2020-06-02

城市生活污水是城市发展中的产物，随着城市化和工业化进程的加快，其产生量不断增大，污染日益严重，已严重制约了城市社会经济的可持续发展。在全球经济快速发展的今天，环保问题，特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。我国的污水处理始于20世纪70年代。据统计，截止2015年底，全国已建成污水处理厂1943座，污水厂日处理能力达到14028万立方米，全年累计处理污水量达410.3亿立方米，2015年全国城市污水处理率达到91.97%。

 

城市污水处理工艺流程总述

 

典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理、污泥处理等工段。有机械处理以及生化处理构成的系统属于二级处理系统，其中BOD5和SS去除率可达到90%～98%。处理效果介于一级和二级处理中间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理，主要有高负荷生物处理法和化学处理法两大类，BOD5去除率达45%～75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了除特定的物质，在二级处理之后设置的处理系统属于三级处理，例如化学除磷，活性炭吸附等。

 

污染物的分类

 

从污水处理的角度，污染物可分为悬浮固体污染物、有机污染物、有毒物质、污染生物和污染营养物质。城市污水中含有的大量有机物排入水体，会使水体中溶解氧的含量降低，甚至达到缺氧状态，严重污染水体，使水中鱼类无法生存。污水中有机物浓度一般用生物化学需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)和总有机碳(TOC)来表示。营养物质主要指氮、磷，其可使藻类和浮游生物繁殖，形成“水华”和“赤潮”。

 

污水的处理方法

 

污水处理方法可根据水质类型分为物理处理法、生物处理法、污水处理产生的污泥处置及化学处理法，还可根据处理程度分为一级处理、二级处理及三级处理等工艺流程。

 

物理处理方法：是利用物理作用分离和去除污水中污染物质的方法。常用方法有筛滤截留、重力分离、离心分离等，相应处理设备主要有格栅、沉砂池、沉淀池及离心机氧其中沉淀池同城镇给水处理中的沉淀池。

 

生物处理法：是利用微生物的代谢作用，去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。化学处理法在城市污水处理中使用较少，一般涉及城市给水处理中的其他化学方法如中和氧化还原、离子交换、电解主要用于工业废水处理，很少用于城市污水处理。污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。

 

一级处理：主要针对水中悬浮物质，常采用物理的方法，经过一级处理后，污水悬浮物去除可达40%左右，附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右;

 

二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高其分解氧化有机物效率。污水经过一级处理以后，已经去除了漂浮物和部分悬浮物，BOD5的去除率约25%～30%。经过二级处理后，BOD5去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。

 

活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用最为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合，污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解，并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。

 

污水处理的工艺技术当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、膜分离机等，各有其自身的特点。

 

AB法

 

该工艺对曝气池按高、低负荷分为二级供氧。A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLss˙d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3˙d)以上;B级负荷低，污泥龄较长。A级和B级亦可分期建设，A级与B级间设中间沉淀池。两级池子的F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质。

 

SBR法

 

此法进水、曝气、沉淀、出水在同一座池子中完成，常由3～4个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。这种—体化工艺的特点是工艺简单，由于只有—个反应池，不需二沉池、回流污泥及相关的设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省了占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。

 

普通曝气法

 

其变型工艺普通曝气法出现得最早，其实际处理效果好，可处理大的污水量。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年，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;在普通曝气池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD，在池型上有多种形式，如氧化沟，工程上称为普通曝气法的变型工艺，亦可统称为普通曝气法。

 

氧化沟法

 

是在20世纪50年代初期发展而形成的，因其构造简单，易于管理，很快得到了推广应用，且不断创新。目前，氧化沟在应用中发展出了多种形式，比较有代表性的有：

 

1.帕式，简称单沟式，表面曝气采用转刷曝气，水深一般在2.5～3.5m。

 

2.奥式，简称同心圆式，实际应用的多为椭圆形的三环道组成，3个环道采用不同的DO，如外环为0、中环为1、内环为2，这有利于脱氮除磷。采用转碟曝气，水深一般在4.0～4.5m。

 

3.卡式，简称循环折流式，采用倒伞形叶轮曝气，水深一般在3.0m左右，但污泥易于沉积。

 

4.三沟式氧化沟(T型氧化沟)，该工艺由3个池组成，中间作曝气池，左右2个池兼作沉淀池和曝气池。其特点是采用转刷曝气、水浅、占地面积大、不设厌氧池，不具备除磷功能。

 

膜分离技术

 

用膜分离代替沉淀进行泥水分离，可带来活性污泥工艺的以下变化：

 

1.不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时，不必再考虑污泥的沉降性能，从而使工艺控制大大简化;

 

2.曝气池的污泥浓度将大大提高，MLSS可以大于20g/L，从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行，充分满足去除各种污染物质的需要;

 

3.在同样的处理要求下，可使曝气池容积大大减小，节省了处理厂的占地面积;

 

4.污泥浓度的提高，要求较高的曝气速率，因而纯氧曝气将随着膜的分离而被大量采用。

 

工艺优选

 

活性污泥、氧化沟、SBR工艺

 

1.常规活性污泥法适用于中等负荷的大型污水处理厂。

 

2.氧化沟法、SBR法的基建费用低，运行费较高。若处理规模为10万t/d,折旧以20年计，氧化沟、SBR与常规活性污泥法的总处理费用大体相当(处理费=运行费+折旧+固定资产投资贷款利息)。规模越小，氧化沟、SBR的总处理费用越低。因此，对于中小型污水处理厂而言，氧化沟、SBR在经济 上有益。

 

3.氧化沟、SBR工艺一般不设初沉池和污泥消化池，处理单元比常规活性污泥法减少50%以上，操作管理简化;且设备国产化程度高，价格低。

 

氧化沟、SBR工艺

 

1.基建费用：SBR是合建式。地价高，有利于SBR，其土建费用较低，但设备费用较氧化沟高。

 

2.就进水,BOD5浓度而言，高，有利于氧化沟;低，有利于SBR。一般以BOD5=150mg/L为界，高于此值，氧化沟建费用低于SBR;低于此值，则反之。

 

3.运行费用就曝气方式而言，氧化沟常用机械式，SBR通常用鼓风式，后者比前者省电;SBR工艺是变水位运行，增大了扬程，因而电耗要比氧化沟小些，运行费用也低些。

 

4.SBR工艺的自控要求较高。就出水水质而言，氧化沟是动态沉淀，SBR是静态沉淀，后者沉淀效率更高，出水水质更好。
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