中小型城市污水处理厂工艺选择模板.docx

中小型城市污水处理厂工艺选择走进新千年，中国污水处理事业迎来了高速发展阶段，不仅大城市、很多中小城市，甚至发达地域有乡镇全部开始修建污水处理厂，这是改革开放、经济发展肯定结果，也是保护环 境造福人民具体表现，必将对中国可连续发展起巨大推进作用。污水处理需要较大投资和运行费用，在现在中国还不富裕条件下，怎样用最少费用达成治理水污染目标是各级政府和广大专业人员十分关心问题。在污水处理厂建设中关键方法是优选工艺，这关系四处理效果能否达成预期目标：关系到基建费用和运行费用是否最省。 归根结底，关系到污水处理厂建设成败。笔者依据多年实践经验，对中小型城市污水处理厂怎样优选工艺问题进行深讨，谈谈自己部分见解和体会。一、城市污水处理厂规模划分城市污水处理厂规模差异很大，小只有每日几十吨、几百吨，大可达成每日几十万吨、几百万吨。依据中国实际情况，大致上可分为大型、中型和小型污水处理厂：规模大于10万吨/日是大型污水厂，它们通常建在大城市，基建投资以亿元计，年运行费用以千万元计，现在全国已建成十多座，最大是北京高碑店污水处理厂，规模达100万吨/日，在建还有高于此规模。规模小于10万吨/日，大于1万吨/日是中型污水处理厂，它们通常建于中、小城市和大城市郊县，基建投资几千万到上亿元，年运行费用几百万到上千万元，现在全国己建成几十座， 正建有上百座，以后一段时间还将大量增加。规模小于1万吨/日是小型污水处理厂，它们通常建于更小城镇，基建投资几百万到上千万，年运行费用几十万到上百万：因为经济条件限制，现在这类污水厂刚刚在沿海地域经济发达小城镇出现，以后会越来越多，最终小型污水厂数量将超出大中型污水厂。二、城市污水处理厂关键工艺城市污水关键污染物是有机物，所以现在中国外大多采取生物法。也有采取化学法，如四川遂宁市污水就采取化学强化一级处理，但这种工艺去除率不高，出水达不到国家要求标准，只适适用于一些特定对出水水质要求不高地方。在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池处理效率不高，卫生条件较差， 中国只有少数几座生物滤池城市污水处理厂，活性污泥法占绝大多数。活性污泥法有很多个型式，使用最广泛关键有二:类：一类是传统活性污泥法和它改善型 A/O、A2/O工艺，一类是氧化沟，一类是SBR工艺。传统活性污泥法是应用最早工艺，它去除有机物效率很高，在处理过程中产生污泥采取厌氧消化方法进行稳定处理，对消除污水和污泥污染很有效，而且能耗和运行费用全部比较低，所以得到广泛应用。近二十年来，水体富营养化危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水 处理目标，于是出现了活性污泥法改善型A/O法和A2/O法。A/O法有两种，一个是用子除磷厌氧好氧工艺，一个是用于脱氮缺氧好氧工艺，A2/O法则是既脱氮又除磷工艺。氧化沟是活性污泥法一个变型，它在水力流态上不一样于传统活性污泥法，是一个首尾相接循环流，通常采取延时曝气，在污水净化同时污泥得到稳定，它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟含有传统活性污泥法优点，去除有机物效率很高，也含有脱氮功效，假如在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。SBR是序批式活性污泥法，它基础特征是在一个反应池中完成污水生化反应、沉淀、排 水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化 沟还要简单，而且处理效果好，有SBR工艺还含有很强脱氮除磷功效。SBR工艺对自控要求 高，过去自控设备不过关，这种工艺无法推广，多年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关， 中国昆明第三、第四污水厂采取SBR工艺已成功运行数年，所以SBR工艺得到大力推广，成为业 内人士十分关注一个工艺。