潛江專業(yè)地埋式一體化污水處理設備

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水處理的基本工藝

根據(jù)原水水質及用戶要求的不同，給水處理的工藝可分成：飲用水常規(guī)處理工藝、在飲用水常規(guī)處理工藝的基礎上，增加預處理和（或）深度處理的飲用水處理工藝、其他特殊處理工藝。

（1）飲用水常規(guī)處理工藝：絮凝→沉淀→過濾→消毒。

（2）增加預處理和（或）深度處理的飲用水處理工藝：預處理→絮凝→沉淀→過濾→深度處理→消毒。

（3）其他特殊處理工藝：主要指工業(yè)水處理，如冷卻、水質穩(wěn)定、軟化、除鹽等。

選擇給水處理工藝的基本出發(fā)點是：a、以較低的成本，安全穩(wěn)定的運行過程；b、獲得滿足水質要求的水；c、水處理設施所在的地區(qū)氣候,地形地質，技術經(jīng)濟條件的差異，也會影響到水處理工藝流程的選擇。

3、常規(guī)給水處理單元技術

（1）混凝：向水中加入絮凝劑，經(jīng)充分混合及相應的反應時間后，水中細小的懸浮物（膠體）凝聚成較大的絮凝體（）的過程。對應的工藝或設備稱為“混合”與“絮凝”。

a、混凝機理主要有壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物的卷掃或網(wǎng)捕等。

常用的混凝劑有：硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、*、聚合硫酸鐵、復合式藥劑（如聚合鋁鐵，聚合鋁硅，混凝復合藥劑）等。常用的助凝劑有活化硅酸、聚丙烯酰胺、石灰等。

c、混合設備：機械混合（水力停留時間為1～2min,平均速度梯度500s-1左右）、水力混合（管式靜態(tài)混合器、壓力水管混合、跌水混合、漩流混合等）。

d、絮凝反應池主要有：機械攪拌反應池、隔板反應池、折板反應池等。絮凝反應池的水力停留時間一般為10～30min，GT值在104～105。

e、影響混凝效果的因素主要有水溫、濁度與懸浮物、水的PH值。

（2）沉淀：經(jīng)過混合絮凝而成長為較大顆粒的“礬花”在沉淀池中與水分離而除去的過程。

a、沉淀類型：根據(jù)顆粒沉淀特性，可將沉淀分為自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀、壓縮沉淀四種類型。

b、沉淀設施稱為沉淀池，常用的形式有平流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板（斜管）沉淀池、豎流式沉淀池等。

（3）澄清：將絮凝和沉淀過程在同一個構筑物內完成的處理工藝，對應的處理設施是澄清池。主要型式有機械攪拌加速澄清池、水力旋流澄清池、脈沖澄清池等。

（4）過濾：將絮凝、沉淀后水中殘留的細小懸浮物濾料層，使其得以截留去除的過程。過濾的過程在濾池中完成。

a、過濾的作用機理：表層過濾、深層過濾

表層過濾的顆粒去除機理是機械篩除。

深層過濾顆粒去除的主要機理是接觸凝聚，即顆粒的去除是通過水中懸浮顆粒與濾料顆粒進行了接觸凝聚，水

中顆粒附著在濾料顆粒上而被去除。在濾料層孔隙中隨水流動的小顆粒在下列作用下可以與濾料顆粒的表面進行接觸，這些作用有：攔截、重力沉降、慣性、擴散、水動力作用等。顆粒之間存在的附著力的作用下，水中顆粒被附著截留下來。

b、濾池的運行周期：濾池的設計zui大水頭損失（濾池的zui高水位與濾后水出水堰之間的高差）一般為2～2.5m，濾池的過濾周期一般在12～24h。

c、濾池的反沖洗：單獨用水反沖洗、水反沖洗加表面輔助沖洗、氣水聯(lián)合反沖洗

濾料層的膨脹率一般需達到40％～50％，一般需要沖洗5～7min，加上沖洗前后的操作過程，整個反沖洗過程用時一般約為10min。

反沖洗用水采用過濾后的清水，由反沖洗水塔或反沖洗水泵提供，所用水量一般占過濾水量的5％左右。

濾間正在反沖洗和檢修而停止進水期間，由于上游來水水量不變，因此正在運行的各濾間的進水流量將略有增加，水量為正常運行時的n/(n-1)倍，池中濾速也相應增加。此時的濾速為強制濾速。

