离子区 大分子 微颗粒区 细颗粒区粗颗粒区 02 粘土 粉砂细砂」 腐殖 蛋白质 寸5cm 胶体 0.1pm 絮礙沉淀、过 自然沉庭 微滤 应 电渗析、反渗透 化学沉淀、离子交换 活性炭吸附 法 化学氧化还原 图3-1水中的杂质与处理工艺的关系 二级处理 理 (去除Ss约50% (去除BOD约95%)(进一步去除Ss BOD3C' % 初雨径流 和BOD) 「生物处理 物化处理 污泥法或 沉生物膜法) 生化处理厂毒回用 回流污泥 沉污泥 图3-2城市污水处埋工艺典型流程 襄3-6各级处理方法与处理效果 去除的主要污染物 处理方法 处理效果 级悬浮固体 沉砂、沉淀 SS50%、BOD30% 级胶体和溶解性有机物、悬浮物 好氧生化处理 Ss80%、BOD85% T30%、1P10% 级悬浮物、溶解性有机物和无机盐 混礙、过滤、吸附、电渗析、生物接ss40%、BOD360% 氮和确 融氧化、A(或AAO法 TN80%、TP65%
四、城市污水处理构筑物的选型 同一级处理构筑物,不同的型式具有各自的特点,表现在它的工艺系统、构造形式、适 应性能、处理效果、运行与维护管理等。同时,其建造费用和运行费用也存在差异。因此 确定了处理工艺流程后,应进行处理构筑物型式的选择,必要时可通过技术经济比较确定。 1.一级处理构筑物的选型 (1)格栅 ①按清渣方式选择每日栅渣量大于0.2m3,需釆用机械格栅;否则采用人工清渣 格栅 ②按保护对象选择保护入流设施、拦截粗大漂浮物,应选粗格栅,栅条间距50 100mm。由于栅渣量小、多为尺寸大的物品,故采用人工清渣格棚;保护污水提升泵房, 选中格栅,栅条间距10~40mm(一般为25mm);保护曝气扩散器或填料等装置,选细格 栅,栅间距3~10mm。 ③按占地面积选择立式格栅,安装倾角75°~95°,节省占地;倾斜格栅,安装倾角 45°-55,占地面积大,尤其是大型污水厂,由于格棚井垂直深度大,采用倾斜格栅占地面 积会很大。 ④按栅渣处理方式选择重力分离渣含水,人工除渣卫生条件差,劳动强度大,投资 低;离心分离渣含水,机械破碎、包装栅渣,卫生条件好,机械自动操作,投资高。 ⑧按运行维护来选择机楲格栅运行费用较高,操作与维修较复杂;非机械格栅操作 与维修简单,费用较低。 (2)沉砂池 常用沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、钟式(旋流式)沉砂池。三者的技术特征见表 3-7所示。 衰3-7沉砂池的比较 优点 适用条件 平流沉砂池构造简单、沉砂效果较好且稳定,重力排砂时施工困难,沉砂含有机|小型、中型污水厂 运行费用低,煎力排砂方便 物多,不易脱水 噪气沉砂池构造简单,沉砂效果较好,沉砂清古地面积大 中型、大型污水厂 「洁易于脱水、机槭排砂、能起预曝气投资大 作用 运行费用较高 钟式沉砂池 沉砂效果好且可调节,适应性强,构造复杂 大、中、小型污水厂 占地少、投资省 运行费用高 (3)沉淀池 按水流形式划分,沉淀池可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和斜板 管)沉淀池。平流沉淀池静压排泥时,若不设刮泥机,采用多斗则构造复杂。竖流沉淀池 一般可采用单斗静压排泥,不需排泥机械。辐流沉淀池一般采用刮泥机或吸泥机。大型污水 处理厂用平流沉淀池和辐流沉淀池作二沉池时,须采用吸泥机排泥,排泥系统较复杂。 各种沉淀池的详细比较见表38
