污水处理流程|污水处理工艺

　　污水处理流程根据不同的污水处理工艺和运行方式也各有差异，总体来讲主要由物化和生化处理两大部分组成。物化处理部分主要以过滤沉淀为主，生化系统主要以微生物降解为主，不同个工艺生化池结构和布局不同但其根本都是通过微生物对污水进行降解处理。下边以生活污水为例介绍生活污水处理流程。

　　城市污水是排入城市排水系统中各类废水的总称,主要由城市生活污水和生产污水以及其他排入城市排水管网的混合污水。在合流制排水系统中还包括雨水，在半分流制的排水系统中还包括初期雨水。城市污水中的污染物质，按化学性质来分，可分为无机性污染物质(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总类与形态不同，城市生活污水和工业废水的比例不同，其污水性质亦不同。

　　城市污水的性质主要是其物理性质，包括水温，颜色，气味，氧化还原电位等。

　　1.水温：由于城市下水道系统是敷设于地下的，因此城市污水的水温具有相对稳定的特征，一般在10~20℃之间，冬季比气温高，夏季比气温低。城市污水水温突然变化很可能是工业废水造成的，而水温的明显降低可能是由于大量雨水排入造成的。

　　2.颜色：城市污水的正常颜色为灰褐色，但实际上其颜色通常变化不定，这取决于城市下水道的排水条件和排入的工业废水的影响，大的管网系统由于污水在下水道停留时间过长，可能会发生厌氧反应，输入到污水处理厂的污水的颜色会变暗或显黑色。绿色、蓝色和橙色通常是由于电镀废水的排入造成的，白色则是洗衣废水造成的，而红色、蓝色和黄色等则多为印染废水所致。

　　3.气味：正常的城市污水具有发霉的臭位，在大管网系统或维护不好的下水道系统，城市污水将会有臭鸡蛋气味，这标志城市污水在下水道已经发酵，产生了硫化氢和其他产物。由于硫化氢气体危及人身安全，在下井下池作业时应严格按照防毒气安全操作规程进行。城市污水中有汽油、溶剂、香味等，可能是有工业废水排入。

　　4.氧化还原电位：正常的城市污水约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位说明污水已经进入厌氧发酵或有工业还原剂的大量排入。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水排入。

　　生活污水水质分析：

　　水质分析主要是城市污水的化学指标：

　　1.pH值：城市污水的pH值呈中性，一般为6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水在下水道中发酵所致。雨季较大时的pH值降低往往是城市酸雨造成的，这种情况在合流制排水系统中尤其突出。PH值的突然大幅度变化通常是工业废水的大量排入造成的。

　　2.生化需氧量(BOD)：生化需氧量是反映污水中有机污染物浓度的综合指标，是通过测定在指定的温度和指定的时间段内，微生物分解，氧化水中有机物所需氧量的数量来确定的。微生物的好氧分解速度很快，约至5天后其需氧量即达到完全分解需氧量的70%左右，因此，在实际操作中，用BOD5来衡量污水中有机物的浓度。城市污水BOD5在100~3000mg/L之间。

　　3.化学需氧量(COD)：城市污水的COD一般大于BOD5，两者的差值可反映城市污水中存在难以被降解的有机物的多少。BOD5/ COD比值常用来分析污水的可生化性，可生化性好的废水BOD5/ COD>0.3，小于此值的污水应考虑生化技术以外的污水处理技术，或对一般生化处理工艺进行试验改革。

　　COD是用化学方法测定的有机物浓度，它不像BOD5那样反映生化需氧量，另外，会有部分的无机物被氧化，使结果产生误差。在城市污水分析时，二者同时使用。

　　4.总有机碳(TOC)：总有机碳的分析主要是为解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳是用总有机碳仪在900℃高温下将水中有机物燃烧氧化计算出的总有机碳。TOC与BOD5，COD有一定的关系，由TOC可推断出BOD5，COD值。

　　5.固体物质(SS，DS)：城市污水中的固体物质按其化学性质可分为有机物和无机物，按其物理组成可分为悬浮固体SS和溶解固体DS。

　　SS是污水的一项重要指标，包括漂于水面的漂浮物如油脂，果核等，悬于水中的悬游物如奶、乳化油等，还有沉于底部的沉淀物，悬浮固体是将污水过滤，把截流在过滤材料上的物质通过烘干，称重而测的。

