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(jí)學(xué)科）；污染生態(tài)學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

　　定義2：采取物理的、化學(xué)的或生物的處理方法對(duì)污水進(jìn)行凈化的措施。應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級(jí)學(xué)科）；環(huán)境水利（二級(jí)學(xué)科）；水污染防治（水利）（三級(jí)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(duì)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(gè)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?shí)際情況和要求，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(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。必須對(duì)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(cè)定，作出合理的分析預(yù)測(cè)。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時(shí)，應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)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(duì)在國(guó)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(yàn)，提供可靠設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)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(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。

　　一級(jí)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(jí)處理的要求。經(jīng)過一級(jí)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(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。

　　二級(jí)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(jí)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(yíng)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(gè)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(jí)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(jí)處理，一級(jí)處理結(jié)束到此為二級(jí)處理，三級(jí)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(duì)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(dòng)或手動(dòng)控制。當(dāng)膜單元需要化學(xué)清洗操作時(shí)，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(dòng)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(gè)特點(diǎn)：

　　（1）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(jiǎn)單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)三級(jí)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(shí)膜分離的高效性，使處理單元水力停留時(shí)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(zhǎng)速度緩慢的細(xì)菌（硝化細(xì)菌等）的生長(zhǎng)，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(shí)間變長(zhǎng)，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(zhǎng)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(shí)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(jiǎn)單，操作方便，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(jiǎn)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(zhǎng)的微生物在好氧條件下對(duì)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(shí)序來以間歇曝氣方式運(yùn)行，改變活性污泥生長(zhǎng)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(shí)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(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間、排泥時(shí)間和閑置時(shí)間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。

　　計(jì)算方法：

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

　　時(shí)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(jiǎn)單：

　　工藝過程五個(gè)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(dòng)態(tài)沉淀。

　　構(gòu)筑物數(shù)量少、造價(jià)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(jiǎn)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(jí)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(dòng)化控制技術(shù)。

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

　　如采用人工操作，會(huì)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(jì)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(jí)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(jí)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(jí)處理消毒工藝。如有特殊要求時(shí)，甚至需要采用三級(jí)處理工藝，如在水源二級(jí)保護(hù)區(qū)以外的地面水三級(jí)水域或污水回用時(shí)。

　　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(shí)可采用超聲波自動(dòng)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?gòu)U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(jí)處理流程

　　醫(yī)院污水處理的一級(jí)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(jiǎn)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(jí)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(jí)處理流程

　　當(dāng)醫(yī)院污水一級(jí)處理出水不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求時(shí)，通常采用二級(jí)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(jí)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(jí)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(duì)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?gòu)U水來自牙科治療和化驗(yàn)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(duì)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(shí)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(zhǎng)，系統(tǒng)硝化效率提高。可延長(zhǎng)一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)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(chǎng)地面小、水質(zhì)要求高等的情況。