表3-8沉淀池的比较 适用条件 半凯式沉淀效果较好 配水不易均匀 适用地下水位高,大中小型 耐冲击负荷 多斗式构造复杂,排泥操作不方污水厂 平底单斗时施工容易通价低便,造价高 链带式刮泥机维护困难 竖流式静压排泥系统简单 池深池径比值大,施较困难 适用地下水位低,小型污水 泥方便 搞冲击负荷能力差 厂 占地面积小 池径大时,布水不均匀 辐流!沉淀效果较好 中心进水时配水不易均匀 适用地下水位高地质条件好 周边配水时容积利用事高 机械排泥系统复杂、安装要求高大中型污水 排泥设备成套性能好管理简单进出配水设施施工困难 斜板式沉淀效效率高 构造比较复杂 适用于地下水位低、小型污 停留时间短 造价较高 水厂 占地面积小 维护方便 沉淀池产生的污泥常用静压重力法排泥,机械设备排泥法,各种排泥方法的比较见表 9 39沉淀池排泥方法比较 方法 点 适用对象 式静压排泥单斗时操作方便不易堵塞 增加池深池底构造复杂 中小型、含泥糖少污水 设施简单造价低 多斗时操作不方便 排泥不彻底 穿孔管排泥 操作筒便排泥历时短 孔眼易堵骞池宽太大时不宜采用小型、含泥砂量少污水 系统简单造价恬 泥砂量大时效果差 有时箭配排泥泵 吸机 排泥效槊好 机械构造复杂安装困难 可连续排泥 造价高 大、中型污水厂 操作简便 故障不多但维修麻烦 泥机 排泥彻底效果好 机械构造较复杂 可连续排泥 水力部分设备维修量大 大、中型污水厂 操作简便 还需配排泥管或泵 2.二级处理构筑物选型 城市污水二级处理的主要方法有活性污泥法和生物膜法两类,两类又有很多具体工艺形 式,选用时应根据城市污水构成和水质指标精心论证,尤其是工艺参数的确定最好通过试验 来确定。 (1)活性污泥法 活性污泥法的运行工艺有很多种形式,如传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸 附冉生活性污泥法、延时气活性污泥法、高负荷活性污泥法、完全混合活性污泥法、深 水曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法等。这些方法中传统活性污
泥法、吸附再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、延时曝气活性污泥法(又称为氧化沟) 四种方法常用。 阶段曝气法为传统活性污泥法的改进,能适当提高曝气池处理能力(去除率相当时, N,及MISS略有提高,HRT略有降低)。高负荷活性污泥法一般为老系统提高处理水量时 的改造形式(N及N,均提高,HRT降低,但处理效率低只有70%左右)。深井曝气活性 污泥法、深水曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法则为某些特殊情况下采用的方法 常用的儿种活性污泥比较见表3-10,表中占地面积、投资、构造等仅指曝气池,不包 括初沉池、沉池、污泥回流设施等 表310活性污泥法工艺比较 适用对象 传统活性污泥法 BD去除率高达90%-95%占地大投资扁 出水要求高的大中型污 工作稳定 产泥多H稳定性差 构造简单 抗冲击能力较差 维护方便 运行费用较高 吸附冉4活性污泥法构造简单维护方便 BOD去除率80%-90% 私浮性有机物含鬟高的 具有抗冲击负荷能力 剩余污泥射人且稳定性较差 大中形污水「 运行费用较低 占地少投资省 定令混台活性污泥法}抗冲击负荷能力强 BOD去除率80%-90% 污水浓度高的中小型污 运行费用较低 构造较复杂 占地不多投资较省 污泥易膨胀 设备維修工作量大 氧化沟法 BO1)去除率95%以上 曝气池占地多投资高 悬浮性以低存脱氮要 有较高脱氮效果 运行费用较高 求的中小型污水厂 系统简单管理方便 产泥少且稳定性好 除以上几种常用活性污泥法之外,随着城市污水厂出水中N、P控制标准的提高(为了 防止纳污水体富营养化),AO活性污泥法与AAO活性污泥法得到广泛应用,包括氧化沟 法(因具有硝化反硝化脱氮作用),也得到广泛应用 ①生物脱氮(AO)工艺该工艺是将曝气池分为前段缺氧(DX≤0.5mg)和后段 好氧(1X=2.0mgL)。将好氧段出水(氨氮已被硝化),部分回流到缺氧段。在微生物作 用下,利用进水中BODs作碳源,利用硝酸盐中的结合氧,使硝酸氮还原成N2由水中逸出, 完成脱氮。