几种常用污水处理工艺的比较【精华】1.doc

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1、几种常用生活污水处理工艺的比较1几种先进的污水处理技术介绍11污水处理各种工艺优缺点对比22常见的几种工业污水处理技术28常见的几种污水处理工艺29几种常用生活污水处理工艺的比较一、概述生活污水处理工艺目前已相当成熟,其核心技术为活性污泥法和生物膜法,对活性污泥法(或生物膜法)的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺,传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况,选用合理的污水处理工艺,对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍,包括氧化沟、序批式活性污泥法(SBR)、生物接触氧化

2、法、曝气生物滤池(BAF)、A-0工艺、膜生物反应器(MBR)等。二、 中小型生活污水处理工艺简介典型的生活污水处理完整工艺如下:污水前处理 生化法 二沉池消毒 出水| |-污泥处理系统-前处理也称为预处理技术,常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。由于生活污水处理的核心是生化部分,因此我们称污水处理工艺是特指这部分,如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厌氧和好氧)处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺,根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。1、氧化沟工艺氧化沟是活

3、性污泥法的一种变形,其池体狭长,故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式,典型的有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气沉淀一体化氧化沟氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂,其规模从每日几百立方米至几万立方米,工艺日趋完善,其构造型式也越来越多。其主要特点是:进出水装置简单;污水的流态可看成是完全混合式,由于池体狭长,又类似于推流式;BOD负荷低,处理水质良好;污泥产率低,排泥量少;污泥龄长,具有脱氮的功能。设计要点:混合液悬浮固体浓度5000mg/l;生物固体平均停留时间,去除BOD5时,取58天,当要求硝化反应时取1030天;水力停留时间为20、24、36、48h,根

4、据对处理水水质要求而定;BODSS负荷(Ns)为0.030.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容积负荷(Nv)为0.10.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比为50150%;混合液在渠内的流速为0.40.5m/s;沟底流速为0.3 m/s。但氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较,能耗高,且占地面积较大。2、A/O法即厌氧好氧污水处理工艺,流程如下:生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。 该法中

5、微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点: 1、由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷; 2、由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力; 3、剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。特点 生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点,但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中,所以生

6、物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧,而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧,相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料,也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 25的悬浮状态活性污泥,对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的优点。生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同,就是以生物膜吸附废水中的有机物,在有氧的条件下,有机物由微生物氧化分解,废水得到净化。生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中,丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素;而在生物接

7、触氧化池中,丝状菌在填料空隙间呈立体结构,大大增加了生物相与废水的接触表面,同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力,对水质负荷变化有较大的适应性,所以是提高净化能力的有力因素。处理装置 按结构分为分流式和直接式两类,其结构如图生物接触氧化池所示分流式的曝气装置在池的一侧填料装在另一侧依靠泵或空气的提升作用,使水流在填料层内循环,给填料上的生物膜供氧。此法的优点是废水在隔间充氧,氧的供应充分,对生物膜生长有利。缺点是氧的利用率较低,动力消耗较大;因为水力冲刷作用较小,老化的生物膜不易脱落新陈代谢周期较长生物膜活性较小;同时还会因生物膜不易脱落而引起填料堵塞。直接式是在氧化池填料底部直接鼓风

8、曝气。生物膜直接受到上升气流的强烈扰动,更新较快,保持较高的活性;同时在进水负荷稳定的情况下,生物膜能维持一定的厚度,不易发生堵塞现象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右为宜。选用适当的填料以增加生物膜与废水的接触表面积是提高生物膜净化废水能力的重要措施。一般采用蜂窝状填料。蜂窝状填料的比表面积如:蜂窝状填料孔径须根据废水水质(BOD即五日生化需氧量、悬浮物等的浓度)、BOD负荷、充氧条件等因素进行选择。在一般情况下BOD浓度为100300毫克升,孔径可选用32毫米;BOD为50100毫克升可选用1520毫米;如在50毫克升以下,可选用1015毫米孔径的填料。填料要质量轻,强度好,抗氧化腐蚀性强,

9、不带来新的毒害。目前采用较多的有玻璃布、塑料等蜂窝状填料,此外,也可采用绳索、合成纤维、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窝状、网状、斜波纹板等。 生物接触氧化法的 BOD负荷与废水的基质浓度有关,对低BOD浓度(50300毫克升)废水每日每立方米的填料采用25千克(BOD),废水停留时间为0.51.5小时,氧化池内耗氧量约13毫克升。由于氧化池内生物量较大,处理负荷高,可控制溶解氧量较高,一般要求氧化池出水中剩余溶解氧为23毫克升。为了节省运行费用,并提高污水的可生化性,在生物接触氧化池前加厌氧水解调节池,将厌氧工艺控制在水解酸化阶段,旨在利用厌氧条件下多种产酸菌的胞外酶分解水中长链有机物,产

