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三大污水生化處理工藝對比


編輯:2022-05-25 10:08:09

生活污水處理工藝目前已相當(dāng)成熟,其核心技術(shù)為活性污泥法或生物膜法,都屬于二級處理范疇。生物處理的原理是通過生物作用,尤其是微生物的作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物(CO2)、液體產(chǎn)物(水)以及富含有機物的固體產(chǎn)物(微生物群體或稱生物污泥)。多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離,從凈化后的污水中除去。根據(jù)污水的水量、水質(zhì)和出水要求及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,選用合理的污水處理工藝,這對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。下面,我們對生活污水處理常規(guī)工藝A/O、A2/O及SBR進(jìn)行對比分析。

A/O工藝

A/O工藝法,也叫厭氧好氧工藝法,主要用于水處理方面。A就是厭氧段,主要用于脫氮除磷;O就是好氧段,主要用于去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外,還可同時去除氮、磷,對于高濃度有機廢水及難降解廢水,在好氧段前設(shè)置水解酸化段,可顯著提高廢水可生化性。

工藝特征:

A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物,當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán),實現(xiàn)污水無害化處理。

優(yōu)點:

(1)、效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),總氮去除率在70%以上。

(2)、流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其,在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后,碳氮比有所提高,在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。

(3)、缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分別為62%和36%,故反硝化反應(yīng)是經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。

(4)、容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù),有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負(fù)荷。

(5)、缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點,我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內(nèi)循環(huán))工藝流程,使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求,而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

缺點:

(1)、由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng),從而不能培養(yǎng)出具有獨特功能的污泥,難降解物質(zhì)的降解率較低。

(2)、若要提高脫氮效率,必須加大內(nèi)循環(huán)比,因而加大了運行費用。另外,內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池,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(dá)到90%。

(3)、影響因素

水力停留時間(硝化段>6h,反硝化段<2h)污泥濃度MLSS(>3000mg/L)污泥齡(>30d)N/MLSS負(fù)荷率(<0.03)進(jìn)水總氮濃度(<30mg/L)。

2、A2/O工藝

A2/O工藝亦稱A-A-O工藝,即厭氧-缺氧-好氧工藝,被稱為簡單的同步脫氮除磷工藝。按實質(zhì)意義來說,本工藝應(yīng)為生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達(dá)到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化,從而影響給水水源時,才采用該工藝。

工藝特征:

(1)、效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),總氮去除率在70%以上。

(2)、缺氧反應(yīng)器:污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器,其首要功能是脫氮,硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的,循環(huán)的混合液量較大,一般為2Q(Q為原污水量)。

(3)、好氧反應(yīng)器–曝氣池:混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的,這三項反應(yīng)都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有過剩的磷,而污水中的BOD(或COD)則得到去除,流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器。

優(yōu)點:

(1)、本工藝在系統(tǒng)上可以稱為簡單的同步脫氮除磷工藝,總的水力停留時間少于其他同類工藝。

(2)、在厭氧(缺氧)、好氧交替運行條件下,絲狀菌不能大量增殖,無污泥膨脹之虞,SVI值一般均小于100。

(3)、污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效。

(4)、運行中勿需投藥,兩個A段只用輕緩攪拌,以不增加溶解氧為度,運行費用低。

(5)、污染物去除效率高,運行穩(wěn)定,有較好的耐沖擊負(fù)荷。

(6)、污泥沉降性能好。 

缺點:

(1)硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機負(fù)荷、污泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭,很難在同一系統(tǒng)中同時獲得氮、磷的高效去除。

(2)除磷效果難于提高,污泥增長有一定的限度,不易提高,特別是當(dāng)P/BOD值高時更是如此。

(3)脫氮效果也難于進(jìn)一步提高,內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限,不宜太高。

(4)、當(dāng)城市污水中碳源低時,反硝化效果受到碳源量的限制,大量的未被反硝化的硝酸鹽隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū),干擾厭氧釋磷的正常進(jìn)行。

(5)、進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧,減少停留時間,防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)、但溶解氧濃度也不宜過高,以防循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾。

(6)、傳統(tǒng)A2/O工藝出水只能達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)。

3、SBR工藝

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同,SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統(tǒng)。 

工藝特征:

在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥,當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時,微生物利用廢水中的有機物進(jìn)行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。 

優(yōu)點:

(1)、理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大,效率提高,池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好。

(2)、運行效果穩(wěn)定,污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質(zhì)好。

(3)、耐沖擊負(fù)荷,池內(nèi)有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。

(4)、工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整,運行靈活。

(5)、處理設(shè)備少,構(gòu)造簡單,便于操作和維護(hù)管理。

(6)、反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。

(7)、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。

(8)、脫氮除磷,適當(dāng)控制運行方式,實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替,具有良好的脫氮除磷效果。

(9)、工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器,無二沉池、污泥回流系統(tǒng),調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。

缺點:

(1)、間歇周期運行,對自控要求高。

(2)、變水位運行,電耗增大。

(3)、脫氮除磷效率不太高。

(4)、污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。

三大污水生化處理工藝對比


編輯:2022-05-25 10:08:09

生活污水處理工藝目前已相當(dāng)成熟,其核心技術(shù)為活性污泥法或生物膜法,都屬于二級處理范疇。生物處理的原理是通過生物作用,尤其是微生物的作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物(CO2)、液體產(chǎn)物(水)以及富含有機物的固體產(chǎn)物(微生物群體或稱生物污泥)。多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離,從凈化后的污水中除去。根據(jù)污水的水量、水質(zhì)和出水要求及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,選用合理的污水處理工藝,這對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。下面,我們對生活污水處理常規(guī)工藝A/O、A2/O及SBR進(jìn)行對比分析。

A/O工藝

A/O工藝法,也叫厭氧好氧工藝法,主要用于水處理方面。A就是厭氧段,主要用于脫氮除磷;O就是好氧段,主要用于去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外,還可同時去除氮、磷,對于高濃度有機廢水及難降解廢水,在好氧段前設(shè)置水解酸化段,可顯著提高廢水可生化性。

工藝特征:

A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物,當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán),實現(xiàn)污水無害化處理。

優(yōu)點:

(1)、效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),總氮去除率在70%以上。

(2)、流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其,在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后,碳氮比有所提高,在反硝化過程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。

(3)、缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分別為62%和36%,故反硝化反應(yīng)是經(jīng)濟的節(jié)能型降解過程。

(4)、容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù),有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負(fù)荷。

(5)、缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點,我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內(nèi)循環(huán))工藝流程,使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求,而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

缺點:

(1)、由于沒有獨立的污泥回流系統(tǒng),從而不能培養(yǎng)出具有獨特功能的污泥,難降解物質(zhì)的降解率較低。

(2)、若要提高脫氮效率,必須加大內(nèi)循環(huán)比,因而加大了運行費用。另外,內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池,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(dá)到90%。

(3)、影響因素

水力停留時間(硝化段>6h,反硝化段<2h)污泥濃度MLSS(>3000mg/L)污泥齡(>30d)N/MLSS負(fù)荷率(<0.03)進(jìn)水總氮濃度(<30mg/L)。

2、A2/O工藝

A2/O工藝亦稱A-A-O工藝,即厭氧-缺氧-好氧工藝,被稱為簡單的同步脫氮除磷工藝。按實質(zhì)意義來說,本工藝應(yīng)為生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達(dá)到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化,從而影響給水水源時,才采用該工藝。

工藝特征:

(1)、效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),總氮去除率在70%以上。

(2)、缺氧反應(yīng)器:污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器,其首要功能是脫氮,硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的,循環(huán)的混合液量較大,一般為2Q(Q為原污水量)。

(3)、好氧反應(yīng)器–曝氣池:混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的,這三項反應(yīng)都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有過剩的磷,而污水中的BOD(或COD)則得到去除,流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器。

優(yōu)點:

(1)、本工藝在系統(tǒng)上可以稱為簡單的同步脫氮除磷工藝,總的水力停留時間少于其他同類工藝。

(2)、在厭氧(缺氧)、好氧交替運行條件下,絲狀菌不能大量增殖,無污泥膨脹之虞,SVI值一般均小于100。

(3)、污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效。

(4)、運行中勿需投藥,兩個A段只用輕緩攪拌,以不增加溶解氧為度,運行費用低。

(5)、污染物去除效率高,運行穩(wěn)定,有較好的耐沖擊負(fù)荷。

(6)、污泥沉降性能好。 

缺點:

(1)硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機負(fù)荷、污泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭,很難在同一系統(tǒng)中同時獲得氮、磷的高效去除。

(2)除磷效果難于提高,污泥增長有一定的限度,不易提高,特別是當(dāng)P/BOD值高時更是如此。

(3)脫氮效果也難于進(jìn)一步提高,內(nèi)循環(huán)量一般以2Q為限,不宜太高。

(4)、當(dāng)城市污水中碳源低時,反硝化效果受到碳源量的限制,大量的未被反硝化的硝酸鹽隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū),干擾厭氧釋磷的正常進(jìn)行。

(5)、進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧,減少停留時間,防止產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)、但溶解氧濃度也不宜過高,以防循環(huán)混合液對缺氧反應(yīng)器的干擾。

(6)、傳統(tǒng)A2/O工藝出水只能達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)。

3、SBR工藝

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù),又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同,SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統(tǒng)。 

工藝特征:

在反應(yīng)器內(nèi)預(yù)先培養(yǎng)馴化一定量的活性污泥,當(dāng)廢水進(jìn)入反應(yīng)器與活性污泥混合接觸并有氧存在時,微生物利用廢水中的有機物進(jìn)行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細(xì)胞增殖。將微生物細(xì)胞物質(zhì)與水沉淀分離,廢水即得到處理。其處理過程主要由初期的去除與吸附作用、微生物的代謝作用、絮凝體的形成與絮凝沉淀性能幾個凈化過程完成。 

優(yōu)點:

(1)、理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大,效率提高,池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好。

(2)、運行效果穩(wěn)定,污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質(zhì)好。

(3)、耐沖擊負(fù)荷,池內(nèi)有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。

(4)、工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整,運行靈活。

(5)、處理設(shè)備少,構(gòu)造簡單,便于操作和維護(hù)管理。

(6)、反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。

(7)、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。

(8)、脫氮除磷,適當(dāng)控制運行方式,實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替,具有良好的脫氮除磷效果。

(9)、工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器,無二沉池、污泥回流系統(tǒng),調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。

缺點:

(1)、間歇周期運行,對自控要求高。

(2)、變水位運行,電耗增大。

(3)、脫氮除磷效率不太高。

(4)、污泥穩(wěn)定性不如厭氧硝化好。

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