廢水處理方法比較與選用說(shuō)明

1、廢水處理方法比較與選用說(shuō)明20 世紀(jì)以來(lái)在水處理領(lǐng)域產(chǎn)生了各種各樣的技術(shù)， 特別是 20 世紀(jì) 70 年代 以來(lái)污廢水處理技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。 當(dāng)前我國(guó)的水污染控制迫切需要大量的 適用技術(shù)， 針對(duì)不同地區(qū)不同水污染控制問(wèn)題的特點(diǎn)， 如何選擇現(xiàn)有技術(shù)， 需要 對(duì)污廢水處理技術(shù)進(jìn)行比較研究，從而確定哪些技術(shù)是適用的。污廢水處理技術(shù)可以依據(jù)處理技術(shù)的原理分為物理法、化學(xué)法、生物法或這 三種方法的不同組合。 也可以按處理的對(duì)象和目標(biāo)分為初級(jí)處理 （非水溶性物質(zhì) 的去除）、二級(jí)處理（溶解性有機(jī)物去除）和深度處理（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、微量有毒有 機(jī)物的去除）。污廢水處理的物理方法中最常用的是沉淀和過(guò)濾工藝，由于其

2、運(yùn)行費(fèi)用低、 技術(shù)成熟， 被廣泛應(yīng)用于污廢水的初級(jí)處理和預(yù)處理。 當(dāng)污廢水中有機(jī)或無(wú)機(jī)的 非溶性污染物能采用沉淀法去除時(shí)，應(yīng)首選沉淀分離技術(shù)。過(guò)濾、膜分離、離心 分離主要應(yīng)用于不宜沉淀的微小顆粒物的分離。 而吸附主要應(yīng)用于難降解的溶解 性微量污染物的去除。化學(xué)法中最常用的是化學(xué)沉淀和化學(xué)氧化法。 化學(xué)沉淀法可包括用于去除微 小顆粒物和膠體的混凝沉淀， 利用絮凝劑的水解架橋作用與水中微顆粒和膠體形 成絮體，通過(guò)沉淀實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的凈化作用。 此類工藝廣泛應(yīng)用于工業(yè)污廢水的 預(yù)處理，近年也在特殊情況下用于城市污水的一級(jí)處理和污水的化學(xué)除磷。 另一 類化學(xué)沉淀是采用無(wú)機(jī)鹽， 如鈣鹽與無(wú)機(jī)離子反應(yīng)形成沉

3、淀， 主要用于去除重金 屬離子等污染物質(zhì)。 化學(xué)氧化法主要用干水中難生物降解的溶解性污染物的凈化， 但應(yīng)用時(shí)要注意水中多種物質(zhì)的氧化問(wèn)題， 必須先去除水中易降解的有機(jī)污染物， 然后有針對(duì)性地采用化學(xué)氧化。生物法 （或稱生化法）是以生物化學(xué)原理為基礎(chǔ)利用微生物的代謝作用去 除廢水中的有機(jī)污染物。 此類方法是目前廢水處理中大量采用的工藝方法。 包括 各種不同的技術(shù)。主要應(yīng)用于廢水的二級(jí)處理和深度處理。（1）主要參數(shù)和條件 污廢水生物處理技術(shù)種類繁多應(yīng)用廣泛，它用于降解 廢水中的有機(jī)物和氮磷等引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)。 這些技術(shù)可依據(jù)不同的處理對(duì)象、應(yīng)用條件和工藝本身的特點(diǎn)分成不同的類型，并適用于不同

4、廢水的處理。 污廢水生物處理的本質(zhì)是利用微生物的代謝作用分解水中的污染物， 因此在生物 處理工藝中的核心是微生物生長(zhǎng)、 有機(jī)物分解和環(huán)境條件三者的關(guān)系。 主要參數(shù) 是比基質(zhì)降解速率（污泥負(fù)荷） 、微生物的比生長(zhǎng)速率（污泥產(chǎn)率） 、生化比（化 學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.40.5 ）,環(huán)境條件主要有氧、電位、pH溫度等。此外在評(píng)價(jià)時(shí)十分重要的是技術(shù)經(jīng)濟(jì)條 件。（2）城市生活污水處理工藝 城市生活污水處理是量大面廣的水污染控制問(wèn) 題。主要去除的污染物是懸浮物、 溶解性有機(jī)物和氮磷。 由于城市污水處理要求 采用廉價(jià)的處理技術(shù)，所以對(duì)于日處理能力在 5 萬(wàn)噸污水以上的

