污水处理技术工艺

浅谈城市生活污水处理发展现状和工艺

随着经济的发展、社会的进步和工农业生产能力的提高,人们的生活水平进一步提高,环境污染程度也随之不同,污水对环境的污染已引起世界各国的高度关注。控制水污染环境的项目已列入世界环境保护组织的工作计划。城市污水排放量逐年增加,但处理能力非常有限。大部分城市污水未经处理直接排入天然水,对环境造成严重危害。同时,由于淡水资源的缺乏,污水回用技术的发展越来越受到人们的重视,在节约用水的同时,积极利用城市污水作为第二水资源。因此,增加和扩建城市污水处理厂已成为当务之急。

城市污水处理设施的建设与发展

我国的污水处理始于20世纪70年代,主要处理方式是采用稳定池净化污水,其中生活污水占一半,其余为石油、化工、造纸、印染等工业废水。现阶段,我国的处理技术和设备远远落后于国外。此后,我国加强与国外的技术交流,逐步探索适合我国国情的污水处理技术和工艺。

20世纪80年代,随着城市化进程的加快,城市水污染问题日益受到重视,城市排水设施建设迅速发展。目前,中国最大污水处理厂的处理规模已达26万立方米/天。许多省市还根据各自的具体情况建设了不同规模的污水处理厂。

“八五”和“九五”期间,随着城市环境综合治理的深入和各流域水污染治理力度的加大,城市污水处理设施建设经历了一个快速发展时期。其中,国家对“三河”(淮河、海河、辽河)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)和“环渤海”地区水污染治理给予了相应的财政和技术支持。到2000年底,在全国建立了427个污水处理厂,其中282个为二级处理厂,二级处理率约为15%。2000年,城镇污水处理工程建设总投资150亿元左右。

城市污水处理现状与发展

在我国现有的城市污水处理厂中,80%以上采用活性污泥法,其余采用一级处理,强化一级处理,稳定池塘法和土地处理方法。

在“七五”、“八五”、“九五”期间,我国在污水处理、污水回用、污泥处理等新技术研究方面取得了可喜的进展,部分研究成果达到了国际先进水平。同时,我国引进了AB法、氧化沟法、A/O法、A/A/O法、SBR法等国外新技术、新工艺和新设备,并在我国城市污水处理厂中得到应用。废水处理技术也从过去的有机物去除技术发展到了除磷脱氮技术。

氧化沟工艺是目前我国应用最广泛的污水处理技术之一。奥贝尔氧化沟工艺的应用较多,由我国自行设计,国产全套设备;德式氧化沟和三沟氧化沟也用于高浓度、中、小型城市污水处理。随着我国水环境质量的提高,修订后的国家污水综合排放标准(gb 8978-1996)越来越严格,特别是对氮、磷排放的要求。新的城市污水处理厂必须考虑除氮除磷。开发了改良的反流污泥反氮脱磷工艺和生物脱磷工艺。

从工程规模来看,一批大型污水处理厂相继建成投产,标志着我国污水处理行业发展到了一个新的阶段。20世纪中国最大的污水处理厂的日处理规模为100万m3,到目前为止,我国最大的城市污水处理厂的日处理规模已达170万m3。

3城市污水处理工艺

3.1活性污泥法

目前流行的污水处理厂有:AB法,SBR法,氧化沟法,一般曝气法,A / A / O法,A / O法等。这些过程均来自活性污泥法。每个人都有自己的特点。

3.1.1AB (Adsorptive Biooxidation)

曝气罐按高、低负荷分为两级。级a负荷高,曝气时间短,污泥量大,污泥负荷为2.5kgbod/(kgmls/d),池容积负荷为6kgbod/(m3/d)以上;b类负荷低,污泥龄长。两级池中的f/m(污染物与微生物的比例)不同,形成不同的微生物群。该方法虽然具有节能的优点,但不适合低浓度水质,在污水处理厂存在一定的限制。

3.1.2SBR process (sequential batch reactor)

这种方法被称为序批式活性污泥法,即序批式活性污泥法,因为它用于在同一池中进料、曝气、沉淀和出水。它通常由3~4个池组成,依次运行,在一个池中间歇运行。这一集成过程的特点是过程简单。由于只有一个反应池,没有二次沉淀池,没有回流污泥和相关设备,一般没有调节池,在大多数情况下可以节省初始沉淀池,从而节省了土地和投资。污水处理厂采用抗冲击负荷和灵活的运行方式进行除磷脱氮是一种常见的方式,可以从时间上安排不同的曝气、缺氧和厌氧状态,达到除磷除氮的目的。

3.1.3A / A / O method (anaerobic - anoxic - aerobic)

