城鎮污水常用(yòng)污水處理(lǐ)設備及工藝

城鎮污水常用(yòng)污水處理(lǐ)設備及工藝

    改革開放二十多(duō)年後，經濟不斷快速發展，環境污染問題日漸嚴重，我國(guó)開始重視環境污染問題，引進一些污水處理(lǐ)技(jì )術，如一級處理(lǐ)技(jì )術(加藥沉澱)、傳統活性污泥法等。90年代未期，各大中城市紛紛上馬污水處理(lǐ)項目，不斷引進各種污水處理(lǐ)技(jì )術，如生物(wù)接觸氧化法、人工濕地、生物(wù)濾池、AB法、氧化溝法、SBR, A/0, Az/0等[[6]。這一時期，随着大批的污水處理(lǐ)廠運行，各污水處理(lǐ)工藝的優缺點得以充分(fēn)暴露，我國(guó)也得以對各污水處理(lǐ)工藝進行系統的學(xué)習、吸收、研究及發展。進入二十一世紀，我國(guó)對水污染治理(lǐ)問題更加重視，特别是2002年發布了《城鎮污水處理(lǐ)廠污染物(wù)排放标準》
  (GB18918-2002)，明确了新(xīn)建、改建、擴建的城鎮污水處理(lǐ)廠執行一級排放标準，使一些具有脫氮除磷的先進污水處理(lǐ)工藝得以推廣應用(yòng)，如改良型Az/0、倒置AZ/0, UCT,MUCT, MSBR, ICEAS, CASS,曝氣氧化溝法、 MSBR等〔闊;使我國(guó)污水處理(lǐ)技(jì )術得到快速發展，接近了發達國(guó)家污水處理(lǐ)技(jì )術水平。

    目前，國(guó)内外應用(yòng)較廣泛，且運行處理(lǐ)效果較好的，主要有AZ/0,曝氣氧化溝法及MSBR三種處理(lǐ)工藝;下面簡單介紹這三種污水處理(lǐ)工藝。
      (1) AZ/0工藝
    Az/0工藝即厭氧\缺氧\好氧活性污泥工藝。其工藝原理(lǐ)是在Al0工藝的厭氧區(qū)之後、好氧區(qū)之前增設一個缺氧區(qū);好氧區(qū)具有硝化功能(néng)，并使其中的混合液回流至缺氧區(qū)進行反硝化，使之脫氮。污水在流經三個不同功能(néng)分(fēn)區(qū)的過程中，在不同微生物(wù)菌群作(zuò)用(yòng)下，污水中的有機物(wù)、氮和磷便得到去除，達到同時進行生物(wù)脫氮除磷的目的。;其流程見圖1-1

    該工藝是最簡單的脫氮除磷工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，可(kě)有效抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹問題，使得活性污泥的SVI值一般小(xiǎo)于100，有利于泥水分(fēn)離;在厭氧和缺氧段内隻設攪拌器，運行操作(zuò)簡便，管理(lǐ)簡單。由于厭氧、缺氧和好氧三個區(qū)可(kě)嚴格分(fēn)開，利于不同微生物(wù)菌群的繁殖生長(cháng)，其脫氮除磷效果很(hěn)好。目前，該工藝在國(guó)内外均得到廣泛使用(yòng)。該工藝缺點:回流的活性污泥直接進入厭氧池，其中夾帶的大量硝酸鹽氮和溶解氧進入厭氧池，破壞了厭氧池的厭氧狀态，從而影響厭氧池的除磷效果;大量的回流(内、外回流量一般為(wèi)進水量的300^-400% )稀釋了整個生化系統的反應物(wù)濃度，降低了系統的反應速率，也就需要更大的生化池容積。大量的内回流增加了系統的能(néng)耗，也增加了污水處理(lǐ)運行成本。

      (2)曝氣氧化溝工藝
    氧化溝工藝是五十年代初期發展起來的一種污水處理(lǐ)工藝，是傳統活性污泥法的一種變形，如圖1-2所示。相較傳統工藝，其特點是:将“池”改為(wèi)“溝”，氧化溝為(wèi)封閉的環狀溝(也稱為(wèi)連續循環曝氣池)，其流态具備推流式及完全混合式的雙重特點，具有抗沖擊負荷能(néng)力強優點。此外，氧化溝工藝還具備構造簡單、操作(zuò)管理(lǐ)簡便、處理(lǐ)效率穩定、出水水質(zhì)好等特出優點。但由于氧化溝采用(yòng)的是表面曝氣機，受其設備充氧效率的影響，氧化溝内的有效水深較鼓風曝氣的生物(wù)反應池淺2^-3m，因而氧化溝的占地面積偏大。同時，厭氧段和好氧段并沒有完全隔離，這在一定程度上抑制了除磷菌在厭氧條件下體(tǐ)内磷酸鹽的釋放，對除磷效果有很(hěn)大影響。

