中小型污水廠處理工藝及其發展趨勢

發布時間: 2009-07-03 00:00:00   作者:本站編輯   來源: 本站原創   瀏覽次數:

  中小型污水廠處理工藝及其發展趨勢

   

  一、中小型污水廠的現狀

  我國城市污水處理廠根據投資規模和廢水處理量,一般分為大、中、小三種類型。處理能力在20萬噸/日以上的為大型,5-20萬噸/日的為中型,5萬噸/日以下的為小型。

  根據我國的實際情況,中小型污水廠建于中、小城市和大城市的郊縣,基建投資幾百萬至幾千萬,年運營費用幾十萬到上百萬元,目前全國已建成幾十座,在建的有上百座,今后一段時間還將大量增加。由于經濟條件的限制,目前這類污水廠剛剛在沿海地區經濟發達的小城鎮出現,今后會越來越多,最終中小型污水廠的數量將超過大中型污水廠。

  小型污水處理廠除了規模較小外,還具有如下特點:(1)進水水質、水量變化大,需要設置調節池減少沖擊負荷的影響;(2)操作簡單,維護費用低;(3)處理效果穩定,產泥量少;(4)較易實現自動化運行;(5)與環境協調性好,大多數情況下出水能就近排放,可作為地面水體的補充水源。

   

  二、中小型污水廠目前常用處理工藝

  城市污水中主要污染物是有機物,因此目前國內外大多采用生物法。我國只有少數幾座生物濾池城市污水處理廠,其余絕大多數采用活性污泥法。活性污泥法有很多種類型,使用最廣泛的主要有三類:(1)傳統活性污泥法及其改進型A/O、A2/O工藝;(2)氧化溝;(3)SBR工藝。

  傳統活性污泥法是應用最早的工藝,它去除有機物的效率很高,在處理過程中產生的污泥采用厭氧消化方式進行穩定處理,對消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和運行費用都比較低,因而得到廣泛應用。近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴重,去除氮、磷列入了污水處理的目標,于是出現了活性污泥法的改進型A/O法和A2/O法。A/O法有兩種,一種是用于除磷的厭氧-好氧工藝,一種是用于脫氮的缺氧-好氧工藝;A2/O法則是既脫氮又除磷的工藝。

  氧化溝是活性污泥法的一種變型,在水力流態上不同于傳統活性污泥法,是一種首尾相接的循環流,通常采用延時曝氣,在污水凈化的同時污泥得到穩定。它不設初沉池和污泥消化池,處理設施大大簡化。氧化溝具有傳統活性污泥法的優點,去除有機物的效率很高,也具有脫氮的功能。如果在溝前增設厭氧池,還可同時除磷。氧化溝這種高效、簡單的特點,使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應用。

  SBR即序批式活性污泥法,它的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥,不僅省去了初沉池和污泥消化池,還省去了二沉池和回流污泥泵房,處理設施比氧化溝還要簡單,而且處理效果好,有的SBR工藝還具有很強的脫氮除磷功能。但SBR工藝對自控要求高,往往有些自控設備不過關導致這種工藝無法很好推廣。

   

  三、中小型污水廠存在的主要問題

  在選擇城市污水處理廠的工藝時,一般要在四個方面進行比較:建設費用和運行費用的高低、處理效果的好壞、占地大小及環境影響以及管理的難易程度。

  現有的小型污水處理裝置雖然在結構上將多個工藝合并、組合在同一套設備之內。但是,由于各工藝仍然是傳統方法的組合,是城市污水處理廠的小型化,因而存在結構不夠緊湊、附屬設備多等缺點;大多采用傳統的曝氣方法,動力消耗大,氧利用率低;而傳統的曝氣方式也難以承受沖擊負荷,使裝置對污水水質水量變化的適應性較差。所以,通過優化組合處理工藝、減少附屬設備及開發利用新技術等方法達到中小型污水廠的降低成本是必要的。

   

  四、中小型污水廠工藝今后的發展趨勢

  目前世界各國的中小型污水處理廠處理方法花樣繁多,新工藝不斷涌現。而污水處理廠的進水水質和處理要求,往往是選擇某種工藝的主要因素。

  近年來國內在現有小型污水處理裝置的設計、運行及生產建設等方面已積累了較豐富的經驗,產品總的數量過剩,而質量有待提高,這些裝置經過幾年的實踐也暴露了一些問題,因此改進并完善現有裝置將是今后的發展方向之一。

