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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(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
、水質和出水要求及當?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
,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物
,當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)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(yǎng)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(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(chǎn)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%
,故反硝化反應是經(jīng)濟的節(jié)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(nèi)循環(huán))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(tǒng),從而不能培養(yǎng)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(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)

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(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(jīng)厭氧反應器進入該反應器,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(nèi)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(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(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P/BOD值高時更是如此。

(3)脫氮效果也難于進一步提高

,內(nèi)循環(huán)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?yún)捬鯀^(qū)
,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(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)混合液對缺氧反應器的干擾

(6)、傳統(tǒng)A2/O工藝出水只能達到一級B標準

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(tǒng)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(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應
,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(tǒng)
。 

工藝特征:

在反應器內(nèi)預先培養(yǎng)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(yōu)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(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
,污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀,需要時間短
、效率高
,出水水質好。

(3)

、耐沖擊負荷
,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
、水量進行調(diào)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(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(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
。主體設備只有一個序批式間歇反應器
,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(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
、水質和出水要求及當?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
,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)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(yǎng)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(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(chǎn)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%
,故反硝化反應是經(jīng)濟的節(jié)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(nèi)循環(huán))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(tǒng)
,從而不能培養(yǎng)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(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)

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(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(jīng)厭氧反應器進入該反應器

,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(nèi)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(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(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P/BOD值高時更是如此

(3)脫氮效果也難于進一步提高,內(nèi)循環(huán)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?yún)捬鯀^(qū),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(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)混合液對缺氧反應器的干擾

(6)

、傳統(tǒng)A2/O工藝出水只能達到一級B標準。

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(tǒng)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(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應
,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(tǒng)
。 

工藝特征:

在反應器內(nèi)預先培養(yǎng)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(yōu)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(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

,污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀
,需要時間短、效率高
,出水水質好

(3)

、耐沖擊負荷
,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
、水量進行調(diào)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(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(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。主體設備只有一個序批式間歇反應器
,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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