    為(wèi)了解決氧化溝工藝存在的缺陷，将鼓風曝氣的技(jì )術應用(yòng)到氧化溝中，把垂直表面葉輪曝氣機曝氣改為(wèi)微孔曝氣，同時在池中增設潛水推流、攪拌，從而提高氧化溝的有效水深，減少了系統占地面積，獲得了比表面曝氣更高的動力功率。另外，在氧化溝的前面設置獨立的缺氧池、厭氧池，以強化除磷效果，形成了曝氣氧化溝工藝。其具備了鼓風曝氣活性污泥法和氧化溝工藝的優點，是一種取長(cháng)補短的組合技(jì )術。具有能(néng)承受水量、水質(zhì)較大變化，抗沖擊負荷能(néng)力強，工藝成熟穩定，處理(lǐ)效果穩定、出水水質(zhì)好、運行管理(lǐ)簡單，不要求具有高技(jì )術水平的管理(lǐ)人員，特别适用(yòng)于我國(guó)技(jì )術管理(lǐ)水平薄弱的中小(xiǎo)城市污水處理(lǐ)廠，因此在國(guó)内得到廣泛的應用(yòng)，積累了豐富的運行管理(lǐ)經驗。

      (3) MSBR工藝(改良型SBR)
    由于有毒有害物(wù)質(zhì)、進水基質(zhì)濃度等對處理(lǐ)效果的影響，傳統SBR工藝采取靈活的進水方式(如非限量曝氣等)，雖然提高了抗沖擊負荷能(néng)力，但由于與脫氮、除磷所需的環境條件相左，在實際運行中往往削弱了系統脫氮、除磷效果。就除磷而言，采用(yòng)非限量或半限量曝氣進水方式，将影響磷的釋放;對脫氮而言，将影響硝态氮的反硝化效果。因此，傳統SBR工藝用(yòng)于生物(wù)脫氮除磷時，效果不是很(hěn)理(lǐ)想。同時，厭氧池的氧化還原電(diàn)位較高，除磷效果差，總容積利用(yòng)率低，一般小(xiǎo)于50;同時，間隔進水，不同進水閥門之間不斷切換、控制複雜，使傳統SBR工藝難以适用(yòng)于大處理(lǐ)水量的城鎮污水廠項目。

    針對傳統SBR工藝的缺點，經過不斷改進發展，産生了MSBR處理(lǐ)工藝。MSBR是80年代後期發展起來的技(jì )術，經曆了三代發展，目前第三代工藝的專利技(jì )術歸美國(guó)芝加哥(gē)的Aqua Aerobic System, Inc所有。MSBR是連續進水、連續出水的反應器，其實質(zhì)是A/0或A/A/0系統後接SBR，具有A/0或A/A/0的生物(wù)除磷脫氮功能(néng)及SBR工藝的一體(tǐ)化、流程簡潔、控制靈活等優點〔i8}。按A/0工藝原理(lǐ)設計的MSBR系統工藝流程見圖1-3。

    MSBR系統的運行原理(lǐ)為(wèi):污水首先進入厭氧池，回流的活性污泥在這裏進行充分(fēn)放磷;接着混合液進入好氧池，有機污染物(wù)在這裏被好氧降解;活性污泥充分(fēn)吸磷後再進入SBR池，經沉澱澄清後的污水過标排放。此時另一邊的SBR池在0. 5}-1. 0倍回流量的條件下進行反硝化、硝化或起靜置預沉的作(zuò)用(yòng)。回流污泥首先進入預缺氧池，進行反硝化，消耗掉回流污泥中的溶解氧及硝酸鹽，為(wèi)随後的厭氧放磷提供更為(wèi)有利的條件。MSBR系統各單元的運轉是周期性的，每一個運轉周期為(wèi)6個時段，共240 min，由3個時段組成一個半周期，共120 min;在兩個相鄰的半周期内，除SBR池的運轉方式不同外，其餘各單元的運轉方式完全一樣〔'&} o MSBR工藝處理(lǐ)效果好，對于常規的城市污水，其出水P043--P } 0. 5 mg/L 。

    MSBR工藝不需單獨設置二沉池和污泥回流泵房，構築物(wù)布置緊湊、占地省、抗負荷沖擊能(néng)力強，系統穩定，出水水質(zhì)好。但其對操作(zuò)管理(lǐ)要求比較高，對設備、閥門的要求很(hěn)高，自動化程度依賴程度很(hěn)高;由于我國(guó)技(jì )術管理(lǐ)水平相對薄弱，不太适用(yòng)，因此國(guó)内未能(néng)大量推廣應用(yòng)〔19]0
    部分(fēn)國(guó)内采用(yòng)了上述幾種污水處理(lǐ)工藝的城鎮污水處理(lǐ)廠處理(lǐ)效果均較好，其相關J清況見表1-1

    目前國(guó)内城鎮污水處理(lǐ)廠應用(yòng)最廣泛的兩大核心污水處理(lǐ)工藝為(wèi)A}/0及曝氣氧化溝工藝。由于污水處理(lǐ)其它輔助處理(lǐ)單元大同小(xiǎo)異，因此采用(yòng)了上述兩大核心處理(lǐ)工藝的污水處理(lǐ)工藝流程也大緻相同，具體(tǐ)參見圖1-4。

國(guó)内城鎮污水處理(lǐ)廠常用(yòng)污水處理(lǐ)設備
    AZ/0及曝氣氧化溝工藝均需采用(yòng)鼓風曝氣、潛水推流攪拌、污泥及混合液回流等處理(lǐ)單元，其它輔助處理(lǐ)單元設備也大緻相同。因此，國(guó)内城鎮污水處理(lǐ)廠常用(yòng)污水處理(lǐ)設備也大緻相同，具體(tǐ)見表1-2。、