d、濾池過濾的運行方式：變水頭恒速過濾、恒水頭恒速過濾、減速過濾

e、濾料

○1濾料的材質要求：適當?shù)某叽?、形狀、級配或均勻度；有一定的機械強度，使用中的磨損率低；有良好的化學穩(wěn)定性，不得溶出對人體健康有害的物質；價格便宜。

○2水處理常用濾料：石英砂濾料、無煙煤石英砂雙層濾料、均質濾料、其他濾料（三層濾料、纖維球濾料、聚苯乙烯泡沫濾料、錳砂濾料）。

f、濾池的基本構造：濾池由濾料層、承托層、配水系統(tǒng)、沖洗排水槽、集水渠等部分組成。

g、常用濾池型式

○1普通快濾池：濾池單池面積小于100m2，一般在20～50m2，濾池池深一般為3.2～3.6m。過濾方式為幾個濾間為一組的恒水頭恒速過濾（需控流閥）或減速過濾。

○2虹吸濾池：6-8個濾間組成一個系統(tǒng)，過濾運行方式為變水頭恒速過濾，沖洗前的zui大水頭損失一般采用1.5m。

○3重力式無閥濾池：變水頭恒速過濾，zui大過濾水頭一般采用1.5m。

○4移動罩濾池：設計過濾水頭可采用1.2～1.5m。

○5均質濾料濾池：采用均質濾料。

○6壓力濾罐：濾料厚度一般為1.0～1.2m，zui終允許水頭損失一般可達5～6m。

（5）消毒：飲用水消毒的目的是殺滅水中對人體健康有害的絕大部分病原微生物，包括病菌、病毒、原生動物的胞囊等，以防止通過飲用水傳播疾病。

細菌總數(shù)≤100CUF/mL,總大腸菌群和糞便大腸菌群每100ml水樣中不得檢出，飲用水出廠游離氯濃度不小于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢游離氯濃度不小于0.05mg/L。

a、消毒方法：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒；

b、消毒劑的投加

點：清水池前投加的消毒主工序；調整出廠水剩余消毒劑濃度的補充投加（在二泵站處）；控制輸水管渠和水廠構筑物內菌藻生長的水廠取水口或凈水廠入口的預投加；配水管網(wǎng)中的補充投加等。

（6）水的軟化與除鹽

a、軟化與除鹽的目的與基本處理方法：去除水中的溶解離子或改變其組成，從而滿足某些工業(yè)用水或生活用水要求的處理。軟化處理目的是去除水中產(chǎn)生硬度的鈣離子和鎂離子，基本方法有藥劑軟化法、離子交換法等。除鹽處理目的是去除水中各種溶解離子，滿足中高壓鍋爐、醫(yī)藥工業(yè)、電子工業(yè)等的用水要求，基本方法有離子交換法、反滲透法、電滲析法、蒸餾法等。

b、藥劑軟化法：石灰軟化法（屬于化學沉淀法，其原理是向水中加入石灰乳，石灰乳是堿性藥劑，與水中的重碳酸根發(fā)生反應，生成碳酸根）、石灰純堿軟化法（用于同時去除水中的碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度的軟化處理）。

c、離子交換軟化法：單級鈉軟化系統(tǒng)（RNa）、氫-鈉軟化系統(tǒng)（RH-RNa）。

○1RNa軟化系統(tǒng)：不出酸性水，堿度不變，出水硬度較高（約0.5mg-N/L）。適用原水堿度較低，出水要求不高（只進行軟化），一般作為低壓鍋爐補給水。

