城市污水处理工艺设计

城市污水处理工艺设计一.城市污水的来源城市污水是通过下水管道收集的所有排水，是排入下水管道系统的各种生活污水，工业废水和城市降雨径流的混合水。生活污水是人们日常生活中排出的水。它是从住户、公共设施（饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等）和工厂的厨房，卫生间，浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。这类污水的水质特点特点是含有较高的有机物，如淀粉、蛋白质、油脂等，以及氮、磷等无机物，此外，还含有病原微生物和较多的悬浮物。相比较于工业废水，生活污水的水质一般比较稳定，浓度较低。工业废水是生产过程中排出的废水，包括生产工艺废水、循环冷却水、冲洗废水以及综合废水。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等的不同，工业废水的性质千差万别。相比较于生活废水，工业废水水质水量差异大，具有浓度高，毒性大等特征，不适于用一种技术或工艺来处理，往往要求其在排除前在场内处理到一定程度。降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。对于分别敷设污水管道和雨水管道的城市，降雨径流汇入雨水管道，对于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨径流与城市污水一同加以处理。二.城市污水的特征城市污水中的污染物质按化学性质来分，可分为无机污染物质（如无机酸、碱、盐及重金属元素）和有机性污染物质（如腐殖质、脂肪等）;按物理形态来分，可分为悬浮固体、胶体和溶解物质，不同城市的污水中所含物质种类和形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。在生活污水中，所含固体物质约占总质量的0.1%~0.2%，其中溶解性固体（主要是各种无机盐和可溶性的有机物质）约占3/5~2/3,悬浮固体（其中有机成分占4/5）占1/3~2/5.此外，生活污水中还有氮、磷等物质。工业生产污水的水质情况，因产业门类和产生工艺不同而各有所异。一般来说，工业生产污水的排放量大、污染物含量高、处理难度大，对环境的危害也是比较大的。三.城市污水的危害污水的随意排放，对人类，动植物都具有极其严重的危害，对生物链造成机具的破坏，健康水污染后，植物造成大面积的枯萎，动物饮用后出现物种灭绝，人类通过饮水或食物链，污染物进入人的体内，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、苯并（a）芘等，深度还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，重金属污染的水，对人的健康更具危害。被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道，世界上85%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病，均由水的不洁引起。四•现阶段城市污水处理工艺AB法工艺原理AB法是一种充分利用整个下水道系统中所繁殖的微生物的活动，使污水先进行一尺高度和短时间的吸附曝气处理，这样形成两种各自与其水质和运行条件对应的完全不同的微生物群落，通过“物理-生物化学”作用过程，达到处理污水之目的方法。A段月段图一在处理过程中，A段通常在缺氧环境中运行，A段对于水质、水量、pH和有毒物质等的冲击负荷有巨大的缓冲作用，能为其后面的B段创造一个良好的进水环境。AB两段的B0D5去除率为90%~95%,COD去除率为80%~90%,TP去除率可达50%~70%，TN的去除率为30%~40%。若想提高AB工艺脱氮除磷效果，可将B段设计为脱氮、除磷工艺。AB法的优缺点主要优点：1•技术成熟，处理高浓度生活污水效果好；出水稳定，水质高；3对老厂的革新挖潜有明显效果。能处理浓度较高，水质水量变化较大的污水。可以应用于寒冷地区的生物处理系统。主要缺点：1•脱氮除磷效果不理想；2•流程长，新建投资也较大；污泥量大SBR活性污泥法工艺序批式活性污泥法，又称间歇式活性污泥法，简称SBR法,是间歇运行的污水生物处理工艺。该工艺型式最早应用于活性污泥法，近年来，该工艺的研究与应用日益广泛。SBR法工艺原理SBR法的工艺设施是有曝气装置、上清液排出装置，以及其他附属设备组成的反应器。以污水中有机物反诬作为培养基，在悠扬的条件下对各种微生物群里进行混合连续培养，形成活性污泥，利用活性污泥在污水中的凝聚、吸附、氧化分解和沉淀等作用过程，去除污水中的有机污染物。同时，微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质（活性污泥）与水沉淀分离，废水得以处理。图二SBR法的优缺点主要优点：出水水质稳定，水质好，能大量的处理污水；2•运行管理简单，自控水平高；占地少造价低耐冲击负荷；4..组成系统简单，操作灵活。主要缺点：1•曝气系统易堵塞，故障率高；2•人工操作管理繁琐，检测手段要求高；3.基建费用也不低。A/O工艺原理A/O工艺分为生物除磷工艺和生物脱氮工艺两种。生物除磷工艺是由厌氧和好氧两部分反应组成的污水生物处理系统。污水进入厌氧池后，污水中的磷以正磷酸盐的形式释放到混合液中。混合液进入好氧池后，聚磷菌较快生长，同时聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸盐，在二沉池随污泥沉降，磷就进入污泥中，进而达到污水除磷目的。生物除磷工艺是不能有污泥回流的，否则除磷效果将下降。生物脱氮工艺是由缺氧和好氧两部分反应组成的污水生物处理系统。污水进入缺氧池后，与回流污泥混合。活性污泥中的反消化菌在这一过程中的作用，将污水中的硝态氮转化为氮气释放到大气中，氨态氮在好样状态下形成硝态氮，随着污泥回流在缺氧状态下转化为氮气释放出来，以此达到脱氮目的。图4生物脱氮工艺流程A/0的优缺点〜主要优点：1由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。主要缺点：1•污泥回流需用泵提升。2•设备数量多，操作为湖南，投资较大。生物池和二沉池单独设置，占地面积大。抗冲击负荷的能力不如氧化沟工艺。氧化沟工艺氧化沟工艺的曝气池呈封闭的沟渠形，池体狭长，可达数十甚至百米以上，曝气装置多采用表面曝气器，污水和活性污泥的混合液在其中做不停地循环流动的过程，有机物质被混合液中的微生物分解。该工艺对水温、水质和水量的变动有较强的适应性，BOD负荷低，污泥龄长，反应器内可存活硝化细菌，发生消化反应。在流态上，氧化沟介于完全混合与推流之间，氧化沟内流态是完全混合式的，但又具有某些推流式的特性，如在曝气装置的下游，溶解氧浓度从高向低变动，甚至可能出现缺氧段。氧化沟这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用，而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。图五氧化沟工艺流程氧化沟的优缺点主要优点：1•有效去除COD、BOD、SS，出水水质好；2•运行管理方便，操作维护简单；耐冲击负荷能力强；运行方式灵活。王要缺点：占地较大，氧利用率相对低，耗能稍大；泥水分离负荷要求低。A2/O工艺原理首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池只要功能未释放磷，使污水中的磷的浓度身高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD浓度下降；另外，氮化铵因细胞的合成而被去除一部分，是污水中的氮化铵浓度下降，但是硝基化氮的含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入大量硝基化氮还原为氮气释放至空气，因此BOD浓度下降，硝基化氮浓度大幅下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化讲解，而继续下降；有机氮被氨化续而被硝化，使氮化铵浓度显著下降，但顺着硝化过程使硝基氮的浓度下降，磷随着聚磷菌的过量摄取，也以较块的速度下降。

