此要求，污水处理厂内就要采取必要的防止臭味扩散的措施。目前我国兴建的城市污水厂大多在大、中城市，有的很难避开居民区或村落，因此其气味问题也应得到解决。同污水处理一样，臭味的处理方法有很多，但经济实用的还属生物除臭技术。1 产生气味的物质与测定在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。只有少数的气味物质是无机化合物，例如：氨(NH3)、膦(PH3)和硫化氢(H

15、2S)；大多数的气味物质是有机物，比如：低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。值得注意的是：这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。当活性基团被氧化后，气味就消失，生物除臭工艺就是基于这一原理。一般来说，扩散源废气的成分相当复杂，其气味又是一个不可客观确定的量，它与接受对象的敏感性、心理和生理作用有关。常用嗅觉法的原理是：将待测气体用无味的人造合成空气逐步进行稀释，直到刚好可以闻出气味(嗅阈)时为止，把此时的稀释比作为表示被测气体气味强度的量度，所需的稀释倍数越大，说明气体气味越大。这个稀释比被表示成“气味单位”。测量的具体方法如

16、下：从扩散源取来待测气体样品，在稀释仪中用人造空气混和，让最少四个嗅觉健康并经过专门训练的人来闻，并说出是否能闻到气味，一直重复到其中一半的人刚刚能闻到，而另一半的人已不能闻到为止，从仪表上就可以读出稀释倍数，即气味单位。2 城市污水处理厂内气味的分布情况城市污水处理厂内的主要气味源是污水厂的进水部分和污泥处理部分。德国工程师协会对城市污水厂各个部分的气味扩散进行了调查，结果见表1。  3 除臭方法废气处理的方法可以分成吸收吸附法和燃烧法两种，吸附法的主要代表是活性炭滤池。废气处理的方法可以归纳如图1。 在这些方法中最为经济有效的是生物吸收法，其原理是气味物质被液

17、相吸收并被微生物氧化，所以该法要求被去除的臭味物质有好的水溶性并可被生物氧化。污水处理厂的生物吸收除臭法主要有废气直接通入曝气池法、生物过滤法和生物洗涤法，其中常用的是前两种。废气直接通入曝气池法是将从格栅间、沉砂池、浓缩池、污泥脱水机房收集到的废气直接通入曝气池中，有机气味物质在曝气池中被活性污泥吸收，随后被分解。其主要优点是方法简单，费用低，但除臭效果较差，存在过曝气的可能，曝气池中污水生化处理过程将受到一定的影响，使得曝气池成为严重的气味扩散源，因此其应用有较大的局限性。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。3.1.1 工作原理生物过滤是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的

18、固体载体(填料)，气味物质先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成废气的除臭过程。固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，因为微生物生长需要足够的有机养分，所以固体载体必须具有高的有机成分。要使微生物保持高的活性，还必须为之创造一个良好的生存条件，比如：适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分等。环境条件变化会影响微生物的生长繁殖，因此在试运行时或改变工况时要考虑生物过滤池会有一个适应期。生物过滤池工艺流程见图2。 3.1.2 影响因素生物过滤池的工作受以下几种因素的影响：反应速度反应速度的快慢取决于气体成分的浓度和性质，填料上的微生物种类、数量和活性，温度，废气和填

19、料的湿度，pH值。停留时间停留时间由体积流量、自然堆放体积和空池体积决定。气味物质浓度3.1.3 填料选择生物过滤池的最主要部分是填料。一种好的填料必须满足：容许生长的微生物种类多；供微生物生长的表面积大；营养成分合理(N、P、K和痕量元素)；吸水性好；自身的气味少；吸附性好；结构均匀孔隙率大；价格便宜；腐烂慢(运行时间长、养护周期长)。单成分填料一般只满足上述的部分要求，配方合适的多成分混合物可以较全面地满足要求。常用的填料有：干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。由于填料本身是有机养分，当过滤池暂停运行时，微生物可以利用填料的有机成分继续维持生命活动。过滤池填料的堆放高度取决于所要求的停留时