10、生有机酸、醇等,废水中的有机物水解酸化后,可生化性得到了提高,利于发挥后续好氧工艺的生物降解性能,使整个工艺能节能运行并使出水优良。设计要点:A:厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式,设计水力停留时间为24小时。厌氧池下部为污泥床区,污泥床厚度通常控制在11.2M之间,进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统,底部设布水沟,保留污泥不沉积底部,呈悬浮状态。污泥床平均浓度为3035g/l则污泥负荷为0.350.30kgCODcr/kg(ss).d。B:生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料,微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面,一部分则以絮状悬浮生

11、长于水中,因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统(设计时必须考虑投资及运行成本)。为培养微生物的不同的优势菌种,将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时,有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时,有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法优点在于:体积负荷高,停留时间短,节约占地面积;生物活性高;有较高的微生物浓度;污泥产量低;出水水质好且稳定;动力消耗低;不产生污泥膨胀;挂膜方便,可间歇运行;工艺运行简单,操作方便,抗冲击负荷能力强。目前存在的问题主要是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞

12、现象,尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度,以消除堵塞;其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。3、SBR法序批式活性污泥法(SBRSequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初,美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究,并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下,在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的,一个操作过程分五个阶段:进水、反应、沉淀、滗水

13、、闲置。 由于SBR在运行过程中,各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说,只是时序控制,无空间控制障碍,所以可以灵活控制。因此,SBR工艺发展速度极快,并衍生出许多种新型SBR处理工艺。 前处理SBR反应器 过滤出水|污泥处置设计要点:理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围,为0.11.3 kgBOD5/m3.d,但为安全计,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反应时的水位,最低水位是指排放工序结束时的水位,最低水位必须保证在排水在此水位

14、时,沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺的主要特点有:出水水质较好;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。其缺点是池容和设备利用率低,占地面积较大、运行管理复杂,自控水平要求高。4、曝气生物滤池曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺,已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX (有害物质)的作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池 ( 二沉池 ) ,其 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,运行费用省。 曝气生物滤池,相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填 (滤

15、)料,在填料下鼓气,是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆,已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。BAF工艺的优点:1 、 总体投资省,包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费;2 、占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的80% ,厂区布置紧凑,美观;3 、处理出水质量好,可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准;4 、工艺流程短,氧的传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水的电耗低;5 、过滤速度高,处理负荷大大高于常规处理工艺;缺点:曝气生物滤池运行维护较复杂,尤其是填料的反洗与更换,从而导致运行费用也较高。5、MBR工艺膜-生物反应器工艺(

16、MBR工艺)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此,膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点,是目前最有前途的废水处理新技术之一。中空纤维膜组件置于MBR中,污水浸没膜组件,通过自吸泵的抽吸,利用膜丝内腔的抽吸负压来运行。膜组件材质为聚乙烯。膜

17、组件公称孔径为0.4 m,是悬浮固体、胶体等的有效屏障;中空纤维膜丝较细,有较好的柔韧性,能保持较长的寿命,即使有膜丝破损的现象发生,由于膜丝内径仅为 270 m,可被污泥迅速阻住,对处理水质完全没有影响。鼓风机曝气,在提供微生物生长所必须的溶解氧之外,还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面,阻止污泥聚集,保持膜通量稳定,设计气水比为201。 MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池,污泥在其中浓缩,并使污泥减容,上清液回流至调节池,MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。 前处理反硝化池 MBR池出水|污泥处置MBR的技术优势:? 出水水质好? 工艺参数易于控制,能实现HRT与SR

18、T的完全分离? 设备紧凑,省掉二沉池,占地少? 剩余污泥产量少? 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖? 克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端? 系统可采用PLC控制,易于实现全程自动化MBR工艺的缺点:MBR工艺造价相对较高,为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短,进口膜片价格过高,运行维护及更换费用较高。三、各种工艺之比较为了降低投资和运行成本,因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较,包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行系统的比较,因地制宜的选择适合的工艺。1、 在生活污水中的

