污水处理工艺设计简介

污水处理工艺简介目前，污水处理的技术尽管有很多，但最根本的作用原理有三项，即：别离、转化和利用。别离，采用各种技术法，把废水中的悬浮物或胶体微粒、微滴别离出来，从而使污水得到净化，或者使污水中污染物减少到最低限度。转化，对于已经溶解在水中，无法”取”出来或者不需要"取”出来的污染物，采用生物化学的法、化学和电化学的法，使水中溶解的污染物转化成无害的物质〔如转化成H2O、CO2、CH4、NO3等等〕，或者转化成容易别离的物质〔如沉淀物、附着物、上浮物、不溶性气体等等〕。总之，使水中污染物发生有利于治理的化学、生物化学变化。利用，有些污水〔主要是高浓度的〕，未经处理或者稍加处理有可能找到新的用途，可以成为有用的资源，用于再制造、再加工，从而解决污水治理的问题。一般将污水处理法主要分为物理化学法、生物处理法、土地法三大类。分别介绍如下：（一）物理化学法物理化学法主要有：重力沉降法、机械过滤法、离心、别离法、絮凝沉淀法、气浮法、离子交换法、电解与微电解法、化学氧化-复原和消毒法、湿式氧化法、蒸发浓缩与燃烧法等法。简单介绍几种常用的法：1、重力沉降法即利用废水中悬浮固体本身的重力，自然沉降，从而使上清液净化。重力沉降设施有平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池。采用斜板或斜管沉淀，会大大减少占地面积。2、机械过滤法所用的过滤设备和过滤介质有多类型，如：板框压滤机、z.厢式压滤机、袋式压滤机、折带压滤机、砂芯过滤器、砂滤器和微过滤器等等。各种类型的格栅、滤网也属于机械过滤法的一种。所用的过滤介质除了滤布、滤网之外，还可以用呢毯、硅藻土、凹凸棒土、白土、英砂、粉煤灰、炉灰渣等等。3、离心、别离法离心别离法可以把废水中固体悬浮物别离出去，也可以把密度不一样的两种液体分开。离心机有立式、卧式、连续进出料的固液别离机和液液别离机。4、絮凝沉淀法颗粒直径在1-1nm的细微颗粒或液滴，由于其十分微小和外表带有电荷，能形成稳定的胶体溶液。投加絮凝剂，破坏胶体的稳定性，使细小微粒凝聚、吸附、架桥而形成较大的矶花发生沉淀，使废水得到净化。常使用的絮凝剂有无机、有机两大类。无机絮凝剂有镁盐类、铁盐类、铝盐类等系列。有机絮凝剂主要是聚丙烯酰胺、改性阳离子淀粉等等。用得最广泛的是聚合氯化铝〔聚铝〕、聚合硫酸铁〔聚铁〕和聚丙烯酰胺。聚铝用于处理饮用水，使饮水中铝的含量升高。据报导老年性痴呆病增加与饮水中含铝有关。因此，处理饮用水应逐渐停用铝盐系列絮凝剂。用美国、日本等国生产的*种絮凝剂，用于处理特定的废水，用量很少，去除率很高。国出现了多多的絮凝剂，其中仅少数报导了该絮凝剂的主要组成；大多数都是用一个代号表示，其组成不详，其效果也难于评价。5、吸附法活性炭、大吸附树脂、磺化煤以及粉煤灰等固体颗粒，其外表有多小，因而具有很大的总外表积。固体物质的外表，具有一定的吸附性能，特别是固外表凹陷部位，吸附能力更强。这种固体颗粒即吸附剂。废水中的金属离子、有机物能结实地吸附在吸附剂外表，从而使废水得到净化。吸附z.剂的吸附能力有很强的选择性，*些特制的大吸附树脂，专门能吸附*一类污染物。活性炭的吸附对象比较广泛，多污染物都能被吸附。粉煤灰的吸附容量很小，需要较大量的粉煤灰，才能处理排放量不大的废水。但粉煤灰价格廉价，仅仅需要支付运输的费用。活性炭、吸附树脂价格昂贵，吸附饱和后必须进展再生〔又称脱附〕。每种吸附剂，吸附的污染物不同，其再生法也互不一样，都必须认真操作，以保证吸附剂能反复使用。粉煤灰吸附饱和后不需再生，但必须因地制宜妥善处理，不能造成二次污染。此外，凹凸棒土、硅藻土、蛭、麦饭、海泡、高岭土、焦炭、白土以及*些专门研制的材料，也可以作为吸附剂。只要吸附剂再生问题能够得到较好解决，再生容易，则吸附法对多多的低浓度废水都有广阔的应用前景。（二）生物处理法生物处理法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧生物处理是在有分子氧的情况下进展的生物氧化式。好氧处理过程是当营养物质进入好氧微生物后，通过一系列氧化复原反响获得能量的过程，好氧处理法包括：活性污泥法、生物膜法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等，好氧生物处理废水，有机物浓度不能太高，假设太高，最好先经过厌氧处理，或者进展稀释，以保证进入好氧池的废水CODcr在10mg/l左右。好氧生化反响应在常温下进展，气温越高，水温也随之升高，反响速度加快，处理效率也高，假设水温低于10°C，处理效果明显下降。z.1.活性污泥法活性污泥法是水体自净的人工强化法，是一种依靠在曝气池呈悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中有机物的法。活性污泥法中常见的几种工艺：（1）传统活性污泥法其主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气，活性污泥呈悬浮状态，并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附，而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养，代转化为生物细胞，并氧化成为最终产物〔主要是CO2〕。非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物，而后才被代和利用。净化后废水与活性污泥在二次沉淀池进展别离，上层出水排放；别离浓缩后的污泥一局部返回曝气池，以保证曝气池保持一定浓度的活性污泥，其余为剩余污泥，由系统排出。