污水处理技术解决方案

来源: 索佳  作者: 索佳  发布于: 2014/3/15 13:53:54  关注度:


一、技术背景

污水处理是处理水污染的重要过程。采用物理、生物、及化学的方法对工业废水和生活污水进行处理以分离水中的固体污染物并降低水中的有机污染物和富营养物(主要为氮、磷化合物),从而减轻污水对环境的污染。

人类面临水危机已是不争的事实。我国增加了对城市基础设施建设和环境保护的投入,强化环境综合治理,从而使污染物排放总量得到有效控制,部分地区和城市环境质量有所改善。但根据环境监测结果统计分析,我国水污染形势仍然非常严峻,各项污染物排放总量很大,污染程度仍处于相当高的水平。

2010年全国污水排放总量610万吨,同比增长3.4%,自“十一五”以来,我国污水排放总量增速放缓,由“十五”期间的8%左右降到2010年的3%左右。我国城镇污水处理能力在“十一五”时期获得极大提升,近两年又持续保持增速。截至2011年底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3135座,污水处理能力达到1.36亿立方米/日。全国正在建设的城镇污水处理项目达1360个,总设计能力约2900万立方米/日。


二、污水处理技术工艺介绍

(一)、厌氧处理工艺(水解酸化、升流式厌氧污泥床、UASB反应器、IC反应器)

1、 水解酸化基本原理

水解阶段是在厌氧菌胞外酶的作用下将复杂的有机物被分解成简单的有机物。

酸化阶段即产氢产乙酸阶段,在产酸或酸化细菌将水解阶段产生的中间产物如脂肪酸和醇类转化成乙酸和氢,并有CO2产生。


2、 厌氧反应基本原理

第一阶段是在水解与发酵细菌作用下,使碳水化合物、蛋白质与脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氢等;

第二阶段是在产氢产乙酸菌的作用下,把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸;

第三阶段通过2组生理上不同的产甲烷菌的作用,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷;另一组是对乙酸脱羧产生甲烷。

3、UASB反应器

在反应器的底部有一层截留、吸附与降解有机物的厌氧污泥层,在反应器的上部设有固、液、气三相分离器,使经厌氧处理后的废水、产生的沼气以及厌氧污泥有效分离,完成废水外排、沼气收集并输出、沉淀下来的污泥直接回落至反应区。

UASB反应器特点

􀁺反应器中具有浓度极高、且以颗粒状存在的高活性污泥;

􀁺反应器内具有集泥、水和气分离与一体的三相分离器;

􀁺无需安装任何搅拌装置,反应器的搅拌时通过产气及水流的上升搅拌作用而实现的;

􀁺UASB反应器由下至上为:污泥床、污泥悬浮区、沉淀区、三相分离器区等各项功能部分组成。

3、 IC反应器结构

IC反应器的进水1由反应器底部泵入第一反应室,与该室的厌氧颗粒污泥均匀混合。废水中含有的大部分有机物在这里被转化为沼气,所产生的沼气被第一反应室的集气罩2收集,沼气沿着提升管3上升。沼气上升的同时,把第一反应室的混合液提升至设在反应器顶部的气液分离器4,被分离出的沼气由气液分离器顶部的沼气排出管5排走。分离出的泥水混合液将沿着回流管6回到第一反应室的底部,并与底部的颗粒污泥和进水充分混合,实现了第一反应时混合液的内部循环。

IC 反应器能效

反应器实际上是由两个上下重叠的UASB污泥床串联组成的。由下面第一个UASB污泥床所产生的沼气作为提升的动力,实现了下部混合液的内循环,使废水得到强化预处理。上面的第二个UASB污泥床对废水继续进行后处理。与UASB污泥床相比,在获得相同处理效率的条件下,IC反应器具有更高的进水容积负荷率,IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB污泥床的20倍左右。在处理低浓度废水时,HRT可缩短至2.0~2.5h,使反应器的容积更加小型化。由此可见,IC反应器是一种非常高效能的厌氧反应器。

4、 厌氧处理工艺综合比较

优点

厌氧生物处理工业废水与好氧生物处理相比具有以下优点:

􀁺处理效能高。容积小,占地面积小,可降低基建投资和运行费用;

􀁺污泥产量低。且生成的污泥较稳定;

􀁺能耗低。且可回收生物能源(沼气),是产能型废水生物处理工艺;

􀁺应用范围广。好氧法适用于处理低浓度有机废水,对高浓度有机废水需用大量水稀释后才能进行处理,而厌氧法可用来处理高浓度有机废水,也可处理低浓度有机废水。

缺点:

厌氧处理设备启动时间长,因为厌氧微生物增殖缓慢,启动时经接种、培养、驯化达到设计污泥浓度的时间比好氧生物处理长。处理后出水水质差,往往需要进一步处理才能达到排放标准。故厌氧生物处理常作为好氧生物处理的预理。

