三大污水生化处理工艺对比

时间:2017-03-24 09:11:37
频道:节能环保
来源:SDPLAZA海水淡化网
作者:佚名

生活污水处理工艺目前已相当成熟,其核心技术为活性污泥法或生物膜法,都属于二级处理范畴。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥)。多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况,选用合理的污水处理工艺,这对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。下面,我们对生活污水处理常规工艺A/O、A2/O及SBR进行对比分析。

NO.1
A/O工艺
A/O工艺法,也叫厌氧好氧工艺法,主要用于水处理方面。A就是厌氧段,主要用于脱氮除磷;O就是好氧段,主要用于去除水中的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外,还可同时去除氮、磷,对于高浓度有机废水及难降解废水,在好氧段前设置水解酸化段,可显著提高废水可生化性。
工艺特征:
A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
优点:
(1)
效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。
(2)
流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
(3)
缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。
(4)
容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化,反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术,有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度,与国外同类工艺相比,具有较高的容积负荷。
(5)
缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时,本工艺均能维持正常运行,故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出,生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点,我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环)工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求,而且其它指标也达到排放标准。
缺点:
(1)
由于没有独立的污泥回流系统,从而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低。
(2)
若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大了运行费用。另外,内循环液来自曝气池,含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到90%。
(3)影响因素
水力停留时间(硝化段>6h,反硝化段<2h)污泥浓度MLSS(>3000mg/L)污泥龄(>30d)N/MLSS负荷率(<0.03)进水总氮浓度(<30mg/L)。
NO.2
A2/O工艺
A2/O工艺亦称A-A-O工艺,即厌氧-缺氧-好氧工艺,被称为最简单的同步脱氮除磷工艺。按实质意义来说,本工艺应为生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到:BOD5和SS为90%~95%,总氮为70%以上,磷为90%左右,一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法,运行管理要求高,所以对目前我国国情来说,当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化,从而影响给水水源时,才采用该工艺。
工艺特征:
(1)
效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。
(2)
缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器,其首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q为原污水量)。
(3)
好氧反应器–曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器,其功能是多重的,去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的,这三项反应都是重要的,混合液中含有NO3-N,污泥中含有过剩的磷,而污水中的BOD(或COD)则得到去除,流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
优点:
(1)
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺。
(2)
在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100。
(3)
污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效。
(4)
运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低。
(5)
污染物去除效率高,运行稳定,有较好的耐冲击负荷。
(6)
污泥沉降性能好。
缺点:
(1)
硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有机负荷、污泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争,很难在同一系统中同时获得氮、磷的高效去除。
(2)
除磷效果难于提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此。
(3)
脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高。
(4)
当城市污水中碳源低时,反硝化效果受到碳源量的限制,大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区,干扰厌氧释磷的正常进行。
(5)
进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
(6)
传统A2/O工艺出水只能达到一级B标准。
NO.3
SBR工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
工艺特征:
在反应器内预先培养驯化一定量的活性污泥,当废水进入反应器与活性污泥混合接触并有氧存在时,微生物利用废水中的有机物进行新陈代谢,将有机物降解并同时使微生物细胞增殖。将微生物细胞物质与水沉淀分离,废水即得到处理。其处理过程主要由初期的去除与吸附作用、微生物的代谢作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀性能几个净化过程完成。
优点:
(1)
理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。
(2)
运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
(3)
耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。
(4)
工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
(5)
处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
(6)
反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀。
(7)
SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。
(8)
脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
(9)
工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统,调节池、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。
缺点:
(1)
间歇周期运行,对自控要求高。
(2)
变水位运行,电耗增大。
(3)
脱氮除磷效率不太高。
(4)
污泥稳定性不如厌氧硝化好。
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