污水处理方式的比较.doc

污水处理基本知识
第一部分：基本概念
1、污染物的生物化学转化技术：
1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等
2、生物膜法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等
3、厌氧生物处理法：厌氧消化、水解酸化池、UASB等
4、自然条件下的生物处理法：稳定塘、生态系统塘、土地处理法
2、根据常见污水处理方法分类
物理法：物理或机械的分离过程。过滤，沉淀,离心分离,上浮等
化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和，氧化，还原，分解,混凝,化学沉淀等
物理化学法:物理化学的分离过程.气提，吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析，反渗透等
生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。活性污泥，生物滤池，生物转盘,氧化塘,厌气消化等
3、废水的化学方法分类
混凝
向胶状浑浊液中投加电解质,凝聚水中胶状物质,使之和水分开
混凝剂有硫酸铝，明矾,聚合氯化铝，硫酸亚铁,三氯化铁等
含油废水,染色废水，煤气站废水，洗毛废水等
中和
酸碱中和,pH达中性
石灰,石灰石,白云石等中和酸性废水,CO2中和碱性废水
硫酸厂废水用石灰中和，印染废水等
氧化还原
投加氧化(或还原)剂,将废水中物质氧化（或还原)为无害物质
氧化剂有空气（O2）,漂白粉，氯气，臭氧等
含酚,氰化物，硫铬，汞废水,印染，医院废水等
电解
在废水中插入电极板,通电后,废水中带电离子变为中性原子
电源，电极板等
含铬含氰（电镀)废水，毛纺废水
萃取
将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中，然后利用溶剂与水的相对密度差，将溶剂分离出来
萃取剂：醋酸丁酯,苯，N—503等设备有脉冲筛板塔,离心萃取机等
含酚废水等
吸附(包含离子交换）
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上，通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣，土壤等
吸附塔,再生装置
染色，颜料废水,还可吸附酚，汞，铬，氰以及除色,臭，味等用于深度处理。
4、现代污水处理工艺流程
现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理.
一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30％左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
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（BOD,COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理），初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床），生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法,砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法.二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用.
第二部分：污水处理工艺简介
一．曝气生物滤池：
      工艺原理：
　　根据曝气管道位置的不同设置可以控制硝化反应和反硝化反应的程度，也可以单独进行硝化反应或反硝化反应。

      具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池，其曝气管位于滤床中的经过计算的位置，将滤床分隔为下部厌氧区和上部好氧区，它可以去除所有可降解的污染物,含碳污染物（COD和BOD），悬浮物（SS)，氨氮和硝酸盐（即总氮），反冲洗气管位于滤池底部。
      对于通常的仅需要进行硝化反应(对氨氮有要求），在曝气和气反冲洗时共用一根位于滤池底部的穿孔管，从而使整个滤床处于好氧状态，它可以去除大部分可降解的污染物，含碳污染物COD和BOD）,悬浮物（SS)和氨氮。

                                                                       BAF原理示意图
      工艺特点
      ①一次性投资比传统方法低1/4;②占用面积为常规工艺的1/10～1/5,运行费低1/5；③进水要求悬浮物50～60mg/L,最好与一级强化处理相结合,如采用水解酸化池；④填料多为陶粒,直径5mm，层高1。5～2m;⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池. 　　
 曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小（是普通活性污泥法的1/3)、投资少（节约30%）、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严（一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L），因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大. 　　
 另外，曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体的新工艺,节省了后续沉淀池（二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少,出水水质好：运行能耗低，运行费用少的特点。  
      二、生物膜法
      工艺原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
      废水中微生物沿固体(可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法.
      生物膜法的典型流程， 流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水—接触-放水—休闲,构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池.新型塑料问世后,又有了新的发展。

      工艺特点
      1)具有较高的处理效率,对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果。
      2）它的有机负荷较高，接触停留时间短,减少占地面积，节省投资。
      3）运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题,且耐冲击负荷。
      4）生物膜水解酸化—生物膜接触氧化工艺在稳定性、抗冲击性、生物菌种耐温性等方面均能满足实际需要，并且处理装置易维护,技术可靠。
      存在的问题
      1）投资较高，单位处理效率较低.
      2）对进水SS要求较严

三、序批式活性污泥法（SBR法)
    与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统.正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下：
     工艺特点
     1。理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。           　　     
2。运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高，出水水质好。 　　
     3.耐冲击负荷，池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 　　
     4。工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 　　
     5.处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 　　
     6。反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。 　　
     7.SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 　　
     8。脱氮除磷，适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果. 　
     9。 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
     存在的问题
    （1）自动化控制要求高。 　　
    （2）排水时间短（间歇排水时),并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高。 　　
    （3）后处理设备要求大：如消毒设备很大,接触池容积也很大,排水设施如排水管道也很大。
    （4）滗水深度一般为1～2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。 　　
    （5）由于不设初沉池,易产生浮渣,浮渣问题尚未妥善解决。

                                                      SBR示意图
     四、AAO工艺（厌氧-缺氧-好氧法）
     AAO法又称A2O法，是英文Anaerobic—Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧—好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。厌氧反应器,原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量)；好氧反应器——曝气池,这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行.流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器.沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。
    工艺特点
    1.本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间少于其他类工艺； 　　
    2。在厌氧(缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100； 　　
    3.污泥含磷高,具有较高肥效； 　　
    4。运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；
    存在的问题
    1。除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚； 　　
    2.脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高； 　　
    3。进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

                                                    AAO示意图
      与其它生物处理工艺相比，曝气生物滤池在污水处理上，因为水的负荷大，水力停留时间短，占地面积小，不需要很大的环境，是相当环保的污水处理办法.
      曝气生物滤池这种处理工艺，不久的将来一定会普遍的推广开来，会越来越多的企业应用起来。以后的污水处理会越来越成熟,效果会越来越好。
      曝气生物滤池技术在发达国家这方面的技术比较成熟，都在应用阶段。而我们国家这一方面还有着相当的差距。国内属于在推广阶段。曝气生物滤池可以对我们的生活,城市以及工业的污水进行有机的处理.使我们产生的污水达标，从而保护环境及我们的企业和生活的持续发展。     
为了更好地发挥曝气生物滤池的除污效能，应开发高性能、低价位、截污能力强的填料。BAF生物滤料在物理微观结构方面表现为表面粗糙多微孔，这些特点特别适合于微生物在其表面生长、繁殖，形成生物膜。BAF生物滤料使曝气生物滤池不仅能处理市政污水,以及可生化的有机工业废水、生活杂排水、微污染水源水等，也可在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等用作过滤介质，同时还可对已经过污水处理厂二级处理工艺后的尾水做深度处理,其处理出水达回用水标准后可作中水回用.