(二)、好氧反应工艺(多级多段AO工艺、改进型SBR工艺、氧化沟工艺)

1、多段多级AO工艺

多段多级AO工艺即连续流分段进水生物脱氮工艺。由多个A/O段串联组合而成。

工艺采用各段缺氧区多点进水方式,不需要设置硝化液内回流设施,只需将二沉池污泥回流至反应器首段。在第一段的缺氧区反硝化菌将污泥回流液中硝态氮还原,好氧区进行硝化菌的硝化反应,反应后的混合液和部分进水进入第二段的缺氧区,后续各段反应同第一段。

多段多级AO工艺特点

􀁺有机物沿反应器均匀分布,负荷均衡,碳源利用充分,有机物去除效率高;

􀁺 由于缺氧好氧环境交替存在,能够抑制丝状菌生长,不易发生污泥膨胀,易于运行管理;

􀁺 硝化液直接从好氧区进入下一段缺氧区,不设内回流,节省了动力费用和投资费用;

􀁺 多段缺氧-好氧交替存在,有交错的水解酸化反应,与A/O相比,抗冲击负荷能力强,污泥产量小,污泥处理和处置费用低;

􀁺 各段缺氧区只进入部分原水,反硝化可以最大程度的利用原水碳源,反硝化出水直接进入好氧区,减少碱度的投加量。

2、氧化沟工艺

氧化沟实际上是普通活性污泥法的变形,它是普通活性污泥法中的中间隔墙靠进水端的部分截去一段,使混合液从进水端推流至出水端时可以形成大的返混(循环),因此在流态上,氧化沟介于完全混合与推流之间,但主体属于完全混合态。氧化沟这种独特的水流状态,有利于活性污泥的生物凝聚,而且可以将其区分为富氧区,缺氧区,用以进行硝化和反硝化,取得脱氮的效果。

氧化沟工艺特点

􀁺 抗冲击负荷能力强;

􀁺 其对有机物的降解率是较高的(90~95%),缺点是脱氮效果较差;

􀁺 占地面积大􀁺 工程投资少􀁺 运行费用高。

3、改良型SBR工艺

改良型SBR工艺包括进水、曝气、沉淀、出水等几个工序:

􀁺 运行灵活,可根据水质特点灵活调节;

􀁺 自动化程度高;

􀁺 运行管理要求较高;

􀁺 氨氮去除效果好;

􀁺 占地面积较小,省掉后续的沉淀池;

􀁺 采用转碟曝气器,配套循环水泵,但没有没回流设施,综合考虑,运行费用低于氧化沟,高于多级A/O;

􀁺 省去了二沉池,占地面积小。土建费用低。

(二)、深度处理工艺(高级氧化、MBR工艺、BAF工艺)

1、高级氧化工艺- Fenton氧化工艺

经过生物段处理后的污水中还含有许多难降解的有机物,这些有机物必须采用非生物的处理方式才能去除。

优点:

􀁺 适用于小规模污水站,效果好;

􀁺 可满足CODcr低于50mg/L要求;

􀁺 臭味较小,操作环境好。

缺点:

􀁺 造成二次污染;

污泥产量大;

􀁺能耗较高。

2、高级氧化工艺-臭氧氧化工艺

优点:

􀁺适用于中规模污水站,效果好;

􀁺可满足CODcr低于50mg/L要求;

􀁺污泥量小;

􀁺O3氧化几乎不产生任何二次污染􀁺原材料广泛,氧气或空气。

缺点:

􀁺一次性投资较高;

􀁺 能耗较高。

3、深度处理生化工艺-膜生物反应器(MBR)工艺

优点:

􀁺 设备集成化程度高,占地面积小,流程短;

􀁺 可以在比较高的污泥浓度下运行,处理效果优。

缺点:

􀁺膜造价高,使MBR的基建投资高于传统的污水处理工艺;

􀁺 膜污染容易出现,严重时,整个系统将彻底瘫痪,因此,可靠性稍差;

􀁺 能耗高。首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,同时还要有大风量冲刷膜。

MBR反应器

4、深度处理生化工艺-BAF工艺

特点:

􀁺 总体投资省,包括机械设备、自控电气系统、土建费;

􀁺 占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的1/5~1/10,厂区布置紧凑,美观;

􀁺 处理出水质量好;

􀁺 工艺流程短,氧的传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水的电耗低;

􀁺 过滤速度高,处理负荷大大高于常规处理工艺;

􀁺 抗冲击能力强,受气候、水量和水质变化影响小,特别适合于寒冷天气地区,并可间歇运行。

BAF反应器 

Tag标签:
Copyright © 2014 深圳市索佳能源科技有限公司 版权所有
地址: 深圳市宝安区西乡航空路索佳科技园  电话: 0755-29979188、27692939  传真: 0755-27692555  
备案: 粤ICP备14013214号  支持: 1STUDIO  统计: