文 献 综 述
小城镇污水处理工艺浅析
Abstract : The capacity of urban sewage treatment plants in China are normally below 10,000,000 kilograms per day. As china has a widespread territory, the characteristics of sewage from different regions are also different. Therefore, there are a wide variety of treatment processes that applied for treating the urban sewage. In this paper, we summarized the most popular process that adopted by those regions to treat the sewage and described the newest theories and methods in this field. This paper aims to provide some references for the future design and reconstruction of urban sewage treatment plants.
摘要:我国小城镇污水处理厂的规模通常在10000吨/天以下。由于我国地域广,各地小城镇污水的特点也有一定的差异,因此所应用的污水处理工艺也各不相同,种类繁多。本文总结了最近几年来常用的小城镇生活污水处理的方法并且列举了该领域一些新的理论成果和方法,旨在为将来新建或改建的小城镇污水处理厂的设计提供参考。
关键字:小城镇污水 处理工艺 因地制宜
随着我国经济的不断发展,环境问题日渐突出。而小城镇污水的排放治理也成为重中之重,特别是各级政府及民众对于城镇污水的治理重视也前所未有。在传统工艺不能满足需求时,一些新工艺新技术新装置相继应运而生,工程师们在设计建造污水处理厂时更需要掌握各种技术和工艺因地制宜,选择出最有效最经济最节能的方案。以下是对目前小城镇污水处理工艺的介绍。 1 小城镇污水处理常见工艺
1.1 A2O工艺
A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic)中文全称为”厌氧-缺氧-好氧”污水处理工艺,它是目前生物脱氮除磷工艺中应用较多的一种方法,是最简单的同步脱氮除磷工艺,通过厌氧-缺氧-好氧实现有机物的降解,原污水首先进入厌氧区,转化为小分子发酵产物,随后进入缺氧区,达到脱氮的目的,释放能量供本身生长繁殖,吸收周围环境中的磷,有机物经厌氧区、缺氧区后,浓度相应减少。
1.2 氧化沟工艺
通过把污水聚集到氧化沟中,与活性污泥直接进行接触,完成生化反应,达到使污水净化的目的。氧化沟法工艺步骤是格栅、氧化沟、二沉池、消毒池、出水。其具备一定的优势,一是工艺设计简单,可以省去部分中间环节,二是管理难度不大,三是具有较好的处理效果。
1.3 SBR法
SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)是序批式活性污泥法的简称,它是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥,可以省去初沉池,污泥消化池,二沉池和回流污泥泵房,处理设施比氧化沟还要简单,处理效果良好,同时还具有很强的脱氮除磷能力。因而SBR 工艺得到大力推广,成为业内人士十分关注的一种工艺。
1.4 A2/O氧化沟工艺
采用卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟工艺对某城镇生活污水进行处理,经改进,在氧化沟前面增设厌氧池(A-anaerobic)与缺氧池(A-anoxic),可以实现对氮、磷更高的去除率,适用于对脱氮除磷要求较高的中小型城镇生活污水的达标处理,也称 A2/O氧化沟工艺。
1.5 AB法
AB(Absorption Biodegradation)法是一种生物吸附#8212;降解两阶段活性污泥法,A 段负荷高,曝气时间短,仅0.5h左右,污泥负荷高达2-6 kgBOD5/kgMLSS#183;d,B 段污泥负荷较低,为0.15-0.30 kgBOD5/kgMLSS#183;d。该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率,适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水,通常要求进水BOD5≥250 mg/L,AB 法才有明显的优势。
1.6 活性污泥法
活性污泥法已被广泛使用,它是通过用人工充氧,分解污水中存在的各类微生物群体,再经过连续混合培养,培育出大量活性污泥,能全面分解有机污染物质。工艺步骤主要为进水、格栅、初沉池、曝气池、二沉池、出水。此工艺具备较多的优势,一是出水效果非常科学,二是BOD去除率高达九成以上,三是整体工艺简单,运行可靠。
1.7 人工湿地
在浅池内或低洼地上、填充选定的填料、在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、甚至具有经济价值的植物,构成一个完整的湿地生态系统。人工湿地通过物理化学生物等方法来净化污水。
