污水处置简介.doc

1、1【污水处置简介】按污水来源分类，污水处置一般分为生产污水处置和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活发生的污水 , 指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括： 漂浮和悬浮的大小固体颗粒； 胶状和凝胶状扩散物；纯溶液。按污水的性质来分 , 水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有： 1 未经处置而排放的工业废水； 2 未经处置而排放的生活污水； 3 大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水； 4 堆放在河边的工业废弃物和生

2、活垃圾； 5 水土流失； 6 矿山污水。污水处置被广泛应用于建筑、农业 , 交通、能源、石化、环保、乡村景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。中国七大水系的污染水平依次是辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江，其中 42% 水质超越 3 类标准（不能做饮用水源）全国有 36% 乡村河段为劣 5 类水质，丧失使用功能。大型淡水湖泊（水库）和城市湖泊水质普遍较差， 75% 以上的湖泊富营养化加剧，主要由氮、磷污染引起。目前乡村生活污水排放已是国城市水的主要污染源，乡村生活污水处置是当前今后乡村节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我要把处理生活污水设施的建设作为

3、乡村基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情。2现有污水处理的设施污水处置设施有许多，但最主要的有一下几种：1. 离心机离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开 ( 例如从牛奶中分离出奶油 ) 也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。2. 污泥脱水机污泥脱水机特点是可自动控制运行 , 连续生产 , 无级调速 , 对多种污泥适用 , 适用于给水排水 , 造纸 , 铸造 , 皮

4、革 , 纺织 , 化工 , 食品等多种行业的污泥脱水。3. 曝气机曝气机是通过散气叶轮，将 “ 微气泡 ” 直接注入未经处置的污水中，混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，气泡群的浮升作用下 “ 絮团 ” 浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，装置方便，节省运行费用与占地面。4. 微滤机微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质（细小的悬浮物、纤维、纸浆等）即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出

5、。运行时，转鼓 2/5 直径局部露出水面，转数为 1-4r/min 滤网过滤速度可采用 30-120m/h 冲洗水压力 0.5-1.5kg/cm2 冲洗水量为生产水量的 0.5-1.0% 用于水库水处理时，除藻效率达 40-70% 除浮游生物效率达 97-100% 微滤机占地面积小，生产能力大（ 250-36000m3/d 操作管理方便，已胜利地应用于给水及废水处理。3现 有 的 污 水 处 理 工 艺化 学 强 化 生 物 除 磷 污 水 处 理 工 艺污 水 处 理 过 程 中 ， 我 国 的 主 要 河 流 和 湖 泊 由 于 受 磷 污 染 ， 富 营 养 化 严 重 ，国 家 环 保

6、 局 为 控 制 磷 污 染 ， 对 磷 排 放 制 定 了 比 较 严 格 的 标 准 。 化 学 强 化 生 物除 磷 污 水 处 理 工 艺 以 除 去 污 水 中 有 机 污 染 物 和 各 种 形 态 的 磷 为 主 ， 此 污 水 处理 工 艺 将 化 学 除 磷 和 生 物 除 磷 一 体 化 ， 通 过 厌 氧 消 化 生 物 系 统 中 活 性 污 泥 产生 挥 发 性 有 机 酸 ， 作 为 聚 磷 菌 生 长 的 基 质 或 称 之 为 营 养 物 ， 使 聚 磷 菌 在 活 性污 泥 中 选 择 性 增 殖 ， 并 将 其 回 流 到 生 物 系 统 中 ， 使 生 物

7、 污 水 处 理 系 统 工 作在 高 效 除 磷 状 态 ； 同 时 污 泥 在 厌 氧 条 件 下 产 生 的 磷 释 放 ， 通 过 化 学 除 磷 消 除 。这 是 一 种 高 效 市 政 污 水 处 理 工 艺 技 术 ， 满 足 了 我 国 现 阶 段 ， 为 解 决 水 体 富 营养 化 ， 需 要 在 常 规 二 级 污 水 处 理 基 础 上 进 一 步 除 磷 的 要 求 。 循 环 间 歇 曝 气 污 水 处 理 工 艺我 国 经 济 发 展 水 平 各 地 相 差 较 大 ， 经 济 发 展 滞 后 的 城 市 还 不 能 拿 出 很 多资 金 用 于 污 水 治 理

