生化處理污水工藝對比

1、一、生化處理工藝對比生化處理是污水處理的核心， 主要方法有生物膜法和活性污泥法。近年來使用較多的活性污泥處理工藝有氧化塘、氧化溝及在傳統(tǒng)活性污泥工藝基礎上發(fā)展起來的 A2/O 法、A-B 法、SBR 法及 CAST 法等工藝，使用較多的生物膜法為曝氣生物濾池工藝。根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件、 管理水平、污水水量水質(zhì)及受納水體水質(zhì)，提出氧化溝、 A2/O 法和間歇式活性污泥法中 CAST 法三種污水處理方案進行比較。1、氧化溝氧化溝是一種活性污泥處理系統(tǒng)，其曝氣池呈封閉的溝渠型， 所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝污水處理工藝是在20 世紀

2、50 年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來。由于其出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理方便等技術特點，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應用于生活污水和工業(yè)污水的治理。嚴格地說，傳統(tǒng)的氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。 但隨著不斷的發(fā)展， 氧化溝技術已遠遠超出早期的實踐范圍， 具有多種多樣的工藝參數(shù)和功能選擇， 以及構筑物型式和操作方式。 可以認為氧化溝與其它工藝類別的差別不在于工藝概念和水質(zhì)處理效果， 而在于實現(xiàn)工藝概念的手段， 即機械曝氣設備及其布置方式所產(chǎn)生的特殊水力學流態(tài)、電子供體供給方式及其時空分布。目前應用較為廣泛的氧化溝類型包括： 帕斯韋爾（Pasveer）氧化溝、

3、卡魯塞爾（ Carrousel）氧化溝 、奧爾伯（ Orbal）氧化溝、 T 型氧化溝（三溝式氧化溝）、DE 型氧化溝和一體化氧化溝等。 這些氧化溝由于在結(jié)構和運行上存在差異，因此各具特點。工藝的主要優(yōu)點是：流程簡化，一般不需設初沉池。氧化溝具有推流特性， 因此沿池長方向具有溶解氧梯度，分別形成好氧、缺氧和厭氧區(qū)。通過合理設計和控制可使N 和 P得到較好地去除。在技術上具有凈化程度高、運行穩(wěn)定可靠、操作簡單、運行管理方便、維修簡單、投資少、能耗低等特點。該工藝的缺點：占地面積大，對于 BOD 較低污水處理能力不足，部分池形池體結(jié)構較復雜，上下流速不均，溝底易沉積污泥，易發(fā)生污泥膨脹問題。2.A

4、2/O 法A 2/O 工藝即厭氧 /缺氧 /好氧活性污泥法，該工藝是在厭氧 /好氧除磷工藝（ A/O ）中加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到反硝化脫氮的目的。A2/O 工藝的可同步除磷脫氮。除磷脫氮主要由兩部分組成：一是除磷，污水中的聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放出體內(nèi)的磷， 在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。二是脫氮，由于兼氧脫氮菌的作用， 利用水中 BOD 5作為有機碳源，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮氣逸入大氣，達到脫氮的目的。A2/O 法的主要優(yōu)點：厭氧池在前， 污水中的有機碳被反硝化菌所利用， 可減輕其后好氧池的有機負荷； 缺氧

5、池反硝化反應產(chǎn)生的堿度可以補償好氧池中進行硝化反應對堿度的需求，脫氮效果好；好氧在缺氧池之后， 可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質(zhì)；微生物在厭氧段釋放磷， 在好氧段富集磷， 通過外排剩余污泥即可達到一定的生物除磷的目的；耐沖擊負荷， 對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊；工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)整，運行靈活；反應池內(nèi)存在DO、BOD5 濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹，污泥沉降性好；處理設備少，構造簡單，工程造價低，便于操作和維護管理。該工藝的缺點是：處理構筑物相對較多，占地面積相對較大。3.CAST 法CAST 工藝是循環(huán)式活性污泥法的簡稱