  此外,組合工藝應盡量采用先進、高效的單元技術,開發出全新、高效的小型污水處理裝置。相對于前述高效、先進卻又較高能耗的技術而言,無能耗或低能耗技術應具有廣闊的市場前景,它們之所以長期不被重視,與其效率偏低及我國城市污水處理工藝以活性污泥法為主而較少運用生物膜法有關。若能給予充分重視并提高其效率、優化其工藝,也該是今后的發展方向之一。

   

  五、中小型污水廠推薦工藝

  鑒于中小型污水廠的特點,對于中小型城市污水廠推薦考慮的工藝方案為:

  1)間歇式活性污泥法CASS工藝;

  2)MSBR工藝;

  3)氧化溝工藝。

  上述工藝都具有以下優點:(1)都屬完全混合型,具有較高的耐沖擊負荷的能力;(2)一般不設初沉池,工藝簡化,節省占地;(3)一般采用低負荷延時曝氣方式運行;(4)處理效果好;(5)污泥好氧穩定,同時可減少污泥產量(如果污泥出路可靠,也可適當提高負荷)。

  5.1 CASS工藝

  CASS工藝是以生物反應動力學原理及合理的水力條件為基礎而開發的一種具有系統組成簡單、運行靈活和可靠性好等特點的污水處理新工藝。

  CASS的整個工藝為一間歇式反應器,在此反應器中進行交替的曝氣一不曝氣過程的不斷重復,將生物反應過程及泥水的分離過程結合在一個反應池中完成。因此,它是SBR工藝及ICEAS工藝的一種最新變型。

  CASS反應器由三個區域組成:生物選擇區、兼氧區和主反應區。生物選擇區是設置在CASS前端的小容積區,通常在厭氧或兼氧條件下運行。兼氧區不僅具有輔助厭氧或兼氧條件下運行的生物選擇區對進水水質水量變化的緩沖作用,同時還具有促進磷的進一步釋放和強化反硝化作用。主反應區則是最終去除有機物的場所。

  CASS工藝用于城鎮中小型污水處理廠將有很大的發展潛力。

  5.2 MSBR工藝

  MSBR(Modified SBR)工藝是20世紀80年代后期發展起來的改良型SBR工藝。MSBR是一種連續進水、連續出水的生物反應器,實質上是AAO系統與SBR系統串聯而成,因此具有A2/O的生物除磷脫氮功能和SBR的一體化、流程簡潔、控制靈活等優點。

  具體的工作原理為:污水首先進入厭氧池與經過濃縮及缺氧后進一步去除硝酸鹽的回流污泥混合,以保證厭氧條件,回流污泥在厭氧池進行充分放磷,然后與污水一起進入缺氧池,與好氧池的內回流污泥混合進行反硝化,反硝化后的污水進入好氧池,有機物在好氧池被降解,活性污泥充分吸磷后再進入起沉淀作用的SBR池,澄清后的污水被排放。此時另一邊SBR一方面按不同的時段進行缺、好氧情況的反硝化和硝化作用,或起靜置沉淀的作用,另外有1.0-1.5Q的回流至濃縮區進行濃縮,上清液直接進入好氧池,濃縮污泥則進入缺氧池,一方面可以再進行反硝化,另一方面保證回流污泥總的溶解氧最小,為后續厭氧池的釋放磷提供更加有利的條件。

  隨著我國污水處理事業的不斷進步和污水處理廠技術和管理水平的不斷提高,MSBR工藝將會以其眾多的優點而備受青睞。

  5.3 氧化溝工藝

  氧化溝工藝因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名,是活性污泥法的一種。氧化溝法由于具有較長的水力停留時間、較低的有機負荷和較長的污泥齡,與傳統活性污泥法相比可以省略調節池、初沉池、污泥消化池,有的甚至還可以省略二沉池。此外,據國內外統計資料顯示,與其他污水生物處理方法相比,氧化溝具有處理流程簡單、操作管理方便、出水水質好、工藝可靠性強、基建投資省、運行費用低等特點,因此適用于中小型污水處理廠。

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