污水處理工藝

定義

　　中文名稱：污水處理

　　英文名稱：sewagetreatment；wastewatertreatment

　　定義1：用各種方法將污水中所含的污染物分離出來或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物，從而使污水得到凈化的過程。應(yīng)用學(xué)科：生態(tài)學(xué)（一級學(xué)科）；污染生態(tài)學(xué)（二級學(xué)科）

　　定義2：采取物理的、化學(xué)的或生物的處理方法對污水進(jìn)行凈化的措施。應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級學(xué)科）；環(huán)境水利（二級學(xué)科）；水污染防治（水利）（三級學(xué)科）

應(yīng)用

　　污水處理(sewagetreatment，wastewatertreatment)：為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。

工藝選擇準(zhǔn)則

　　1)城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。

　　2)工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益等。

　　3)應(yīng)切合實際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時，應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應(yīng)開展中試研究。

　　4)積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝。對在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠設(shè)計參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。

分類

　　《水污染控制工程》分類

　　不溶態(tài)污染物的分離技術(shù)：

　　1、重力沉降：沉砂池（平流、豎流、旋流、曝氣）、沉淀池（平流、豎流、輻流、斜流）；

　　2、混凝澄清；

　　3、浮力浮上法：隔油、氣??；

　　4、其他：阻力截留、離心力分離法、磁力分離法

　　污染物的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)：

　　1、活性污泥法：SBR、AO、AAO、氧化溝等

　　2、生物膜法：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池等

　　3、厭氧生物處理法：厭氧消化、水解酸化池、UASB等

　　4、自然條件下的生物處理法：穩(wěn)定塘、生態(tài)系統(tǒng)塘、土地處理法

　　污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)：

　　1、中和法：酸堿中和

　　2、化學(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀、鐵氧體沉淀、其他化學(xué)沉淀

　　3、氧化還原法：藥劑氧化法、藥劑還原法、電化學(xué)法

　　4、化學(xué)物理消毒法：臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉

　　溶解態(tài)污染物的物理化學(xué)分離技術(shù)：

　　1、吸附法

　　2、離子交換法

　　3、膜分離法：擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾

　　4、其他分離方法：吹脫和氣提、萃取、蒸發(fā)、結(jié)晶、冷凍

　　根據(jù)常見污水處理方法分類

　　物理法：物理或機(jī)械的分離過程。過濾，沉淀，離心分離，上浮等

　　化學(xué)法：加入化學(xué)物質(zhì)與污水中有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化過程。中和，氧化，還原，分解，混凝，化學(xué)沉淀等

　　物理化學(xué)法：物理化學(xué)的分離過程。氣提，吹脫，吸附，萃取，離子交換，電解電滲析，反滲透等

　　生物法：微生物在污水中對有機(jī)物進(jìn)行氧化，分解的新陳代謝過程?；钚晕勰?，生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤，氧化塘，厭氣消化等

　　廢水的化學(xué)方法分類

　　混凝

　　向膠狀渾濁液中投加電解質(zhì)，凝聚水中膠狀物質(zhì)，使之和水分開

　　混凝劑有硫酸鋁，明礬，聚合氯化鋁，硫酸亞鐵，三氯化鐵等

　　含油廢水，染色廢水，煤氣站廢水，洗毛廢水等

　　中和

　　酸堿中和，pH達(dá)中性

　　石灰，石灰石，白云石等中和酸性廢水，CO2中和堿性廢水

　　硫酸廠廢水用石灰中和，印染廢水等

　　氧化還原

　　投加氧化(或還原)劑，將廢水中物質(zhì)氧化(或還原)為無害物質(zhì)