軟化過程：

原水 軟水

○2RH-RNa軟化系統(tǒng)：適用于原水硬度高、堿度大的情況。有并聯(lián)和串聯(lián)兩種方式，并統(tǒng)緊湊，投資較?。淮y(tǒng)安全可靠，更適合處理高硬度水。

d、離子交換除鹽法與系統(tǒng)：復床除鹽（陰陽交換器串聯(lián)使用達到除鹽目的，有強酸-脫氣-強堿系統(tǒng)、強酸一脫氣一弱堿一強堿系統(tǒng)、強酸-弱堿-脫氣系統(tǒng)）；混合床除鹽。

○1強酸-脫氣-強堿系統(tǒng)：該系統(tǒng)是一級復床除鹽中zui基本的系統(tǒng)，由強酸陽床、除二氧化碳器和強堿陰床組成。進水先通過陽床，去除Ca2+、Mg2+、Na+等陽離子，出水為酸性水，隨后通過除二氧化碳器以去除CO2，zui后由陰床去除水中的SO42-、NO3-、C1-、HCO3-、HsiO3-等陰離子。為了減輕陰床的負荷，除二氧化碳器設置在陰床之前，水量很小或進水堿度較低的小型除鹽裝置可省去脫氣措施。適用于制取脫鹽水。含鹽量不大于500mg／L的原水經(jīng)處理后，出水電阻率可達0.1×106Ω.cm以上，硅含量在0．1mg／L以下。

強堿陰床設置在強酸陽床之后的原因在于：若進水先通過陰床，容易生成CaC03、Mg(0H)2沉積在樹脂層內，使強堿樹脂交換容量降低；陰床在酸性介質中易于進行離子交換，若進水先經(jīng)過陰床，更不利于去除硅酸，因為強堿樹脂對硅酸鹽的吸附要比對硅酸的吸附差得多；強酸樹脂抗有機物污染的能力勝過強堿樹脂；若原水先通過陰床，本應由除二氧化碳

器去除的碳酸，都要由陰床承擔，從而增加了再生劑耗用量。

○2強酸一脫氣一弱堿一強堿系統(tǒng)：該系統(tǒng)適用于原水有機物含量較高、強酸陰離子含量較大的情況。弱堿樹脂用于去除強酸陰離子，強堿樹脂主要用于除硅。再生采用串聯(lián)再生方式，全部Na0H再生液先用來再生強堿樹脂，然后再生弱堿樹脂。對于強堿樹脂來說，再生水平很高，而總的看，再生比耗并不大，再生劑能有效地加以利用。除二氧化碳器設置在陰床前面，以便于強堿陰床與弱堿陰床串聯(lián)再生。

○3強酸-弱堿-脫氣系統(tǒng)：用于無除硅要求的場合，弱堿樹脂工作容量高，再生堿耗低。

○4混合床：陰陽樹脂裝在同一個交換器內，再生時分層再生，使用時混合均勻，好象許多陽床和陰床串聯(lián)在一起。zui常用的是強酸-強堿混合床（制高純水，除硅要求高時用）。出水純度高；交換容量利用率不如復床（因再生時很難分層，陰陽離子交界面再生效果不好）；對有機污染很敏感。

e、離子交換過程： 3個階段，交換帶形成階段、交換帶移動階段、交換停止（再生階段）。

f、離子交換裝置

○1離子裝置：離子交換器（內添1.5～2.0m樹脂層）、附屬設備（上部配水系統(tǒng)、下部配水系統(tǒng)）

○2離子交換器類型：

根據(jù)原水與再生液的流動方向，固定床又分為：順流再生固定床（構造簡單、運行方便；再生劑耗量高，再生程度差，效率低）、逆流再生固定床。

2、3、2污水處理基本內容要點

采用各種手段將污水中的污染物分離出來或使其轉變?yōu)闊o害物質，從而使污水得到凈化。

一、污水處理基本方法

二、城市污水處理典型流程

原水?粗格柵?細格柵?沉砂?初沉池?生物處理?二沉池?消毒?出水

初沉池污泥及二沉池剩余污泥?濃縮池消化池?污泥脫水?污泥處置

三、常規(guī)污水處理單元技術

1、物理處理

生活污水和工業(yè)廢水中都含有大量的漂浮物與懸浮物，其進入水處理構筑物會沉入水底或浮于水面，對設備的正常運行帶來影響，使其難以發(fā)揮應有的功效，必須予以去除。