2 城镇污水处理新工艺
2.1 CAST工艺
CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)工艺是澳大利亚开发的一种循环式活性污泥法,是在传统SBR工艺和ICEAS(Intermittent Cyclic Extended Aerenation System)工艺(周期循环延时曝气系统)基础上发展起来的一种新技术。它虽未被广泛使用但前景广阔。
2.2 复合式生物滴滤池工艺
复合式生物滴滤池是在传统生物滴滤池基础上改进的,并增加了除磷填料和改善了水流系统,有污泥量少、能耗低、供氧不受限制的特点,能在节省能耗的前提之下,供应生物滴滤池中微生物生长所需的氧气。改进后的生物滴滤池工艺在较低有机负荷、适宜温度下能有效去除生活废水中的CODcr,NH3-N,TN 和TP。
2.3 生物转盘法
生物转盘法(rotating biological disk)核心处理装置是表面附有生物膜的盘片。生物转盘工艺是污水灌溉和土地处理的人工强化,这种处理法使细菌和菌类的微生物、原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育,形成膜状生物性污泥-生物膜。污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触,生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养,使污水得到净化。
2.4 人工快渗工艺
人工快渗(Constructed Rapid Infiltration,CRI)污水处理工艺流程简单,污水经预处理后可直接进入人工快渗池进行二级生化处理,无需曝气,污泥量少并且处理简单,因此其建设成本、运营成本均较低。人工快渗作为一种强化土壤生态系统污水处理工艺,已被应用在各种污水处理场合,尤其在以处理生活污水为主的小规模城镇污水方面显示出明显的优势。
2.5 MST一体化装置
MST(Mini Sewage Treatment)小型污水处理装置,它将一个或多个装满填料的模块淹没在曝气池内组成一个完整的污水处理系统,实现了不同的物理、生化处理过程在同一个反应器内完成。采用该新型一体化技术来处理小城镇生活污水。该新型污水处理技术占地面积小、投资省、耗能低、运行管理方便,特别符合小城镇生活污水对处理工艺的要求。
2.6 IBR VFCW工艺
一体化生化反应池(IBR)与垂直流人工湿地(VFCW)混合工艺。IBR集中了生化反应与沉淀功能于一池中,能有效去除颗粒有机物和部分溶解性有机物,防止VFCW 堵塞, VFCW 具有独特的填料结构和布水模式,能够达到较高的水力负荷,充分地发挥了湿地系统降解污染物的能力。
3 我国城镇污水处理工艺应用现状
根据《城镇排水统计年鉴》(2011)和《全国投运城镇污水处理设施清单》,我国城镇污水处理厂采用的主题工艺主要包括8类,具体情况见表1。从表1可以看出,目前我国城镇污水处理厂中An/O工艺、氧化沟工艺、SBR类工艺占污水处理厂总数量的81.44%、占总设计处理能力的84.44%,为现阶段我国城镇污水处理的主力。
表1 城镇污水处理厂处理工艺及运行情况
工艺分类 |
污水处理厂数量/座 |
总设计处理能力/万 msup3;/d |
单座平均设计处理能力/万 msup3;/d |
最大处理能力/万 msup3;/d |
最小处理能力/万 msup3;/d |
运行负荷率/% |
平均单位电耗/Kw#183;h/msup3; |
活性污泥法类工艺 |
27 |
138.60 |
5.13 |
36 |
0.50 |
67.467 |
0.268 |
Asup2;/O及其改良工艺 |
536 |
4486.95 |
8.37 |
200 |
0.10 |
60.270 |
0.313 |
氧化沟类工艺 |
523 |
1920.50 |
3.67 |
30 |
0.20 |
73.678 |
0.306 |
SBR工艺 |
323 |
1226.85 |
3.80 |
40 |
0.10 |
71.273 |
0.28 |
百乐卡类工艺【注】 |
71 |
251.90 |
3.55 |
12 |
1.00 |
68.969 |
0.339 |
人工湿地类工艺 |
28 |
49.30 |
1.76 |
5 |
0.10 |
67.328 |
0.186 |
生物膜类工艺 |
90 |
440.50 |
4.89 |
40 |
0.10 |
81.730 |
0.35 |
其他类处理工艺 |
99 |
527.00 |
5.32 |
65 |
0.10 |
67.158 |
0.361 |
【注】:百乐卡工艺为活性污泥法的一种改进,起源于德国,由氧化塘工艺发展而成。
4 结语
城镇生活污水处理是水处理工程建设重点内容之一,其处理始终从当地经济环境,地理环境出发,坚持因地制宜,满足人们生活和工作的需求。在城镇生活污水工程设计中,在确保使用功能完善、控制经济成本等前提要求的同时也要从节水节能的角度出发进行科学、合理的优化,同时依靠科技进步,通过不断采取新工艺、新材料、新设备来达到人民生活用水需求。
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