一體化污水處理系統原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，令排放污水總量不斷增加、并呈現出較為嚴重的水體污染現象，該問(wèn)題在全國各地均有所涉及。由此不難看出!我國為水資源污染問(wèn)題較為嚴重的區域。再加上污水處理工作產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步相對較晚，同時(shí)提速較為緩慢，應用處理技術(shù)較為滯后。 在應用一體化污水處理系統與裝置前期、我國處理污水技術(shù)手段水平仍舊較低。 面對生活污水問(wèn)題逐步嚴峻的現狀、處理污水市場(chǎng)逐步實(shí)現了飛速發(fā)展，為符合我國該行業(yè)領(lǐng)域的需要、促進(jìn)一體化污水處理系統工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統進(jìn)行生活污水處理以來(lái)，我國生活污水導致的污染水資源問(wèn)題得到了明顯的改善。 由整體層面來(lái)講，我國處理污水正面臨著(zhù)時(shí)代變革。從規模較小、水平不高、種類(lèi)單一、無(wú)法符合需求的狀況發(fā)展形成了具備一定規模、技術(shù)水平持續提升、不斷進(jìn)步、各類(lèi)處理工藝逐步更新，裝置質(zhì)量有效提升的全新局面、不斷滿(mǎn)足國民經(jīng)濟建設發(fā)展的需要、在處理污水裝置投入應用以來(lái)、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業(yè)市場(chǎng)技術(shù)的全面依賴(lài)性、實(shí)現處理污水工藝與裝置的真正自給。

　　同時(shí)由于大中型污水處理廠(chǎng)的規模效應，大型化長(cháng)期以來(lái)一直是污水處理的發(fā)展方向。近年來(lái)，由于大中型污水處理廠(chǎng)投資大，占地大，需要配套建設龐大的污水收集管網(wǎng)等缺點(diǎn)，中小型污水處理工藝開(kāi)始成為污水處理工藝的主要發(fā)展方向。污水的處理正在從集中化走向分散化，從大規模集中式向中小規模分散式的轉變中。“以大型為主，中小型互補”的布局符合我國國情和發(fā)展形勢，也為一體化污水處理設備的應用和發(fā)展提供了新的契機。

　　一體化污水處理系統工藝特點(diǎn)：

　　傳統活性污泥工藝是目前應用最廣泛的城市生活污水處理工藝，該工藝大多采用分建式的重力式沉淀池作為活性污泥混合液固液分離的手段，不僅占地面積大，而且還產(chǎn)生了許多其他問(wèn)題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負荷低，傳氧效率低，能耗高; ②處理出水水質(zhì)不夠理想且不夠穩定，難以達標排放; ③剩余污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本高; ④管理操作復雜，維護成本高。

　　與之相比，一體化污水處理工藝則有許多優(yōu)勢: (1)構筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構筑物少，工藝簡(jiǎn)單，具有投資小、建造周期短，運行 管理靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足生活小區以及中小企業(yè)等各類(lèi)廢水處理要求。 (2)結構緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠(chǎng)占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類(lèi)用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統則可以有效減少占地面積，許多設備還可以采用地埋式設計，既節約了空間，同時(shí)也不會(huì )對酒店、高檔住宅小區和風(fēng)景區的景觀(guān)造成破壞，可以滿(mǎn)足各種要求，具有廣泛的適應性。 (3)減少管網(wǎng)的建設，有效回用廢水。 隨著(zhù)生活和工業(yè)用水的逐漸增多，廢水直接排放造成的環(huán)境污染日益嚴重。 如果將大部分處理后的廢水進(jìn)行重新利用，就可以有效節約水資源。由于一體化設備靈活多變的形式，使得污水處理后可以就近回用，不僅減少了管網(wǎng)的建設投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統工藝有A/O工藝、SBR工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝等。

　　1)A/O工藝

　　A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過(guò)風(fēng)機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A(yíng)池進(jìn)行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮還原成氮氣，并通過(guò)攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內設鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機污染物，并將進(jìn)水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮;可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過(guò)活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物;有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒(méi)有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低;同時(shí)，若要提高脫氮效率，必須加大內循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

　　3)SBR法

　　SBR法是近年發(fā)展起來(lái)的一種較為先進(jìn)的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進(jìn)水，間歇曝氣，停氣時(shí)污水沉淀撇除上清液，成為一個(gè)周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無(wú)污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個(gè)處理單元，進(jìn)水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時(shí)必須精益求精，否則極易造成最終出水水質(zhì)不達標。目前國內還沒(méi)有質(zhì)量較好的潷水設備，進(jìn)口設備采購麻煩，且價(jià)格昂貴，同時(shí)后期維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀技術(shù)不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問(wèn)題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著(zhù)載體，生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現象，同時(shí)，生物附著(zhù)在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動(dòng)，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時(shí)間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5)MBR工藝

　　MBR是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨特結構的浸沒(méi)式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過(guò)好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過(guò)膜過(guò)濾后抽出。它與傳統污水處理方法具有很大區別，取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統固液分離的能力，從而使系統出水水質(zhì)和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝,出水可以達到景觀(guān)用水或雜用水標準。由于膜的過(guò)濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實(shí)現了水力停留時(shí)間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問(wèn)題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時(shí)進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩定、剩余污泥產(chǎn)量低、設備緊湊、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。