　　6.总氮(TN)，氨氮(NH3-N)，总磷(TP)：氮、磷是污水中的营养物质，在城市污水生化过程中需要一定的氮、磷以满足微生物的新陈代谢，但这仅是污水中氮、磷的一小部分，大部分氮、磷仍将随水排到水体中，从而导致水体中藻类超量生长，造成富营养化问题。因此，除磷脱氮也是污水处理的任务之一。

　　总氮是污水中有机氮和无机氮的综合，氨氮是无机氮的一种。总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。

　　7.重金属：城市污水中的重金属是指达到一定浓度时通常会对人体，生物造成危害的那些重金属，其中危害较大的有汞、镉、铬、铝、铜、锌等。汞极易沉底，易被生物甲基化而加剧毒性，可通过食物链引起疾病;镉易被生物富集，可导致骨损伤病症;铬通过食物链被人摄取可导致慢性中毒，铜、锌是人体需要的微量元素，但大量的铜、锌将抑制微生物的新陈代谢作用，最终威胁人身安全。

　　以上的这些化学指标大部分可以在城市污水处理过程中得到降解，其中85%以上的SS，BOD5，TOC，NH3-N可以通过污水处理得到去除，但重金属等一些有毒物质往往需要在工业企业通过处理控制。

　　生活污水处理工艺流程选取原则：

　　城市污水处理的目的是使之达标排放或污水回用于农田灌溉、城市景观和工业生产等，以保护环境不受污染，节约水资源。污水处理工艺流程的选择应遵循以下原则：

　　(1)污水处理应达到的处理程度是选择工艺的主要依据。

　　(2)污水处理工艺的投资和运行费用合理，工程投资和运行费用也是工艺流程选择的重要因素之一。根据处理的水质、水量，选择可行的几种工艺流程进行全面的技术经济比较，确定工艺先进合理、工程投资和运行费用较低的处理工艺。

　　(3)根据当地自然、地形条件及土地与资源利用情况，因地制宜、综合考虑选择适合当地情况的处理工艺。尽量少占农田或不占农田，充分利用河滩沼泽地、洼地或旧河道。

　　(4)考虑分期处理与排放利用情况。例如根据当地城市规划，先建一期工程，再建二期工程。

　　(5)施工与运行管理：如地下水位较高、地质条件较差的地区，就不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。也应考虑所确定处理工艺运行简单、操作方便，便于实现自动控制等。

　　污水工艺方案分析：

　　一.在本项目污水处理的特点为：

　　1.污水以有机污染为主， BOD/COD=0.46，可生化性较好，重金属及其它难以降解的有毒有害污染物一般不超标;

　　2.污水中主要污染物指标BOD5、CODcr、SS值比一般城市污水高80%左右;

　　3. 污水处理厂投产时，周围的多数重点污染源智力工程已投入运行。

　　二.污水处理工艺的选择与污水的原污水水质、出水要求、污水厂规模、当地温度、用地面积、发展余地、管理水平、工程投资、电价和环境影响等因素有关。

　　针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理的特点，以下有几种处理方法供我选择：

　　1.A/0系统

　　用以往的生物处理工艺进行城市污水三级处理，旨在降低污水中以BOD、COD综合指标表示的含泼有机物和悬浮固体购浓度。一般情况7，去除串COD可达70%以上，BOD可达90，6以上SS可达85%以上，但氮的去除串只有2096左离嚼的去除串就更他因A，二级处理出水中除含有少量合碳有机物尔还合有氮(氨氮和有机氮)和碘(溶解性露和有规蘑)。这掸的出水排到封闭水域的湖泊、河流及内海，仍会增匆水体中的营养成久从而引起水体中浮游生物和藻类的大量繁S，造成水体的富营养化对饮用水源、水产业、工业用水带来很大的危害。在水泥缺乏的地区，欲将基级出水作为第二水6，用于工业冷却水的补充九必须冉经脱氮、除碘等三级处理，还要增加较多的基逮物乃运行答硼酸。

　　优点：

　　(1)流程简单，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用低;

　　(2)反硝化池不需要外加碳源，降低了运行费用;

　　(3)A/O工艺的好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质;

　　(4)缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌利用，可降低其后好氧池的有机负荷。同时缺氧池中进行的反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。

　　缺点：(1)构筑物较多;(2)污泥产生量较多。

　　2. 传统A2/O法

　　传统A2/O工艺即厌氧—缺氧—好氧法，其三个阶段是以空间来划分的，是在具有脱N功能的缺氧—好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。

