污水处理工艺

精品文档 1欢迎下载 污水处理工艺污水处理工艺 定义定义 1 1 用各种方法将污水中所含的污染物分离出来或将其转化为无害物 从而使污水得到净 化的过程 应用学科 生态学 一级学科 污染生态学 二级学科 定义定义 2 2 采取物理的 化学的或生物的处理方法对污水进行净化的措施 应用学科 水利科 技 一级学科 环境水利 二级学科 水污染防治 水利 三级学科 应用应用 编辑编辑 污水处理 sewage treatment wastewater treatment 为使污水达到排入某一水体 或再次使用的水质要求 并对其进行净化的过程 污水处理被广泛应用于建筑 农业 交通 能源 石化 环保 城市景观 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 工艺选择准则工艺选择准则 编辑编辑 1 城市污水处理工艺应根据处理规模 水质特性 受纳水体的环境功能及当地的实 际情况和要求 经全面技术经济比较后优选确定 2 工艺选择的主要技术经济指标包括 处理单位水量投资 削减单位污染物投资 处理单位水量电耗和成本 削减单位污染物电耗和成本 占地面积 运行性能可靠性 管 理维护难易程度 总体环境效益等 3 应切合实际地确定污水进水水质 优化工艺设计参数 必须对污水的现状水质特 性 污染物构成进行详细调查或测定 作出合理的分析预测 在水质构成复杂或特殊时 应进行污水处理工艺的动态试验 必要时应开展中试研究 4 积极审慎地采用高效经济的新工艺 对在国内首次应用的新工艺 必须经过中试 和生产性试验 提供可靠设计参数后再进行应用 分类分类 编辑编辑 水污染控制工程水污染控制工程 分类分类 不溶态污染物的分离技术不溶态污染物的分离技术 精品文档 2欢迎下载 1 重力沉降 沉砂池 平流 竖流 旋流 曝气 沉淀池 平流 竖流 辐流 斜流 2 混凝澄清 3 浮力浮上法 隔油 气浮 4 其他 阻力截留 离心力分离法 磁力分离法 污染物的生物化学转化技术污染物的生物化学转化技术 1 活性污泥法 SBR A O A A O 氧化沟等 2 生物膜法 生物滤池 生物转盘 生物接触氧化池等 3 厌氧生物处理法 厌氧消化 水解酸化池 UASB 等 4 自然条件下的生物处理法 稳定塘 生态系统塘 土地处理法 污染物的化学转化技术 污染物的化学转化技术 1 中和法 酸碱中和 2 化学沉淀法 氢氧化物沉淀 铁氧体沉淀 其他化学沉淀 3 氧化还原法 药剂氧化法 药剂还原法 电化学法 4 化学物理消毒法 臭氧 紫外线 二氧化氯 氯气 次氯酸钠 溶解态污染物的物理化学分离技术 溶解态污染物的物理化学分离技术 1 吸附法 2 离子交换法 3 膜分离法 扩散渗析 电渗析 反渗透 超滤 纳滤 微滤 4 其他分离方法 吹脱和气提 萃取 蒸发 结晶 冷冻 根据常见污水处理方法分类根据常见污水处理方法分类 物理法物理法 物理或机械的分离过程 过滤 沉淀 离心分离 上浮等 化学法化学法 加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程 中和 氧化 还原 分 解 混凝 化学沉淀等 物理化学法物理化学法 物理化学的分离过程 气提 吹脱 吸附 萃取 离子交换 电解电渗析 反 渗透等 生物法生物法 微生物在污水中对有机物进行氧化 分解的新陈代谢过程 活性污泥 生物滤 池 生物转盘 氧化塘 厌气消化等 废水的化学方法分类废水的化学方法分类 混凝混凝 向胶状浑浊液中投加电解质 凝聚水中胶状物质 使之和水分开 混凝剂有硫酸铝 明矾 聚合氯化铝 硫酸亚铁 三氯化铁等 含油废水 染色废水 煤气站废水 洗毛废水等 中和中和 酸碱中和 pH 达中性 精品文档 3欢迎下载 石灰 石灰石 白云石等中和酸性废水 CO2 中和碱性废水 硫酸厂废水用石灰中和 印染废水等 氧化还原氧化还原 投加氧化 或还原 剂 将废水中物质氧化 或还原 为无害物质 氧化剂有空气 O2 漂白粉 氯气 臭氧等 含酚 氰化物 硫铬 汞废水 印染 医院废水等 电解电解 在废水中插入电极板 通电后 废水中带电离子变为中性原子 电源 