三、大型城市污水处理厂优选工艺大型城市污水处理厂优选工2是传统活性污泥法及其改善型A/O法，A2/O法，现在世界上 绝大多数国家（包含汉!i)大型污水厂较多采取，中国北京高碑店污水厂、天津纪庄子污水 厂和东郊污水厂、沈阳市北部污水厂、郑州市污水厂、杭州市四堡污水厂、成城市三瓦窑污水厂 等全部是这种工艺。普遍采取原因是因为这种工艺对大型污水厂含有难以替换优点：1、传统活性污泥法、A/O、A2/O法和氧化沟和SBR工艺相比最大优势是能耗较低，运行费 用较低，规模越大。这种优势越显著，对于大型污水厂来说，年运行费很可观，每方污水处理费 用节省一点，十二个月就节省很多，比如规模为40万吨/日污水厂，每方污水节省处理费1分钱，一 年就节省146万元。该工艺能耗和运行费低原因是：（1)设置初沉池，利用物理法以最小能耗和费用去除 污水中相当一部分有机物和悬浮物，降低二级处理负荷，显著节省能耗。（2)污泥采取厌氧消化，它比氧化沟和SBR工艺同时好氧消化显著节省能耗，是一个公认节能工艺。该工艺基建投资通常情况下比氧化沟和SBR工艺高，但伴随规模增大，氧化沟和SBR 基建费成倍增加，而常规活性污泥法投资则以较小百分比增加，二者差距越来越小，当污水厂达成一定规模后，常规活性污泥法投资比氧化沟和SBR还省。所以，伴随污水厂规模增大，常规活性污泥法优势就越大。2、常规活性污泥法、A/O、A2/O关键缺点是处理单元多，操作管理复杂，尤其是污泥厌氧 消化要求高水平管理，消化过程产生沼气是可燃易爆气体更要求安全操作，这些全部增加了管 理难度。但因为大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，所以常规活性污泥法缺点不会成为限制使用原因。依据中国现在实际情况，城市污水处理处于起动阶段，法规和要求全部不够健全，对污泥 稳定化要求没有明确要求，同时因为排水管网系统不够完善，大多数城市污水水质不高，加之污泥厌氧消化管理和沼气利用还缺乏成熟经验，这些原因全部降低了包含污泥厌氧消化工 序常规活性污泥法、A/O法和A2/O法经济性。所以，对于规模0-20万吨/日城市污水处理 厂，有时可能采取SBR和氧化沟工艺更为经济，在这种情况下，有必需对多种工艺进行具体技 术经济比较，以确定最好工艺。四、中、小型城市污水处理厂优选工艺中、小型城市污水处理厂优选工艺是氧化沟和SBR，它们共同特点是：1、去除有机物效率高，有还能脱氮、除磷或既脱氮又除磷，而且处理设施十分简单，管理很方便，是现在国际上公认高效、简化污水处理工艺，也是世界各国中小型城市污水处厂优选工艺。2、在10万吨/日规模以下，氧化沟和SBR基建费用显著低于常规活性污泥法、A/O、A2/O法，对于规模为5-10万吨/日污水厂，氧化沟和SBR基建费用通常要低10-15%,规模越大二者差距越大，这对缺乏资金建污水厂中小城市很有吸引力。即使在10万吨/日规模以下，氧化沟和SBR电耗和年运行费用仍高于常规活性污泥法，但假如和基建费用起来比较，基建费加上20年运行费总计还是比常规活性污泥法低些，规模越小，低得越多，规模越大，差距越小，当规模为10万吨/日时，两类工艺总费用大致相当，所以， 对于中小型污水厂氧化沟和SBR在经济上是有利。3、氧化沟和SBR工艺通常全部不设初沉池和污泥消化池，整个处理单元比常规活性污泥法少 -半多，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱，管理水平相对较低中小型污水处理厂很适宜。4、氧化沟和SBR工艺设备基础上实现了国产化，能够用人民币在中国采购，不需用外汇 到国外去购置，国产设备在质量上能满足工艺要求，但价格比国外设备廉价好几倍，而且也省去了申请外汇进口设备种种麻烦。5、氧化沟和SBR工艺抗冲击负荷能力比常规活性污泥法好得多，这对于水质、水量改变 猛烈中小型污水厂很有利。