　　该工艺在系统上是最简单的同步脱N除P工艺，其总的水力停留时间一般要小于其它同类工艺(如Bardenpho工艺)。在经过厌氧、缺氧、好氧运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般小于100，处理后的泥水分离效果好。

　　该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌，以防止污泥沉积，由于生物处理池与二次沉淀池分开建设，占地面积也较大，该工艺在大型污水处理厂中采用较多，本次设计不予推荐。

　　3.传统的SBR工艺

　　传统的SBR工艺是完全间隙式运行，即周期进水、周期排水及周期曝气。

　　传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段：阶段A为进水搅拌，在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷;阶段B为曝气阶段，在该阶段除完成BOD5分解外，还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷;阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段，在该阶段内进行反硝化脱氮;阶段D为沉淀排泥阶段，在该阶段内既进行泥水分离，又排放剩余污泥;阶段E为排水阶段。在阶段E后，有的根据水质要求还设有闲置阶段。

　　以下是SBR的优缺点：

　　优点：(1)其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间划分，而是用时间控制的;(2)不需要回流污泥和回流混液，不设专门的二沉池，构筑物少;(3)占地面积少。

　　缺点：(1)容积及设备利用率较低(一般低于50%);(2)操作、管理、维护较复杂;(3)自动化程度高，对工人素质要求较高;(4)国内工程实例少;(5)脱氮、除磷功能一般。

　　4. 氧化沟工艺

　　氧化沟是活性污泥法的一种变形，它把连续环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展，氧化沟技术已远远超出最初的实践范围，具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式。如卡鲁塞尔(Carrousel 2000)氧化沟、三沟式(T型)氧化沟、奥贝尔(Orbal)氧化沟等。

　　卡鲁塞尔氧化沟是一个多沟串联的系统，进水与活性污泥混合后在沟内做不停的循环运动。污水和会流污泥在第一个曝气区中混合。由于曝气器的泵送作用，沟中流速保持在0.3m/s。水流在连续经过几个曝气区后，便流入外边最后一个环路，出水从这里通过出水堰排出，出水位于第一曝气区的前面。

　　卡鲁塞尔氧化沟采用垂直安装的低速表面曝气器，每组狗渠安装一个，均安装在同一端，因此形成靠近曝气器下游的富氧区和曝气器上游以及外环的缺氧区。这不仅有利于生物凝聚，还使活性污泥易于沉淀。BOD去除率可达95%~99%，脱氮效率约为90%，除磷率为50%。

　　在正常的设计流速下，卡鲁塞尔氧化沟渠道中混合液的流量是进水流量的50~100倍，曝气池中的混合液平均每天5~20min完成一个循环。具体循环时间取决于渠道长度、渠道流速及设计负荷。这种状态可以防止短流，还通过完全混合作用产生很强的耐冲击负荷力。

　　以下是氧化沟的优缺点：

　　优点：

　　(1)用转刷曝气时，设计污水流量多为每日数百立方米。用叶轮曝气时，设计污水流量可达每日数万立方米。

　　(2)氧化沟由环形沟渠构成，转刷横跨其上旋转而曝气，并使混合液在池内循环流动，渠道中的循环流速为0.3~0.6m/s，循环流量一般为设计流量的30~60倍。

　　(3)氧化沟的流型为循环混合式，污水从环的一端进入，从另一端流出，具有完全混合曝气池的特点。

　　(4)间歇运行适用于处理少量污水。可利用操作间歇时间使沟内混合液沉淀而省去二沉池，剩余污泥通过氧化沟内污泥收集器排除。连续运行适用于处理流量较大的污水，需另没二沉池和污泥回流系统。

　　(5)工艺简单，管理方便，处理效果稳定，使用日益普通。

　　(6)氧化沟的设计可用延时曝气油的设计方法进行。即从污泥产量W0=0出发，导出曝气池的体积，而后按氧化沟的工艺条件布置成环状循环混合式。

　　缺点：(1)处理构筑物较多;(2)回流污泥溶解氧较高，对除磷有一定的影响;(3)容积及设备利用率不高。

　　5. 污水生化处理

　　污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离，从净化后的污水中除去。

　　由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。

　　综上所述，能够满足脱氮除磷的污水处理工艺很多，其基本原理都是相同的，每一种工艺均各有特点，分别适用于各种不同场合，应该具体问题具体分析后加以采用。根据本工程特点，采用SBR法。