中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝

1、中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝1城市污水處理廠的規(guī)模劃分根據(jù)我國的實際情況，大體上可分為大型、中型和小型污水處理廠。規(guī)模> 10萬m3/d的是大型污水廠，一般建在大城市，基建投資以億元計，年運營 費用以千萬元計，目前全國已建成十多座，最大的是北京高碑店污水處理廠， 規(guī)模達100萬m3/d。中型污水處理廠的規(guī)模為（110）萬m3/d，一般建于中、小城市和大城 市的郊縣，基建投資幾千萬至上億元，年運營費用幾百萬到上千萬元，目前全 國已建成幾十座，正建的有上百座，今后一段時間還將大量增加。規(guī)模v 1萬m3/d的是小型污水處理廠，一般建于小城鎮(zhèn)，基建投資幾百 萬到上千萬，年運營費用幾十萬到上百萬

2、；由于經(jīng)濟條件的限制，目前這類污 水廠剛剛在沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達的小城鎮(zhèn)出現(xiàn)，今后會越來越多，最終小型污水 廠的數(shù)量將超過大中型污水廠。2城市污水處理廠的主要工藝城市污水的主要污染物是有機物，因此目前國內(nèi)外大多采用生物法。也有 采用化學(xué)法的，比如四川遂寧市的污水就采用化學(xué)強化一級處理，但這種工藝 的去除率不高，出水達不到國家規(guī)定的標(biāo)準，只適用于某些特定的對出水水質(zhì) 要求不高的地方。在生物法中，有活性污泥法和生物濾池兩大類，生物濾池的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國只有少數(shù)幾座生物濾池城市污水處理廠，而活性污泥法占 絕大多數(shù)。 活性污泥法有很多種型式， 使用最廣泛的主要有三類： 傳統(tǒng)活性 不得用于商

3、業(yè)用途僅供個人參考污泥法和它的改進型 A/0、A2/0工藝，氧化溝，SBR工藝。傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進行穩(wěn)定處理，對消除污水和污泥的污染很 有效，而且能耗和運行費用都比較低，因而得到廣泛應(yīng)用。近20年來，水體富營養(yǎng)化的危害越來越嚴重，去除氮、磷列入了污水處理的目標(biāo)，于是出現(xiàn)了 活性污泥法的改進型 A/0法和A2/0法。A/0法有兩種，一種是用于除磷的 厭氧一好氧工藝，一種是用于脫氮的缺氧一好氧工藝；A2/0法則是既脫氮又除磷的工藝。氧化溝是活性污泥法的一種變型，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)活性 污泥法，是一種首尾相接的循環(huán)流，

4、通常采用延時曝氣，在污水凈化的同時污 泥得到穩(wěn)定。它不設(shè)初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。氧化溝具有傳 統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點，去除有機物的效率很高，也具有脫氮的功能。如果在溝 前增設(shè)厭氧池，還可同時除磷。氧化溝這種高效、簡單的特點，使它在中小型 城市污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用。SBR是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一個反應(yīng)池中完成污水的生 化反應(yīng)、沉淀、排水、排泥，不僅省去了初沉池和污泥消化池，還省去了二沉 池和回流污泥泵房，處理設(shè)施比氧化溝還要簡單，而且處理效果好，有的SBR工藝還具有很強的脫氮除磷功能。SBR工藝對自控要求高，過去自控設(shè)備不過關(guān)，這種工藝無法推廣，近年來自控技術(shù)和儀表應(yīng)

5、用于污水處理已經(jīng)過關(guān)，我 國昆明第三、第四污水廠采用SBR工藝已成功運行數(shù)年，因而 SBR工藝得到大力推廣，成為業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的一種工藝。3大型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝大型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是傳統(tǒng)活性污泥法及其改進型A/0法、A2/0法。目前世界上絕大多數(shù)國家（包括我國）的大型污水廠大多采用傳統(tǒng)活性 不得用于商業(yè)用途污泥法、A/0和A2/0法，我國的北京高碑店污水廠、天津紀莊子污水廠和東 郊污水廠、沈陽市北部污水廠、鄭州市污水廠、杭州市四堡污水廠、成都市三 瓦窯污水廠等都采用這種工藝，這不是偶然的，因為這種工藝對大型污水廠具 有難以替代的優(yōu)點： 傳統(tǒng)活性污泥法、A/0和A2/0法與氧化

6、溝和SBR工藝相比最大優(yōu)勢 是能耗較低、運營費用較低，規(guī)模越大這種優(yōu)勢越明顯。 對于大型污水廠來說， 年運營費很可觀，比如規(guī)模為 40 X萬m3/d的污水廠，1 m3污水節(jié)省處理費1分錢，一年就節(jié)省146萬元。這種工藝的能耗和運營費低的原因是：a.設(shè)置初沉池，利用物理法以最小的能耗和費用去除污水中相當(dāng)一部分有機物和懸浮 物，降低二級處理的負荷，顯著節(jié)省能耗；b.污泥采用厭氧消化，它比氧化溝和SBR工藝的同步好氧消化顯著節(jié)省能耗，是一種公認的節(jié)能工藝。這種工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和SBR工藝高，但隨著規(guī)模的增大，氧化溝和SBR的基建費也成倍增加，而常規(guī)活性污泥法的投資則以較小的 比例增加