好氧反应4S帽忧浪P好氧反应4S帽忧浪P涂t内也:ft)进水L<竊余馬泥图六如图所示，A2/O工艺是通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，达到去除有机物、脱氮、除磷的功能。A2/0的优缺点主要优点：1.对COD、BOD、SS等有较高的去除率；2•对脱氮除磷有较高的去除效果；3•运行费用低，占地少；出水水质好。主要缺点：运行管理要求较高；投资较大。水解--好氧生物处理工艺水解-好氧生物处理工艺是一种污水处理的新工艺，其最为先主动的特点是以多功能的水解反应器取代功能专一的传统初沉池。利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物，减轻后续好氧处理构筑物的负荷，使污泥和污水同时得到处理，可以取消污泥消化过程。水解-好氧生物处理工艺原理水解-好氧生物处理工艺由水解-酸化反应池和好氧生物处理装置组成，其中，水解---酸化反应池放弃了厌氧反应中的甲烷发酵阶段，利用厌氧反应中水解和产酸作用，使得污水---污泥依次得到降解处理。磷元素不能完全去除。格榻沉砂池水力筛朮解池卄•吒池二底机捉池域水一*1h—C"I—H:—~'—T—■4]~出水瞬池亡一回睥污据机捷凰水匚二二I图七水解-好氧生物处理工艺优缺点主要优点：1•在总的停留时间和能耗等方面比传统的活性污泥要有很大的优势；2•效率高、能耗低、投资少、运行费用低、简单易行；3•可以同时达到对污泥的稳定。主要缺点：难降解有机物的降解百乐克工艺百乐克（BLOLAK）工艺原理百乐克污水处理系统（又称悬挂链抱起工艺）是一种高效的升华处理系统，采用低负荷污泥工艺，通过升华方法有效讲解COD及BOD,并且能够通过波浪式氧化工艺对氮、磷进行咼效去除。图八百乐克工艺优缺点主要优点：1•技术先进，处理效果好，出水稳定;有效的曝气系统节省了动力消耗；米用多级A/0系统，脱氮效果好；设置了生物脱磷区；5•相对投资较低，简单偶小的污泥处理，设备简单，土地利用紧凑。缺点：曝气时间较长；污泥处理不如A/O系统。8.CASS工艺CASS工艺原理CASS工艺是序批式活性污泥SBR的改良技术,又称循环式活性污泥系统。CASS工艺主要由生物选择器和可调容积式反应器两部分组成，工艺充分利用微生物的生长的选择机理，减少了丝状菌的产生，同时提高了除磷脱氮的效率，从而可提高出水水质而不增加运行费用。CASS工艺优缺点主要优点：1.处理效果好，出水水质稳定；2•耐冲击负荷大，可除磷脱氮。主要缺点：1.操作人员素质要求高，设备质量要求高；2•国内运行经验不多。五•工艺选择由于给定的污染物中含有氨氮所以选取以上三种工艺。A20同时具有除磷的作用，而且工艺较复杂所以不需要选择A2O工艺。又由于北方冬季寒冷所以氧化沟也不完全适合。所以最好的选择是AO工艺。

六、水质平衡计