5、處理廠。在懸 浮污染物的去除上都采用了沉淀工藝。 這主要是由于物理沉淀法技術(shù)簡(jiǎn)單， 運(yùn)行 費(fèi)用低。溶解性有機(jī)物和氮磷的去除多采用懸浮生長(zhǎng)的生物處理系統(tǒng)， 如果在日 處理 5 萬(wàn)噸污水的好氧生物處理反應(yīng)池中填充生物填料，不僅要增加數(shù)百萬(wàn)元 以上的填料費(fèi)，而且在維修上也十分困難。城市生活污水的處理有許多種工藝可以采用，但對(duì)于日處理能力在 20 萬(wàn)噸 以上的城市污水處理廠最適宜的工藝是活性污泥法及其改進(jìn)工藝。 主要是鼓風(fēng)曝 氣的完全混合式活性污泥法和氧化溝工藝。 完全混合式活性污泥法是一種具有廣 泛適用性的城市污水處理工藝、 而氧化溝工藝是活性污泥法的派生工藝類型。 氧 化溝的優(yōu)點(diǎn)是工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，

6、只用一臺(tái)或幾臺(tái)曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)碟以及溝形的生物氧 化池。連續(xù)運(yùn)行的氧化溝需要二次沉淀池，交替運(yùn)行的氧化溝不需要二沉淀池。 一般氧化溝出水水質(zhì)好和污泥產(chǎn)量低的優(yōu)點(diǎn)是有條件的， 當(dāng)設(shè)計(jì)采用的污泥負(fù)荷 較低時(shí)，氧化溝接近延時(shí)曝氣的方法，有一部分氧被用來(lái)穩(wěn)定溝中的生物污泥， 在此條件下確有出水水質(zhì)好目污泥產(chǎn)量少的優(yōu)點(diǎn)。但此時(shí)處理 1t 污水的能耗自 然會(huì)較高， 且由于設(shè)備容積的增加， 基建費(fèi)用也會(huì)增加。 氧化溝工藝的缺點(diǎn)是由 于轉(zhuǎn)刷式曝氣引起的水溫?fù)p失較大， 在北方寒冷地區(qū)使用時(shí)必須考慮增加防凍措 施，從而會(huì)增加造價(jià)。對(duì)于日處理能力在 5 萬(wàn) 20 萬(wàn)噸的城市污水處理廠， 除上述兩類工藝都可以 采用外，還

7、可以采用序批式活性污泥法 （SBR 工藝）。 SBR 法是將一組活性污泥 池分別在進(jìn)水一曝氣反應(yīng)一沉淀一排水一排泥的循環(huán)順序下運(yùn)行，以達(dá)到連續(xù) 進(jìn)水，連續(xù)處理的目的。此類工藝之所以很少用于 20 萬(wàn)噸以上的處理廠是因?yàn)?處理能力越大需要的池?cái)?shù)越多， 運(yùn)行控制程序越復(fù)雜。 同時(shí)由于池壁的增加， 使 基建投資增加。SBR法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于每一個(gè)單池既可作為曝氣池又可以作為沉淀 池，在不同運(yùn)行階段中可以好氧、 缺氧的狀態(tài)運(yùn)行， 起到除碳或脫氮除磷的作用。 由于多池組合及其運(yùn)行條件的可變性， SBR 工藝可適用于不同水質(zhì)和不同的處理 要求。對(duì)于含反硝化的 SBR 工藝，由于在同一池內(nèi)進(jìn)行反硝化將消耗一部分

8、有 機(jī)碳，可以節(jié)省除碳的能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)于日處理能力 5 萬(wàn)噸以上的污 水廠主要采用經(jīng)典的 SBR 工藝，而從 SBR 工藝派生出來(lái)的 DAT-IAT 工藝、 Unitank工藝、CAST CASST藝及ICEASH藝等目前應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)還較少。日處理能力在1萬(wàn)5萬(wàn)噸的城市污水處理廠可采用的技術(shù)比較多，近年各 種新工藝不斷產(chǎn)生， 但總體應(yīng)用上仍以活性污泥法為主。 根據(jù)要求的不同可以分 為以下幾種。 以去除有機(jī)碳為目的；活性污泥法、氧化溝、SBR工藝、生物濾池、曝氣 生物濾池、接觸氧化法。 以除碳脫氮為目的：A/O法、氧化溝、交替運(yùn)行氧化溝、SBR工藝、CASS （CAST工藝、UNITAN!

