A/O法一体化污水处理设施

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城市污水处理厂的主要工艺
城市污水的主要污染物是有机物,因此目前国内外大多采用生物法。也有采用化学法的,比如四川遂宁市的污水就采用化学强化一级处理,但这种工艺的去除率不高,出水达不到国家规定的标准,只适用于某些特定的对出水水质要求不高的地方。
在生物法中,有活性污泥法和生物滤池两大类,生物滤池的处理效率不高,卫生条件较差,我国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂,而活性污泥法占绝大多数。
活性污泥法有很多种型式,使用广泛的主要有三类:①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺,②氧化沟,③SBR工艺。
传统活性污泥法是应用早的工艺,它去除有机物的效率很高,在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理,对消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和运行费用都比较低,因而得到广泛应用。近20年来,水体富营养化的危害越来越严重,去除氮、磷列入了污水处理的目标,于是出现了活性污泥法的改进型A/O法和A2/O法。A/O法有两种,一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺,一种是用于脱氮的缺氧—好氧工艺;A2/O法则是既脱氮又除磷的工艺。

氧化沟是活性污泥法的一种变型,在水力流态上不同于传统活性污泥法,是一种首尾相接的循环流,通常采用延时曝气,在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池,处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点,去除有机物的效率很高,也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池,还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单的特点,使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。
SBR是序批式活性污泥法,它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥,不仅省去了初沉池和污泥消化池,还省去了二沉池和回流污泥泵房,处理设施比氧化沟还要简单,而且处理效果好,有的SBR工艺还具有很强的脱氮除磷功能。SBR工艺对自控要求高,过去自控设备不过关,这种工艺无法推广,近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关,我国昆明第三、第四污水厂采用SBR工艺已成功运行数年,因而SBR工艺得到大力推广,成为业内人士十分关注的一种工艺。
大型城市污水处理厂的优选工艺
大型城市污水处理厂的优选工艺是传统活性污泥法及其改进型A/O法、A2/O法。目前世界上绝大多数国家(包括我国)的大型污水厂大多采用传统活性污泥法、A/O和A2/O法,我国的北京高碑店污水厂、天津纪庄子污水厂和东郊污水厂、沈阳市北部污水厂、郑州市污水厂、杭州市四堡污水厂、成都市三瓦窑污水厂等都采用这种工艺,这不是偶然的,因为这种工艺对大型污水厂具有难以替代的优点:
① 传统活性污泥法、A/O和A2/O法与氧化沟和SBR工艺相比大优势是能耗较低、运营费用较低,规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说,年运营费很可观,比如规模为40×104m3/d的污水厂,1m3污水节省处理费1分钱,一年就节省146万元。
这种工艺的能耗和运营费低的原因是:a.设置初沉池,利用物理法以小的能耗和费用去除污水中相当一部分有机物和悬浮物,降低二级处理的负荷,显著节省能耗;b.污泥采用厌氧消化,它比氧化沟和SBR工艺的同步好氧消化显著节省能耗,是一种*的节能工艺。
这种工艺的基建投资一般情况下比氧化沟和SBR工艺高,但随着规模的增大,氧化沟和SBR的基建费也成倍增加,而常规活性污泥法的投资则以较小的比例增加,两者的差距越来越小。当污水厂达到一定规模后,常规活性污泥法的投资比氧化沟与SBR还省,所以,污水厂规模越大,常规活性污泥法的优势就越大。② 常规活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺点是处理单元多,操作管理复杂,特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理,消化过程产生的沼气是可燃易爆气体,更要求安全操作,这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市,技术力量强,管理水平较高,能满足这种要求,因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。
根据我国目前的现实情况,城市污水处理处于起步阶段,法规和制度都不够健全,对污泥的稳定化要求没有明确的规定,同时由于排水管网系统不够完善,大多数城市污水的有机成分不高,加之污泥厌氧消化的管理和沼气的利用还缺乏成熟的经验,这些因素都降低了包含污泥厌氧消化工序的常规活性污泥法、A/O和A2/O法的经济性。因此,对于规模为(10～20)×104m3/d的城市污水处理厂,有时可能采用SBR和氧化沟工艺更为经济,在这种情况下,有必要对各种工艺进行详细的技术经济比较,以确定佳工艺。

