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污水處理的方法和工藝流程介紹
閱讀：268 發(fā)布時間：2020-8-6污水處理按照處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。
一級處理，屬于物理處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。
二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。
三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水通過污水提升泵提升后，流經格柵或者砂濾器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被利用。
典型的五種工藝
(1)間歇活性污泥法(SBR)
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR)，它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉淀、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉淀用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應占40%，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。比連續(xù)流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強;由于底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現(xiàn)缺氧、好氧狀態(tài)，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利于生物脫氮除磷，又由于泥齡較短，絲狀菌不可能成為優(yōu)勢，因此，污泥不易膨脹;與連續(xù)流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉淀池和調節(jié)池，不需要污泥回流，運行費用低。
(2)吸附再生(接觸穩(wěn)定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態(tài)的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85%～90%左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性;另一部分剩余污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統(tǒng)。分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉淀池。主要優(yōu)點是可以大大節(jié)省基建投資，適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如制革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由于吸附時間較短，處理效率不及傳統(tǒng)法的高。
(3)氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。
氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷(盤)，也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現(xiàn)供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩(wěn)定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優(yōu)點。
(4)連續(xù)進水周期循環(huán)延時曝氣活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反應器前部設有預反應區(qū)(占池容積的10%)。反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，并實現(xiàn)連續(xù)進水，間歇排水。預反應區(qū)一般處在厭氧和缺氧狀態(tài)，有機物在此被活性污泥吸附，該區(qū)還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區(qū)內被活性污泥氧化分解。反應連續(xù)進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉淀效果較差、凈化效果變差，易發(fā)生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。
(5)生物脫氮除磷工藝(A/A/O)
污水首入厭氧池與回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物(如VFA)，并以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進入缺氧區(qū)，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨回流混合液帶入的NO3-進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環(huán)境中的溶解性磷吸收到體內，并以聚磷鏈的形式貯存起來，隨后以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。系統(tǒng)中好氧區(qū)的有機物濃度較低，正有利于該區(qū)中自養(yǎng)硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能;工藝簡單，水力停留時間較短;SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹;污泥中磷含量高，一般為2.5%以上;厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌，使之混合，而以不增加溶解氧為度;沉淀池要避免發(fā)生厭氧-缺氧狀態(tài)，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉淀;脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中挾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效果不可能提高。
