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一般污水處理包括五種典型的工藝,具體如下:
1. 間歇活性污泥法(SBR)
間歇活性污泥法,也稱為序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor-SBR),由一個或多個SBR池組成。該工藝中,廢水分批進入池中,依次經歷五個獨立階段:進水、反應、沉淀、排水和閑置。進水及排水用水位控制,反應及沉淀用時間控制。一個運行周期的時間根據負荷及出水要求而異,通常為4~小時。其中,反應階段占%,有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。與連續流法相比,SBR法的反應速度快,處理效率高,耐負荷沖擊能力強。由于底物濃度高,濃度梯度大,交替出現缺氧、好氧狀態,能抑制專性好氧菌的過量繁殖,有利于生物脫氮除磷。此外,由于泥齡較短,絲狀菌不可能成為優勢,因此污泥不易膨脹。與連續流方法相比,SBR法流程短、裝置結構簡單,當水量較小時,只需一個間歇反應器,不需要設專門沉淀池和調節池,不需要污泥回流,運行費用低。
2. 吸附再生(接觸穩定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力,在較短的時間里(~分鐘),通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物,再通過液固分離,廢水即獲得凈化,BOD5可去除%~%左右。吸附飽和的活性污泥中,一部分需要回流的,引入再生池進一步氧化分解,恢復其活性;另一部分剩余污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。這種方式可以在兩池(吸附池和再生池)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強,還可以省去初次沉淀池。主要優點是可以大大節省基建投資,最適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水,如制革廢水、焦化廢水等,工藝靈活。但由于吸附時間較短,處理效率不及傳統法的高。
3. 氧化溝
氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式,其平面形狀像跑道,溝槽中設置兩個曝氣轉刷(盤),也有用表層曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時,推動溝液迅速流動,實現供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比,氧化溝具有基建投資省,維護管理容易,處理效果穩定,出水水質好,污泥產量少,還有較好的脫N、P作用,適應負荷沖擊能力強等優點。
4. 連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反應器前部設有預反應區(占池容積的%)。反應池由預反應區和主反應區組成,并實現連續進水,間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態,有機物在此被活性污泥吸附,該區還具有生物選擇作用,抑制絲狀菌生長,防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。反應連續進水,解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉淀效果較差、凈化效果變差,易發生污泥膨脹,污泥負荷較低,反應時間長,設備容積增大,投資較大。
5. 生中圓物脫氮除磷工藝(A/A/O)
污水首先進入厭氧池與回流污泥混合,在兼性厭氧發酵菌的作用下,廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物(如VFA),并以PHB的形式貯存在體內,其所需的能中圓量來自聚磷鏈的分解。隨后,廢水進入缺氧區,反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨回流混合液帶入的NO3- 進行反硝化。廢水進入好氧池時,廢水中有機物的濃度較低,聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量,供細菌增殖,同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內,并以聚磷鏈的形式貯存起來,隨后以剩余污碧培芹泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低,正有利于該區中自養硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能;工藝簡單,水力停留時間較短;SVI一般小于,不會發生污泥膨脹;污泥中磷含量高,一般為2.5%以上;厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌,使之混合,而以不增加溶解氧為度;沉淀池要避免發生厭氧-缺氧狀態,以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉淀;脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中攜帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效果不可能提高。
污水處理采用多種工藝以有效去除污染物,保障水環境安全。以下是常見的污水處理工藝:
1. 不溶態污染物的分離技術:
- 重力沉降:通過沉砂池(包括平流、豎流、旋流和曝氣沉砂池)和沉淀池(包括平流、豎流、輻流和斜流)分離沉降固體顆粒。
- 混凝澄清:利用混凝劑如硫酸鋁、明礬等使懸浮物凝聚,并通過澄清池去除。
- 浮力浮上法:通過隔油和氣浮技術分離輕質油類和浮游固體。
- 其他方法:包括阻力截留、離心力分離、磁力分離等。
2. 污染物的生物化學轉化技術:
- 活性污泥法:采用SBR、AO、AAO、氧化溝等工藝,在好氧條件下分解有機物。
- 生物膜法:利用生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等,通過生物膜去除污染物。
