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三大污水生化處理工藝對比

發布時間:2019-06-28 11:58人氣:

生活污水處理工藝目前已相當成熟,其核心技術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,將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥)。多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離,從凈化后的污水中除去。根據污水的水量、水質和出水要求及當地的實際情況,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工藝A/O、A2/O及SBR進行對比分析。
 
NO.1
 
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在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、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,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(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-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。
 
優點:
 
(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。當總停留時間大于54h,經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標也達到排放標準,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,在反硝化過程中產生的堿度相應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%,故反硝化反應是最為經濟的節能型降解過程。
 
(4)容積負荷高。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,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,具有較高的容積負荷。
 
(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質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。結合水量、水質特點,我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內循環)工藝流程,使污水處理裝置不但能達到脫氮的要求,而且其它指標也達到排放標準。
 
缺點:
 
(1)由于沒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,難降解物質的降解率較低。
 
(2)若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大了運行費用。另外,內循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到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負荷率(<0.03)進水總氮濃度(<30mg/L)。
 
NO.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,被稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝。按實質意義來說,本工藝應為生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到: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,當處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,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。當總停留時間大于54h,經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標也達到排放標準,總氮去除率在70%以上。
 
(2)缺氧反應器:污水經厭氧反應器進入該反應器,其首要功能是脫氮,硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的,循環的混合液量較大,一般為2Q(Q為原污水量)。
 
(3)好氧反應器–曝氣池:混合液由缺氧反應器進入該反應器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應器內進行的,這三項反應都是重要的,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器。
 
優點:
 
(1)本工藝在系統上可以稱為最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,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。
 
(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P/BOD值高時更是如此。
 
(3)脫氮效果也難于進一步提高,內循環量一般以2Q為限,不宜太高。
 
(4)當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入厭氧區,干擾厭氧釋磷的正常進行。
 
(5)進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,防止產生厭氧狀態和污泥釋放磷的現象出現、但溶解氧濃度也不宜過高,以防循環混合液對缺氧反應器的干擾。
 
(6)傳統A2/O工藝出水只能達到一級B標準。
 
NO.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,又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同,SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,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。
 
工藝特征:
 
在反應器內預先培養馴化一定量的活性污泥,當廢水進入反應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行新陳代謝,將有機物降解并同時使微生物細胞增殖。將微生物細胞物質與水沉淀分離,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。
 
優點:
 
(1)理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效果好。
 
(2)運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好。
 
(3)耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,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水質、水量進行調整,運行靈活。
 
(5)處理設備少,構造簡單,便于操作和維護管理。
 
(6)反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。
 
(7)SBR法系統本身也適合于組合式構造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。
 
(8)脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。
 
(9)工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器,無二沉池、污泥回流系統,調節池、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)污泥穩定性不如厭氧硝化好。

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