物理處理的去除對象：漂浮物、懸浮物。

物理處理方法：篩濾、重力分離、離心分離。

篩濾：篩網(wǎng)、格柵（去除漂浮物、纖維狀物質和大塊懸浮物）、濾池、微濾機（去除中細顆粒懸浮物）。

重力分離：沉砂池、沉淀池（去除不同密度、不同粒徑懸浮物）、隔油池與氣浮池（去除密度小于1或接近1的懸浮物）。

離心分離：離心機、旋流分離器（去除比重大、剛性顆粒）。

（1）格柵：是一組平行的金屬柵條、帶鉤的塑料柵條或金屬篩網(wǎng)組成。

安裝地點：污水溝渠、泵房集水井進口、污水處理廠進水口及沉砂

池前。

設置目的：根據(jù)柵條間距，截留不同粒徑的懸浮物和漂浮物，以減輕后續(xù)構筑物的處理負荷，保證設備的正常運行。

柵渣：被截留的污染物，其含水率70～80％，容重750kg/m3 。

分類：平面格柵和曲面格柵（又稱回轉式格柵）。

（2）沉砂池：功能和任務：去除比重比較大的無機顆粒（ρ≧2.65，d ≧0.21mm，或65目的砂），以減輕對設備的磨損，降低或減輕構筑物（沉淀池）的負荷。

設置位置：泵站、倒虹管和初沉池前。

常見類型：平流式沉砂池、曝氣沉砂池和多爾沉砂池等。

設計規(guī)范要求：①組數(shù)不少于2組，一備一用；②設計流量：自流按zui大設計流量設計，提升泵站按工作水泵zui大組合流量設計，合流制系統(tǒng)按降雨時的設計流量設計；③沉砂量15～30 m3/106m3污水，含水率60％；④砂斗容積≤2日沉砂量，斗壁與水平面傾角≧55°。

（3）沉淀池：按工藝布置分為初沉池和二沉池。初沉池是一級污水處理的主體構筑物，或作為二級處理的預處理，可去除40～55％的SS、20～30％的BOD，降低后續(xù)構筑物負荷。二沉池位于生物處理裝置后，用于泥水分離，它是生物處理的重要組成部分。經(jīng)生物處理＋二沉池沉淀后，一般可去除70～90％的SS和65～95％的BOD。按池內水流流態(tài)分：平流式、輻流式和豎流式。

二、生物處理：利用微生物氧化、分解有機物的能力實現(xiàn)污水凈化的方法。

1、生物處理法的分類

（1）按參與處理過程的微生物分類：好氧生物處理法、厭氧生物處理法。

* 好氧生物處理法：參與處理過程的微生物以好氧微生物為主，主要用于處理城市污水、易于生物降解的有機工業(yè)廢水。

* 厭氧生物處理法：參與處理過程的微生物以厭氧（缺氧）微生物為主，主要用于處理污泥、高濃度有機廢水。

（2）按微生物的生活方式分類：活性污泥法、生物膜法。

* 活性污泥法：在專門設有空氣輸入和擴散裝置的構筑物（曝氣池）內注入生活污水，通過向空氣輸入和擴散裝置池內不斷輸入分散良好的空氣（曝氣），如此每天保留沉淀物，更換新鮮污水。在持續(xù)一段時間后，在污水中形成一種由大量微生物和懸浮物組成的黃褐色絮凝體，這種易于沉淀、分離，并能使污水得以凈化、澄清的絮凝體，因其中含有大量活性微生物而被稱為活性污泥，這種污水處理方法即是活性污泥法。（利用活性污泥中的活性微生物對污水中的有機物進行氧化、分解，從而使污水凈化的方法）——自然界水體自凈的（強化）模擬。