　　下圖為MBR工藝一體化污水處理系統構造圖。

一體化污水處理系統原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，令排放污水總量不斷增加、并呈現出較為嚴重的水體污染現象，該問(wèn)題在全國各地均有所涉及。由此不難看出!我國為水資源污染問(wèn)題較為嚴重的區域。再加上污水處理工作產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步相對較晚，同時(shí)提速較為緩慢，應用處理技術(shù)較為滯后。 在應用一體化污水處理系統與裝置前期、我國處理污水技術(shù)手段水平仍舊較低。 面對生活污水問(wèn)題逐步嚴峻的現狀、處理污水市場(chǎng)逐步實(shí)現了飛速發(fā)展，為符合我國該行業(yè)領(lǐng)域的需要、促進(jìn)一體化污水處理系統工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統進(jìn)行生活污水處理以來(lái)，我國生活污水導致的污染水資源問(wèn)題得到了明顯的改善。 由整體層面來(lái)講，我國處理污水正面臨著(zhù)時(shí)代變革。從規模較小、水平不高、種類(lèi)單一、無(wú)法符合需求的狀況發(fā)展形成了具備一定規模、技術(shù)水平持續提升、不斷進(jìn)步、各類(lèi)處理工藝逐步更新，裝置質(zhì)量有效提升的全新局面、不斷滿(mǎn)足國民經(jīng)濟建設發(fā)展的需要、在處理污水裝置投入應用以來(lái)、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業(yè)市場(chǎng)技術(shù)的全面依賴(lài)性、實(shí)現處理污水工藝與裝置的真正自給。

　　同時(shí)由于大中型污水處理廠(chǎng)的規模效應，大型化長(cháng)期以來(lái)一直是污水處理的發(fā)展方向。近年來(lái)，由于大中型污水處理廠(chǎng)投資大，占地大，需要配套建設龐大的污水收集管網(wǎng)等缺點(diǎn)，中小型污水處理工藝開(kāi)始成為污水處理工藝的主要發(fā)展方向。污水的處理正在從集中化走向分散化，從大規模集中式向中小規模分散式的轉變中。“以大型為主，中小型互補”的布局符合我國國情和發(fā)展形勢，也為一體化污水處理設備的應用和發(fā)展提供了新的契機。

　　一體化污水處理系統工藝特點(diǎn)：

　　傳統活性污泥工藝是目前應用最廣泛的城市生活污水處理工藝，該工藝大多采用分建式的重力式沉淀池作為活性污泥混合液固液分離的手段，不僅占地面積大，而且還產(chǎn)生了許多其他問(wèn)題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負荷低，傳氧效率低，能耗高; ②處理出水水質(zhì)不夠理想且不夠穩定，難以達標排放; ③剩余污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本高; ④管理操作復雜，維護成本高。

　　與之相比，一體化污水處理工藝則有許多優(yōu)勢: (1)構筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構筑物少，工藝簡(jiǎn)單，具有投資小、建造周期短，運行 管理靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以滿(mǎn)足生活小區以及中小企業(yè)等各類(lèi)廢水處理要求。 (2)結構緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠(chǎng)占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類(lèi)用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統則可以有效減少占地面積，許多設備還可以采用地埋式設計，既節約了空間，同時(shí)也不會(huì )對酒店、高檔住宅小區和風(fēng)景區的景觀(guān)造成破壞，可以滿(mǎn)足各種要求，具有廣泛的適應性。 (3)減少管網(wǎng)的建設，有效回用廢水。 隨著(zhù)生活和工業(yè)用水的逐漸增多，廢水直接排放造成的環(huán)境污染日益嚴重。 如果將大部分處理后的廢水進(jìn)行重新利用，就可以有效節約水資源。由于一體化設備靈活多變的形式，使得污水處理后可以就近回用，不僅減少了管網(wǎng)的建設投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統工藝有A/O工藝、SBR工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝等。

　　1)A/O工藝

　　A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過(guò)風(fēng)機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A(yíng)池進(jìn)行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮還原成氮氣，并通過(guò)攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內設鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機污染物，并將進(jìn)水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮;可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過(guò)活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物;有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒(méi)有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低;同時(shí)，若要提高脫氮效率，必須加大內循環(huán)比，因而加大了運行費用。另外，內循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

　　3)SBR法

　　SBR法是近年發(fā)展起來(lái)的一種較為先進(jìn)的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進(jìn)水，間歇曝氣，停氣時(shí)污水沉淀撇除上清液，成為一個(gè)周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無(wú)污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個(gè)處理單元，進(jìn)水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時(shí)必須精益求精，否則極易造成最終出水水質(zhì)不達標。目前國內還沒(méi)有質(zhì)量較好的潷水設備，進(jìn)口設備采購麻煩，且價(jià)格昂貴，同時(shí)后期維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀技術(shù)不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問(wèn)題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著(zhù)載體，生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現象，同時(shí)，生物附著(zhù)在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動(dòng)，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時(shí)間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5)MBR工藝

　　MBR是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨特結構的浸沒(méi)式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過(guò)好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過(guò)膜過(guò)濾后抽出。它與傳統污水處理方法具有很大區別，取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統固液分離的能力，從而使系統出水水質(zhì)和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝,出水可以達到景觀(guān)用水或雜用水標準。由于膜的過(guò)濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實(shí)現了水力停留時(shí)間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問(wèn)題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時(shí)進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩定、剩余污泥產(chǎn)量低、設備緊湊、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。

　　下圖為MBR工藝一體化污水處理系統構造圖。