电极板等 含铬含氰 电镀 废水 毛纺废水 萃取萃取 将不溶于水的溶剂投入废水中 使废水中的溶质溶于此溶剂中 然后利用溶剂与水的相 对密度差 将溶剂分离出来 萃取剂 醋酸丁酯 苯 N 503 等设备有脉冲筛板塔 离心萃取机等 含酚废水等 吸附 包含离子交换 将废水通过固体吸附剂 使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上 通过的废水得 到处理 吸附剂有活性炭 煤渣 土壤等 吸附塔 再生装置 染色 颜料废水 还可吸附酚 汞 铬 氰以及除色 臭 味等用于深度处理 工艺流程工艺流程 编辑编辑 现代污水处理技术 按处理程度划分 可分为一级 二级和三级处理 一级处理 主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质 物理处理法大部分只能完成 一级处理的要求 经过一级处理的污水 BOD 一般可去除 30 左右 达不到排放标准 一级 处理属于二级处理的预处理 二级处理 主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 BOD COD 物质 去除 率可达 90 以上 使有机污染物达到排放标准 三级处理 进一步处理难降解的有机物 氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无 机物等 主要方法有生物脱氮除磷法 混凝沉淀法 砂滤法 活性炭吸附法 离子交换法 和电渗分析法等 整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后 经过格栅或者砂滤器 之后 进入沉砂池 经过砂水分离的污水进入初次沉淀池 以上为一级处理 即物理处理 初沉 池的出水进入生物处理设备 有活性污泥法和生物膜法 其中活性污泥法的反应器有曝气 池 氧化沟等 生物膜法包括生物滤池 生物转盘 生物接触氧化法和生物流化床 生物 处理设备的出水进入二次沉淀池 二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理 一级处 精品文档 4欢迎下载 理结束到此为二级处理 三级处理包括生物脱氮除磷法 混凝沉淀法 砂滤法 活性炭吸 附法 离子交换法和电渗析法 二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备 一部分进入污泥浓缩池 之后进入污泥消化池 经过脱水和干燥设备后 污泥被最后利用 MBRMBR 污水处理工艺污水处理工艺 工艺流程 原水 格栅 调节池 提升泵 生物反应器 循环泵 膜组件 消毒装置 中水贮池 中水用水系统 MBR 污水处理工艺说明 污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器 通过 PLC 控制器开启曝气机充氧 生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元 浓水返回调节池 膜分离的水经过快速混 合法氯化消毒 次氯酸钠 漂白粉 氯片 后 进入中水贮水池 反冲洗泵利用清洗池中 处理水对膜处理设备进行反冲洗 反冲污水返回调节池 通过生物反应器内的水位控制提 升泵的启闭 膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制 当膜单元需要化学清洗 操作时 关闭进水阀和污水循环阀 打开药洗阀和药剂循环阀 启动药液循环泵 进行化 学清洗操作 MBRMBR 工艺特点工艺特点 膜生物处理技术应用于废水再生利用方面 具有以下几个特点 1 能高效地进行固液分离 将废水中的悬浮物质 胶体物质 生物单元流失的微 生物菌群与已净化的水分开 分离工艺简单 占地面积小 出水水质好 一般不须经三级 处理即可回用 2 可使生物处理单元内生物量维持在高浓度 使容积负荷大大提高 同时膜分离 的高效性 使处理单元水力停留时间大大的缩短 生物反应器的占地面积相应减少 3 由于可防止各种微生物菌群的流失 有利于生长速度缓慢的细菌 