7、，兩者的差距越來越小。當(dāng)污水廠達到一定規(guī)模后，常規(guī)活性污泥法 的投資比氧化溝與SBR還省，所以，污水廠規(guī)模越大，常規(guī)活性污泥法的優(yōu)勢 就越大。 常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺點是處理單元多，操作管理復(fù)雜，特別是污泥厭氧消化要求高水平的管理，消化過程產(chǎn)生的沼氣是可燃易 爆氣體，更要求安全操作，這些都增加了管理的難度。但由于大型污水廠背靠 大城市，技術(shù)力量強，管理水平較高，能滿足這種要求，因而常規(guī)活性污泥法 的缺點不會成為限制使用的因素。根據(jù)我國目前的現(xiàn)實情況，城市污水處理處于起步階段，法規(guī)和制度都不夠健全，對污泥的穩(wěn)定化要求沒有明確的規(guī)定，同時由于排水管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善，大多數(shù)城市污水

8、的有機成分不高，加之污泥 不得用于商業(yè)用途厭氧消化的管理和沼氣的利用還缺乏成熟的經(jīng)驗，這些因素都降低了包含污泥 厭氧消化工序的常規(guī)活性污泥法、A/0和A2/0法的經(jīng)濟性。因此，對于規(guī)模為（1020） X104 m3/d 的城市污水處理廠，有時可能采用SBR和氧化溝工藝更為經(jīng)濟，在這種情況下，有必要對各種工藝進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟比較，以確 定最佳工藝。4中、小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝中、小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝是氧化溝和SBR,它們的共同特點是：For pers onal use only in study and research; not for commercial use 去除有機物

9、效率很高，有的還能脫氮、除磷或既脫氮又除磷，而且處理 設(shè)施十分簡單，管理非常方便，是目前國際上公認的高效、簡化的污水處理工 藝，也是世界各國中小型城市污水處理廠的優(yōu)選工藝。 在10萬m3/d規(guī)模以下，氧化溝和SBR法的基建費用明顯低于常 規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法；對于規(guī)模為（510） X104 m3/d 的污水廠， 氧化溝與SBR法的基建費用通常要低10%15%。規(guī)模越小，兩者差距越大， 這對缺少資金建污水廠的中小城市很有吸引力。即使在10萬m3/d規(guī)模以下，氧化溝和SBR法的電耗和年運營費用 仍高于常規(guī)活性污泥法，但如果與基建費用一起來比較，基建費加上20年的運營費總計還是比常規(guī)活性

10、污泥法低些。規(guī)模越小，低得越多，規(guī)模越大，差 距越小，當(dāng)規(guī)模為10萬m3/d時，兩類工藝的總費用大致相當(dāng)。因此，對于 中小型污水廠采用氧化溝與 SBR法在經(jīng)濟上是有利的。 氧化溝與SBR工藝通常都不設(shè)初沉池和污泥消化池，整個處理單元 比常規(guī)活性污泥法少50%以上，操作管理大大簡化，這對于技術(shù)力量相對較弱、 管理水平相對較低的中小型污水處理廠很合適。 氧化溝和SBR工藝的設(shè)備基本上實現(xiàn)了國產(chǎn)化， 在質(zhì)量上能滿足工藝要 求，價格比國外設(shè)備便宜好幾倍， 而且也省去了申請外匯進口設(shè)備的種種麻煩。 氧化溝和SBR工藝的抗沖擊負荷能力比常規(guī)活性污泥法好得多，這對于水質(zhì)、水量變化劇烈的中小型污水廠很有利。正

11、是由于上述種種原因， 氧化溝和SBR在國內(nèi)外都發(fā)展很快。美國環(huán) 保局(EPA)把污水處理廠的建設(shè)費用或運營費用比常規(guī)活性污泥法節(jié)省15%以上的工藝列為革新替代技術(shù)，由聯(lián)邦政府給予財政資助，SBR和氧化溝工藝因此得以大力推廣，已經(jīng)建成的污水廠各有幾百座。歐州的氧化溝污水廠已有上 千座，澳大利亞近10多年建成SBR工藝污水廠近600座。在國內(nèi)，氧化溝和 SBR工藝已成為中小型污水處理廠的首選工藝。For pers onal use only in study and research; not for commercial use5氧化溝工藝的主要分類和特點氧化溝工藝大體上可以分為四類： 多溝交替