8、， 因 此 ， 怎 样 利 用 有 限 的 资 金 ， 降 低 环 境 污 染 ， 是 很 多 城市 政 府 面 临 的 问 题 。 在 污 水 处 理 方 面 ， 直 到 不 久 前 ， 一 些 城 市 还 采 用 一 级 或一 级 强 化 处 理 工 艺 技 术 ， 出 水 达 不 到 国 家 二 级 排 放 标 准 对 除 去 有 机 污 染 物 的要 求 。 循 环 间 歇 曝 气 工 艺 充 分 发 挥 高 负 荷 氧 化 沟 处 理 效 率 高 的 优 点 ， 又 充 分利 用 序 批 式 活 性 污 泥 污 水 处 理 工 艺 出 水 好 的 特 点 ， 保 证 了 系 统 出

9、水 达 到 国 家污 水 排 放 一 级 标 准 在 除 去 有 机 污 染 物 方 面 的 要 求 。 在 投 资 和 运 行 费 用 上 比 通常 以 除 去 有 机 污 染 物 为 主 的 二 级 生 物 污 水 处 理 系 统 降 低 左 右 ， 是 适 合我 国 现 阶 段 污 水 处 理 要 求 的 工 艺 技 术 。 旋 转 接 触 氧 化 污 水 处 理 工 艺旋 转 接 触 氧 化 污 水 处 理 工 艺 技 术 是 在 生 物 转 盘 技 术 基 础 上 ， 结 合 生 物 接触 氧 化 技 术 优 点 发 展 起 来 的 新 一 代 好 氧 生 物 膜 处 理 技 术 。

10、 旋 转 接 触 氧 化 污 水处 理 工 艺 技 术 和 成 套 设 备 提 供 了 一 种 简 单 和 可 靠 的 污 水 处 理 方 法 。 整 个 污 水处 理 系 统 中 的 转 轴 是 唯 一 的 转 动 部 分 ， 一 旦 机 器 出 了 故 障 ， 一 般 机 械 人 员 都可 以 进 行 维 修 。 系 统 生 物 量 会 根 据 有 机 负 荷 的 变 化 而 自 动 补 偿 。 附 在 转 盘 上的 微 生 物 是 有 生 命 的 ， 当 污 水 中 的 有 机 物 增 加 时 ， 微 生 物 随 之 增 加 ， 相 反 ，当 污 水 中 的 有 机 物 减 少 时 ，

11、微 生 物 随 之 减 少 。 所 以 这 污 水 处 理 系 统 的 工 作 效4果 不 容 易 受 到 流 量 和 负 荷 的 突 然 变 化 和 停 电 的 影 响 。 运 行 费 用 低 ， 只 有 其 他曝 气 污 水 处 理 系 统 耗 电 的 八 分 之 一 到 三 分 之 一 。 占 地 面 积 仅 相 当 常 规 活 性污 泥 法 一 半 。 由 于 生 物 系 统 中 生 长 的 微 生 物 种 类 多 ， 能 够 高 效 处 理 各 种 难降 解 工 业 污 水 。 连 续 循 环 曝 气 系 统 工 艺连 续 循 环 曝 气 系 统 工 艺 （ Continuous C

12、ycle Aeration System） 是 一 种 连续 进 水 式 SBR 曝 气 系 统 。 污 水 处 理 工 艺 CCAS 是 在 SBR（ Sequencing Batch Reactor， 序 批 式 处 理 法 ） 的 基 础 上 改 进 而 成 。 CCAS 污 水 处 理 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 。 污

13、 水 处 理 工 艺 CCAS 上 独 特 的 优 势 ： (1)曝 气 时 ， CCAS 污 水 处 理 的 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

14、悬 浮 物极 低 ， 低 的 值 也 保 证 了 磷 的 去 除 效 果 。 CCAS 污 水 处 理 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 设 计 、 培 训 、 安装 、 调 试 等 工 作 要 求 较 严 格 。 曝 气 生 物 滤 池 生 活 污 水 处 理 工 艺 流 程污 水 处 理 工 艺 流 程 简 介 ： 曝 气 生 物 滤 池 ， 就 是 在 生 物 滤 池 处 理 装 置 中设 置 填 料 ， 通 过 人 为 供