　　氧化劑有空氣(O2)，漂白粉，氯氣，臭氧等

　　含酚，氰化物，硫鉻，汞廢水，印染，醫(yī)院廢水等

　　電解

　　在廢水中插入電極板，通電后，廢水中帶電離子變?yōu)橹行栽?/p>

　　電源，電極板等

　　含鉻含氰(電鍍)廢水，毛紡廢水

　　萃取

　　將不溶于水的溶劑投入廢水中，使廢水中的溶質(zhì)溶于此溶劑中，然后利用溶劑與水的相對密度差，將溶劑分離出來

　　萃取劑：醋酸丁酯，苯，N—503等設(shè)備有脈沖篩板塔，離心萃取機(jī)等

　　含酚廢水等

　　吸附(包含離子交換)

　　將廢水通過固體吸附劑，使廢水中溶解的有機(jī)或無機(jī)物吸附在吸附劑上，通過的廢水得到處理

　　吸附劑有活性炭，煤渣，土壤等

　　吸附塔，再生裝置

　　染色，顏料廢水，還可吸附酚，汞，鉻，氰以及除色，臭，味等用于深度處理。

工藝流程

　　現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。

　　一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級處理屬于二級處理的預(yù)處理。

　　二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　三級處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。

　　整個過程為通過粗格柵的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格柵或者砂濾器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進(jìn)入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過消毒排放或者進(jìn)入三級處理，一級處理結(jié)束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，一部分進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。

　　MBR污水處理工藝

　　工藝流程

　　原水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→生物反應(yīng)器→循環(huán)泵→膜組件→消毒裝置→中水貯池→中水用水系統(tǒng)

　　MBR污水處理工藝說明

　　污水經(jīng)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池后經(jīng)提升泵進(jìn)入生物反應(yīng)器，通過PLC控制器開啟曝氣機(jī)充氧，生物反應(yīng)器出水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入膜分離處理單元，濃水返回調(diào)節(jié)池，膜分離的水經(jīng)過快速混合法氯化消毒（次氯酸鈉、漂白粉、氯片）后，進(jìn)入中水貯水池池。反沖洗泵利用清洗池中處理水對膜處理設(shè)備進(jìn)行反沖洗，反沖污水返回調(diào)節(jié)池。通過生物反應(yīng)器內(nèi)的水位控制提升泵的啟閉。膜單元的過濾操作與反沖洗操作可自動或手動控制。當(dāng)膜單元需要化學(xué)清洗操作時，關(guān)閉進(jìn)水閥和污水循環(huán)閥，打開藥洗閥和藥劑循環(huán)閥，啟動藥液循環(huán)泵，進(jìn)行化學(xué)清洗操作。

　　MBR工藝特點(diǎn)

　　膜生物處理技術(shù)應(yīng)用于廢水再生利用方面，具有以下幾個特點(diǎn)：

　?。?）能高效地進(jìn)行固液分離，將廢水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開。分離工藝簡單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級處理即可回用。

　?。?）可使生物處理單元內(nèi)生物量維持在高濃度，使容積負(fù)荷大大提高，同時膜分離的高效性，使處理單元水力停留時間大大的縮短，生物反應(yīng)器的占地面積相應(yīng)減少。

　?。?）由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長速度緩慢的細(xì)菌（硝化細(xì)菌等）的生長，從而使系統(tǒng)中各種代謝過程順利進(jìn)行。

　?。?）使一些大分子難降解有機(jī)物的停留時間變長，有利于它們的分解。

　　〔5〕膜處理技術(shù)與其它的過濾分離技術(shù)一樣，在長期的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，膜作為一種過濾介質(zhì)堵塞，膜的通過水量運(yùn)轉(zhuǎn)時間而逐漸下降有效的反沖洗和化學(xué)清洗可減緩膜通量的下降，維持MBR系統(tǒng)的有效使用壽命。

　?。?）MBR技術(shù)應(yīng)用在城市污水處理中，由于其工藝簡單，操作方便，可以實現(xiàn)全自動運(yùn)行管理。

　　SBR污水處理工藝

　　概要

　　SBR污水處理工藝即序批式活性污泥法，全稱為：序列間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）。

