大中小型污水处理工艺选择模板.doc

中、小型城市污水处理厂优选工艺　　
中、小型城市污水处理厂优选工艺　　

　　1 城市污水处理厂规模划分

　　依据中国实际情况，大致上可分为大型、中型和小型污水处理厂。
　　规模＞10×104 m3/d是大型污水厂，通常建在大城市，基建投资以亿元计，年运行费用以千万元计，现在全国已建成十多座，最大是北京高碑店污水处理厂，规模达100×104 m3/d。
　　中型污水处理厂规模为(1～10)×104 m3/d，通常建于中、小城市和大城市郊县，基建投资几千万至上亿元，年运行费用几百万到上千万元，现在全国已建成几十座，正建有上百座，以后一段时间还将大量增加。
　　规模＜1×104 m3/d是小型污水处理厂，通常建于小城镇，基建投资几百万到上千万，年运行费用几十万到上百万；因为经济条件限制，现在这类污水厂刚刚在沿海地域经济发达小城镇出现，以后会越来越多，最终小型污水厂数量将超出大中型污水厂。

　　2 城市污水处理厂关键工艺

　　城市污水关键污染物是有机物，所以现在中国外大多采取生物法。也有采取化学法，比如四川遂宁市污水就采取化学强化一级处理，但这种工艺去除率不高，出水达不到国家要求标准，只适适用于一些特定对出水水质要求不高地方。
　　在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池处理效率不高，卫生条件较差，中国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，而活性污泥法占绝大多数。
活性污泥法有很多个型式，使用最广泛关键有三类：①传统活性污泥法和它改善型A/O、A2/O工艺，②氧化沟，③SBR工艺。
　　传统活性污泥法是应用最早工艺，它去除有机物效率很高，在处理过程中产生污泥采取厌氧消化方法进行稳定处理，对消除污水和污泥污染很有效，而且能耗和运行费用全部比较低，所以得到广泛应用。近20年来，水体富营养化危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理目标，于是出现了活性污泥法改善型A/O法和A2/O法。A/O法有两种，一个是用于除磷厌氧—好氧工艺，一个是用于脱氮缺氧—好氧工艺；A2/O法则是既脱氮又除磷工艺。
氧化沟是活性污泥法一个变型，在水力流态上不一样于传统活性污泥法，是一个首尾相接循环流，通常采取延时曝气，在污水净化同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟含有传统活性污泥法优点，去除有机物效率很高，也含有脱氮功效。假如在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。
　　SBR是序批式活性污泥法，它基础特征是在一个反应池中完成污水生化反应、沉淀、排水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化沟还要简单，而且处理效果好，有SBR工艺还含有很强脱氮除磷功效。SBR工艺对自控要求高，过去自控设备不过关这种工艺无法推广，多年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，中国昆明第三、第四污水厂采取SBR工艺已成功运行数年，所以SBR工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注一个工艺。

　　3 大型城市污水处理厂优选工艺

　　大型城市污水处理厂优选工艺是传统活性污泥法及其改善型A/O法、A2/O法。现在世界上绝大多数国家(包含中国)大型污水厂大多采取传统活性污泥法、A/O和A2/O法，中国北京高碑店污水厂、天津纪庄子污水厂和东郊污水厂、沈阳市北部污水厂、郑州市污水厂、杭州市四堡污水厂、成城市三瓦窑污水厂等全部采取这种工艺，这不是偶然，因为这种工艺对大型污水厂含有难以替换优点：
　　①传统活性污泥法、A/O和A2/O法和氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低、运行费用较低，规模越大这种优势越显著。对于大型污水厂来说，年运行费很可观，比如规模为40×104 m3/d污水厂，1 m3污水节省处理费1分钱，十二个月就节省146万元。
　　这种工艺能耗和运行费低原因是：a.设置初沉池，利用物理法以最小能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理负荷，显著节省能耗；b.污泥采取厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺同时好氧消化显著节省能耗，是一个公认节能工艺。
　　这种工艺基建投资通常情况下比氧化沟和SBR工艺高，但伴随规模增大，氧化沟和SBR基建费也成倍增加，而常规活性污泥法投资则以较小百分比增加，二者差距越来越小。当污水厂达成一定规模后，常规活性污泥法投资比氧化沟和SBR还省，所以，污水厂规模越大，常规活性污泥法优势就越大。
　　②常规活性污泥法、A/O和A2/O法关键缺点是处理单元多，操作管理复杂，尤其是污泥厌氧消化要求高水平管理，消化过程产生沼气是可燃易爆气体，更要求安全操作，这些全部增加了管理难度。但因为大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，所以常规活性污泥法缺点不会成为限制使用原因。
依据中国现在现实情况，城市污水处理处于起步阶段，法规和制度全部不够健全，对污泥稳定化要求没有明确要求，同时因为排水管网系统不够完善，大多数城市污水有机成份不高，加之污泥厌氧消化管理和沼气利用还缺乏成熟经验，这些原因全部降低了包含污泥厌氧消化工序常规活性污泥法、A/O和A2/O法经济性。所以，对于规模为(10～20)×104 m3/d城市污水处理厂，有时可能采取SBR和氧化沟工艺更为经济，在这种情况下，有必需对多种工艺进行具体技术经济比较，以确定最好工艺。