15、氧 ， 使 填 料 上 生 长 大 量 的 微 生 物 。 这 种 污 水 处 理 工 艺流 程 装 置 由 滤 床 、 布 气 装 置 、 布 水 装 置 、 排 水 装 置 等 组 成 。 曝 气 装 置 采 用配 套 专 用 曝 气 头 ， 产 生 的 中 小 气 泡 经 填 料 反 复 切 割 ， 达 到 接 近 微 控 曝 气 的 效果 。 由 于 反 应 池 内 污 泥 浓 度 高 ， 处 理 设 施 紧 凑 ， 可 大 大 节 省 占 地 面 积 ， 减 少反 应 时 间 。 城 市 污 水 SPR 除 磷 工 艺污 水 处 理 工 艺 流 程 简 介 ： 水 体 富 营 养 化

16、 主 要 原 因 是 人 类 向 水 体 排 放 了 大量 的 氨 氮 和 磷 ， 磷 是 水 体 富 营 养 化 的 最 主 要 因 素 。 纵 观 国 内 污 水 处 理 流 程 工艺 ， 除 磷 技 术 一 直 是 困 扰 污 水 处 理 厂 运 行 的 难 题 。 传 统 的 物 化 除 磷 技 术 需 要大 量 的 药 剂 ， 具 有 运 行 成 本 高 、 污 泥 产 量 大 的 缺 点 ； 前 置 厌 氧 的 生 物 除 磷 工艺 具 有 运 行 费 用 低 的 优 点 ， 但 是 由 于 完 全 依 赖 于 微 生 物 的 摄 磷 、 释 磷 作 用 ，5难 以 达 到 国 家

17、 污 水 处 理 工 艺 流 程 的 要 求 。 当 考 虑 中 水 回 用 时 ， 则 更 难 达 到要 求 。 A/O 生 物 滤 池 污 水 处 理 工 艺 流 程污 水 处 理 工 艺 流 程 简 介 ： 由 于 我 国 小 城 镇 居 住 点 分 散 ， 污 水 源 分 布 点 多量 少 ， 城 镇 级 污 水 厂 的 规 模 多 低 于 10000 吨 /日 。 目 前 国 内 大 中 型 城 市 污 水处 理 厂 经 常 采 用 的 污 水 处 理 工 艺 有 传 统 活 性 污 泥 法 、 A2/O、 SBR、 氧 化 沟等 ， 如 果 以 这 些 技 术 建 设 小 城 镇

18、污 水 处 理 厂 会 造 成 由 于 居 高 不 下 的 运 行 费 用 ，无 法 持 续 运 行 。 必 须 针 对 小 城 镇 的 特 点 采 用 投 资 省 ， 运 行 费 用 低 ， 技 术 稳 定可 靠 ， 操 作 与 管 理 相 对 简 单 的 工 艺 。 MBFB 膜 生 物 流 化 床 工 艺MBFB 工 艺 用 于 污 水 深 度 处 理 ， 能在 原 有 污 水 达 标 排 放 的 基 础 上 ， 经过 生 物 流 化 床 和 陶 瓷 膜 分 离 系 统 ， 进一 步 降 低 COD、 NH-N、 浊 度 等 指 标 ，一 方 面 可 直 接 回 用 ， 另 一 方 面

19、也 可 作为 RO 脱 盐 处 理 的 预 处 理 工 艺 ， 替 代 原有 砂 滤 、 保 安 过 滤 、 超 滤 等 冗 长 过 滤流 程 ， 同 时 有 机 物 含 量 的 降 低 大 大 提 高 RO 膜 使 用 寿 命 ， 降 低 回 用 水 处 理 成本 ， 无 机 陶 瓷 膜 分 离 系 统 ， 是 世 界 第 一 套 污 水 处 理 专 用 的 无 机 膜 分 离 系 统 ，和 其 它 的 有 机 膜 、 无 机 膜 相 比 ， 具 有 膜 通 量 大 、 可 反 冲 、 全 自 动 操 作 等 优 势 。编 辑 本 段 国 外 污 水 处 理 技 术欧 洲 城 市 污 水 处

20、 理 技 术 可 持 续 生 物 除 磷 脱 氮 工 艺 以 控 制 富 营 养 化 为 目 的 的 氮 、 磷 脱 除 已 成 为 各 国 主 要 的 奋 斗 目 标 。 无 疑 ，应 付 日 趋 严 格 的 排 放 标 准 ， 传 统 工 艺 会 因 上 述 弊 端 而 雪 上 加 霜 。 在 此 情 形 下 ，发 展 可 持 续 污 水 处 理 工 艺 变 得 势 在 必 行 。 所 谓 可 持 续 污 水 处 理 工 艺 就 是 朝 着最 小 的 COD 氧 化 、 最 低 的 CO2 释 放 、 最 少 的 剩 余 污 泥 产 量 以 及 实 现 磷 回 收和 处 理 水 回 用 等

21、 方 向 努 力 。 这 就 需 要 以 较 综 合 的 方 式 来 解 决 污 水 处 理 问 题 ，即 污 水 处 理 不 应 仅 仅 是 满 足 单 一 的 水 质 改 善 ， 同 时 也 需 要 一 并 考 虑 污 水 及 所含 污 染 物 的 资 源 化 和 能 源 化 问 题 ， 且 所 采 用 的 技 术 必 须 以 低 能 量 消 耗 （ 避 免出 现 污 染 转 移 现 象 ） 、 少 资 源 损 耗 为 前 提 。 发 展 新 颖 的 污 水 生 物 处 理 工 艺 依 赖 于 在 微 生 物 学 及 生 物 化 学 方 面 的 新 发现 或 新 认 识 。 荷 兰 研 究

22、 人 员 Mulder 在 10 年 前 发 现 了 厌 氧 氨 （ 氮 ） 氧 化 现象 。 与 此 同 时 ， 南 非 、 荷 兰 、 日 本 等 国 科 学 家 对 生 物 摄 /放 磷 代 谢 机 理 重 新6认 识 后 确 定 了 反 硝 化 除 磷 新 途 径 。 这 两 种 新 技 术 的 研 发 与 应 用 对 发 展 可 持续 污 水 生 物 处 理 工 艺 具 有 划 时 代 意 义 的 推 动 作 用 。 本 文 以 厌 氧 氨 氧 化 和 反硝 化 除 磷 技 术 为 蓝 本 ， 详 细 介 绍 它 们 的 技 术 原 理 、 工 艺 流 程 以 及 在 欧 洲 的 应

23、用 情 况 ； 在 此 基 础 之 上 提 出 一 个 以 转 换 有 机 能 源 （ 甲 烷 ） 、 回 收 磷 化 合 物（ 鸟 粪 石 ） 和 回 用 处 理 水 （ 非 饮 用 目 的 ） 为 目 标 的 可 持 续 城 市 污 水 生 物 除 磷脱 氮 技 术 推 荐 工 艺 。 在 污 水 生 物 除 磷 实 践 中 ， 南 非 开 普 顿 大 学 （ UCT） 研 究 人 员 最 早 发 现专 性 好 氧 细 菌 不 是 唯 一 对 磷 的 生 物 摄 /放 起 作 用 的 菌 种 ， 兼 性 反 硝 化 细 菌 也有 着 很 强 的 生 物 摄 /放 磷 现 象 。 反 硝 化

24、 细 菌 的 生 物 摄 /放 磷 作 用 被 荷 兰 代 尔 夫特 工 业 大 学 （ TUDelft） 和 日 本 东 京 大 学 （ UT） 研 究 人 员 合 作 研 究 确 认 ， 并冠 名 为 反 硝 化 除 磷 （ denitrifyingdephosphatation） 。 在 磷 的 生 物 摄 /放 过 程 中 ，反 硝 化 除 磷 细 菌 以 硝 酸 氮 取 代 氧 作 为 电 子 接 受 体 ， 也 就 是 说 反 硝 化 除 磷 细 菌能 将 反 硝 化 脱 氮 和 生 物 除 磷 这 两 个 原 本 认 为 彼 此 独 立 的 作 用 合 二 为 一 。 显 然 ，

