城市污水處理的工藝選擇
摘要:城市污水處理工藝的選擇相應的對策就是加強水污染防治,進行城市污水處理,選擇處理效果好的處理工藝。
關鍵詞:城市,污水處理,工藝選擇
一、引言
目前,我國人口已接近世界人口的1/4,又是世界上最大的加工出口國,故我國已成為世界上污水排放量最大、增加速度最快的國家之一。然而,總體而言我國污水處理能力較低,有相當部分未經處理的污水直接或間接排放,嚴重污染了水體。水是人類賴以生存的基礎,由于水資源污染而造成水資源日益緊缺已經成為世界性問題,成為制約全球經濟發展的重要因素,也成為嚴重制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出問題。
二、城市污水的特點
城市污水不同于工業污水,是人類生活中產生的污水,是水體的主要染污源之一,主要是排泄物和洗滌污水。城市居民每人每日排出生活污水量為150～400L,其量與生活水平有密切關系。生活污水中合有大量有機物,如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質等,也常含有病原菌、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、鈣、鎂等。總的特點是含氮、含硫、含磷高,在厭氧細菌作用下,易生惡臭物質。除磷技術是困擾城市污水處理的主要難題。
三、常用的幾種城市污水處理工藝
(一)CCAS工藝
工藝即連續循環曝氣系統工藝,對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理的核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起從主、預反應區隔墻下部的孔眼以低流速(0.03～0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照“曝氣、閑置、沉淀、排水”程序周期運行,使污水在“好氧-缺氧”的反復中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制的程序運行,并可調整程序,由計算機集中自控。
(二)SBR工藝
SBR是序批式活性污泥法的簡稱,又名間歇曝氣法,其主體構筑物是SBR反應池。污水在反應池中完成反應、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序,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)是厭氧段,用于脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機物。
(四)A2/O工藝
A2/O工藝是厭氧-缺氧-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污泥系統中。
(五)傳統活性污泥工藝
活性污泥工藝是污水處理的主要工藝,傳統活性污泥工藝采用中等污泥負荷,曝氣池為連續推流式。若只要求去除有機污染物時,傳統活性污泥工藝仍是一種可行的選擇。對傳統活性污泥工藝進行的各種改進,產生了很多種不同的活性污泥工藝。一些工藝較傳統工藝處理功能增強,一些工藝運行更加穩定,而另外一些工藝的費用大大降低或運行更加方便。這些改進可以分為池形的改進、運行方式的改進、曝氣方式的改進、生物學方面的改進以及投加填料等幾個方面。
(六)氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變型,其曝氣池呈封閉的溝渠型,故它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法。它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠,污水滲入其中得到凈化,最早的氧化溝渠是加以護坡處理的土溝渠,是間歇進水間歇曝氣的。從這一點上來說,氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術。氧化溝污水處理的整個過程如進水、曝氣、沉淀、污泥穩定和出水等全部集中在氧化溝內完成,最早的氧化溝不需另設初沉池、二沉池和污泥回流設備。隨著處理規模和范圍逐漸擴大,通常采用延時曝氣。連續進出水,所產生的微生物污泥在污水曝氣凈化的同時得到穩定,不需設置初沉池和污泥消化池,處理設施大大簡化。
四、城市污水處理工藝選擇
目前城市污水處理工藝大都采用一級處理和二級處理。一級處理采用物理方法,主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質,這一工藝已很成熟,差別不大。二級處理則采用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性、溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前這一處理工藝有多種方法,歸結起來主要有以上介紹的幾種工藝,即CCAS、SBRA/O、A2/O、傳統活性污泥及氧化溝等工藝。
(一)選擇城市污水處理工藝時應著重考慮五個方面
1.投資省。目前大部分污水處理項目都是國有資金投資的,我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金缺口龐大,控制投資對國民經濟可持續發展大有益處。
2.運行成本低。運行成本是污水處理廠能否正常運行的重要因素,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規劃的重要因素。
4.脫氮除磷效果好。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為迫切需要解決的問題。我國實施的國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)也明確規定了適用于所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準,這就意味著選擇污水處理工藝首先要考慮脫氮除磷的問題。
5.現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都采用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定合格地出水,而我國在這方面還比較落后。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
(二)CCAS工藝的獨特結構和運行模式
1.曝氣時,污水和污泥處于完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
2.“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行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.沉淀時,整個CCAS反應池處于完全理想沉淀狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。CCAS工藝的缺點是各池同時間歇運行,人工控制很難做到,全依托電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
(三)SBR工藝的獨特結構和運行模式
SBR是間歇運行的活性污泥工藝,曝氣和沉淀在同一池內完成,省去二沉池和回流系統,使運行簡單化。SBR以它獨特的優點近年得到迅速推廣,通過不斷改進、完善,使其成為目前世界上采用較多的污水處理工藝。
(四)A/O工藝的優點與缺點
1.A/O工藝的優點
(1)流程簡單,不需外加碳源和后曝氣池,以原污水為碳源,建設和運行成本較低。
(2)反硝化在前、硝化在后,設內循環,以原污水中的有機物作為碳源,效果好,反硝化反應充分。
(3)曝氣池在后,使反硝化殘留物得以進一步去除,提高了處理水水質。
(4)A段攪拌,只使污泥懸浮,而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣,后段減少氣量,使內循環液的DO含量降低,以保證A段的缺氧狀態。
2.A/O工藝的缺點
(1)由于沒有獨立的污泥回流系統而不能培養出具有獨特功能的污泥,難降解物質的降解率較低。
(2)若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大運行費用。從外、內循環液來自曝氣池,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,脫氮率很難達到90%。
(3)影響因素:水力停留時間(硝化>6h,反硝化<2h)、循環比MLSS(>3000mg/L)、污泥齡(>30d)、N/MLSS負荷率(<0.03)、進水總氮濃度(<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%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。
2.A2/O工藝的缺點
建設成本和運行成本均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,只有當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響水體時,才采用該工藝。
(六)氧化溝工藝的優點
氧化溝工藝以其經濟簡便的突出優勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。其具有多功能性、污泥穩定、出水水質好和易于管理等優點。
五、結語
綜上所述,選擇一種好的城市污水處理工藝,無論是對國民經濟的發展還是對環境保護、資源再利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、管理方便、投資省、占地少、效率高、運行成本低、污水處理能達標排放并可回用等優點。
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