硝化细菌等 的生长 从而使系统中各种代谢过程顺利进行 4 使一些大分子难降解有机物的停留时间变长 有利于它们的分解 5 膜处理技术与其它的过滤分离技术一样 在长期的运转过程中 膜作为一种过 滤介质堵塞 膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的 下降 维持 MBR 系统的有效使用寿命 6 MBR 技术应用在城市污水处理中 由于其工艺简单 操作方便 可以实现全自动 运行管理 SBRSBR 污水处理工艺污水处理工艺 概要概要 精品文档 5欢迎下载 SBR 污水处理工艺即序批式活性污泥法 全称为 序列间歇式活性污泥法 Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process 简称 SBR Sequencing Batch Reactor 间歇式活性污泥法污水处理工艺 SBR 工艺 它是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物 氨氮等污染物进行降 解的废水生物处理活性污泥法的工艺 按时序来以间歇曝气方式运行 改变活性污泥生长 环境的 被全球广泛认同和采用的污水处理技术 工艺流程工艺流程 一种具有代表性的 SBR 工艺流程是 通过格栅预处理的废水 进入集水井 由潜污 泵提升进入 SBRSBR 反应池反应池 采用水流曝气机充氧 处理后的水由排水管排出 剩余污泥静压 后 由 SBR 池排入污泥井 污泥作为肥料 分批式操作 时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式 如 SBR 运行周期由进 水时间 反应时间 沉淀时间 滗水时间 排泥时间和闲置时间 可以适当灵活调节 计算方法 沉淀排水时间 Ts D 一般按 2 4h 设计 闲置时间 Tx 一般按 0 5 1h 设计 设定反应时间为 Tf 一个周期所需时间 T Tf Ts D Tx 1 时间分配例子 如 运行周期 12h 其中进水 2h 曝气 4 8h 沉淀 2h 排水 1h 工艺特点工艺特点 SBR 工艺作为一种活性污泥工艺 也有活性污泥工艺的优缺点 如活性污泥工艺优点 污水适应性强 建设费用较低 活性污泥工艺的缺点 运行稳定性差 容易发生污泥膨胀和污泥流失 分离效果不够 理想 SBR 工艺还有独有的特点 其总的优缺点参见以下 优点优点 处理工艺流程简单 工艺过程五个阶段 进水 曝气 沉淀 排水 待机 间歇式曝气 非稳定生化反应替代稳态生化反应 静置理想沉淀 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀 构筑物数量少 造价低 不需要设初沉地 也不需要二沉地 污泥回流设施 调节池 初沉池也可省略 便于操作和维护管理 避免了传统厌氧反应器处理效率低 占地大的缺点 结构简单 组合式构造方法 利于废水处理厂的扩建和改造 处理后出水水质好 良好的自控系统 良好的脱氮除磷效果 废水达标排放 有数据称 CODCr 平均去除率能 达到 94 以上 强于单级好氧处理工艺 运行上的有序和间歇操作 精品文档 6欢迎下载 特别适用在难生化降解的废水处理 解决了 UASB 等高效厌氧反应器 容易在出现水解酸化阶段酸性积累从而抑制产甲烷 段处理效率的问题 占地少 能耗低 投资省 运行管理方便 缺点缺点 严重依靠现代自动化控制技术 自动化程度要求较高 操作 管理 维护 对操作管理人员素质要求较高 如采用人工操作 会出现因进出水工序操作繁锁 曝气板容易堵塞 适用范围适用范围 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业污水 尤其是间歇排放和流量变化较大的地方 需要较高出水水质的地方 如风景游览区 湖泊和港湾等 不但要去除有机物 还要 求出水中除磷脱氮 防止河湖富营养化 水资源紧缺的地方 SBR 系统可在生物处理后进行物化处理 不需要增加设施 便于 水的回收利用 用地紧张的地方 对已建连续流污水处理厂的改造等 非常适合处理小水量 