19、应用随着我国水处理工艺技术的不断改进,近两年A-O、BAF及MBR工艺应用越来越广,前些年氧化沟工艺的应用较多,造价较低,适用于土地资源较丰富的地区。2、 占地面积与总池容氧化沟与SBR工艺占地面积较大,A-O、BAF工艺占地面积较小,MBR占地面积最小(为普通工艺占地面积的60%)。3、 投资费用相比较而言,氧化沟、SBR投资费用最低,A-O较低,MBR和曝气生物滤池造价相对较高,BAF较普通工艺高出25%左右,MBR根据膜的不同,价格相差较大(采用国产膜,总投资较普通工艺高出40%左右,进口膜则要高80%)。4、 运行成本及管理SBR自动化程度要求较高;氧化沟自动化程度较低;BAF反洗等很

20、难实现自动化操作,需人工操作,则人工费较高;若不考虑折旧费,单从人工费、电费、药剂费来考虑每日运行费用,MBR最低,为0.35元/d左右,BAF、A-O在0.50元/d左右;若考虑折旧费,考虑到MBR和BAF维护及更换费用较高,则其运行费用比A-O要高。5、 出水水质MBR 、BAF、A-O工艺出水水质较好,可满足回用标准,耐冲击负荷较高,运行稳定。四、结论每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足之处,不可能以一种工艺代替其他一切工艺,因此,要根据现场情况做出适宜的选择。根据甲方提供的相关资料,在可利用面积较少的前提下,不推荐使用氧化沟和SBR工艺。同时,为了降低投资和运行成本,确保出水水

21、质,根据技术上合理,经济上合算,管理方便,运行可靠且有利于近、远期结合的原则,进行工艺方案的优化抉择。因此,考虑到占地面积、投资及运行费用等,我方推荐使用A-O工艺。山东泰伟环保科技有限公司2009-5-22污水含有大量的漂浮物和悬浮物质,其中包括无机性和有机性两类。人类生活过程中产生的污水,是水体的主要污染源之一。主要是粪便和洗涤污水。城市每人每日排出的生活污水量为150400L,其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物,如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等;也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵;无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高,在

22、厌氧细菌作用下,易生恶臭物质。人们应该保护水资源工业废水造成的污染主要有:有机需氧物质污染,化学毒物污染,无机固体悬浮物污染,重金属污染,酸污染,碱污染,植物营养物质污染,热污染,病原体污染等。许多污染物有颜色、臭味或易生泡沫,因此工业废水常呈现使人厌恶的外观。各种工业废水的污染特征和废水中的主要污染物列表如下。雨水处理工艺 (2007-1-12)实验研究结果表明屋面和道路雨水水质可生化性较差,宜采用物化处理。雨水净化工艺视水质和使用目的确定,若出水作为杂用水。则处理工艺的选择应以简便、实用为原则,优先考虑混凝、沉淀、过滤等物化处理方案。1 屋顶雨水处理工艺屋顶雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公

23、共场所和企事业单位的非饮用水,如浇灌、冲厕、洗衣洗车、冷却循环等中水系统。参考屋顶雨水径流自然沉淀和混凝沉淀试验的结果,当自然沉淀时间超过90 min时,COD去除率达到30 以上 混凝沉淀对COD及SS的去除率明显高于自然沉淀但混凝沉淀工艺增加了投药设备,成本较高,如果有足够的停留时间, 自然沉淀是一种简单而有效的处理方法。2 道路庭院雨水处理工艺道路雨水水质污染程度大,水质复杂,应先除去初期径流,再进行混凝、沉淀、除油和过滤等工艺处理,必要时增加生物活性炭工艺,然后再回用或回灌地下水。在道路和庭院雨水径流中通常有许多大颗粒杂物和油污,使用滤栅除去径流中的树叶、纸张、塑料废弃物及其他大颗粒杂

24、物,如果滤栅被堵塞,采用溢流装置将水溢至沉淀池。对于雨水中的油污,采用弯管法拦截。例如,在雨水由沉淀池进入过滤池的管道上安装弯头使正常水位在弯头的进水口上漂浮在水面上的油污就被拦截在沉淀池内了。机动车道径流由于污染程度太高,处理难度与成本非常大,故不主张对其处理与回用,可直接排入市政管道进污水处理厂。3 常规雨水水质处理工艺(1)筛网与格栅。由于雨水中含有较粗的漂浮物与悬浮物,如树叶、果皮、纤维等,为减轻后续处理负荷,需采用格栅或筛网对其进行截留。格栅采用金属栅条,可用型钢直接焊接制成, 以细格栅为宜(栅条间距为25 mm);筛网采用平面条形滤网,倾斜或平铺放置,滤网间隔应在052mm之间。对