城市污水处理需要去除污水中的氮和磷。该工艺由厌氧、缺氧、好氧工艺组成。采用生物处理去除氮、磷,可获得高质量的出水。这是一个深度二次处理过程。A/A/O同步除磷脱氮机理由两部分组成:

1)除磷:污水中缺氧状态下的磷(do<unk;GT;0.3 mg/l),释放多磷菌,在有氧条件下吸收更多,并以残留污泥的形式排放系统;由于有氧反硝化细菌的作用,水中的bod被用作氢的供氢(有机碳源),以减少有氧混合物中的硝酸盐和亚硝酸盐。硝酸盐被还原为氮气,进入大气,达到反硝化的目的。

3.1.4普通曝气工艺及其变型工艺

常见的曝气方法最早出现,其实际污水处理效果较好,可处理大量污水,对于大型工厂或大型污水处理厂可集中建造污泥消化池,产生的沼气可用于能源利用。传统的普通曝光法的缺点是只能作为常规的二次处理,不具有脱氮除磷的功能。近年来,在工程实践中,通过降低普通曝气池的容积负荷可以达到脱氮的目的,在普通曝气池前面设置厌氧区可以达到除磷的目的,也可以通过化学方法去除。采用普通曝气法从水箱中去除BOD 5的方法有多种,如氧化沟,工程上称之为普通曝气法的改进工艺,也可称为一般曝气法。

3.1.5氧化沟法

氧化沟方法是在20世纪50年代初开发的。由于结构简单,易于管理,污水处理厂迅速推广应用,不断创新。目前,氧化沟在应用中已形成多种形式,其中一些代表性的是:

1)Passveer,简称单沟式,表面曝气采用旋转刷式曝气,水深一般为2.5-3.5m。

2)圆弧(简称同心圆),实际应用多由椭圆三环通道组成。三环使用不同的do,如外环为0,中间环为1,内环为2,有利于反硝化。磷.采用圆盘曝气,水深一般为4.0~4.5m。

(3)卡鲁塞尔(Carrousel),又称循环挡板,采用倒伞式叶轮曝气,水深一般在3.0m左右,但污泥容易沉淀。

(4)三沟氧化沟(T型氧化沟),由三池组成,中间为曝气池,左右塘同时用作沉淀池和曝气池。其特点是采用毛刷曝气、浅水、面积大、无厌氧池、无除磷功能。

3.1.6UNITANK工艺

UNITANK流程是SBR流程的新变种和发展。它结合了序批法,普通曝气池法和三通道氧化沟法的优点,克服了序批法间歇进水,大通道三通道氧化沟法,设备普通曝气池法。缺点。典型的UNITANK流程由三个池组成。三个水箱通过水连接。每个水箱都配有一个曝气系统。外部两个罐设有出水口和污泥排出口,它们交替用作曝气池和沉淀池。污水可以进入三个池中的任何一个,连续进水和交替循环操作。在自动控制下,将细胞置于需氧,缺氧和厌氧条件下以完成有机物和氮和磷的去除。

3.2活性污泥法的新进展

目前,活性污泥法的运行方式还没有重大突破,往往是局部改进,但在纯氧曝气、深井曝气、喷射曝气等曝气方式方面取得了很大进展。等等...,这些增加了氧的传输率和提高了氧的利用率,从而提高了曝气槽中的氧浓度。活性污泥加工的另一个发展趋势是向多功能方向发展。所使用的方法有:培养或驯化特化细菌,使活性污泥处理对象不限于生活污水,也可处理毒性有机物质如难以降解的酚类。甚至可以驯化特化细菌来治疗氰化物剧毒的无机物。此外,活性污泥还可以与其他处理方法结合,如活性碳活性污泥法,实际上是以活性污泥法的形式对活性碳吸附和生物氧化进行的综合处理过程。固定活性污泥法是提供微生物粘附的表面,如合成纤维、塑料、细砂、粘土焦炭等,使曝气池既有附相又有悬浮相。这些新工艺提高了活性污泥的净化效率,同时也提高了抗有毒物质等冲击负荷的能力。此外,它们还具有脱色、去硝化和泡沫还原的作用。国外已用于合成纤维、化学印染、炼油、炼焦等工业污水处理。活性污泥与厌氧工艺的结合,为污水处理厂的反硝化、脱磷等技术提供了良好的应用前景。最典型的过程是a-o氧过程。

3.2.1膜分离技术的应用

采用膜分离代替沉淀分离污泥和水,可使活性污泥工艺发生以下变化:

1)不再存在污泥膨胀问题。在调节活性污泥系统时,不再需要考虑污泥的沉降性能,从而大大简化了过程控制;

2)曝气池污泥浓度大幅度提高,MLSS可大于20g/L,使系统能在超大泥龄、超低负荷下运行,完全满足各种污染物的去除要求。

3)在相同的处理要求下,可大大减少曝气池体积,节省处理厂所覆盖的面积;