6、。在該工藝中，有機污染物的生物降解和泥水分離過程在一個反應器中完成，工藝按“進水、曝氣、靜沉、排水、閑置 ”順序進行，是 SBR 工藝的一種改進型。它在 SBR 工藝基礎上增加了生物選擇區(qū)和污泥回流裝置，起到脫氮的作用。反應池末端設有潷水器，用于將沉淀后的上清液均勻排出。CAST 的主要優(yōu)點：工藝流程簡單，處理構筑物少（CAST 反應池集曝氣、沉淀于一體，省去二沉池和回流污泥泵房，整體結(jié)構簡單，機械設備少，無需復雜的管路系統(tǒng)）； CAST 反應池容積大，具有一定的調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的作用；剩余污泥沉淀時間長，污泥量少，性質(zhì)穩(wěn)定；具有完全混和式和推流式曝氣池的優(yōu)點， 抗水質(zhì)、水量沖擊能力強，處理效果穩(wěn)

7、定；采用組合式模塊結(jié)構，有利于分期建設和擴建。該工藝的缺點是： 運營操作比較繁瑣， 對自動化程度及管理人員的素質(zhì)要求均較高，并且所需池容較大。三種工藝方法的對比如下：生物處理工藝對比表方案氧化溝2CAST項目A /O1）整體流程較簡1）脫氮除磷效果好。單，構筑物少。1）整體流程簡單， 構2）各工序配置簡單，可2）處理效果穩(wěn)定。筑物及機械設備少。根據(jù)水質(zhì)、水量進行調(diào)3）凈化程度高、 運2）污泥產(chǎn)量少， 性質(zhì)技術優(yōu)點整，運行靈活。行穩(wěn)定可靠、操作較穩(wěn)定。3）構造簡單，控制要求簡單、運行管理方3）具有一定的除磷效較低，便于操作和維護便、維修簡單、能果。管理。耗低。1）自動化控制程度高，要求設備、儀表

8、的可靠性高。1）占地面積大。2）CAST 工藝為間歇技術缺點2）溝底沉積污泥。1）工藝流程較長，構筑運行，裝機容量大，3）易發(fā)生污泥膨物較多。設備利用率低。設備脹。頻繁啟停，維護工作量較大。3）調(diào)試及操作較為復雜。占地面積占地面積較大占地面積較小占地面積較大投資較高較省較高運行費用較低較低較高從污水處理的效果上看， 上述三個方案都具有去除有機物以及生物脫氮除磷的能力， 均能滿足本項目污水處理的要求。綜合考慮工程造價、運營成本、 管理人員素質(zhì)、各工藝在實際工程中的應用情況以及施工過程的施工難度，確定采用方案二（A2/O 法）作為二級生物處理工藝。二、污泥處理工藝對比我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置

9、原則為實現(xiàn)污泥“穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化”。以土地利用為最終處置目標，污泥處理的核心工藝技術主要有電滲透干化、堆肥、太陽能溫室干化等。1、堆肥堆肥通常是指通過高溫好氧發(fā)酵， 在好氧微生物的生物代謝作用下，使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。 代謝過程中產(chǎn)生熱量，可使堆料層溫度升高至 55以上，可有效殺滅病原菌、寄生蟲卵和雜草種籽，并使水分蒸發(fā)。堆肥過程主要由預處理、進料、一次發(fā)酵、二次發(fā)酵、發(fā)酵產(chǎn)物加工及造粒包裝等工序組成。脫水污泥堆肥前須進行適當?shù)念A處理，以調(diào)節(jié)適宜的含水率、 碳氮比（C/N）等參數(shù)，并破碎成較小的顆粒。污泥發(fā)酵反應系統(tǒng)是整個工藝的核心。 工藝類型分一步發(fā)酵工藝和二