25、于道路径流雨水需设格栅与筛网去除雨水中较粗的悬浮物质对于屋顶径流,可不设格栅,直接采用筛网过滤,能去除绝大部分树叶与粗颗粒物质。(2)混凝沉淀。对于悬浮物含量较高的雨水,加设混凝设备能提高后续处理效率。混凝是水体中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。混凝剂推荐用铝盐、铁盐或聚合电解质,助凝剂可用生石灰、活化硅酸等。混凝剂投加采用液体投加方式,将固体溶解后配成一定浓度的溶液投入水中。沉淀是解决雨水泥沙与悬浮物的最适用的方法形式宜采用平流式沉淀池易于建造,沉淀效率较高。沉淀池停留时间最小不应超过2 min,对于屋顶径流(去除初雨后)等较清洁的雨水在沉淀后能去除70 的悬浮物、40 的有机污染物质,可

26、直接回用于绿地灌溉。对于道路径流等污染程度较严重的雨水,混凝沉淀能去除60 80 的污染物,但仍需进一步过滤处理。(3)过滤。过滤的目的是为了进一步去除前处理中剩余的悬浮物固体颗粒、胶体物质、浊度及有机物等, 提高出水水质。雨水在过滤之间应去除初期雨水, 否则滤池极易堵塞, 对于道路径流在过滤之间还应增加沉淀工艺。雨水过滤池设计一般采用单层滤池和双层滤池,单层滤池滤料可采用细砂滤料粒径以0512 mm 为宜, 也可粗至1520 mm滤层厚度为80l20 mm。双层滤池滤料采用无烟煤和细砂,滤料粒径与厚度与单层滤池接近。由于使用率低及操作简易的考虑,雨水过滤一般不设反冲洗装置,而是通过定期清理更

27、换上层滤料的做法防止滤池堵塞。结论(1)由于城市化过程中不透水地面面积迅速增长与雨水径流量的增加,降雨径流对大气污染物的淋洗及其对地表污染物的冲刷使其成为城市面源污染的主要形式,有Et渐严重的趋势。(2)雨水径流有明显的初期冲刷作用,污染物集中在初期的数毫米雨量中,因此,控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措初雨弃流装置主要有优先流法弃流池、切换式或小管弃流井、旋流分离式初雨弃流设备、自动翻板式初雨分离器等多种型式。(3)由于降雨径流的可生化性较差,因此建议采用物化方法对其进行处理,宜采用筛网格栅、混凝沉淀及过滤等工艺。 中国水处理化学品网几种污泥处理的方法及优缺点分析污

28、泥的卫生填埋这种处置方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。但是污泥填埋也存在一些问题,尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷,若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。 污泥的直接土地利用污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是最有发展潜力的一种处置方式,科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等

29、需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。 污泥的焚烧湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。 以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。污泥处理处置新技术 随着环保力度的加强和人们对已有污泥处理处置技术局限性的进一步认识,世界各国都在投入重金研发新技术,争取找到更经济、更合理的污泥处理方案。 石灰投加技术 脱水后的污泥进入料斗,料斗中加入石灰和氨基璜酸,石灰投量为湿

30、泥量的10一15,氨基璜酸的投量约为石灰投量的1。由于氨基璜酸在反应过程中产生氨气,增强了整个工艺的杀菌效果,降低了反应温度。污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中搅拌后,由双螺旋进料机推入柱塞泵进料口,通过柱塞泵送入反应器,在70下停留30 min,输出的产品可达到美国EPA PART503 CLASS A标准。反应后的污泥泵送至料仓,密封容器中产生的气体经洗涤塔处理后排放。 该工艺的特点: pH12,延续时间长,杀菌彻底;高pH使大部分金属离子沉淀,降低了其可溶性和活跃程度;污泥的含固率可提高至30;去除了污泥中的臭气,系统全密封,无环境污染;系统全自动,操作维护简单:加入少量氨基璜酸,减少了石灰

31、用量和反应时间,降低了运行成本。 污泥碳化技术 所谓污泥碳化,就是通过一定的手段,使污泥中的水分释放出来,同时又最大限度地保留污泥中的碳值,使最终产物中的碳含量大幅提高的过程(Sludge Carbonization o在世界范围内,污泥碳化主要分为3种。 (1)高温碳化。碳化时不加压,温度为649982。先将污泥干化至含水率约30,然后进入碳化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用,其热值约为8 36012 540 kJkg(日本或美国)。技术上较为成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工业以及美国的IES等。该技术可以实现污泥的减量化和资源化,但由于其技术复杂,运行成本高,产品中的热