4)污泥浓度的增加对曝气率的要求较高,因此随着膜的分离,纯氧曝气将得到广泛的应用。

膜分离技术以其处理效率高、出水水质好、工艺简单、操作和管理方便等突出特点,在工业废水、生活污水和再生水等领域得到了广泛的关注和应用。得到各大污水处理厂的青睐。未来,随着膜材料和膜分离技术的改进,膜污染问题将随着高质量膜的出现而逐步得到解决,它具有抗污染能力强、清洗方便、适用于高温、高pH值等特点。同时,随着膜质量的提高和成本的降低,膜分离过程的投资成本也随之降低。微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜技术的有机结合,将充分发挥各种膜分离技术的特点,从而形成一个更高效、更完整的处理系统,以满足不同水质污水处理的要求。出水水质达到回用标准。

3.2.2分子生物技术的应用

目前,分子生物技术已在废水处理领域得到应用。为了探讨聚磷细菌除磷的生化机理,采用分子诊断技术获取聚磷细菌的遗传信息。活性污泥中发现丝状菌30余种,其中只有4种是准确命名的,且在生物学上定位,因为大多数丝状菌不能被分离和培养。目前,为了更准确地了解丝状菌的特征,人们采用分子诊断技术对其进行定位。随着分子诊断技术的广泛应用和活性污泥微生物基因库的建立,在此基础上,利用遗传技术培育高活性污泥细菌,进一步提高污水处理效果将是未来的发展方向。

3.3曝气生物滤池

曝气生物滤池是生物接触氧化池,相当于在曝气池中添加微生物生境的填充(过滤)材料。实际上,它是一种具有活性污泥特性的生物膜方法。生物膜处理城市污水,在我国仍需积累经验,处理规模不宜过大。

3.4生物处理的新进展

目前,生物处理是研究的方法之一,新技术层出不穷。好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术都出现了许多新的工艺。

3.4.1生物膜处理的新进展

生物膜法最早的工艺是普通的生物滤池,它将污水喷射到粗滤料上,并进行净化。经过不断的改进和发展,一些新型的人工生物处理设备应运而生。在此基础上,推导出高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物接触氧化。近年来,出现了以砂、焦、活性炭等颗粒材料为载体的生物流化床等新型生物膜处理技术。生物膜附着在载体表面。曝气后,污水以一定的流速自下而上流动,使载体流化。载体上的生物膜能与污水充分接触,提高污水净化效率。

此外,还有气流床、纯氧流床、三相流化床、厌氧并发流化床等工艺。活性生物渗滤是一种结合生物渗滤、曝气和二次渗滤的新型污水处理技术。其特点是将部分生物滤入生物滤入,再加上第二水槽的回流污泥。实验结果表明,该系统具有处理效果好、效率高、容量大、无污泥膨胀和抗冲击性能好等优点。此外,还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池的组合、藻类转盘等。由于生物膜法与活性污泥法的生态环境不同,可以在生物膜法的生态系统中培养藻类、原生动物等,甚至可以培养硝化细菌和反硝化细菌。因此,这种方法可以用于反硝化。等等。

3.4.2厌氧生物处理方面的新发展

厌氧生物处理是利用厌氧微生物在厌氧条件下分解有机物的技术。厌氧生物处理由于效率低、速度慢、环境要求严格、甲烷细菌控制困难等缺点,在污泥处理中的应用时间较长,其主要工艺为化粪池、消化池等。

然而,近年来,随着能源危机和环境污染的增加,厌氧生物处理由于其能量含量而引起了人们的关注。为了增加厌氧微生物的浓度,已经出现了大量新的厌氧生物处理技术。用于将厌氧微生物附着到载体表面的厌氧生物膜处理方法,如厌氧生物过滤器,厌氧转盘,厌氧膨胀床,厌氧接触氧化,厌氧挡板反应器,厌氧流化学床方法和上流式厌氧污泥床反应器( UASB),一种依靠微生物之间凝固颗粒形成自固定的方法。还有一种用于固定化微生物的人工固定方法,其在处理系统中人工维持高浓度的厌氧微生物,其具有缓慢的增殖速率,从而提高处理速度,减少处理设备,并且能够处理低浓度有机物。污水。 。目前,厌氧生物处理方法的发展趋势与厌氧 - 好氧复合工艺等生物处理方法相结合,具有投资少,节能,污泥产量少,出水水质好等一系列优点。目前,厌氧生物处理方法正朝着低浓度有机污水的处理方向发展,不仅可以脱磷脱氮,而且还具有便于开发和维护,经济发展的目的。

浅谈城市生活污水处理发展现状和工艺

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