污水處理廠的工藝選擇直接關系到一個地區污水處理的功效和整個地區的可持續發展和環境建設。本期將通過比較各種污水處理工藝的特點來闡述污水處理工藝的選擇。
城市污水處理廠的建設是水資源利用和水污染控制的必然趨勢,是可持續發展的必然結果。污水處理廠的工藝選擇直接關系到建設成本和運行成本、處理功效、占地面積和管理便利性等關鍵問題。因此,在設計污水處理廠時,有必要對工藝方案進行比較,以確定更佳方案。
處理廠工藝是指污水處理單元在達到所需處理水平的前提下進行有機組合。確定污水處理廠工藝的主要依據是要達到的處理程度,處理程度主要取決于接受處理污水的水體的自凈能力或處理污水的出口。所以不同的地區和城市,具體條件不同,需求不同,技術不同。根據統計數據,目前寰球廣泛采用的是活性污泥法,有不同的模式,如傳統活性污泥法、階段曝氣法、曝氣沉淀池法、A B法、A O法等。當然還有其他方法,如生物膜法、物理化學法、自然處理法、氧化塘等。每種處理工藝都有自己的特點和適用范圍,處理形式要根據不同的當地條件和要求進行選擇。
活性污泥法
活性污泥法是一種人工強化水自凈的方法,是將微生物群落懸浮在曝氣池中,與污水接觸進行凈化的方法。包括標準活性污泥法、STEP曝氣法、長時間曝氣法、分段曝氣法、有限曝氣法和AB法、AO法、AOO法等。近年來,開發了卓效脫氮除磷工藝。目前以活性污泥法為主,適用于處理生活污水比例較大的城市污水。但隨著AO工藝、AOO工藝、AB工藝等新工藝的發展,成分較高的工業污水的處理功效也得到了提高。
1、傳統活性污泥法
優點:(1)廢水不適合物理和化學處理,生化需氧量去除率可達95%以上。②建設投資高,但處理動力成本低。
缺點:所需停留時間長,設備龐大,基建投資大。因此,需要增加各種結構來增加各種結構的體積,從而增加處理廠的面積,增加管理人員和管理難度。
發展方向:①為了使廢水系統組分和濃度均勻化,重新評價預處理,重新研究調節池。(2)探討活性污泥微生物系統菌種的選擇。③將儀器引入活性污泥工藝設備,制定管理指標。
2、間歇式活性污泥法
近年來,隨著城市規模的不斷擴大和城鎮自身的發展,下水道設施呈現出大城市向中小城市和農村城鎮轉變的趨勢,小型污水處理設施逐漸增多,這使得農村城鎮改善生活環境越來越迫切。
與大型污水處理設施相比,小型污水處理設施的自然和社會條件有很大不同。因此,有必要研究和采用小型污水處理設施來代替過去的大型處理方法。小型污水處理應具備以下特點:①易于操作和管理;②維護方便;③建設成本低;④出水水質良好。多年在國內外一些污水處理廠的實踐(如日本千葉縣Ohara鎮污水處理廠等。)證明了間歇式活性污泥法是一種能夠滿足這些條件的處理方法。
間歇式活性污泥法采用處理池對處理后的水進行曝氣、沉淀和排放,使設備簡單小型化,池內流態清晰,便于操作和管理,可無人值守運行,對流入污水的負荷變化具有緩沖能力和穩定的處理性能,不僅能去除有機物和懸浮物,而且脫氮成效好。間歇式活性污泥法的典型方式是設置兩個曝氣沉淀池,連續進入混合污水,半周期運行,周期6小時,反復進行。
3、AB流程
AB工藝又稱吸附生物降解法,早發展于20世紀70年代中期的德國,是對傳統活性污泥法的一種改造。污水處理廠的大量數據表明,與普通活性污泥法相比,AB法在處理難降解工業廢水或高濃度城市廢水方面具有獨特的凈化機理和多方面的優勢。它將傳統活性污泥法的曝氣池分為兩段——A段和B段。一段吸附,吸收和氧化有機物。
從工藝流程來看,AB工藝的主要特點是:①AB工藝沒有初沉池,污水通過細格柵和沉砂池后直接進入A段曝氣池;2)設置中間沉淀池,使a段和b段的污泥嚴格分離并獨立回流,保持各自的菌群特征;③ab工藝a段曝氣吸附池高負荷運行,污泥齡短,b段曝氣池低負荷運行;④AB工藝A段曝氣池可以根據污水的成分進行兼氧或好氧運行,提高污水的可生化性,從而大大減小B段曝氣池的負荷..因此,AB工藝中兩級曝氣池的總容積小于傳統活性污泥工藝。⑤由于AB工藝中A、B兩個階段的運行條件不同,兩個階段的微生物群落代謝功能也不同,因此A、B兩個階段均設有污泥回流設備。但是根據專家的研究和一些污水處理廠的實際運行情況,相比傳統的活性污泥法,資金投入和電耗一般都有所節省。污水濃度越高,節省的投資和電耗越多,優勢越顯著。
4、AO法和AOO法
AO工藝和AOO工藝是近年來發展起來的新型生物脫氮除磷工藝。與傳統的化學和生物脫氮除磷相比,它們還有效地提高了生化需氧量、化學需氧量和懸浮物的出水指標。AO法是缺氧和好氧的簡稱,AOO法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱。脫氮在缺氧階段完成,除磷需要厭氧階段。AO法主要去除氮,AOO法可以同時去除氮和磷。這兩種工藝都需要污水曝氣和含氮有機物硝化,因此需要減少污泥負荷,延長曝氣時間,增加鼓風量。根據天津董嬌污水處理廠和沈陽北方污水處理廠的實踐,A/O工藝的曝氣池容積、二沉池容積、回流污泥量、鼓風量和曝氣裝置數量比傳統活性污泥工藝增加了一倍左右。而且由于該工藝對污泥負荷要求較低,否則不足以達到好氧污泥穩定,所以AO工藝會帶來資金投入和電耗的大幅增加。AOO工藝是在缺氧段前增加一個厭氧池,實現有效除磷,資金成本和電耗都比AO工藝高。
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