生活污水幾種常用的處理工藝包括氧化溝、序批式活性污泥法(SBR)、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池(BAF)、A-0工藝、膜生物反應(yīng)器(MBR)等。
典型的生活污水處理完整工藝如下:
污水 —— 前處理 —— 生化法 —— 二沉池 —— 消毒 —— 出水——污泥處理系統(tǒng)
前處理也稱為預(yù)處理技術(shù),常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。
由于生活污水處理的核心是生化部分,因此我們稱污水處理工藝是特指這部分,如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。
1、氧化溝工藝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,其池體狹長,故稱為氧化溝。氧化溝有多種構(gòu)造型式,典型的有:A:卡羅塞式;B:奧巴爾型;C:交替工作式氧化溝;D:曝氣—沉淀一體化氧化溝
氧化溝技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大中型城市污水處理廠,其規(guī)模從每日幾百立方米至幾萬立方米,工藝日趨完善,其構(gòu)造型式也越來越多。其主要特點(diǎn)是:進(jìn)出水裝置簡單;污水的流態(tài)可看成是完全混合式,由于池體狹長,又類似于推流式;BOD負(fù)荷低,處理水質(zhì)良好;污泥產(chǎn)率低,排泥量少;污泥齡長,具有脫氮的功能。
但氧化溝工藝與SBR和普通活性污泥工藝比較,能耗高,且占地面積較大。
2、A/O法
即厭氧—好氧污水處理工藝,流程如下:
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料,池底曝氣對污水進(jìn)行充氧,并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài),以保證污水與污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。
該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給,生物膜生長至一定厚度后,填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝,產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落,并促進(jìn)新生物膜的生長,此時(shí),脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn):
(1)由于填料比表面積大,池內(nèi)充氧條件良好,池內(nèi)單位容積的生物固體量較高,因此,生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷;
(2)由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多,水流完全混合,故對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力;
(3)剩余污泥量少,不存在污泥膨脹問題,運(yùn)行管理簡便。
特點(diǎn):生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn),但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中,所以生物接觸氧化池又稱淹沒式濾池。二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧,而不同于一般生物濾池靠自然通風(fēng)供氧,相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料,也可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約 2~5%的懸浮狀態(tài)活性污泥,對廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。
3、SBR法
SBR工藝的過程是按時(shí)序來運(yùn)行的,一個(gè)操作過程分五個(gè)階段:進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、潷水、閑置。
由于SBR在運(yùn)行過程中,各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活變化。對于SBR反應(yīng)器來說,只是時(shí)序控制,無空間控制障礙,所以可以靈活控制。因此,SBR工藝發(fā)展速度極快,并衍生出許多種新型SBR處理工藝。
簡單工藝流程:前處理——SBR反應(yīng)器 ——過濾——出水——污泥處置
設(shè)計(jì)要點(diǎn):理論上SBR反應(yīng)器的容積負(fù)荷有一個(gè)較在的范圍,為0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但為安全計(jì),一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反應(yīng)時(shí)的水位,最低水位是指排放工序結(jié)束時(shí)的水位,最低水位必須保證在排水在此水位時(shí),沉淀污泥不隨上清液而流失。
SBR工藝的主要特點(diǎn)有:出水水質(zhì)較好;不產(chǎn)生污泥膨脹;除磷脫氮效果好。
其缺點(diǎn)是池容和設(shè)備利用率低,占地面積較大、運(yùn)行管理復(fù)雜,自控水平要求高。
4、曝氣生物濾池
該工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX (有害物質(zhì))的作用 其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體,節(jié)省了后續(xù)沉淀池 ( 二沉池 ) ,其 容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大,水力停留時(shí)間短,所需基建投資少,出水水質(zhì)好:運(yùn)行能耗低,運(yùn)行費(fèi)用省。
曝氣生物濾池,相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填 (濾)料,在填料下鼓氣,是具有活性污泥特點(diǎn)的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸,已發(fā)展為法、英等國設(shè)備制造公司的技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。
BAF工藝的優(yōu)點(diǎn):
(1)總體投資省,包括機(jī)械設(shè)備、自控電氣系統(tǒng)、土建和征地費(fèi);
(2)占地面積小,通常為常規(guī)處理工藝占地面積的80% ,廠區(qū)布置緊湊,美觀;
(3)處理出水質(zhì)量好,可達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);
(4)工藝流程短,氧的傳輸效率高,供氧動力消耗低,處理單位污水的電耗低;
(5)過濾速度高,處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝;
缺點(diǎn):曝氣生物濾池運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜,尤其是填料的反洗與更換,從而導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用也較高。
5、MBR工藝
膜-生物反應(yīng)器工藝(MBR工藝)是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住,省掉二沉池?;钚晕勰酀舛纫虼舜蟠筇岣?,水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制,而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。因此,膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比,具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn),是目前最有前途的廢水處理新技術(shù)之一。
MBR的技術(shù)優(yōu)勢:
出水水質(zhì)好
工藝參數(shù)易于控制,能實(shí)現(xiàn)HRT與SRT的完全分離
設(shè)備緊湊,省掉二沉池,占地少
剩余污泥產(chǎn)量少
有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長和繁殖
克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端
系統(tǒng)可采用PLC控制,易于實(shí)現(xiàn)全程自動化
MBR工藝的缺點(diǎn):MBR工藝造價(jià)相對較高,為普通污水處理工藝的1.5-2.0倍。國產(chǎn)膜片質(zhì)量較差、使用時(shí)間較短,進(jìn)口膜片價(jià)格過高,運(yùn)行維護(hù)及更換費(fèi)用