25、在 结 合 的 除 磷 脱 氮 过 程 中 ， COD 和 氧 的 消 耗 量 均 能 得 到 相 应 节 省 。 比 较 传统 的 专 性 好 氧 磷 细 菌 去 除 工 艺 ， 反 硝 化 除 磷 细 菌 能 分 别 节 省 约 50%和 30%的 COD 与 氧 的 消 耗 量 ， 相 应 减 少 剩 余 污 泥 量 50%。 在 反 硝 化 除 磷 过 程 中 由于 COD 需 要 量 的 大 为 减 少 ， 过 剩 的 COD 因 此 能 被 分 离 ， 并 使 之 甲 烷 化 ，从 而 避 免 COD 单 一 的 氧 化 稳 定 （ 至 CO2） 。 归 因 于 曝 气 能 量 的

26、 减 少 ， 以 及过 剩 COD 甲 烷 化 后 能 量 的 产 生 ， 这 种 综 合 的 能 量 节 约 最 终 会 导 致 释 放 到 大气 的 CO2 量 明 显 减 少 。 因 此 ， 具 有 反 硝 化 除 磷 细 菌 富 集 的 处 理 系 统 可 以 被视 为 可 持 续 处 理 工 艺 。 传 统 上 ， 两 个 已 得 到 充 分 确 认 的 生 物 途 径 ， 硝 化（ NH+4 NO3-） 与 反 硝 化 （ NO3 N2） 被 应 用 于 污 水 处 理 的 生 物 脱 氮 。 这种 传 统 生 物 脱 氮 途 径 从 可 持 续 角 度 看 并 不 是 最 佳 的

27、 ， 因 为 充 分 地 氧 化 氨 氮 到硝 酸 氮 首 先 要 消 耗 大 量 能 源 （ 因 曝 气 ） ； 其 次 ， 还 需 要 有 足 够 碳 源（ COD） 来 还 原 硝 酸 氮 到 氮 气 。 对 这 一 传 统 脱 氮 途 径 的 改 进 可 借 助 于 新 近 由荷 兰 TUDelft 研 发 的 一 种 中 温 亚 硝 化 技 术 SHARON 来 实 现 。 在 亚 硝 化/反 硝 化 脱 氮 途 径 中 ， 亚 硝 酸 氮 为 仅 有 的 中 间 过 渡 形 态 ； 这 一 途 径 无 论 对 氧 化（ NH+4 NO2-） 还 是 还 原 （ NO2- N2） 均

28、 能 起 到 最 小 量 化 的 作 用 ， 意 味着 O2 和 COD 消 耗 量 的 双 重 节 约 。 显 然 ， 亚 硝 化 /反 硝 化 脱 氮 途 径 可 以 成 为一 种 可 持 续 的 脱 氮 技 术 。 此 外 ， 荷 兰 TUDelft 研 究 人 员 几 乎 在 同 一 时 期 还 试 验 确 认 了 一 种 新 的 氨氮 转 换 途 径 ， 这 使 得 氨 氮 以 亚 硝 酸 氮 作 为 电 子 接 受 体 而 被 直 接 氧 化 至 氮 气 成为 可 能 。 这 种 厌 氧 条 件 下 的 氨 氮 氧 化 与 亚 硝 化 过 程 （ 如 SHARON 工 艺 ） 相结 合 在 工 程 上 能 够 实 现 氨 氮 的 最 短 途 径 转 换 ， 这 就 意 味 着 生 物 脱 氮 过 程 中 能源 与 资 源 消 耗 量 的 最 小 化 完 全 可 能 。 污 水 处 理 过 程 中 氮 的 所 有 可 能 转 换 途 径列 于 图 1.与 传 统 脱 氮 工 艺 相 比 较 ， 很 明 显 ， 由 厌 氧 氨 氧 化 与 亚 硝 化 工 艺 相 结合 的 氮 的 完 全 自 养 转 换 方 式 是 一 种 最 可 持 续 的 污 水 脱 氮 途 径 。 7