　　4 中、小型城市污水处理厂优选工艺

　　中、小型城市污水处理厂优选工艺是氧化沟和SBR，它们共同特点是：
　　①去除有机物效率很高，有还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理很方便，是现在国际上公认高效、简化污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处理厂优选工艺。
　　②在10×104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法基建费用显著低于常规活性污泥法、A/O和A2/O法；对于规模为(5～10)×104 m3/d污水厂，氧化沟和SBR法基建费用通常要低10%～15%。规模越小，二者差距越大，这对缺乏资金建污水厂中小城市很有吸引力。
　　即使在10×104 m3/d规模以下，氧化沟和SBR法电耗和年运行费用仍高于常规活性污泥法，但假如和基建费用一起来比较，基建费加上20年运行费总计还是比常规活性污泥法低些。规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10×104 m3/d时，两类工艺总费用大致相当。所以，对于中小型污水厂采取氧化沟和SBR法在经济上是有利。
　　③氧化沟和SBR工艺通常全部不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少50%以上，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低中小型污水处理厂很适宜。
　　④氧化沟和SBR工艺设备基础上实现了国产化，在质量上能满足工艺要求，价格比国外设备廉价好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备种种麻烦。
　　⑤氧化沟和SBR工艺抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量改变猛烈中小型污水厂很有利。
　　正是因为上述种种原因，氧化沟和SBR在中国外全部发展很快。美国环境保护局(EPA)把污水处理厂建设费用或运行费用比常规活性污泥法节省15%以上工艺列为革新替换技术，由联邦政府给财政资助，SBR和氧化沟工艺所以得以大力推广，已经建成污水厂各有几百座。欧州氧化沟污水厂已经有上千座，澳大利亚近10多年建成SBR工艺污水厂近600座。在中国，氧化沟和SBR工艺已成为中小型污水处理厂首选工艺。

　　5 氧化沟工艺关键分类和特点

　　氧化沟工艺大致上能够分为四类：
　　①多沟交替式氧化沟，它特点是合建式，没有单独二沉池，采取转刷曝气。它有单沟、双沟和三沟式，最经典是邯郸三沟式氧化沟。这种氧化沟含有SBR工艺特点，也可算是SBR一个类型，它脱氮除磷效果不稳定，假如要求脱氮除磷，需增加部分设施。
　　②卡鲁塞尔氧化沟，它是分建式，有单独二沉池，采取表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，它脱氮除磷效果也不够理想，假如要求脱氮除磷，也需增加部分设施。
　　③奥贝尔氧化沟，它也是分建式，有单独二沉池，采取转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地全部在采取，它脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取部分方法。
　　④一体化氧化沟，是合建式，沉淀池建在氧化沟内，已在四川成城市新全部污水厂和山东高密市污水厂应用。它既是连续进出水，又是合建式，且不用倒换功效，从理论上讲最经济合理，但在部分具体技术问题上还不十分成熟，所以影响了它推广使用。

　　6 SBR工艺关键分类和特点

　　SBR工艺关键有以下多个类型：
　　①传统式SBR工艺，它全部操作全部是间歇、周期性，四川巴中污水厂就是这种工艺。它脱氮除磷效果不够稳定，如要求脱氮除磷，需做部分改善。
　　②ICEAS工艺，即间歇式循环延时曝气活性污泥法，它用隔墙将反应池分为两部分，前面是预反应区，后面是主反应区，采取连续进水，间歇曝气、沉淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水厂。它能够脱氮除磷，但效果不够理想。
　　③DAT—IAT工艺，即连续曝气和间歇曝气相结合工艺，反应池中部用隔墙分为两部分，前边DAT连续曝气，后边IAT间歇曝气、沉淀排水、排泥，已用于天津开发区污水处理厂。它脱氮除磷功效通常，需增加设施才能提升脱氮除磷效率。
　　④CAST工艺，即循环式活性污泥法，它反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥全部是间歇周期性运行。它脱氮除磷效果好，预防污泥膨胀性能好，现在深圳、天津和云南部分污水处理厂全部采取此种工艺。
　　⑤UNITANK工艺，是三个矩形池并联，根据类似三沟式氧化沟周期运行模式工作，但把转刷曝气改为鼓风曝气，可加大池深，把出水可调堰改为固定堰，简化了排水，上海石洞口污水处理厂就是采取这种工艺，它功效和三沟式氧化沟类似。

　　7 氧化沟和SBR工艺比较

　　氧化沟和SBR工艺有很多共同特点，也有各自特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。
　　①从基建投资看，SBR工艺是合建式，通常情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价高低则要视具体情况决定。
　　 a.地价高，对氧化沟不利。
　　b.进水BOD浓度高，反应容积和沉淀容积比值高，对氧化沟有利；BOD浓度低，反应容积和沉淀容积比值低，对SBR有利。
　　②从运行费用看，SBR工艺通常见鼓风曝气，氧化沟工艺通常见机械曝气。通常说来，在供氧量相同情况下，鼓风曝气比机械曝气省电；第二方面，SBR工艺是合建式，不用污泥回流(有少许回流)，氧化沟工艺是分建式要大量回流，电耗较大；第三方面，SBR工艺是变水位运行，增大了进水提升泵站扬程。综合考虑，通常氧化沟工艺电耗要比SBR工艺大些，运行费要高些。
　　③氧化沟工艺是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制；SBR工艺是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。
　　④SBR工艺是静态沉淀，氧化沟工艺是动态沉淀，所以SBR沉淀效率更高，出水水质愈加好。