　　簡稱（SBR-SequencingBatchReactor）間歇式活性污泥法污水處理工藝，SBR工藝。

　　它是基于以懸浮生長的微生物在好氧條件下對污水中的有機(jī)物、氨氮等污染物進(jìn)行降解的廢水生物處理活性污泥法的工藝。按時序來以間歇曝氣方式運(yùn)行，改變活性污泥生長環(huán)境的，被全球廣泛認(rèn)同和采用的污水處理技術(shù)。

　　工藝流程

　　一種具有代表性的SBR工藝流程是：通過格柵預(yù)處理的廢水，進(jìn)入集水井，由潛污泵提升進(jìn)入SBR反應(yīng)池，采用水流曝氣機(jī)充氧，處理后的水由排水管排出，剩余污泥靜壓后，由SBR池排入污泥井，污泥作為肥料。

　　分批式操作：時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，如SBR運(yùn)行周期由進(jìn)水時間、反應(yīng)時間、沉淀時間、潷水時間、排泥時間和閑置時間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。

　　計算方法：

　　沉淀排水時間(Ts+D)一般按2～4h設(shè)計。閑置時間(Tx)一般按0.5~1h設(shè)計。設(shè)定反應(yīng)時間為(Tf)。一個周期所需時間T≥Tf+Ts+D+Tx。[1]

　　時間分配例子，如：運(yùn)行周期12h，其中進(jìn)水2h，曝氣4～8h，沉淀2h，排水1h。

　　工藝特點(diǎn)

　　SBR工藝作為一種活性污泥工藝，也有活性污泥工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，如活性污泥工藝優(yōu)點(diǎn)：污水適應(yīng)性強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用較低。

　　活性污泥工藝的缺點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。

　　SBR工藝還有獨(dú)有的特點(diǎn)。其總的優(yōu)缺點(diǎn)參見以下：

　　優(yōu)點(diǎn)

　　處理工藝流程簡單：

　　工藝過程五個階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、待機(jī)。

　　間歇式曝氣、非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，

　　靜置理想沉淀靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。

　　構(gòu)筑物數(shù)量少、造價低：

　　不需要設(shè)初沉地，也不需要二沉地，污泥回流設(shè)施，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略。

　　便于操作和維護(hù)管理。避免了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器處理效率低、占地大的缺點(diǎn)。

　　結(jié)構(gòu)簡單

　　組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。

　　處理后出水水質(zhì)好。

　　良好的自控系統(tǒng)，良好的脫氮除磷效果，廢水達(dá)標(biāo)排放，有數(shù)據(jù)稱CODCr平均去除率能達(dá)到94%以上，強(qiáng)于單級好氧處理工藝。

　　運(yùn)行上的有序和間歇操作。

　　特別適用在難生化降解的廢水處理。

　　解決了UASB等高效厭氧反應(yīng)器，容易在出現(xiàn)水解酸化階段酸性積累從而抑制產(chǎn)甲烷段處理效率的問題。

　　占地少，能耗低，投資省，運(yùn)行管理方便

　　缺點(diǎn)嚴(yán)重依靠現(xiàn)代自動化控制技術(shù)。

　　自動化程度要求較高，操作、管理、維護(hù)，對操作管理人員素質(zhì)要求較高。

　　如采用人工操作，會出現(xiàn)因進(jìn)出水工序操作繁鎖，曝氣板容易堵塞。

醫(yī)用處理

　　醫(yī)院污水處理流程

　　醫(yī)院污水處理流程選擇是醫(yī)院污水處理設(shè)計的關(guān)鍵，流程是否合理將直接影響處理效果、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用以及管理安全等問題。確定工藝流程要依據(jù)醫(yī)院的性質(zhì)、處理要求、排污去向以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等因素，其基本原則是：

　　一、根據(jù)醫(yī)院污水的排向和處理要求確定醫(yī)院污水處理的級別。如醫(yī)院污水是排入城市下水道，則根據(jù)《污水排入城市下水道的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》和《醫(yī)院污水排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，可采用一級處理消毒的工藝流程。如污水是直接排入地面水體，則應(yīng)按《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行處理，通常需要用二級處理消毒工藝。如有特殊要求時，甚至需要采用三級處理工藝，如在水源二級保護(hù)區(qū)以外的地面水三級水域或污水回用時。