10、步發(fā)酵工藝。一步發(fā)酵優(yōu)點是工藝設備及操作簡單， 省去部分進出料設備，動力消耗較少；缺點是發(fā)酵倉造價略高，水分散發(fā)、發(fā)酵均勻性稍差。二步發(fā)酵工藝優(yōu)點是一次發(fā)酵倉數(shù)少， 二次發(fā)酵加強翻堆效應，使堆料發(fā)酵更加均勻， 水分散發(fā)較好；缺點是額外增加出料和進料設備。堆肥可大副降低污泥含水率， 并完成無害化目的。 但污泥堆肥廠廠區(qū)占地面積較大，機械設備較多，耗能大，滋生蚊蠅，惡臭氣體產(chǎn)生量大且收集控制較困難，同時還需要添加大量的輔料。2、電滲透 +太陽能溫室電滲透污泥干化系統(tǒng)是利用外加電場的作用， 使污泥中微生物細胞內(nèi)的水發(fā)生強制遷移， 內(nèi)能升高，沖破細胞膜散失出來形成游離水，從而提高污泥的脫水效率，達到干

11、化的目的。電滲透污泥干化系統(tǒng)適用于小泥量污泥分散干化處理的項目。 污水處理廠（站）經(jīng)傳統(tǒng)機械脫水設備脫水后污泥 （含水率 75%-85%）利用電滲透污泥干化系統(tǒng)處理后得以減量化（含水率 602 %）、穩(wěn)定化，為后續(xù)污泥的最終處置創(chuàng)造有利條件。電滲透污泥干化系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定；占地面積小；建設費用低；同時具有殺滅病原微生物等作用， 非常適用于建設有地有限的污水處理廠（站）等污泥需進一步脫水干化處理以達到國家相應標準要求的情況。該工藝的優(yōu)點有：（ 1）工藝簡單、全自動操作；（ 2）施工周期短；（ 3）運行成本低；（ 4）設備運行穩(wěn)定，使用壽命長；（ 5）占地面積小，是目前所有工藝中占地面積最小的工藝

12、；（ 6）工藝技術先進，是目前國際上最先進的污泥處理技術；（ 7）無需添加任何藥劑，不產(chǎn)生二次污染。太陽能溫室污泥干化是指利用太陽能為主要能源對污水處理廠污泥進行干化和穩(wěn)定化的污泥處理技術。 此技術以傳統(tǒng)溫室干燥技術為基礎，結(jié)合現(xiàn)代自動化技術，應用于污泥處理領域。此技術采用陽光溫室，利用太陽能這種清潔能源作為污泥干化的主要能量來源， 輔助其它加熱方式， 充分利用太陽能熱量和空氣非飽和程度， 使污泥中水份蒸發(fā)，達到干化的目的。太陽能溫室干化系統(tǒng)主要由陽光溫室、翻泥機、輔助加熱設備、通風設備、檢測設備和控制設備組成，通過檢測干化間室內(nèi)外溫度、濕度、光照強度等參數(shù)，自動化控制翻泥設備、輔助加熱設備和

13、通風設備，加快污泥水份蒸發(fā)速度， 使污泥干化過程可控， 提高干化效率。太陽能溫室污泥干化與傳統(tǒng)熱能干化技術相比，有如下優(yōu)點：（ 1）能耗小，運行管理費用低，操作維護簡單、使用壽命長；（ 2）系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全，溫度低，灰塵產(chǎn)生量小，不產(chǎn)生二噁英等有害氣體；（ 3）系統(tǒng)透明程度高，環(huán)境協(xié)調(diào)性好；空間大，可同時解決污泥存儲的需要；（ 4）利用太陽能作為主要熱源，滿足可持續(xù)發(fā)展的目的。（ 5）太陽能溫室污泥干化優(yōu)勢明顯，適用于城鎮(zhèn)污泥集中處理項目，可有效實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化。污泥處理工藝對比論述：上述工藝在實際工程中均有廣泛應用， 但受各地的氣溫、 日照等氣候條件影響，處理效果有較大差異。污泥處理方