沉淀池的结构
沉淀池包括进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区五个部分。进水区和出水区的作用是使水流均匀地流过沉淀池，避免短流和减少紊流对沉淀产牛的不利影响，同时减少死水区、提高沉淀池的容积利用率；沉淀区也称澄清区，即沉淀池的工作区，足可沉淀颗粒与废水分离的区域；污泥区是污泥贮存、浓缩和排出的区域；缓冲区则是分隔沉淀区和污泥区的水层区域，保证已经沉淀的颗粒不因水流搅动而再行浮起。
沉淀池的作用
沉淀池的作用主要是去除悬浮于污水中可以沉淀的固体悬浮物，在不同的工艺中，所分离的固体悬浮物也有所不同。例如在生物处理前的沉淀池主要去除无机颗粒和有机物质，在生物处理后的沉淀池主要是分离水中的微生物固体。沉淀池按其构造类型可分为：平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池，另外还有斜板（管）式沉淀池和迷宫沉淀池。在污水处理中，按照其在工艺的位置可分为初次沉淀池和二次沉淀池。

沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是废水处理中应用zui广泛的处理单元之一，可用于废水的处理、生物处理的后处理以及深度处理。在沉砂池应用沉淀原理可以去除水中的无机杂质，在初沉池应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物和其他固体物，在二沉池应用沉淀原理可以去除生物处理出水中的活性污泥，在浓缩池应用沉淀原理分离污泥中的水分、使污泥得到浓缩，在深度处理领域对二沉池出水加絮凝剂混凝反应后应用沉淀原理可以去除水中的悬浮物。

常见的生活污水处理方式主要有下面几种：
1、无能耗地埋式小型生活污水处理装置即改进型化粪池，生活污水处理工艺流程如下：
生活污水——厌氧水解池——厌氧过滤池——氧化沟——出水
厌氧水解池即为国标化粪池，厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池，内置填料，氧化沟即利用排水沟及强制通风，空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。这一生活污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理，且可与国标化粪池组合使用，其大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程，可在较为富裕的农村地区使用。
2、A/O法
即厌氧—好氧生活污水处理工艺，流程如下：
生活污水——前处理——厌氧水解池——接触氧化池——沉淀池——过滤池——出水——污泥回流
设计要点：
A：厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式，设计水力停留时间为2~4小时。厌氧池下部为污泥床区，污泥床厚度通常控制在1~1.2M之间，进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统，底部设布水沟，保留污泥不沉积底部，呈悬浮状态。污泥床平均浓度为30~35g/l,则污泥负荷为0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B：生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种生活污水处理工艺。池内设有填料，微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面，一部分则以絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统（设计时必须考虑投资及运行成本）。为培养微生物的不同的优势菌种，将接触氧化池分为两格是行之有效的。第yi格有效水力停留时间为2.5小时，有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时，有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。A/O法的主要特点是：适应能力强；耐冲击负荷；高容积负荷；不存在污泥膨胀；排泥量非常少；具有较好的脱氮效果。由A/O法衍生的A2/O、A3/O生活污水处理工艺，原理上是相似的。
3、SBR法
即间歇式活性污泥法，由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征，目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用，厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间，可达到除磷脱氮的效果。
前处理——SBR反应器——过滤——出水——污泥处置
设计要点：理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围，为0.1~1.3 kgBOD5/m3.d，但为安全计，一般取低值，如0.1 kgBOD5/m3.d左右。zui高水位和低水位，zui高水位即反应时的水位，低水位是指排放工序结束时的水位，低水位必须保证在排水在此水位时，沉淀污泥不随上清液而流失。SBR工艺的主要特点有：出水水质较好；占地少；不产生污泥膨胀；除磷脱氮效果好。