传统活性污泥法适宜于日处理能力10万立米以上的污水处理设施。（2）氧化沟法氧化沟是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此被称为”氧化沟，又称”环行曝气池。2、生物膜法生物膜法则土壤自净的人工强化法，是一种使微生物群体附着于*些载体的外表上呈膜状，通过与污水接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机物作为营养并加以代，从而使污水得到净化的法。生物膜法适宜于处理低浓度和水量不大的污水。生物膜法常见的几种工艺：z.〔1〕生物流化床70年代初期，一些将化工领域中的流化床技术应用于污水生物处理中，出现了生物流化床。生物流化床主要有两相流化床和三相流化床。多年来的研究和运行结果说明，生物流化床具有BOD容积负荷大、处理效率高、占地面积小、投资省等特点，其缺点是运行不够稳定，操作困难。〔2〕生物活性炭法生物活性炭法是近年来开展起来的一种新型水处理工艺，已在世界上多采用，尤其在西欧更为广泛。该工艺的研究在我国已有十多年的历史，目前已进入实用阶段。应用实践证实，生物活性炭的吸附容量与单纯活性炭吸附容量比照，前者比后者提高2-30倍，说明生物活性炭具有微生物和活性炭的叠加和协同作用。该工艺对城市污水的深度处理平安闲用，对难生物降解而可吸附性好的污染物，亦有很好的去除效果。厌氧生物处理法，是在无氧的条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理法，厌氧处理法包括：上向流污泥床、厌氧固定膜生物反响器、混合反响器及厌氧稳定塘等厌氧法主要用于处理高浓度可生化的有机废水，厌氧生物处理的最大特点是既节能又产能，其缺点是处理时间长、出水水质差，对低浓度有机废水处理效率低等缺点。〔1〕升流式厌氧污泥床反响器〔UASB〕废水尽可能均匀地引入反响器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反响发生在废水与污泥颗粒的接触过程。在厌氧状态下产生的沼气〔主要是甲烷和二氧化碳〕引起了部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗Z.粒上，附着和没有附着的气体向反响器顶部上升。上升到外表的颗粒碰击气体发射板的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气，由于气泡释放污泥颗粒将沉淀到污泥床的外表。附着和没有附着的气体被收集到反响器顶部的集气室。置于集气室单元缝隙之下的挡板的作用为气体反射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的紊动，会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过别离器缝隙进入沉淀区。由于别离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低，污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在相别离器上的污泥絮体在一定程度将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回到反响区，这局部污泥又可与进水有机物发生反响。〔2〕厌氧流化床/膨化床反响器流化床原理在流化床系统中依靠在惰性载体微粒外表形成的生物膜来截留厌氧污泥。液体与污泥的混合、物质的传递是依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。厌氧膨化床在处理低浓度有机污水时，用循环泵使载体床膨胀，随着载体颗粒上生物膜的生长，调节循环水量，使床膨胀体积恒定。〔3〕水解反响器从工程上厌氧发酵产生沼气的过程分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段等三个阶段。水解池是把反响控制在第二阶段完成之前，不进入第三阶段。在水解反响器中实际上完成水解和酸化两个过程。采用水解反z.响器，可以在短的停留时间和相对高的水力负荷下获得较高的悬浮物去除率。可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后处理工艺。好氧法与厌氧法的组合工艺传统的生化处理法主要着眼于除去BOD、COD和SS，而对氮、磷等营养物质的去除率很低。近年来，由于水体富营养化问题加剧，60年代以来，生物脱氮除磷工艺受到重视，先后开发了SBR和ICEAS序批法、AB法、氧化沟、厌氧-好氧〔A1-O〕和缺氧一好氧〔A2-O〕组合工艺。在去除有机物的同时，厌氧-好氧〔A1-O〕可去除废水中的磷，缺氧一好氧〔A2-O〕可脱除废水中的氮。继而又将这两种工艺优化组合，构成可以同时脱氮除磷并处理有机物的A1-A2-O流程〔或称A2/O〕。该组合工艺处理效率高，经简单预处理的废水，依次经过厌氧、缺氧和好氧三段处理，可到达三级处理出水标准，对难生物降解的有机物也有较高的去除效果，而且，污泥沉淀性能好，电耗和药耗少，运行费用低。上述新工艺中有一类技术属于曝气和沉淀一体化活性污泥工艺。比方SBR法、交替式氧化沟和UNITANK工艺等等。其中交替式氧化沟是以多组反响器通过空间上的调配，完成反响和沉淀这一循环过程。（三）土地法土地处理，主要通过土壤颗粒的过滤，离子交换吸附和沉淀等作用去除污水中悬浮固体和溶解成份，通过土壤中的微生