污水處理項目建設過程
污水處理工程是城市市政建設、工業(yè)企業(yè)建設或排污達標治理的一個重要部分，其建設須按國家基本建設程序進行，現(xiàn)行的基本建設程序一般分編制項目建議書、項目可行性研究、項目工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收、運行調試和達標驗收幾個步驟。這些建設步驟基本包括了項目建設的全過程，它們也可劃分為三個階段。
項目立項階段。該階段需根據城市市政規(guī)劃或環(huán)境保護部門要求，分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心，一般由建設單位或其委托的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告，通過國家計劃部門、投資銀行或企業(yè)計劃部門論證便可獲得立項，對于某些小規(guī)模項目，只編制污水處理工程方案設計，并通過投資部門的論證便可立項。第二階段工程建設階段。包括工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收等過程。
設計的前期工作
設計的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究報告(大型、重要的項目)或工程方案設計(小型、簡單的項目)的文件形式表達，主要是論證水處理污水處理項目的必要性、工藝技術的性與可靠性、工程的經濟合理性，為項目的建設提供科學依據。可行性研究報告是國家投資決策的重要依據，主要內容如下。
?、倏傉擁椖烤幹埔罁?、自然環(huán)境條件(地理、氣象、水文地質)、城市社會經濟概況或企業(yè)生產經營概況;城市或企業(yè)的排水系統(tǒng)現(xiàn)狀、污染源構成、污水排放量現(xiàn)狀、污水水質現(xiàn)狀、項目的建設原則與建設范圍、污水處理廠建設規(guī)模、污水處理要求目標(設計進水、出水水質)。
?、诠こ谭桨肝鬯幚韽S廠址選擇及用地;污水處理工藝方案比較(比較方案工藝技術與總體設計、工藝構筑物及設備分析、技術經濟比較)，處理水的出路(回用水深度處理工藝選擇);工程近、遠期結合問題;節(jié)能、安全生產與環(huán)境保護，推薦方案設計(污水污泥及回用水處理工藝系統(tǒng)平面及高程設計、主要工藝設備及電氣自控、土建工程、公用工程及輔助設施);生產組織及勞動定員。
?、酃こ掏顿Y估算及資金籌措工程投資估算原則與依據;工程投資估算表;資金籌措與使用計劃。
?、芄こ踢M度安排。
?、萁洕u價總論(工程范圍及處理能力、總投資、資金來源及使用計劃);年經營成本估算;財務評價。⑥研究結論、存在問題及建議。
初步設計
初步設計的主要目的如下：①提供審批依據，進一步論證工程方案的技術性、可靠性和經濟合理性;②投資控制，提供工程概算表，其總概算值是控制投資的主要依據，預算和決算都不能超過此概算值;③技術設計，包括工藝、建筑、變配電系統(tǒng)、儀表及自控等方面的總體設計及部分主要單元設計，各專業(yè)所采用的新技術論證及設計;④提供施工準備工作，如拆遷、征地三通(水、電、路)一平(墻)并與有關部門簽訂合同;⑤提供主要設備材料訂貨要求，即設備與主材招標合同的技術規(guī)格書的依據，包括污水、污泥、電氣與自控、化驗等方面設備與主材的工藝要求、性能、技術規(guī)格、數量。初步設計的任務包括確定工程規(guī)模、建設目的、投資效益，設計原則和標準、各專業(yè)個體設計及主要工藝構筑物設計、工程概算、拆遷征地范圍和數量、施工圖設計中可能涉及的問題及建議。初步設計的文件應包括設計(計算)說明書、工程量、主要設備與材料、初步設計圖紙、工程總概算表。初步設計文件應能滿足審批、投資控制、施工圖設計、施工準備、設備訂購等方面工作依據的要求。
1.初步設計
(1)設計依據①可行性研究報告的批準文件;②建設單位(甲方)的設計委托書;③其他有關部門的協(xié)議和批件;④建設單位(甲方)提供的設計資料清單(名稱、來源、單位、日期)。
(2)城市或企業(yè)概況及自然條件①城市現(xiàn)狀與總體規(guī)劃，或企業(yè)生產經營現(xiàn)狀及發(fā)展。②自然條件方面資料a.氣象，包括氣溫、濕度、雨量、蒸發(fā)量、冰凍期及凍土深度冰溫、風向等;b.水文，包括地表水體的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地質，包括水處理污水處理廠建址地區(qū)的地質鉆孔柱狀圖、地基承載能力、地震等級等。③有關地形資料，包括污水處理廠及相關地區(qū)的地形圖。·④城市污水排放現(xiàn)狀及環(huán)境污染問題。
(3)處理要求污水排放應達到國家的排放標準或環(huán)境保護部門要求。
(4)工程設計①設計污水處理水質水量在分析排水系統(tǒng)污水的平均流量、高峰流量、現(xiàn)狀流量、預期流量等水量資料基礎上，確定污水處理廠設計規(guī)模(包括2012年處理能力和總處理能力);根據城市或企業(yè)排污狀況，在分析主要污染源(必要時作一定時間污染源監(jiān)測)和混合污水現(xiàn)狀監(jiān)測資料的基礎上，確定污水廠設計進水水質指標。②廠址選擇說明結合城市現(xiàn)狀和總體規(guī)劃，具體說明廠址選擇的原則和理由，并說明已選廠址的地形、地質、用地面積及外圍條件(即三通一平)③工藝流程的選擇說明主要說明所選工藝方案的技術性、合理性，尤其要說明所采用新技術的*性(技術經濟方面)和可靠性(技術方面)o④工藝設計說明說明所選工藝方案初步設計的總體設計(平面和高程布置)原則，并說明主要工藝構筑物的設計(技術特征、設計數據、結構形式、尺寸)⑤主要處理設備說明說明主要設備的性能構造、材料及主要尺寸，尤其是新技術設備的技術特征、構造形式、原理、施工及維護使用注意事項等。
(5)處理廠內輔助建筑(辦公、化驗、控制、變配電、藥庫、機修等)和公用工程(供水、排水、采膠、道路、綠化)的設計說明
(6)處理廠自動控制和監(jiān)測設計說明
(7)處理廠污水和污泥的出路
(8)存在的問題及對策建議
2.工程量列出本工程各項構(建)筑物及廠區(qū)總圖所涉及的混凝土量、鋼筋混凝土土量、建筑面積等。
3.設備和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的設備和主要材料清單(名稱、規(guī)格、材料、數量)。
4.工程概算書說明概算編制依據、設備和主要建筑材料市場供應價格、其他間接費情況等。列出總概算表和各單元概算表。說明工程總概算投資及其構成。
5.設計圖紙各專業(yè)(工藝、建筑、電氣與自控)總體設計圖(總平面布置圖、系統(tǒng)圖)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工藝構筑物設計圖(平面、豎向)，比例尺(1：100)~(1：200)。