- 厭氧生物處理法:通過厭氧消化、水解酸化池、UASB等工藝,在無氧或微氧條件下處理有機物。
- 自然條件下的生物處理法:包括穩定塘、生態系統塘、土地處理法等,利用自然條件下的微生物作用凈化污水。
3. 污染物的化學轉化技術:
- 中和法:利用酸堿中和反應調節廢水的pH值。
- 化學沉淀法:通過加入氫氧化物、鐵氧體等化學試劑使污染物沉淀。
- 氧化還原法:使用氧化劑(如氯氣、臭氧)或還原劑轉化污染物為無害物質。
- 化學物理消毒法:采用臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉等消毒劑消除病原體。
4. 溶解態污染物的物理化學分離技術:
- 吸附法:利用活性炭、煤渣等吸附劑去除溶解的有機物或無機污染物。
- 離子交換法:通過離子交換樹脂去除水中的特定離子。
- 膜分離法:包括擴散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾等,利用膜材料分離溶液中的組分。
- 其他方法:如吹脫和氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍等。
物理法、化學法、物理化學法等:
- 物理法:通過過濾、沉淀、離心分離、上浮等物理或機械手段分離污染物。
- 化學法:利用化學反應將污染物轉化為無害物質,包括中和、氧化、還原、分解、混凝等。
- 物理化學法:采用氣提、吹脫、吸附、萃取、離子交換、電解電滲析、反滲透等物理化學手段分離污染物。
化學方法分類:
- 混凝:通過加入電解質使膠體凝聚,并分離出來。
- 中和:通過酸堿中和達到pH中性,處理酸性或堿性廢水。
- 氧化還原:加入氧化劑或還原劑轉化污染物。
- 電解:在廢水中插入電極板,通電使離子變為中性原子。
- 萃取:利用不溶于水的溶劑提取廢水中的溶質。
- 吸附(包括離子交換):通過吸附劑去除廢水中的有機或無機污染物。
氧化溝是活性污泥法的一種變型,其曝氣池呈溝渠型,具有不同于傳統活性污泥法的水力流態。它是一種循環流曝氣溝渠,污水在其中得到凈化。早期的氧化溝是由土溝渠構成,并加以護坡處理,采用間歇進水和間歇曝氣的方式運行。
五種典型的污水處理工藝如下:
1. 間歇活性污泥法(SBR):該法由多個SBR池組成,廢水分批進入池中,經歷進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。每個周期的時長根據負荷和出水要求而定,通常為4至小時。SBR法相比連續流法,處理效率更高,耐負荷沖擊能力強,并且能有效防止污泥膨脹。
2. 吸附再生(接觸穩定)法:利用活性污泥的初期去除能力,在短時間內通過吸附去除廢水中的懸浮和膠態有機物。吸附飽和的活性污泥部分回流至再生池進一步氧化分解,另一部分作為剩余污泥排出。此法適應負荷沖擊能力強,適合處理懸浮和膠體物質較多的廢水,如制革廢水、焦化廢水等。
3. 氧化溝:氧化溝是延時曝氣法的一種特殊形式,其平面類似跑道,內部設置曝氣設備,以實現供氧和攪拌作用。氧化溝具有基建投資省、維護管理容易、處理效果穩定等優點,并且能有效脫氮、除磷。
4. 連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS):該法反應器前部設有預反應區,實現連續進水和間歇排水。預反應區通常處于厭氧和缺氧狀態,有助于生物選擇和抑制絲狀菌生長。此工藝解決了進水與間歇進水不匹配的問題,但沉淀效果較差,凈化效果易變,且可能發生污泥膨脹。
5. 生物脫氮除磷工藝(A/A/O):污水首先進入厭氧池,在兼性厭氧發酵菌的作用下,大分子有機物轉化為小分子有機物。隨后進入缺氧區進行反硝化,最后進入好氧池進行有機物分解和磷吸收。該工藝能同時去除有機物、脫氮除磷,但需注意避免沉淀池中的厭氧-缺氧狀態。
1、物理法:利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如沉淀法(重力分離法)除去水中相對密度大于1的懸浮物。過濾法(濾網沙層活性碳)可除去水中的懸浮物。蒸發法用于濃縮廢水中不揮發性和可溶性物質。
2、化學法:利用化學反應或物理化學作用處理回收可溶性廢物或膠狀物質。例如中和法用于中和酸性或堿性廢水。萃取法利用可溶性廢物在兩相作用中溶解度不同的“分配”,回收酚類和重金屬等。氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物,殺滅天然水體中的病原菌。
3、生物法:利用微生物的生化作用處理廢水中的有機污染物。例如,生物過濾法和活性污泥法處理生活污水或有機生產廢水,使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。
4、污泥土地處理法:用于有機質處理。污水灌溉,慢速下滲,快速下滲。
五種典型的污水處理工藝:
1. 間歇活性污泥法(SBR):SBR工藝通過序批式反應器,實現廢水的分批處理。每個周期包括進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。該法具有處理效率高、耐負荷沖擊能力強和生物脫氮除磷效果好的特點,且結構簡單,運行費用低。
2. 吸附再生(接觸穩定)法:此法利用活性污泥的初期去除能力,在短時間內通過吸附去除廢水中的懸浮和膠態有機物。吸附飽和的活性污泥部分回流再生,另一部分作為剩余污泥排出。該工藝適應性強,基建投資省,特別適合處理懸浮和膠體物質較多的廢水。
3. 氧化溝:氧化溝是延時曝氣法的變體,通過曝氣設備推動水流,實現供氧和攪拌。它具有投資省、維護簡單、處理效果穩定、出水水質好等優點,并且能有效脫氮、除磷,適應負荷沖擊能力強。
4. 連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS):ICEAS反應器設有預反應區,實現連續進水和間歇排水。預反應區主要進行有機物的吸附和生物選擇作用,防止污泥膨脹。該工藝解決了進水與間歇進水不匹配的問題,但沉淀效果較差,易發生污泥膨脹,且投資較大。
5. 生物脫氮除磷工藝(A/A/O):該工藝通過厭氧、缺氧、好氧三種環境的交替,實現有機物的去除和氮、磷的脫除。它具有工藝簡單、水力停留時間短、不會發生污泥膨脹等特點,但需注意控制各區的溶解氧和避免聚磷菌釋放磷。
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