间歇排放的工业污水与分散点源污染的治理 SBRSBR 设计要点设计要点 1 运行周期 T 的确定 SBR 的运行周期由充水时间 反应时间 沉淀时间 排水排泥时间和闲置时间来确定 充水时间 tv 应有一个最优值 如上所述 充水时间应根据具体的水质及运行过程中所 采用的曝气方式来确定 当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时 充水时间应 适当取长一些 当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时 充水时间可适当取 短一些 充水时间一般取 1 4h 反应时间 tR 是确定 SBR 反应器容积的一个非常主要 的工艺设计参数 其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质 反应器中污泥的浓度 及曝气方式等因素 对于生活污水类易处理污水 反应时间可以取短一些 反之对含有难 降解物质或有毒物质的污水 反应时间可适当取长一些 一般在 2 8h 沉淀排水时间 tS D 一般按 2 4h 设计 闲置时间 tE 一般按 2h 设计 一个周期所需时间 tC tR tS tD 周期数 n 24 tC 2 反应池容积的计算 假设每个系列的污水量为 q 则在每个周期进入各反应池的污水量为 q n N 各反应池 的容积为 V 各反应池的容量 1 m 排出比 n 周期数 周期 d N 每一系列的反应池数量 精品文档 7欢迎下载 q 每一系列的污水进水量 设计最大日污水量 m3 d 3 曝气系统 序批式活性污泥法中 曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量 在 设计中 高负荷运行时每单位进水 BOD 为 0 5 1 5kgO2 kgBOD 低负荷运行时为 1 5 2 5kgO2 kgBOD 在序批式活性污泥法中 由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀 曝气装置 必须是不易堵塞的 同时考虑反应池的搅拌性能 常用的曝气系统有气液混合喷射式 机 械搅拌式 穿孔曝气管 微孔曝气器 一般选射流曝气 因其在不曝气时尚有混合作用 同时避免堵塞 4 排水系统 上清液排除出装置应能在设定的排水时间内 活性污泥不发生上浮的情况下排出上 清液 排出方式有重力排出和水泵排出 为预防上清液排出装置的故障 应设置事故用排水装置 在上清液排出装置中 应设有防浮渣流出的机构 序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期 应排出与活性污泥分离的上清液 并且具 备以下的特征 1 应能既不扰动沉淀的污泥 又不会使污泥上浮 按规定的流量排出上清液 定量 排水 2 为获得分离后清澄的处理水 集水机构应尽量靠近水面 并可随上清液排出后的水 位变化而进行排水 追随水位的性能 3 排水及停止排水的动作应平稳进行 动作准确 持久可靠 可靠性 排水装置的结构形式 根据升降的方式的不同 有浮子式 机械式和不作升降的固定 式 5 排泥设备 设计污泥干固体量 设计污水量 设计进水 SS 浓度 污泥产率 1000 在高负荷运行 0 1 0 4 kg BOD kg ss d 时污泥产量以每流入 1 kgSS 产生 1 kg 计 算 在低负荷运行 0 03 0 1 kg BOD kg ss d 时以每流入 1 kgSS 产生 0 75 kg 计算 在反应池中设置简易的污泥浓缩槽 能够获得 2 3 的浓缩污泥 由于序批式活性污 泥法不设初沉池 易流入较多的杂物 污泥泵应采用不易堵塞的泵型 SBRSBR 设计主要参数设计主要参数 序批式活性污泥法的设计参数 必须考虑处理厂的地域特性和设计条件 用地面积 维护管理 处理水质指标等 适当的确定 用于设施设计的设计参数应以下值为准 项 目 参 数 BOD SS 负荷 kg BOD kg ss d 0 03 0 4 MLSS mg l 1500 5000 排出比 1 m 1 2 1 6 安全高度 cm 活性污泥界面以上的最小水深 50 以上 精品文档 8欢迎下载 序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同而从低负荷 相当于氧化沟法 到高负 荷 相当于标准活性污泥法 的范围内都可以运行的方法 序批式活性污泥法的 BOD SS 负 荷 由于将曝气时间作为反应时间来考虑 定义公式如下 QS 污水进水量 m3 d CS 进水的平均 BOD5 mg l CA 曝气池内混合液平均 MLSS 浓度 mg l V 曝气池容积 e 曝气时间比 e n TA 24 n 周期数 TA 一个周期的曝气时间 序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内 反应池容积对污水进水量之比和每 日的周期数来决定 此外 在序批式活性污泥法中 因池内容易保持较好的 MLSS 浓度 所 以通过 MLSS 浓度的变化 也可调节有机物负荷 进一步说 由于曝气时间容易调节 故通 过改变曝气时间 也可调节有机物负荷 在脱氮和脱硫为对象时 除了有机物负荷之外 还必须对排出比 周期数 每日曝气 时间等进行研究 在用地面积受限制的设施中 适宜于高负荷运行 进水流量小负荷变化大的小规模设 施中 最好是低负荷运行 因此 有效的方式是在投产初期按低负荷运行 而随着水量的 增加 也可按高负荷运行 不同负荷条件下的特征 有机物负荷条件 进水条件 高负荷运行 低负荷运行 间歇进水 间歇进水 连续 运行条件 BOD SS 负荷 kg BOD kg ss d 0 1 0 4 0 03 0 1 周期数 大 3 4 小 2 3 排出比 大 小 处理特性 有机物去除 处理水 BOD 20mg l 去除率比较高 脱氮 较低 高 脱磷 高 较低 污泥产量 多 少 维护管理 抗负荷变化性能比低负荷差 对负荷变化的适应性强 运行的灵活性强 用地面积 反应池容积小 省地 反应池容积较大 适用范围 能有效地处理中等规模以上的污水 适用于处理规模约为 2000m3 d 以上的 设施 适用于小型污水处理厂 处理规模约为 2000m3 d 以下 适用于不需要脱氮的设施 医用处理医用处理 编辑编辑 医院污水处理流程医院污水处理流程 精品文档 9欢迎下载 医院污水处理流程选择是医院污水处理设计的关键 流程是否合理将直接影响处理效 果 工程投资 运行费用以及管理安全等问题 确定工艺流程要依据医院的性质 处理要 求 排污去向以及技术经济条件等因素 其基本原则是 一 根据医院污水的排向和处理要求确定医院污水处理的级别 如医院污水是排入城 市下水道 则根据 污水排入城市下水道的水质标准 和 医院污水排放标准 要求 可 采用一级处理消毒的工艺流程 如污水是直接排入地面水体 则应按 污水综合排放标准 要求进行处理 通常需要用二级处理消毒工艺 如有特殊要求时 甚至需要采用三级处理 工艺 如在水源二级保护区以外的地面水三级水域或污水回用时 二 根据医院污水排出口的标高和所接入的城市下水道的标高之差 确定是采用自排 式还是提升式的消毒工艺 高差大于 600mm 即可以采用虹吸定比自排式消毒工艺 高差较 小时可采用超声波自动定比投氯消毒工艺或提升式定比投氯消毒工艺 三 根据医院性质 规模和技术经济条件选择消毒剂的种类 一般大中型医院推荐使 用液氯消毒工艺 在人口稠密的地方可采用次氯酸钠消毒工艺 有条件的传染病医院可采 用臭氧消毒工艺 小型医院可采用氯片消毒工艺 四 放射性废水 重金属废水及其他特 殊废水应分别采取相应的处理工艺 如放射性废水采旧衰变贮存池处理 重金属废水可采 用化学法或离子交换法处理 医院污水处理流程如下 一 一级处理流程一 一级处理流程 医院污水处理的一级处理通常包括化粪池 沉淀池 双层沉淀池或是调节池等处理没 施 在一些简易医院污水处理中 有的不设置沉淀池和调节池 而是利用化粪池作为一级 处理设施 化粪池出水经过格栅 定量池 或集水井 直接进入氯化接触池 二 二级处理流程二 二级处理流程 当医院污水一级处理出水不能满足排放标准水质要求时 通常采用二级处理流程 即 通过生物处理去除医院污