* 生物膜法：使微生物在固體介質表面（濾料或某些載體）生長、繁殖，形成膜狀活性污泥（生物膜），當污水與之接觸時，生物膜上

的微生物攝取污水中的有機物為營養(yǎng)，從而使污水得以凈化的方法。——自然界土壤自凈的（強化）模擬。

2、活性污泥法

（1）基本流程如圖所示。

回流污泥：使曝氣池保持一定的懸浮固體濃度，即保持一定的微生物濃度和活性。

剩余污泥：增殖的微生物量，為保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需排除。

二沉池：完成泥水分離。

曝氣系統(tǒng)：供氧，攪拌。

曝氣池：完成生物處理。

（2）常用曝氣方式

（3）活性污泥的運行方式

a、傳統(tǒng)活性污泥法：曝氣池為推流式，回流污泥與廢水同時從池首進入，有機底物的降解經(jīng)歷了吸附與代謝的完整過程，其濃度沿池長逐漸減少?；钚晕勰嘟?jīng)歷從對數(shù)增長（少）－減衰增長－內源呼吸的*生長周期。需氧速率沿池長逐漸降低，池首DO低，供氧不足。池末過剩。

優(yōu)點：處理效果好，BOD5去除率90～95％，適用于處理凈化程度和穩(wěn)定程度較高的污水；對廢水的處理程度比較靈活，根據(jù)要求可高可低。

缺點：為避免池首形成厭氧狀態(tài)，進水有機負荷率不宜過高，所以容積V大，占地大；耗氧與供氧速率沿L難吻合，池首，供氧<需氧，池后，供氧>需氧；擊負荷適應性較弱（易受水量、水質影響）

b、*混合活性污泥法：污水與回流污泥進池后，立即與混合液充分混合，可以認為是已處理未泥水分離的處理水。（減衰期）

優(yōu)點：污水進池即被混合液稀釋、均化，在水質、水量變化時，對活性污泥影響降到極小程度，所以擊負荷有較強的適應能力，宜處理高濃度工業(yè)廢水。污水在池內分布均勻，各部水質相同，F(xiàn)：M相等，F(xiàn)/M的調整，使池工況控制條件，工作點位于曲線的一個點，充分發(fā)揮活性污泥的凈化功能，在處理效果相同的條件下，Ns高于推流式；需氧均勻，動力消耗低于推流式。

缺點：有機物無濃度梯度－有機底物的生物降解動力低，活性污泥易產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象；處理水質低于推流式。

c、階段曝氣法（分段進水或多段進水法）：沿池長分段注入，有機負荷較均勻，改善了供氧與需氧速率的矛盾，有利于降低能耗，又能較充分地發(fā)揮活性污泥的降解功能；分段注入，提高了池子對水質、水量的沖擊負荷的適應能力；混合液中活性污泥沿池長下降，出流混合液濃度降低，減輕了二沉池負荷，提高了固液分離效果。

d、吸附－再生法（生物吸附法或接觸穩(wěn)定法）：將活性污泥對有機物降解的兩個過程－吸附、代謝，分別在各自的反應器內進行。廢水和經(jīng)過再生池再生，具有很強活性的活性污泥同步進入吸附池，充分接觸，大部分有機物被活性污泥吸附，廢水得以凈化。二沉池分離出的污

泥進入再生池，對所吸附的有機物進行代謝，有機物降解，微生物增殖，微生物進入內源呼吸期，污泥的活性、吸附功能得到充分恢復，再進入吸附池。

優(yōu)點：廢水與活性污泥在吸附池接觸時間短，吸附池容積小，再生池接納的是濃度較高的回流污泥，容積也較小，V吸＋V再<V傳統(tǒng)，建筑費用低；對水量、水質的沖擊負荷有一定的承受能力，吸附池中的活性污泥遭到破壞，由再生池內的污泥予以補救。