20、间和表面负荷。工程上填料高度一般为1.01.2 m。如果选择的填料合适，工艺上能做到布气均匀、排除气流短路的话，最低高度可以为0.5 m。经过几年运行后，填料的最终高度约为初始堆放高度的60%。过滤池的表面负荷能力可达200 m3/(m2·h)，一般选用100 m3/(m2·h)。3.1.4 工艺条件控制整个处理工艺包括收集和处理。为了避免气味源气味扩散，扩散源要求封闭，并使它处于负压状态。吸气量的大小可根据室内是否进人，按28 次/h换气量计算;不进人或一般不进人的地方，空气交换量应为23次/h；对于有人进入、但工作时间不长的空间，空气的交换量为23.5次/h；有人长时间

21、工作的空间，空气的交换量为48 次/h。在寒冷地区空气的交换量比较大时，要考虑防止冬天室内结冰问题。从气味源收集到的气体被送到生物过滤池处理，进过滤池的空气要求潮湿，相对湿度必须为80%95%，否则填料会干化，微生物将失活。为了防止过滤池被堵塞，必须在空气进入以前除去其中的小颗粒，所以空气进入以前要进行水洗以提高湿度，并去除灰尘和分离油分。运行中要调节喷水量，维持洗涤器中气体达到所要求的湿度，用于喷淋的水可以是自来水、厂区工业用水或者过滤池本身的渗水。3.2 计算示例某城市污水处理厂进水流量为10×10m3/d，采用活性污泥法处理污水。根据环境要求，决定收集进水泵房和格栅间、初沉污泥

22、浓缩池和浓缩机、脱水机房以及二次浓缩池的废气，并用生物过滤法处理收集到的废气。来源：谷腾水网3.2.1 废气量计算进水泵房和格栅间进水泵房和格栅间的面积为100m2，高度为4m，设空气交换量为5次/h(经常有人出入)。Q1=100×4×5 =2000m3/h初沉污泥浓缩池 两座初沉污泥浓缩池加盖密封，池内空气用鼓风机抽出，液面和加盖空间的体积为350m3/座，空气的交换量为2次/h(不进人空间)。Q2=2×350×2=1400 m3/h消化污泥浓缩池二次浓缩池和初沉污泥浓缩池一样，换气量为：Q3=2×350×2=1400 m3/h浓缩

23、机、脱水机房根据计算，机房的总面积为150m2，高度为5m，空气的交换量为5次/h。Q4=150×5×5=3750 m3/h3.2.2 生物过滤池设计计算待处理废气的总流量为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=8 550m3/h选用鼓风机的进口流量为1×10m3/h。鼓风机压力为收集管网的阻力加滤池阻力，滤池总阻力损失可选用为10kPa。过滤池表面负荷能力选用100m3/(m2·h)。由此可得过滤池表面积为：A=10000/100=100 m2 滤料的堆放高度定为1.0 m，滤料的需要量为：V=A×H=100m3三、城市污水处理厂工艺调试方法当前，城

24、市污水处理厂工艺调试的重要性还没被普遍认识和接受，不少污水厂建成后没有进行工艺调试，这就产生了要么运行不起来，要么运行起来水质达不到设计要求，运行成本偏高等现象。事实上，工艺调试是污水厂投产前的一项重要工作，其重要性表现在以下几个方面：一是发现并解决设备、设施、控制、工艺等方面出现的问题，使污水厂投入正常运行；二是实现工艺设计目标，即出水各项指标达到设计要求；三是确定符合实际进水水量和水质的各项控制参数，在出水水质达到设计要求的前提下，尽可能的降低运行成本。一、调试内容及目的调试的主要内容有：第一，带负荷试车，解决影响连续运行的各种问题，为下一步工作打好基础；第二，活性污泥培养，主要是积累处理

25、所需微生物的量；第三，活性污泥驯化，其目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物；第四，确定符合实际进水水质水量的工艺控制参数，在确保出水水质达标的前提下，尽可能降低能耗；第五，编制工艺控制规程，以指导今后的运行。二、调试方法（一）准备工作1.人员准备：a.工艺、化验、设备、自控、仪表等相关专业技术人员各一人。b.接受过培训的各岗位人员到位，人数视岗位设置和可以进行轮班而定。2.其他准备工作：a.收集工艺设计图及设计说明、自控、仪表和设备说明书等相关资料。b.检查化验室仪器、器皿、药品等是否齐全，以便开展水质分析。c.检查各构筑物及其附属设施尺寸、标高是否与设计相符，管道及构筑物中有