9、工藝等。 以除碳脫氮除磷為目的；A2/0法，交替運(yùn)行氧化溝、SBRX藝等。以上工藝中值得注意的是 A/0法指Anoxic （缺氧）/Oxic （好氧）;Anaerobic（厭氧） /0xic （好氧），缺氧、厭氧段，用與脫氮除磷 ； 好氧段，用于除水中的 有機(jī)物,氧化溝和SBR法。A/O法是缺氧-好氧生物處理法，該工藝?yán)萌毖鯒l 件下微生物利用化合態(tài)氧氧化有機(jī)碳的過(guò)程將硝酸鹽還原成氮?dú)猓?從而達(dá)到脫氮 的目的。在脫氮的同時(shí)利用了化合態(tài)的氧， 所以減少了后續(xù)好氧過(guò)程中氧化有機(jī) 碳消耗的氧 ； 在缺氧條件下一些顆粒性的有機(jī)物或大分子的有機(jī)物會(huì)發(fā)生水解， 有利于后續(xù)好氧生物處理過(guò)程對(duì)有機(jī)物的降解。因

10、此，A/O法不僅能脫氮，還可以在相同條件下起到節(jié)能、改善處理效果和抑制絲狀菌生長(zhǎng)的作用。氧化溝和 SBR工藝在一定的運(yùn)行條件下也能達(dá)到 A/O法的效果。氧化溝工藝的運(yùn)行管理更 簡(jiǎn)單，而 SBR 工藝對(duì)于每個(gè)單池在好氧氧化過(guò)程中的推流反應(yīng)模式和沉淀時(shí)的 準(zhǔn)靜置沉淀狀態(tài)，使處理設(shè)施更加緊湊占地面積更小。日處理能力 1 萬(wàn)噸以下的生活污水處理為了運(yùn)行穩(wěn)定和管理上的方便， 除采 用上述工藝外，還可以采用固定式生長(zhǎng)的生物處理工藝。 由于處理設(shè)施容積較小， 生物填料不會(huì)增加很多基建費(fèi)用。 采用此類工藝可以避免微生物的流失， 對(duì)于缺 乏專人管理和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的小型污水處理站尤為適用。 在固定生長(zhǎng)的生物處理工藝

11、中最常用的有生物接觸氧化法， 曝氣生物濾池和生物流化床。 接觸氧化法已有大 量的應(yīng)用實(shí)例和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 生物流化床和曝氣生物濾池相對(duì)較新， 還缺乏大規(guī)模 應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。前者處理效率高 ;適用于土地緊缺的地區(qū) ;后者出水水質(zhì)較好， 可在 考慮污水回用的地方使用。 日處理 1 萬(wàn)噸以下的規(guī)模為污水處理裝置的設(shè)備化 提供了發(fā)展空間，在此規(guī)模上可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)出各種設(shè)備化的污水處理裝置。對(duì)于生活污水的除磷一般采用 A2/O 法（指厭氧 / 缺氧/ 好氧）工藝。生物除 磷工藝的除磷能力是有限的，一般可使出水總磷濃度達(dá)到 1lmg/L ，要使出水中 總磷濃度降到 0.5mg/L ，就需要采用化學(xué)除磷與生物除磷的聯(lián)

12、合處理方法。厭氧生物處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市生活污水處理產(chǎn)生的污泥消化。 近年從節(jié) 能出發(fā)也在一些國(guó)家應(yīng)用于城市生活污水的處理， 但仍處于探索階段。 在廢水處 理中厭氧生物處理主要應(yīng)用于工業(yè)廢水處理。 由于厭氧微生物在利用有機(jī)碳時(shí)將 其轉(zhuǎn)化為甲烷， 單位碳源利用的微生物產(chǎn)量低， 所以厭氧生物處理首先可用于處 理高濃度易生物降解的有機(jī)廢水， 如啤酒生產(chǎn)廢水、 屠宰廢水和養(yǎng)殖廢水等。 在 處理工業(yè)廢水時(shí)厭氧生物處理還具有一些特殊的用途， 例如可以將厭氧生物處理 作為預(yù)處理， 利用一些復(fù)雜有機(jī)物在厭氧條件下的水解和分解作用， 改善廢水的 生物可降解性：對(duì)于易產(chǎn)生泡沫的廢水可以采用厭氧牛物處理將產(chǎn)生泡沫的物 質(zhì)水解改性，然后再進(jìn)行厭氧處理?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展給廢水處理技術(shù)提供了發(fā)展的機(jī)遇。 對(duì)于大規(guī)模城市污水處 理由于工藝技術(shù)上基本趨于穩(wěn)定， 主要的發(fā)展將在污水處理廠的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、 運(yùn)行 控制與管理方面的技術(shù)。 近年歐美國(guó)家通過(guò)污水廠的一體化設(shè)備與自動(dòng)控制已將 城市污水廠的處理效率和穩(wěn)定性大幅度提高。 對(duì)于中小型生活污水處理技術(shù)的