城市污水處理工藝技術(shù)分析
行業(yè)動(dòng)態(tài)
城市污水廠建設(shè)規(guī)摸的確定，是根據(jù)城市總體規(guī)劃和排水規(guī)劃，分期分批地建設(shè)污水管網(wǎng)和污水處理廠，要根據(jù)水環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，分期實(shí)施，逐步到位。城市排水工程建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及城區(qū)管渠改造，污水的收集、輸送（包括泵站），污水處理和排放利用，以及污泥處置等問題在。
由于工業(yè)廢水處理設(shè)施一般規(guī)模小、技術(shù)性強(qiáng)，工藝組合靈活，結(jié)構(gòu)通常為鋼制，即使內(nèi)部管線穿插較多，運(yùn)行維護(hù)也不太困難。工業(yè)廢水處理在技術(shù)上是與城市污水處理類同的，但是如果把工業(yè)廢水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)思路簡單地套用在城市污水處理工程中會(huì)帶來很多預(yù)想不到的問題。
1 技術(shù)開發(fā)
城市生活污水處理技術(shù)的沿革，經(jīng)歷了從單一工藝到組合工藝的過程。從是否需氧的角度考察，則沿著“厭氧→好氧→厭氧+好氧→厭氧+缺氧”的軌跡發(fā)展。從去除對象來看，早期技術(shù)僅能去除SS物質(zhì)，而現(xiàn)在的工藝還具備脫氮除磷功能。下面介紹幾種目前常用的處理技術(shù)和設(shè)備。
1.1 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法，是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術(shù)，兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)。其主要構(gòu)筑物為生物接觸氧化池，池內(nèi)充填填料。已經(jīng)充氧的污水以一定的流速流經(jīng)被其浸沒的填料，在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的作用下，有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。由于池內(nèi)具備適于微生物棲息增殖的良好環(huán)境條件，因此，生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強(qiáng)，不產(chǎn)生污泥膨脹，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能，除有效地去除有機(jī)物外，如運(yùn)行得當(dāng)，還能夠脫氧和除磷。生物接觸氧化法的關(guān)鍵部位是填料。傳統(tǒng)的蜂窩狀塑料管較易堵塞，現(xiàn)在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面積較大，處理效果好。生物接觸氧化法是住宅小區(qū)生活污水處理較早的采用的技術(shù)之一，其主體工藝流程為：原污水→初沉池→接觸氧化池→二沉池一消毒池→排放，初沉池、二沉池均為豎流式沉淀池，上升流速分別為0.6～0.8mm/s和0.3～0.4mm/s。采用梯形直管填料，池中心廊道式射流曝氣，氣水比為10：1～12：1，停留時(shí)間為2.5～3.3h。設(shè)計(jì)進(jìn)水平均BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L。
1.2 兩段活性污泥法
兩段活性污泥法，簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個(gè)污水處理系統(tǒng)。其工藝特點(diǎn)是：不設(shè)初淀池，A段高負(fù)荷，B段低負(fù)荷，A、B兩段污泥分別回流，充分利用污水管道中的微生物，為不同時(shí)期生長的優(yōu)勢微生物種群創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，讓其充分發(fā)揮作用，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定。其主體工藝流程為：原污水→格柵→頂曝氣調(diào)節(jié)池→A段曝氣池→A段沉淀池→B段曝氣池→B段沉淀池→排放。該類設(shè)備，采用自吸式射流曝氣機(jī)、無支架的污泥懸浮型生物填料、側(cè)向流坡形斜板沉淀池等先進(jìn)技術(shù)。BOD5去除率為90%，COD去除率為80%。
1.3 序批式活性污泥法
序批式活性污泥法，簡稱SBR法。原則上，SBR法的主體工藝設(shè)備只有一個(gè)間隙反應(yīng)器，在一個(gè)運(yùn)行周期中，按運(yùn)行次序，分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段。SBR法的關(guān)鍵設(shè)備水器的研制，已取得長足的發(fā)展。目前常用的水器，有虹吸式、旋轉(zhuǎn)式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節(jié)省費(fèi)用，理想的推流過程使生化反應(yīng)推力大、效率高，運(yùn)行方式靈活，脫氮除磷效果好，沒有污泥膨脹，耐沖擊負(fù)荷、處理能力強(qiáng)。其主體工藝流程為：原污水→調(diào)節(jié)池→SBR反應(yīng)池→消毒池→出水。采用該工藝流程的上海某污水處理站設(shè)計(jì)平均流量750m3/d，進(jìn)水水質(zhì)BOD5=200mg/L，SS=250mg/L，TN=40mg/L，NH4+=20mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到黃浦江上游污水排放標(biāo)準(zhǔn)，即BOD5＜30mg/L，SS＜30mg/L，NH4+＜10mg/L，TN＜20mg/L。
1.4 厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長，當(dāng)污水自下而上升式通過載體所構(gòu)成的固定床層時(shí)，在厭氧微生物作用下，污水中的有機(jī)物得以厭氧分解，并產(chǎn)生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型，填料的發(fā)展迅速，其工藝流程為：進(jìn)水→沉淀池→厭氧消化池→厭氧生物濾池→拔風(fēng)管→氧化溝→進(jìn)氣出水井→排水。污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化，可提高污水的可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下，生物濾池處于兼氧狀態(tài)，阻止了污水中甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生，使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段，而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5～2.8mg/L，污水在此進(jìn)一步好氧處理。該工藝的實(shí)質(zhì)類似于A/0法，但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強(qiáng)化。拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過程的關(guān)鍵。其主要優(yōu)點(diǎn)是不耗能、造價(jià)低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質(zhì)好、運(yùn)行效果穩(wěn)定。
1.5 氧化溝法
氧化溝法于五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開發(fā)，主要有卡魯塞爾（Carrousel）式、三溝式、一體化式、奧貝爾（Orbal）式等幾種技術(shù)形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應(yīng)溝渠，以轉(zhuǎn)碟或轉(zhuǎn)刷為充氧和水流動(dòng)力，流程簡單，對運(yùn)行管理要求較低，多用于延時(shí)曝氣，產(chǎn)生污泥量少，污泥易于脫水。氧化溝法在我國南方地區(qū)及中西部地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。
1.6 A/B法
是兩級(jí)生化反應(yīng)系統(tǒng)。一級(jí)為生物吸附，污泥負(fù)荷高，反應(yīng)時(shí)間短（30分鐘）；二級(jí)為一般生化反應(yīng)池，污泥負(fù)荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二級(jí)都有自己的二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，多用于濃度高的生活污水，其國內(nèi)典型應(yīng)用為烏魯木齊河?xùn)|污水處理廠和青島海泊河污水處理廠。
1.7 間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法
間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法是在1968年由澳大利亞新威爾士大學(xué)與美國ABJ公司合作開發(fā)的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產(chǎn)運(yùn)行。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比，最大特點(diǎn)是：在反應(yīng)器進(jìn)水端設(shè)一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，整個(gè)處理過程連續(xù)進(jìn)水，間歇排水，無明顯的反應(yīng)階段和閑置階段，因此處理費(fèi)用比傳統(tǒng)SBR低。該工藝在我國典型的應(yīng)用為昆明第三污水處理廠，在國內(nèi)影響較大。
2 處理工藝
根據(jù)以上工藝技術(shù)對比分析，認(rèn)為較合適的處理工藝優(yōu)選為：好氧間歇曝氣系統(tǒng)是一種SBR新工藝。它介于傳統(tǒng)活性污泥法與典型的SBR之間，采用連續(xù)進(jìn)水連續(xù)一間歇曝氣的運(yùn)行方式，適用于進(jìn)水水質(zhì)水量變化幅度較大的情況。主體構(gòu)筑物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成，DAT池連續(xù)進(jìn)水連續(xù)曝氣，其出水從中間墻進(jìn)入IAT池，IAT池連續(xù)進(jìn)水間歇排水。同時(shí)，IAT池污泥DAT池。它屬延時(shí)曝氣工藝，實(shí)際上為A/O脫氮工藝與傳統(tǒng)SBR的結(jié)合，該工業(yè)具有較低的污泥負(fù)荷，因此具有抗沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并有脫氮功能。是一種適合于較大水量的SBR工藝。
3 結(jié)語
盡管城市污水處理的發(fā)展趨勢，是集中處理取代分散處理，但筆者認(rèn)為，小型生活污水處理站，在我國的一些中小型城市，還將存在相當(dāng)長的時(shí)期，所以，其技術(shù)開發(fā)和設(shè)備研制應(yīng)予以高度重視。