缺點：處理效果低于傳統(tǒng)推流式方法；不宜處理溶解性有機底物含量較高的污水。

e、延時曝氣法（*氧化活性污泥法）：Ns低，曝氣時間長，一般在24h以上，污泥連續(xù)處于內源呼吸期，剩余污泥量少且穩(wěn)定，勿需再進行消化處理。處理水穩(wěn)定性較高，對水量、水質變化有較強的適應性，不需初沉池。剩余污泥主要是無機懸浮物、微生物內源代謝殘留物和難生物降解物質。

缺點：容積大，停留時間長，占地大，基建費和運行費高

適用：對處理水質要求高，又不宜采用污泥處理的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水。

f、高負荷法（短時曝氣或不*活性污泥法）：Ns高，時間T短，處理效果較低，一般BOD5去除率≤70～75％。適用于對水質要求不高的污水。

g、純氧曝氣法：純氧氧分壓比空氣高近5倍，大大地提高氧的轉移效率；氧轉移率（利用率）80～90％，鼓風曝氣為10％左右；混合液MLVSS＝4000～7000mg/l，容積負荷提高；剩余污泥量少，SVI<100，無污泥膨脹。

曝氣池為多級封閉式，分幾個小室，每室流態(tài)為*混合，各室串聯(lián)，池頂加蓋，以防池外空氣進入，同時排除代謝產(chǎn)物CO2。

h、淺層低壓曝氣、深水曝氣、深井曝氣：為克服活性污泥各運行方式占地較大，能耗較高的缺點，開發(fā)出降低能耗或減少占地面積的工藝。

○1淺層低壓曝氣

理論基礎：氣泡形成和破碎的瞬間，氧的轉移率zui高。（與氣泡在水中的上升高度無關）

曝氣裝置多設于池的一側，安裝在水面下0.6~0.8m，可用風壓1000mm以下的低壓風機，動力效率較高，耗電少，充氧能力1.8~2.6kgO2/kw，池中設導流板，混合液環(huán)流。

○2深水曝氣

水深7～8m，水壓大，飽和DO提高，氧的轉移率提高，加快有機物降解速率，減少占地。

○3深井曝氣

氧轉移率高（為常規(guī)法10倍），動力效率高，占地少，設備簡單，易于維護運行，耐沖擊負荷，產(chǎn)泥量低，可不設初沉池。

（4）活性污泥法新工藝：氧化溝、SBR、UNITANK、A2/O等。

（5）活性污泥運行中異常情況：污泥解體、污泥脫氮、污泥膨脹、污泥腐化等。

3、生物膜法

（1）生物膜法的分類：根據(jù)生物膜與廢水的接觸方法及接觸介質的種類分為3類（潤

壁型生物膜法、浸沒型生物膜法、流動床型生物膜法）

a、潤壁型生物膜法：廢水和空氣沿固定的或轉動的接觸介質表面的生物膜流過，達到污水凈化的目的的方法。如生物濾池、生物轉盤等。

b、浸沒型生物膜法：接觸濾料固定在曝氣池內，在鼓風曝氣作用下，依靠濾料上的生物膜凈化廢水。如接觸氧化法。

c、流動床型生物膜法：使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質懸浮流動于曝氣池內。如生物流化床。

與活性污泥法相比，活性污泥法系人工強化生物處理系統(tǒng)，生物量大，處理能力強，而膜法更趨于自然凈化原理；活性污泥法為人工強化三相傳質，膜法趨向濃度差擴散傳質，傳質效果較活性污泥差，處理效率較活性污泥差；適于工業(yè)廢水處理站和小規(guī)模生活污理廠。

（2）生物膜法處理設施：生物濾池（普通生物濾池、高負荷生物濾池、生物濾塔）、生物轉盤、曝氣生物濾池、生物接觸氧化池。

4、厭氧生物處理

在斷絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學作用，對有機物進行生物降解的過程，稱為厭氧生物處理法或厭氧消化法。

厭氧生物處理法在污泥處理中的應用：污泥消化；厭氧生物處理法在污水處理中的應用：厭氧濾池、UASB、水解酸化等。

5、工業(yè)廢水應根據(jù)水質特點及處理要求選擇合理的處理方法進行有效處理。

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