12、式氧化溝，它的特點是合建式，沒有單獨的二沉池，采用 轉(zhuǎn)刷曝氣。它有單溝、雙溝和三溝式，最典型的是邯鄲三溝式氧化溝。這種氧化溝具有SBR工藝的特點，也可算是 SBR的一種類型，它的脫氮除磷效果不 穩(wěn)定，如果要求脫氮除磷，需增加一些設(shè)施。 卡魯塞爾氧化溝，它是分建式，有單獨的二沉池，采用表曝機曝氣， 溝深大于多溝交替式氧化溝，長沙水質(zhì)凈化二廠就是這種工藝，它的脫氮除磷效果也不夠理想，如果要求脫氮除磷，也需增加一些設(shè)施。 奧貝爾氧化溝，它也是分建式，有單獨二沉池，采用轉(zhuǎn)碟曝氣，溝深也 較大，現(xiàn)在四川、北京、山東、浙江等地都在采用，它的脫氮效果很好，但除 磷效率不夠高，要求除磷時還需采取一些措施。Fo

13、r pers onal use only in study and research; not for commercial use 一體化氧化溝，是合建式，沉淀池建在氧化溝內(nèi)，已在四川成都市新都 污水廠和山東高密市污水廠應(yīng)用。它既是連續(xù)進出水，又是合建式，且不用倒 換功能，從理論上講最經(jīng)濟合理，但在一些具體技術(shù)問題上還不十分成熟，因 此影響了它的推廣使用。6 SBR工藝的主要分類和特點SBR工藝主要有以下幾種類型： 傳統(tǒng)式SBR工藝，它的所有操作都是間歇的、周期性的，四川巴中污水 廠就是這種工藝。它的脫氮除磷效果不夠穩(wěn)定，如要求脫氮除磷，需做一些改 進。For pers onal use o

14、nly in study and research; not for commercial use ICEAS工藝，即間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法，它用隔墻將反應(yīng)池分 為兩部分，前面是預(yù)反應(yīng)區(qū)，后面是主反應(yīng)區(qū)，采用連續(xù)進水，間歇曝氣、沉 淀、排水、排泥，已用在昆明第三、第四污水廠。它可以脫氮除磷，但效果不 夠理想。 DAT IAT工藝，即連續(xù)曝氣和間歇曝氣相結(jié)合的工藝，反應(yīng)池中部用 隔墻分為兩部分，前邊的 DAT連續(xù)曝氣，后邊的IAT間歇曝氣、沉淀、排水、 排泥，已用于天津開發(fā)區(qū)污水處理廠。它的脫氮除磷功能一般，需增加設(shè)施才能提高脫氮除磷效率。 CAST工藝，即循環(huán)式活性污泥法，它的反應(yīng)池用隔

15、墻分為選擇區(qū)和主 反應(yīng)區(qū)，進水、曝氣、沉淀、排水、排泥都是間歇周期性運行。它的脫氮除磷 效果好，防止污泥膨脹的性能好，目前深圳、天津和云南的一些污水處理廠都 采用此種工藝。 UNITANK工藝，是三個矩形池并聯(lián)，按照類似三溝式氧化溝的周 期運行模式工作，但把轉(zhuǎn)刷曝氣改為鼓風(fēng)曝氣，可加大池深，把出水可調(diào)堰改 為固定堰，簡化了排水，上海石洞口污水處理廠就是采用這種工藝，它的功能 和三溝式氧化溝類似。7氧化溝和SBR工藝的比較氧化溝和SBR工藝有很多共同特點，也有各自的特點和適用性， 在選定 方案時需要仔細分析。 從基建投資看，SBR工藝是合建式，一般情況下征地費和土建費較 氧化溝低，而設(shè)備費較氧化

16、溝高，總造價的高低則要視具體情況決定。a.地價高，對氧化溝不利。b.進水BOD濃度高，反應(yīng)容積與沉淀容積的比值高，對氧化溝有利； BOD濃度低，反應(yīng)容積與沉淀容積的比值低，對SBR有利。 從運營費用看，SBR工藝通常用鼓風(fēng)曝氣，氧化溝工藝通常用機械 曝氣。一般說來，在供氧量相同的情況下，鼓風(fēng)曝氣比機械曝氣省電；第二方面，SBR工藝是合建式，不用污泥回流（有的少量回流），氧化溝工藝是分建式 要大量回流，電耗較大；第三方面，SBR工藝是變水位運行，增大了進水提升泵站的揚程。綜合考慮，通常氧化溝工藝的電耗要比SBR工藝大些，運營費要不得用于商業(yè)用途高些。 氧化溝工藝是連續(xù)運行，不要求自動控制，只是在要求節(jié)能時用自 動控制；SBR工藝是周期間歇運行，各個工序轉(zhuǎn)換頻繁，需要自動控制。 SBR工藝是靜態(tài)沉淀，氧化溝工藝是動態(tài)沉淀，因而SBR的沉淀效 率更高，出水水質(zhì)更好。For personal use only in study and research; not for commercial use僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers