城镇污水处理厂常用工艺
技术手册
(征求意见稿)
北京市水科学技术研究院
目录
3 A2/O工艺法(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 7
4 AB法(Adsorption—Biooxidation) 9
6 SBR法(Sequencing Batch Reactor) 13
7 MBR法(Membrane Bio-Reactor) 16
1 曝气生物滤池法(Biological Aerated Filter) 19
4 生物接触氧化法(biological contact oxidation process) 24
前言
近年来,北京市城市建设规模不断扩大,人口的急剧增加以及生活水平的不断提高,致使水资源供需矛盾日益突出。另一方面,由于天然水资源极其有限,对河湖补给严重不足,进一步加剧了水污染的恶化趋势。
根据国家城市污水处理技术政策,设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇,必须建设二级污水处理设施,可分期分批实施。受纳水体为封闭或半封闭水体时,为防治富营养化,城市污水应进行二级强化处理,增强除磷脱氮的效果。
一般情况下,生化处理部分是城市污水处理工艺的核心,也是工艺方案选择的主要对象。生化处理分为活性污泥法和生物膜法,而活性污泥法又可分为普通活性污泥法、A2/O法、A/O法、SBR法、氧化沟法等,而生物膜法则有生物滤池、生物转盘等。
在不同地区和不同环境条件下,水体环境的功能划分及确定的水体水质标准往往差异甚大,因而污水处理的目标及相应的处理程度也就不同。
城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求:满足要求,因地制宜,技术可行,经济合理。也就是说,在保证处理效果、运行稳定,满足处理要求(排放水体或回用)的前提下,使基建造价和运行费用最为经济节省,运行管理简单,控制调节方便,占地和能耗最小,污泥量少。同时要求具有良好的安全、卫生、景观和其它环境条件。
本手册的编制,就是针对当前污水处理存在的诸多问题,贯彻国家节能减排的目标和经济、高效、节能的基本精神,根据北京市污水排放的类型和环境标准,因地制宜的选择污水处理的工艺技术,提高北京地区污水处理技术和方法的利用率和规模经济效益。本技术手册适用于北京市城市污水处理设施工程建设,指导污水处理工艺及相关技术的选择和发展,并作为污水处理管理的技术依据。
一 活性污泥法
1 传统活性污泥法(ASP)
(1)工艺简介
活性污泥工艺是污水处理的主要工艺,亦称普通曝气法。传统活性污泥工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。传统活性污泥法处理效果好,经验多,适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。
传统活性污泥法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功 能。若只要求去除有机污染物时,传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。
传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷,曝气池为连续推流式。目前仍有大批采用传统活性污泥工艺的处理厂在运行。
(2)工艺流程
初次沉淀后的废水与二沉池回流的活性污泥混合后进入曝气池,大约曝气6小时,进水与回流污泥通过扩散曝气或机械曝气作用进行混合。流动过程中,有机物经过吸附、絮凝和氧化作用等作用被去除。一般地,从曝气池流出的混合液在二沉池沉淀后,沉淀池内的活性污泥以进水量的25~50%返回曝气池(即污泥回流比为25~50%)。
(3)出水标准
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中二级标准
(4)适用范围
大中型污水处理厂,只要求去除有机污染物,不要求脱氮除磷。
(5)优点
成熟稳定,经验多。
(6)局限性
①曝气池首端有机污染物负荷高,好氧速度也高,为了避免由于缺氧形成厌氧状态,进水有机物负荷不宜过高。为达到一定的去污能力,需要曝气池容积大,占用的土地较多,基建费用高;
②好氧速度沿池长是变化的,而供氧速度难于与其相吻合、适应,在池前段可能出现好氧速度高于供氧速度的现象,池后段又可能出现溶解氧过剩的现象,对此,采用渐减供氧放式,可一定程度上解决这些问题;
③对进水水质、水量变化的适应性较低,运行效果易受水质、水量变化的影响。
(7)建造成本
大型污水处理厂(规模>10万 m 3 /d):1500~2000元/ m 3 /d
中型污水处理厂(规模>1万 m 3 /d,<10万 m 3 /d):2000~2500元/ m 3 /d
小型污水处理厂(规模<1万 m 3 /d):2500~4000元/ m 3 /d
(8)运行费用
大型污水处理厂:0.4~0.8元/ m 3
中型污水处理厂:0.5~0.9元/ m 3
小型污水处理厂:0.5~0.9元/ m 3
(9)应用案例
升级改造之前的高碑店污水处理厂、良乡污水处理厂、长阳污水处理厂等
2 AO脱氮活性污泥法(Anaerobic—Oxic)
(1)工艺简介
AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法,A(Anacrobic)是厌氧段,用于脱氮;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有机物。它的最大优点是可以充分利用原水中的有机碳源进行反硝化,能有效的去除BOD和含氮化合物。AO工艺法是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,所以A/O法是改进的活性污泥法。
(2)工艺流程
废水和回流污泥从缺氧池流入。通过好氧池处理的一部分硝化液(混合液)回流到缺氧池,在缺氧池内进行反硝化。反硝化菌氧化有机物的同时,将混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原为氮气。在好氧池废水中的氨氮被硝化菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。通过硝化后,另一部分混合液经二沉池进行固液分离后排放。
(3)出水标准
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中二级标准
(4)适用范围
大中型污水处理厂,只要求去除有机污染物和含氮化合物。
(5)优点
①流程简单,勿需外加碳源与后曝气池,以原污水为碳源,建设和运行费用较低;
②反硝化在前,硝化在后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源,效果好,反硝化反应充分;
③曝气池在后,使反硝化残留物得以进一步去除,提高了处理水水质;
④A段搅拌,只起使污泥悬浮,而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气,后段减少气量,使内循环液的DO含量降低,以保证A段的缺氧状态。
(6)局限性
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,因而加大运行费用。此外,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%。
(7)建造成本
大型污水处理厂:1600~2200元/ m 3 /d
中型污水处理厂:2200~2800元/ m 3 /d
小型污水处理厂:2800~4000元/ m 3 /d
(8)运行费用
大型污水处理厂:0.4~0.8元/ m 3
中型污水处理厂:0.5~0.9元/ m 3
小型污水处理厂:0.5~0.9元/ m 3
(9)应用案例
江苏徐州污水处理厂、四川双流县污水处理厂等
3 A2/O工艺法(Anaerobic-Anoxic-Oxic)
(1)工艺简介
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写,它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。A2/O法是近十几年发展起来的处理方法,它利用活性污泥在厌氧、缺氧、好氧过程中的生物增殖活动,在降解污水中有机物的同时,达到除磷脱氮作用,目前已成为污水资源化和防止水体富营养化的重要措施。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。
(2)工艺流程
经沉淀池沉淀后的废水和回流活性污泥自厌氧池流入,循环硝化液由好氧池用泵送入缺氧池。在厌氧池进行磷的释放,在缺氧池进行硝化和磷的摄取,废水再经二沉池沉淀后排放。
(3)出水标准
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级A标准
(4)适用范围
适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水处理厂。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,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。
(5)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,总水力停留时间少于其他类工艺;
②在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,不易发生污泥丝状膨胀,SVI值一般小于100;
③污泥含磷高,具有较高肥效;
④运行中勿需投药,两个A段只用轻轻搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;流程简单,勿需外加碳源与后曝气池,以原污水为碳源,建设和运行费用较低;
(6)局限性
①除磷效果难再提高,污泥增长有一定限度,不易提高,特别是P/BOD值高时更甚;
②脱氮效果