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一體化污水處理系統(tǒng)原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農(nóng)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(xiàn)出較為嚴(yán)重的水體污染現(xiàn)象，該問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題較為嚴(yán)重的區(qū)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(yīng)用處理技術(shù)較為滯后。 在應(yīng)用一體化污水處理系統(tǒng)與裝置前期、我國處理污水技術(shù)手段水平仍舊較低。 面對生活污水問題逐步嚴(yán)峻的現(xiàn)狀、處理污水市場逐步實(shí)現(xiàn)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(tǒng)工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統(tǒng)進(jìn)行生活污水處理以來，我國生活污水導(dǎo)致的污染水資源問題得到了明顯的改善。 由整體層面來講，我國處理污水正面臨著時(shí)代變革。從規(guī)模較小、水平不高、種類單一、無法符合需求的狀況發(fā)展形成了具備一定規(guī)模、技術(shù)水平持續(xù)提升、不斷進(jìn)步、各類處理工藝逐步更新，裝置質(zhì)量有效提升的全新局面、不斷滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要、在處理污水裝置投入應(yīng)用以來、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業(yè)市場技術(shù)的全面依賴性、實(shí)現(xiàn)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的規(guī)模效應(yīng)，大型化長期以來一直是污水處理的發(fā)展方向。近年來，由于大中型污水處理廠投資大，占地大，需要配套建設(shè)龐大的污水收集管網(wǎng)等缺點(diǎn)，中小型污水處理工藝開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(guī)模集中式向中小規(guī)模分散式的轉(zhuǎn)變中。“以大型為主，中小型互補(bǔ)”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(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展提供了新的契機(jī)。

　　一體化污水處理系統(tǒng)工藝特點(diǎn)：

　　傳統(tǒng)活性污泥工藝是目前應(yīng)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)生了許多其他問題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內(nèi)的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負(fù)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(wěn)定，難以達(dá)標(biāo)排放; ③剩余污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本高; ④管理操作復(fù)雜，維護(hù)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(gòu)筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構(gòu)筑物少，工藝簡單，具有投資小、建造周期短，運(yùn)行 管理靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足生活小區(qū)以及中小企業(yè)等各類廢水處理要求。 (2)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統(tǒng)則可以有效減少占地面積，許多設(shè)備還可以采用地埋式設(shè)計(jì)，既節(jié)約了空間，同時(shí)也不會(huì)對酒店、高檔住宅小區(qū)和風(fēng)景區(qū)的景觀造成破壞，可以滿足各種要求，具有廣泛的適應(yīng)性。 (3)減少管網(wǎng)的建設(shè)，有效回用廢水。 隨著生活和工業(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(yán)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(jié)約水資源。由于一體化設(shè)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(shè)投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統(tǒng)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，通過風(fēng)機(jī)供氧曝氣的作用使污水達(dá)到充氧的目的。A池內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將大部分硝酸鹽氮還原成氮?dú)猓⑼ㄟ^攪拌使氮?dú)鈴膹U水中溢出，達(dá)到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內(nèi)設(shè)鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機(jī)污染物，并將進(jìn)水中的大部分氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮;可以根據(jù)廢水的需要，調(diào)整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團(tuán)，吸附、氧化并分解廢水中的有機(jī)物;有機(jī)物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)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(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)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)SBR法

　　SBR法是近年發(fā)展起來的一種較為先進(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(xù)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(fù)始。SBR法不設(shè)沉淀池，無污泥回流設(shè)備，但SBR法為間歇運(yùn)行，需設(shè)多個(gè)處理單元，進(jìn)水和曝氣相互切換，造成控制較為復(fù)雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設(shè)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(dá)標(biāo)。目前國內(nèi)還沒有質(zhì)量較好的潷水設(shè)備，進(jìn)口設(shè)備采購麻煩，且價(jià)格昂貴，同時(shí)后期維修費(fèi)用也高。SBR法池內(nèi)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(nèi)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題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統(tǒng)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(xiàn)象，同時(shí)，生物附著在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)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(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。具體參見污水寶商城資料或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(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統(tǒng)污水處理方法具有很大區(qū)別，取代了傳統(tǒng)生化工藝中二沉池和三級(jí)處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高，結(jié)合不同的工藝,出水可以達(dá)到景觀用水或雜用水標(biāo)準(zhǔn)。由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)，可同時(shí)進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)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(tǒng)構(gòu)造圖。

