一体化污水处理系统原理

Posted 2023-01-15 工艺

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　　伴随我国城市居住人口总量的迅猛提升以及工农业生产的快速发展，令排放污水总量不断增加、并呈现出较为严重的水体污染现象，该问题在全国各地均有所涉及。由此不难看出!我国为水资源污染问题较为严重的区域。再加上污水处理工作产业发展起步相对较晚，同时提速较为缓慢，应用处理技术较为滞后。在应用一体化污水处理系统与装置前期、我国处理污水技术手段水平仍旧较低。面对生活污水问题逐步严峻的现状、处理污水市场逐步实现了飞速发展，为符合我国该行业领域的需要、促进一体化污水处理系统工艺与装置诞生。自引入一体化污水处理系统进行生活污水处理以来，我国生活污水导致的污染水资源问题得到了明显的改善。由整体层面来讲，我国处理污水正面临着时代变革。从规模较小、水平不高、种类单一、无法符合需求的状况发展形成了具备一定规模、技术水平持续提升、不断进步、各类处理工艺逐步更新，装置质量有效提升的全新局面、不断满足国民经济建设发展的需要、在处理污水装置投入应用以来、我国处理污水的工作需要逐步拜托对国际行业市场技术的全面依赖性、实现处理污水工艺与装置的真正自给。

　　同时由于大中型污水处理厂的规模效应，大型化长期以来一直是污水处理的发展方向。近年来，由于大中型污水处理厂投资大，占地大，需要配套建设庞大的污水收集管网等缺点，中小型污水处理工艺开始成为污水处理工艺的主要发展方向。污水的处理正在从集中化走向分散化，从大规模集中式向中小规模分散式的转变中。“以大型为主，中小型互补”的布局符合我国国情和发展形势，也为一体化污水处理设备的应用和发展提供了新的契机。

　　一体化污水处理系统工艺特点：

　　传统活性污泥工艺是目前应用最广泛的城市生活污水处理工艺，该工艺大多采用分建式的重力式沉淀池作为活性污泥混合液固液分离的手段，不仅占地面积大，而且还产生了许多其他问题: ①由于沉淀池固液分离的效率不高，曝气池内的污泥浓度难以维持较高水平，致使处理装置的容积负荷低，传氧效率低，能耗高; ②处理出水水质不够理想且不够稳定，难以达标排放; ③剩余污泥产量大，污泥处理成本高; ④管理操作复杂，维护成本高。

　　与之相比，一体化污水处理工艺则有许多优势: (1)构筑物少，基建投资小。一体化废水处理工艺构筑物少，工艺简单，具有投资小、建造周期短，运行管理灵活等优点，可以满足生活小区以及中小企业等各类废水处理要求。 (2)结构紧凑，占地面积小。大中型的污水处理厂占地面积大，而我国的土地资源相对匾乏，各类用地需求矛盾日益尖锐。采用一体化污水处理系统则可以有效减少占地面积，许多设备还可以采用地埋式设计，既节约了空间，同时也不会对酒店、高档住宅小区和风景区的景观造成破坏，可以满足各种要求，具有广泛的适应性。 (3)减少管网的建设，有效回用废水。随着生活和工业用水的逐渐增多，废水直接排放造成的环境污染日益严重。如果将大部分处理后的废水进行重新利用，就可以有效节约水资源。由于一体化设备灵活多变的形式，使得污水处理后可以就近回用，不仅减少了管网的建设投资，而且可以有效减少污水排放。

　　一体化污水处理系统工艺有A/O工艺、SBR工艺、接触氧化工艺、MBR工艺等。

　　1)A/O工艺

　　A/O工艺是以活性污泥作为生物载体，通过风机供氧曝气的作用使污水达到充氧的目的。A池内设机械搅拌，从O池的回流液回流至A池，在A池进行反硝化反应，将大部分硝酸盐氮还原成氮气，并通过搅拌使氮气从废水中溢出，达到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池内设鼓风曝气，去除大部分有机污染物，并将进水中的大部分氨氮转化成硝酸盐氮;可以根据废水的需要，调整O段池中的活性污泥浓度，通过活性污泥中的菌胶团，吸附、氧化并分解废水中的有机物;有机物、氨氮去除率高。然而，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;同时，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)SBR法

　　SBR法是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀撇除上清液，成为一个周期，周而复始。SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间歇运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。为了保证溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必须精益求精，否则极易造成最终出水水质不达标。目前国内还没有质量较好的滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时后期维修费用也高。SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量，目前国内浓度仪技术不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困难等问题。

　　4)接触氧化法

　　生物接触氧化法是传统的生化处理方法，生物填料为固定床上的半软性填料。利用半软性填料作为微生物的附着载体，生物均匀分布在生物填料上，这样就避免了微生物分布不均的现象，同时，生物附着在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。

　　5)MBR工艺

　　MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用具有独特结构的浸没式膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过膜过滤后抽出。它与传统污水处理方法具有很大区别，取代了传统生化工艺中二沉池和三级处理工艺，由于膜的存在大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，结合不同的工艺,出水可以达到景观用水或杂用水标准。由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、操作简单等优点。目前广泛应用于生活污水和各种可生化工业废水的处理及回用中。

　　下图为MBR工艺一体化污水处理系统构造图。