进而在好氧段完成BOD5的去除和氨氮的硝化。处理效率,BOD5和SS为 90%-95%,总氮为70%以上。低温时脱氮效果明显下降。 该I艺的基建费高于传统活性污泥法,主要是反应池的总停留时间增加(一般为8 12h),并增加了内回流系统及搅拌设备,扩大了鼓风曝气系统 该T艺的用电量和运行费用均高于传统活性污泥法,主要是因为增加了硝化需氧量,按 般城市污水水质计算,总用电量要增加50%以上。该工艺适用于大中型污水。 ②生物除磷脱氮(A-AO)工艺该工艺是将曝气池分为厌氧段、缺氧段和好氧段 途
在厌氧段(DO<0.2mg,回流污泥与进水混合(BOD5P不小扌10),活性污泥向污水 中释放磷,同时进水BOD下降约50%,在好氧段污泥又过量吸磷,最后通过排放剩余污泥 的方式,将磷去除。而污水在好氧段的氨氮被硝化,和通过内回流在向缺氧段的脱氮过程 与AO脱氮工艺·样。处理效率,BODs和Ss为90%~95%,总氮为70%以上,嶙为 90%。 该I艺适用于纳污水体对水质要求(包括对氮和磷的要求)很高时的大型污水厂。由于 基建费、用电量和运行费均高于传统活性污泥法,目前从国情考虑,不宜大力推广 (2)生物膜法 生物膜法处理工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化三种形式。它们在工艺构造、 运行管理、要求的水质与环境条件、配套设施等方面均有较大差异 ①生物潓池具体形式有普通生物滤池、高负何生物滤池、塔式生物滤池。尽管它们 在」艺构造和运行负荷方面有所差异,另外单个塔式生物滤池可能节省占地,但三者均存在 占地面积大、卫生条件差、易堵塞、不适宜低温环境等缺点。尽管有运行过程比较省电、进 水悬浮性有机物浓度低时管理简单的优点,其应用还是受到限制,仅适用于低浓度、低悬浮 物的小型污水厂。 ②生物转盘其优点是构造简单、动力消耗低、抗冲击负荷能力强、操作管理方便 污泥净生长量小且稳定比较好、不发生污泥膨胀,不需污泥回流,县有脱氮和除磷能力。其 缺点是盘片数量多、材料贵,水深浅占地面积大,基建投资大,处理效率易受环境条件影 响,卫生条件差(或需加保护罩)。适用于气候温和的地区、水量小的污水厂。 ③生物接触氧化其忧点是处理能力较大、占地面积省,对冲击负荷适应性强,不发 生污泥膨胀现象,污泥产少且稳定性(比活性污泥)稍好,不需污泥回流,出水水质较 好。缺点是布水、布气不易均匀,填料价格昂贵影响基建投资,运行不当易堵塞:适用于悬 浮性们机物浓度低的中小型污水厂。 3.三级处理工艺选择 城市污水经二级处理后,一般能达标排放,但要满足更高水质要求,还需进行混凝法或 过滤法、吸附法、臭氧氧化法、电滲析、液氯或次氯酸钠氧化等方法处理。其中混凝、过滤 是常用的三级处理方法,有时也使用吸附(如处理水用作循环冷却水系统补充水),而其他 方法使用较少。 污水三级处理,又称为深度处理,其目的有以下几方面:①去除处理水中残有的悬浮物 (包括微生物絮体);脱色、脱臭,使水进一步得到澄清。②进一步降低BOD5、(OD、TOC 等指标,使水质进一步稳定。③脱氮除磷,消除能够导致水体富营养化的因素。④消毒杀 菌,去除水中的有毒有害物质。 要达到上述第一个目的,可采用过滤、混凝等技术,满足第二个目的可釆用混凝、过 滤、吸附、臭氧氧化等技术。脱氮除磷则使用AO法或AAO法,一般与去除BOD ((1)的活性污泥法一起运行。消毒杀菌,可用臭氧氧化、液氯或次氯酸钠消毒法。 混凝、过滤与吸附方祛的比较见表3-11。表中处理效果是指般城市污水厂二级处理 水采用该法能达到的效果。占地面积、投资、运行费用包括整个系统,而不仅仅是滤池或吸 附粒。括号内指接触过滤时的效果。 百城市污水二级处理效果不好,或纳受水体卫生条件要求髙时(如水源保护地区)须采 用消毒法进行处理。常用消毒方法的比较见表3-12