汙水處理工藝類型大全(下)

2020-05-04  來自: 衡美水處理公衆平台 浏覽次數:15


如何進行水處理?

衡美水處理爲您介紹一項水處理專業知識——汙水處理工藝類型大全。

污水處理工藝

汙水處理的需求是伴隨著城市誕生而産生的。城市汙水處理技術曆經數百年變遷,從起初的一級處理發展到現在的三級處理,從簡單的消毒沈澱到有機物去除、脫氮除磷再到深度處理回用。其中,活性汙泥法的問世更具有劃時代的意義。活性汙泥法已誕生100余年。城市汙水處理技術今後究竟將如何發展?

7兩段法工藝

早期的兩段法只是將一套活性汙泥法的兩組構築物串聯,一段和二段曝氣池體積相同,且多合並建設,大部分有機物在首段被吸附降解,第二段的汙泥負荷很低,其出水水質要優于相同體積曝氣池的單級活性汙泥法。然而,由于首段曝氣池體積減小了一倍,相當于汙泥負荷增加了一倍,處在易發生汙泥膨脹的階段,運行管理較爲困難。

20世紀70年代中期,德國的Botho Bohnke教授開發了AB工藝。该工藝在传统两段法的基础上进一步提高了首段即A段的汙泥負荷,以高負荷、短泥齡的方式運行,而B段與常規活性汙泥法相似,負荷較低,泥齡較長,A段由于泥齡短、泥量大對磷的去除效果很好,經A段去除了大量的有機物以後B段的體積可大大減小,其低負荷的運行方式可提高出水水質。但是由于A段去除了大量的有機物導致B段碳源缺失,所以在处理低浓度的城市污水时该工藝的优势并不明显。

其後,爲了解決脫氮時硝化菌需要長泥齡、除磷時聚磷微生物需要短泥齡的矛盾,開發了AO-A2O工藝。该工藝由两段相对独立的脱氮和除磷工藝组成,首段泥龄短,主要用于除磷;第二段泥龄长、负荷低,用于脱氮。

AO-A2O工藝基础上奥地利研发出了Hybrid工藝,该工藝的两段之间有三个内回流装置,可以为首段曝气池提供硝态氮、硝化菌以及为第二段曝气池提供碳源。首段主要是去除有机物和磷,第二段是硝化功能,并靠首段曝气池回流混合液进行反硝化脱氮。

8SBR工藝

序批式活性汙泥法(SBR)工藝是在时间上将厌氧段与好氧段进行分割。20 世紀70 年代初由美國Irvine公司開發。它在流程上只有一個基本單元,集調節池、曝氣池和二沈池的功能于一池,進行水質水量調節、微生物降解有機物和固液分離等。經典 SBR 反應器的運行過程爲:進水→曝氣→沈澱→滗水→待機

80 年代初,連續進水的 ICEAS 工藝诞生。该工藝在传统的SBR工藝基础上,在反应池中增加一道隔墙 ,將反應池分隔爲小體積的預反應區和大體積的主反應區,汙水連續流入預反應區,然後通過隔牆下端的小孔以層流速度進入主反應區,解決了間歇式進水的問題。

隨後, Goranzy 教授開發了 CASS /CAST 工藝。与ICEAS工藝类似,在反应池前段增加了一个选择段,污水先与来自主反应区的回流混合液在选择段混合,在厌氧条件下,选择段相当于前置厌氧池,爲高效除磷創造了有利條件。

90 年代,比利時的西格斯公司在三溝式氧化溝的基礎上開發了 UNITANK 系統。它由 3 个矩形池组成。其中,外边两侧的矩形池既可做曝气池,又可做沉淀池,中间一个矩形池只做曝气池。该工藝把传统 SBR的時間推流與連續系統的空間推流有效地結合了起來。

MSBR法即改良型的SBR(Modified SBR),采用單池多格方式,結合了傳統活性汙泥法和SBR技術的優點。反應器由曝氣格和兩個交替序批處理格組成。主曝氣格在整個運行周期過程中保持連續曝氣,而每半個周期過程中,兩個序批處理格交替分別作爲SBR和澄清池。该工藝可连续进水且可使用更少的连接管、泵和阀门。

9脱氮除磷新工藝

近几十年,能源、资源的短缺已经引起了广泛的关注,进一步脱氮除磷及对能源节约及资源回收的需求成为了污水處理工藝发展的主流方向。一批新兴脱氮除磷技术得以应用。

10ANAMMOX-SHARON 组合工藝

1994年,荷蘭Delft大學開發了厭氧氨氧化(ANAMMOX)技術,厭氧氨氧化菌在缺氧環境中,能夠將铵離子(NH4+)用亞硝酸根(NO2-)氧化爲氮氣。

该工藝与传统反硝化工藝相比是完全自养,不需任何有机碳源。

1998年,荷蘭Delft大學基于短程硝化反硝化原理開發了SHARON工藝,首例工程在荷兰鹿特丹DOKHAVEN水廠。其基本原理如下:

在同一反應器內,先在有氧條件下利用亞硝化細菌將氨氧化成NO2-;然后再在缺氧条件下已有机物为电子供体将亚硝酸盐反硝化,形成氮气。工藝流程缩短且无需加碱中和。与传统活性污泥法相比可减少25%的供氧量及40%的反硝化碳源,有利于資源能源的回收利用,更適用于碳氮比濃度較低的城市廢水。

目前,以SHARON工藝为硝化反应器,ANAMMOX工藝为反硝化反应器,与传统工藝相比能够节省60%的供氧和全部碳源。

三、三級處理階段

近十幾年,隨著汙染加劇、水資源短缺嚴重,人類對水質提出了更高的要求,汙水深度處理與回用技術興起。汙水處理廠的側重不再是核算汙染物的排放量,而是如何改善水質。生物膜及膜分離技術開始顯現其獨特優勢。

生物膜技術在20世紀60-70年代,随着新型合成材料的大量涌现再次发展起来,主要工藝有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等

目前,應用較多的膜處理技術主要有微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)和膜生物反應器(MBR)技术。本世紀初的新加坡“Newwater ”水廠就是采用在二級處理後加超濾膜及反滲透膜的方式進行再生水回用處理。

以史为鉴,可知兴替。回顾整个历史过程,城市生活污水處理的发展随着人类健康的需求、水环境质量的变化、污水的处理程度在一级级的加深,同时操作管理、资金占地等成本问题又推动了水處理工藝技术的不断进化。其操作、占地、程序步骤、能源资源的投入都在一点点地简化。人们对水质的需求越来越高,而处理过程却越来越趋于简便。有趣的是,无论近几年业界所看好的厌氧生物技术还是源分离的土地灌溉,城市污水處理似乎又回到了它开始的形式。大繁若简,归于自然。

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