　　二、根據(jù)醫(yī)院污水排出口的標(biāo)高和所接入的城市下水道的標(biāo)高之差，確定是采用自排式還是提升式的消毒工藝。高差大于600mm即可以采用虹吸定比自排式消毒工藝，高差較小時可采用超聲波自動定比投氯消毒工藝或提升式定比投氯消毒工藝。

　　三、根據(jù)醫(yī)院性質(zhì)、規(guī)模和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件選擇消毒劑的種類。一般大中型醫(yī)院推薦使用液氯消毒工藝。在人口稠密的地方可采用次氯酸鈉消毒工藝。有條件的傳染病醫(yī)院可采用臭氧消毒工藝、小型醫(yī)院可采用氯片消毒工藝。四、放射性廢水、重金屬廢水及其他特殊廢水應(yīng)分別采取相應(yīng)的處理工藝，如放射性廢水采舊衰變貯存池處理，重金屬廢水可采用化學(xué)法或離子交換法處理。醫(yī)院污水處理流程如下：

　　一、一級處理流程

　　醫(yī)院污水處理的一級處理通常包括化糞池、沉淀池、雙層沉淀池或是調(diào)節(jié)池等處理沒施。在一些簡易醫(yī)院污水處理中，有的不設(shè)置沉淀池和調(diào)節(jié)池，而是利用化糞池作為一級處理設(shè)施?；S池出水經(jīng)過格柵、定量池(或集水井)直接進(jìn)入氯化接觸池。

　　二、二級處理流程

　　當(dāng)醫(yī)院污水一級處理出水不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求時，通常采用二級處理流程，即通過牛物處理去除醫(yī)院污水中的有機(jī)污染物，如BOD5、COD、酚、LAS等。二級處理出水山子水質(zhì)改善，還可以減少消毒劑用量，提高消毒效果。醫(yī)院醫(yī)水采用的二級處理方法有生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤法、塔式生物濾池法、射流曝氣法和氧化溝法等。

　　三、醫(yī)院污水處理總流程

　　醫(yī)院污水處理系統(tǒng)除了包括含菌污水的處理和消毒外，對其他各種特除排水根據(jù)需要還應(yīng)單獨(dú)處理，如含有重金屬的廢水，放射性廢水、含油廢水和洗印廢水等。重金屬廢水來自牙科治療和化驗室，含有汞，鉻等有害污染物，可用化學(xué)沉淀法或離子交換法處理。放射性哎水來自同位素治療和診斷。低濃度放射性廢水采用衰變池處理，或用化學(xué)共沉淀法、離子交換法處理。含油廢水來自廚房食堂，一般采用隔油池處理。洗印廢水來自照片洗印，含有銀、顯影劑、定影劑等仃害物質(zhì)、含銀廢水可采用電解法回收銀，顯影劑可用化學(xué)氧化法處理。

　　MBR醫(yī)院污水處理工藝

　　MBR是將膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器結(jié)合在一起的新型污水處理工藝。比傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，可進(jìn)行高效的固液分離，克服了傳統(tǒng)工藝中出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定、污泥容易膨脹等不足。

　　MBR的優(yōu)點(diǎn)：

　　抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，可以完全去除SS，對細(xì)菌和病毒也有很好的截留效果

　　現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間(HRT)污泥齡(SRT)的完全分離，使運(yùn)行控更加靈活穩(wěn)定；生物反應(yīng)器內(nèi)微生物量濃度高，可高達(dá)10g/L以上，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積小，減小了硝化所需體積

　　MBR剩余污泥產(chǎn)量低，甚至無剩余污泥排放，降低了污泥處理費(fèi)用

　　利于增殖緩慢的微生物的截留和生長，系統(tǒng)硝化效率提高?？裳娱L一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高

　　適用范圍

　　適用于300床以下小規(guī)模的醫(yī)院污水處理工程，尤其適用于場地面小、水質(zhì)要求高等的情況。