32、值含量低,目前尚未有大规模地应用,最大规模的为30删湿污泥。 (2)中温碳化。碳化时不加压,温度为426537。先将污泥干化至含水率约90,然后进入碳化炉分解。工艺中产生油、反应水(蒸汽冷凝水)、沼气(未冷凝的空气)和固体碳化物。该技术的代表为澳大利亚ESI公司。该公司在澳洲建设了1座100td的处理厂。该技术可以实现污泥的减量化和资源化,但由于污泥最终的产物过于多样化,利用十分困难。另外,该技术是在干化后对污泥实行碳化,其经济效益不明显,除澳洲一家处理厂外,目前尚无其他潜在的用户。 (3)低温碳化。碳化前无需干化,碳化时加压至68 MPa,碳化温度为315,碳化后的污泥成液态,脱水后的含水率

33、50以下,经干化造粒后可作为低级燃料使用,其热值约为15 04820 482 kJkg(美国)。 该技术通过加温加压使得污泥中的生物质全部裂解,仅通过机械方法即可将污泥中75的水分脱除,极大地节省了运行中的能源消耗。污泥全部裂解保证了污泥的彻底稳定。污泥碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值,为裂解后的能源再利用创造了条件14t。 污泥水解热干化技术污泥水热干化技术通过将污泥加热,在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解,破坏污泥的胶体结构,可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加,颗粒碰撞增大,颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏,使束缚水和固体颗粒分离。经过水热处理的污泥在

34、不添加絮凝剂的情况下机械脱水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏观上表现为挥发性悬浮固体浓度减少和COD、BOD以及氨氮等浓度增加。水热干化技术采用浆化反应器,通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌,提高了系统的处理效率;在水热反应器中,采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式,强化了传质传热过程,可以避免局部过热结焦碳化:在连续闪蒸反应器中,实现了系统能量的有效回收旧。几种先进的污水处理技术介绍 一、连续循环曝气系统(CCAS) A、CCAS工艺简介 CCAS工艺,即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是

35、在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功,但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后,自动控制技术和监测技术有了飞速发展,新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功,为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水,周期排水,延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前

36、最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。 CCAS工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。 经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池,在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行,使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮,和在“好氧-厌氧”的反复中完

37、成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制,并可调整的程序,由计算机集中自控。 CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势: (1)曝气时,污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。 (2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。 (3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物(SS)极低,低的SS值也保证了磷的去除效果。 CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对

38、设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。 B、国内外城市污水处理厂发展概况 水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加,水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策,中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标,要求城市污水集中处理率达20%。目前,我国正处于城市污水处理事业的大发展时期,尤其随着国家西部大开发战略的实施,中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。 城市生活污水处理自200年前工业革命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明

39、与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向: (1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞

40、大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 (2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 (3)占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 (4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家污水综合排放标准(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。 (5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机

41、技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。 C、几种处理系统的工艺比较 为了选择出工艺上最可靠,投资上最经济,管理上最方便的城市污水处理系统,结合当地的实际情况,我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。 目前,国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺

42、国内外都已成熟,差别不大。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前,这一处理工艺有多种方法,归结起来,有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前,这几种代表工艺在国内外都有实际应用。二、SPR高浊度污水处理技术 在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天,缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁,缺水危机已经是我们面临的现实,解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得,来源稳定,容易收集,是可靠且稳定的供

43、水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。 城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键,污水净化处理的流程要简单可靠,投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受,处理后出水的水质要满足回用的要求。 沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求,处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统,既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统,也回避不了投资

44、和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以,环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市,投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。 最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利 )将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内 ,在30分钟流程里快速完成 。它容许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水,处理后出水的悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度);它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污

45、水,处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一 、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ,就能够获得三级处理水平的效果 ,实现城市污水的再生和回用。 SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出,形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒;选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来;然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体;再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理,在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离;清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后,达到三级处理的水准,出水实现

46、回用;污泥则在浓缩室内高度浓缩,定期靠压力排出,由于污泥含水率低,且脱水性能良好,可以直接送入机械脱水装置,经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖,免除了二次污染。 最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后,为城市提供了第二淡水水源,为城市的可持续发展提供了必不可少的条件,其经济效益和社会效益是不可估量的. SPR污水处理系统与众不同的技术特点 1 。城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道 、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的 ,依照紊流速度

47、 、混合时间 、和水力学结构数据设计 ,得以十分充分的混合 ,为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件 。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的 。 2 。SPR系统处理城市污水时 ,采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用 ,靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物 、重金属离子 和有害的盐类从水中析出 ,成为有固相界面的微小颗粒 (它包含有污水三级处理的作用)。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度 。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌 。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团 。这样发挥各药剂的单独

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