14、式對比表處理方式優(yōu)點缺點電滲透 +1、工藝簡單，全自動操作；1、占地面積大，投資較高。太陽能溫2、施工周期短，模塊化程度2、運行成本較高。室高。1、占地面積大，投資較高；1、系統(tǒng)運行穩(wěn)定，運行過程易控堆肥2、需要投加大量輔料；制。3、運行操作工作量大。堆肥工藝需要投加輔料，受當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型及其它因素制約。若在農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)，可同時處理大量農(nóng)作物秸桿、木屑、鋸末等農(nóng)業(yè)廢料，可減少農(nóng)業(yè)垃圾處置量，而在大型城市或農(nóng)業(yè)欠發(fā)達地區(qū)，則需要另外尋找替代輔料， 成本較高且可操作性不大。 而當?shù)靥赜械娜照眨ㄈ耆照諘r數(shù)可達28552967小時）及溫度條件（年平均氣溫911）尤其適用于電滲透+太陽能溫室干化法作

15、為最終處理工藝。因此，推薦選用電滲透+太陽能溫室干化法作為污水處理廠污泥處理核心工藝。三、除臭工藝對比眾所周知，在污水處理廠運行過程中， 在局部區(qū)域（如預處理區(qū)、污泥處理區(qū)等）會產(chǎn)生臭味氣體（主要為硫化氫、氨氣） 。另外，生物處理的部分工藝段也會由于水解酸化及厭氧發(fā)酵等作用而產(chǎn)生一定量的臭味氣體（主要為硫化氫、氨氣以及部分揮發(fā)酸） 。這些臭味氣體不僅會污染周圍大氣環(huán)境， 而且會對現(xiàn)場的操作人員的健康造成一定危害。因此， 有必要設置一整套效果良好的除臭系統(tǒng)，對臭味氣體進行集中收集處理。目前，國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠中實際應用的除臭方法主要為活性炭吸附除臭、生物除臭及高能光量子除臭等類。具體對比如下：

16、除臭技術方法對比表高能光量子法生物分解法活性炭吸附法利用紫外線燈發(fā)出高強窄波射線，在幾何倍增利用循環(huán)水流，利用活性炭內(nèi)器作用下形成大量高能將惡臭氣體中污部孔隙結(jié)構發(fā)光量子，其對空氣中的染物質(zhì)溶入水達，有巨大比氧與水分子團產(chǎn)生強力中，再由水中培技術原理表面積原理，轟擊作用形成羥基自由養(yǎng)床培養(yǎng)出微生來吸附通過活基。在羥基自由基的強物，將水中的污性炭池的惡臭氧化作用下，待凈化氣染物質(zhì)降解為低氣體分子。體中的 H2 、 3 等異味害物質(zhì)。S NH源得以被氧化降解脫臭凈化效果可達 99%微生物活性好時初期除臭效率以上，脫臭效果大大超除臭效率可達可達 65%，但極效率過國家 1996 年頒布大70%，微生物活性易飽和，通常氣污染物排放標準國降低，除臭效率數(shù)日即失效，家 1993 年頒布的惡臭亦大大降低，脫需要經(jīng)常更物質(zhì)排放標準臭凈化效果極不換。穩(wěn)定。適用于低濃能處理氨、硫化氫、甲需要培養(yǎng)專門微度、大風量臭硫醇、甲硫醚、苯、苯氣，對醇類、處理氣體成生物處理一種或乙烯、二硫化碳、三甲脂肪類效果較分幾種性質(zhì)相近的胺、二甲基二硫醚等高明顯。但處理氣體。濃度混合氣體。濕度大的廢氣效果不好。高能紫外燈管壽命三年養(yǎng)護困難，需頻活性炭需經(jīng)常使用壽命以上。設備壽命十年以繁添加藥劑、控進行更換。上。制 PH值、溫度等。運行維護費用較高，需經(jīng)常投放所使用的活性技術可靠且非常穩(wěn)定，藥劑，以