因为上述种种原因，氧化沟和SBR在中国外发展全部很快。美国环境保护局（EPA)把污水处理厂 建设费用或运行费用比常规活性污泥法节省15%以上工艺列为革新替换技术，由联邦政府给 予财政资助，SBR和氧化沟所以得以大力推广，已经建成污水厂各有几百座，欧洲氧化沟污 水厂己有上千座，澳大利亚近十多年建成SBR污水厂近600座。在中国，氧化沟和SBR已成为中 小型污水处理厂首选工艺。五、氧化沟工艺关键分类和特点氧化沟工艺大致上能够分为四类：1、多沟交替式氧化沟，其特点是合建式，没有单独二沉池，采取转刷曝气。有单沟、双沟 和三沟式，最经典是邯郸三沟式氧化沟。这种氧化沟含有SBR特点，也可算是SBR一个类 型。其脱氮除磷效果不稳定，假如要求脱氮除磷，需增加部分设施。2、卡鲁塞尔氧化沟，为分建式，有单独二沉池，采取表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧 化沟，长沙水质净化二厂就是这种工艺，其脱氮除磷效果也不够理想，假如要求脱氮除磷，也需增加部分设施。3、奥贝尔氧化沟，亦为分建式，有单独二沉池，采取转碟曝气，沟深也较大，现在四川、北京、山东、浙江等地全部在采取，其脱氮效果很好，但除磷效率不够高，要求除磷时还需采取部分方法。4、一体化氧化沟，为合建式，沉淀池就建在氧化沟内，己在四川成城市新全部污水厂和山东高 密市污水厂应用。连续进出水，是合建式又不用倒换功效，从理论上讲最经济最合理，但在部分具体技术问题上还不十分成熟，所以影响了它推广使用。六、SBR工艺关键分类和特点SBR工艺关键有以下多个类型：1、传统式SBR工艺，其全部操作全部是间歇、周期性。四川巴中污水厂就是这种工艺。它脱氮除磷效果不够稳定，如耍求脱氮除磷，需做部分改善。2、ICEAS工艺，即间歇式循环延时曝气活性污泥法。它用隔墙将反应池分为两部分，前面预 反应区，后面为主反应区，采取连续进水，间歇曝气、沉淀、排水、排泥。己用在昆明第三、第四污水厂。它能够脱氮除磷，但效果不够理想。3、DATIAT工艺，即连续曝气和间歇曝气相结合工艺。反应池中部用隔墙分为两部分，前边DAT连续曝气，后边IAT间歇曝气、沉淀、排水、排泥，己用于天津开发区污水处理，它脱氮除磷功效通常，需增加设施才能提升脱氮除磷效率。4、CAST工艺，即循环式活性污泥法，它反应池用隔墙分为选择区和主反应区，进水、曝 气、沉淀、排水、排泥全部是间歇周期性运行。它脱氮除磷效果好，预防污泥膨胀性能好，现在深圳、天津和云南部分污水处理厂全部采培此种工艺。5、UNITANK,它是三个矩形池并联，根据类似三沟式氧化沟周期运行模式工作，但把转 刷改为鼓风曝气，可加大池深，把出水可调堰改为固定堰，简化了排水。上海石洞口污水处理厂 就是采取这种工艺。其功效和三沟式氧化沟类似。七、氧化沟和SBR比较氧化沟和SBR有很多共同特点，也有各自特点和适用性，在选定方案时需要仔细分析。1、从基建投资看SBR工艺是合排式，通常情况下征地费和土建费较氧化沟低，而设备费较氧化沟高，总造价高低则要视具体情況决定。（1）地价高，对氧化沟不利。（2）进水BOD浓度高，反应容积和沉淀容积比值高，对氧化沟有利，BOD浓度低，反应容积和沉淀容积比值低，对SBR有利。2、从运行费用看SBR通常见鼓风曝气，氧化沟通常见机械曝气，通常说来，在供氧量相同情况下，鼓风曝 气比机械曝气省电；第二方面，SBR是合建式不用污泥回流（有少许回流），氧化沟是分建式要 大量回流，电耗较大；第三方面，SBR是变水位运行，增大进水提升泵站扬程。综合考虑，通常氧化沟电耗要比SBR大些，运行费要高些。3、氧化沟是连续运行，不要求自动控制，只是在要求节能时用自动控制，SBR是周期间歇运行，各个工序转换频繁，需要自动控制。4、SBR为静态沉淀，氧化沟为动态沉淀，所以SBR沉淀效率更高，出水水质愈加好。5、在要求脱氮除磷时要选择脱氮除磷效能高工艺，其中有SBR工艺，也有氧化沟工艺。