一體化污水處理系統(tǒng)原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農(nóng)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(xiàn)出較為嚴(yán)重的水體污染現(xiàn)象，該問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題較為嚴(yán)重的區(qū)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(yīng)用處理技術(shù)較為滯后。 在應(yīng)用一體化污水處理系統(tǒng)與裝置前期、我國處理污水技術(shù)手段水平仍舊較低。 面對生活污水問題逐步嚴(yán)峻的現(xiàn)狀、處理污水市場逐步實(shí)現(xiàn)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(tǒng)工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統(tǒng)進(jìn)行生活污水處理以來，我國生活污水導(dǎo)致的污染水資源問題得到了明顯的改善。 由整體層面來講，我國處理污水正面臨著時(shí)代變革。從規(guī)模較小、水平不高、種類單一、無法符合需求的狀況發(fā)展形成了具備一定規(guī)模、技術(shù)水平持續(xù)提升、不斷進(jìn)步、各類處理工藝逐步更新，裝置質(zhì)量有效提升的全新局面、不斷滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要、在處理污水裝置投入應(yīng)用以來、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業(yè)市場技術(shù)的全面依賴性、實(shí)現(xiàn)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的規(guī)模效應(yīng)，大型化長期以來一直是污水處理的發(fā)展方向。近年來，由于大中型污水處理廠投資大，占地大，需要配套建設(shè)龐大的污水收集管網(wǎng)等缺點(diǎn)，中小型污水處理工藝開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(guī)模集中式向中小規(guī)模分散式的轉(zhuǎn)變中。“以大型為主，中小型互補(bǔ)”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(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展提供了新的契機(jī)。

　　一體化污水處理系統(tǒng)工藝特點(diǎn)：

　　傳統(tǒng)活性污泥工藝是目前應(yīng)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)生了許多其他問題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內(nèi)的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負(fù)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(wěn)定，難以達(dá)標(biāo)排放; ③剩余污泥產(chǎn)量大，污泥處理成本高; ④管理操作復(fù)雜，維護(hù)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(gòu)筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構(gòu)筑物少，工藝簡單，具有投資小、建造周期短，運(yùn)行 管理靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足生活小區(qū)以及中小企業(yè)等各類廢水處理要求。 (2)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統(tǒng)則可以有效減少占地面積，許多設(shè)備還可以采用地埋式設(shè)計(jì)，既節(jié)約了空間，同時(shí)也不會(huì)對酒店、高檔住宅小區(qū)和風(fēng)景區(qū)的景觀造成破壞，可以滿足各種要求，具有廣泛的適應(yīng)性。 (3)減少管網(wǎng)的建設(shè)，有效回用廢水。 隨著生活和工業(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(yán)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(jié)約水資源。由于一體化設(shè)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(shè)投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統(tǒng)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，通過風(fēng)機(jī)供氧曝氣的作用使污水達(dá)到充氧的目的。A池內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，將大部分硝酸鹽氮還原成氮?dú)猓⑼ㄟ^攪拌使氮?dú)鈴膹U水中溢出，達(dá)到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內(nèi)設(shè)鼓風(fēng)曝氣，去除大部分有機(jī)污染物，并將進(jìn)水中的大部分氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽氮;可以根據(jù)廢水的需要，調(diào)整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團(tuán)，吸附、氧化并分解廢水中的有機(jī)物;有機(jī)物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)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(nèi)循環(huán)比，因而加大了運(yùn)行費(fèi)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)SBR法

　　SBR法是近年發(fā)展起來的一種較為先進(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(xù)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(fù)始。SBR法不設(shè)沉淀池，無污泥回流設(shè)備，但SBR法為間歇運(yùn)行，需設(shè)多個(gè)處理單元，進(jìn)水和曝氣相互切換，造成控制較為復(fù)雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設(shè)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(dá)標(biāo)。目前國內(nèi)還沒有質(zhì)量較好的潷水設(shè)備，進(jìn)口設(shè)備采購麻煩，且價(jià)格昂貴，同時(shí)后期維修費(fèi)用也高。SBR法池內(nèi)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(nèi)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題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統(tǒng)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(xiàn)象，同時(shí)，生物附著在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)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(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。具體參見污水寶商城資料或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(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統(tǒng)污水處理方法具有很大區(qū)別，取代了傳統(tǒng)生化工藝中二沉池和三級(jí)處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高，結(jié)合不同的工藝,出水可以達(dá)到景觀用水或雜用水標(biāo)準(zhǔn)。由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)，可同時(shí)進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。目前廣泛應(yīng)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(tǒng)構(gòu)造圖。