26、无堵塞物。d.检查总供电及各设备供电是否正常。e.检查设备能否正常开机，各种闸阀能否正常开启和关闭。f.检查仪表及控制系统是否正常。g.检查维修、维护工具是否齐全，常用易损件有无准备。h.购置絮凝剂。（二）带负荷试车开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀，启动进水泵送水，根据各构筑物进水情况，沿工艺流程适时启动其他设备。在此过程中应做好以下几方面工作：第一、检查进线总电流是否符合要求，变配电设备工作是否正常，各种设备工作情况是否正常以及能否满足设计要求，仪器仪表工作是否正常，自控系统能否满足设计要求。第二、用容积法校核进出水、回流以及剩余污泥流量计计量是否准确，校核各种仪表，检测进水水质，测量流

27、速，测量并记录设备的电压、电流、功率和转速。第三、及时解决试车过程中发现的问题。第四、编制设备操作规程。（三）活性污泥培养活性污泥培养的实质就是在一段时间内，通过一定的手段，使处理系统中产生并积累一定量的微生物，其培养方式主要有连续式和间歇式。1.连续式培养：连续式培养是指在连续进水、连续出水的情况下进行的活性污泥培养方式。选择该种培养方式的条件是要有足够的进水，即日进水量至少可以满足一台进水泵24小时的水量，连续式培养的优点是培养时间短，微生物所需驯化时间短。其具体操作方法是根据来水量的大小确定进水泵开机台数和生物池开启组数，格栅机、沉砂池、二沉池全开，开启外回流泵（若有内回流泵，选择不开）

28、，回流量控制在大于100%，曝气区溶解氧大于2mg/l，生物池流速平均不小于0.3m/s，绝对流速不小于0.2m/s，连续运行。在此过程中，每天做好各项水质指标和控制参数的测定。当sv%达到10%以上时，活性污泥培养即告成功，此时的出水BOD5、SS、COD等指标一般可达到设计要求。2.间歇式培养：间歇式培养是按进水、曝气、沉淀、撇除上清液等四个阶段往复循环的培养方式，是在进水量小不能满足连续运行的一种培养方式。其特点是微生物积累周期长，驯化时间长，操作工作量大。其具体操作方法是同时开启进水泵、格栅机、沉砂池，待生物池充满水后开始曝气，同时停止进水，定时测量生物池，当COD、SS明显小于进水时

29、停止曝气，沉淀2小时后再进水，同时撇除上清液。在此过程中的水质指标和控制参数的测定及完成的标志同连续式培养。（四）活性污泥驯化驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物，对于有脱氮除磷功能的处理工艺，通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转，然后，严格控制工艺控制参数，DO在厌氧池控制在0.1mg/l以下，在缺氧池控制在0.5mg/l以下，在好氧池控制在2-3mg/l，好氧池曝气时间不小于5小时，外回流比50%100%，内回流比200%300%，并且，每天排除日产泥量30%50%的剩余污泥。在此过程中，每天测试进出水水质指标，直到出水各指

30、标达到设计要求。（五）工艺控制参数的确定设计中的工艺控制参数是在预测的水量、水质条件下确定的，而实际投入运行时的污水厂其水量水质往往与设计有较大的差异，因此，必须根据实际水量水质情况来来确定合适的工艺控制参数，以保证运行的正常进行和使出水水质达标的的同时尽可能降低能耗。1.工艺参数内容：需确定的重要工艺参数有进水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO及氧化还原电位ORP、污泥回流比R、污泥浓度MLVSS，污泥沉降比SV%、污泥指数SVI、污泥龄SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等，其中影响能耗大小的主要因素是进水水位的高低和污泥浓度MLVSS的大小，影响脱氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO和污泥龄SRT。2.确定方法：进水泵房水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行。用每天排除大海量的体积与集砂容积对比来确定排砂周期，排砂量体积小于集砂容积。生物池DO及ORP根据厌氧池放磷情况、缺氧池反硝化情况、好氧池吸磷和硝化情况来确定，一般情况下厌氧池的DO小于0.1mg/l，缺氧池