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一體化污水處理系統原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農業生產的快速發展，令排放污水總量不斷增加、并呈現出較為嚴重的水體污染現象，該問題在全國各地均有所涉及。由此不難看出!我國為水資源污染問題較為嚴重的區域。再加上污水處理工作產業發展起步相對較晚，同時提速較為緩慢，應用處理技術較為滯后。 在應用一體化污水處理系統與裝置前期、我國處理污水技術手段水平仍舊較低。 面對生活污水問題逐步嚴峻的現狀、處理污水市場逐步實現了飛速發展，為符合我國該行業領域的需要、促進一體化污水處理系統工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統進行生活污水處理以來，我國生活污水導致的污染水資源問題得到了明顯的改善。 由整體層面來講，我國處理污水正面臨著時代變革。從規模較小、水平不高、種類單一、無法符合需求的狀況發展形成了具備一定規模、技術水平持續提升、不斷進步、各類處理工藝逐步更新，裝置質量有效提升的全新局面、不斷滿足國民經濟建設發展的需要、在處理污水裝置投入應用以來、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業市場技術的全面依賴性、實現處理污水工藝與裝置的真正自給。

　　同時由于大中型污水處理廠的規模效應，大型化長期以來一直是污水處理的發展方向。近年來，由于大中型污水處理廠投資大，占地大，需要配套建設龐大的污水收集管網等缺點，中小型污水處理工藝開始成為污水處理工藝的主要發展方向。污水的處理正在從集中化走向分散化，從大規模集中式向中小規模分散式的轉變中。“以大型為主，中小型互補”的布局符合我國國情和發展形勢，也為一體化污水處理設備的應用和發展提供了新的契機。

　　一體化污水處理系統工藝特點：

　　傳統活性污泥工藝是目前應用最廣泛的城市生活污水處理工藝，該工藝大多采用分建式的重力式沉淀池作為活性污泥混合液固液分離的手段，不僅占地面積大，而且還產生了許多其他問題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負荷低，傳氧效率低，能耗高; ②處理出水水質不夠理想且不夠穩定，難以達標排放; ③剩余污泥產量大，污泥處理成本高; ④管理操作復雜，維護成本高。

　　與之相比，一體化污水處理工藝則有許多優勢: (1)構筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構筑物少，工藝簡單，具有投資小、建造周期短，運行 管理靈活等優點，可以滿足生活小區以及中小企業等各類廢水處理要求。 (2)結構緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統則可以有效減少占地面積，許多設備還可以采用地埋式設計，既節約了空間，同時也不會對酒店、高檔住宅小區和風景區的景觀造成破壞，可以滿足各種要求，具有廣泛的適應性。 (3)減少管網的建設，有效回用廢水。 隨著生活和工業用水的逐漸增多，廢水直接排放造成的環境污染日益嚴重。 如果將大部分處理后的廢水進行重新利用，就可以有效節約水資源。由于一體化設備靈活多變的形式，使得污水處理后可以就近回用，不僅減少了管網的建設投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統工藝有A/O工藝、SBR工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝等。

　　1)A/O工藝

　　A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A池進行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮還原成氮氣，并通過攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內設鼓風曝氣，去除大部分有機污染物，并將進水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮;可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物;有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質的降解率較低;同時，若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

　　3)SBR法

　　SBR法是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成最終出水水質不達標。目前國內還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時后期維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀技術不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著載體，生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現象，同時，生物附著在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優點。具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

　　5)MBR工藝

　　MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨特結構的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統污水處理方法具有很大區別，取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統固液分離的能力，從而使系統出水水質和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝,出水可以達到景觀用水或雜用水標準。由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實現了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩定、剩余污泥產量低、設備緊湊、操作簡單等優點。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業廢水的處理及回用中。

　　下圖為MBR工藝一體化污水處理系統構造圖。

一體化污水處理系統原理

 

伴隨我國城市居住人口總量的迅猛提升以及工農業生產的快速發展，令排放污水總量不斷增加、并呈現出較為嚴重的水體污染現象，該問題在全國各地均有所涉及。由此不難看出!我國為水資源污染問題較為嚴重的區域。再加上污水處理工作產業發展起步相對較晚，同時提速較為緩慢，應用處理技術較為滯后。 在應用一體化污水處理系統與裝置前期、我國處理污水技術手段水平仍舊較低。 面對生活污水問題逐步嚴峻的現狀、處理污水市場逐步實現了飛速發展，為符合我國該行業領域的需要、促進一體化污水處理系統工藝與裝置誕生。 自引入一體化污水處理系統進行生活污水處理以來，我國生活污水導致的污染水資源問題得到了明顯的改善。 由整體層面來講，我國處理污水正面臨著時代變革。從規模較小、水平不高、種類單一、無法符合需求的狀況發展形成了具備一定規模、技術水平持續提升、不斷進步、各類處理工藝逐步更新，裝置質量有效提升的全新局面、不斷滿足國民經濟建設發展的需要、在處理污水裝置投入應用以來、我國處理污水的工作需要逐步拜托對國際行業市場技術的全面依賴性、實現處理污水工藝與裝置的真正自給。

　　同時由于大中型污水處理廠的規模效應，大型化長期以來一直是污水處理的發展方向。近年來，由于大中型污水處理廠投資大，占地大，需要配套建設龐大的污水收集管網等缺點，中小型污水處理工藝開始成為污水處理工藝的主要發展方向。污水的處理正在從集中化走向分散化，從大規模集中式向中小規模分散式的轉變中。“以大型為主，中小型互補”的布局符合我國國情和發展形勢，也為一體化污水處理設備的應用和發展提供了新的契機。

　　一體化污水處理系統工藝特點：

　　傳統活性污泥工藝是目前應用最廣泛的城市生活污水處理工藝，該工藝大多采用分建式的重力式沉淀池作為活性污泥混合液固液分離的手段，不僅占地面積大，而且還產生了許多其他問題: ①由于沉淀池固液分離的效率不高，曝氣池內的污泥濃度難以維持較高水平，致使處理裝置的容積負荷低，傳氧效率低，能耗高; ②處理出水水質不夠理想且不夠穩定，難以達標排放; ③剩余污泥產量大，污泥處理成本高; ④管理操作復雜，維護成本高。

　　與之相比，一體化污水處理工藝則有許多優勢: (1)構筑物少，基建投資小。一體化廢水處理工藝構筑物少，工藝簡單，具有投資小、建造周期短，運行 管理靈活等優點，可以滿足生活小區以及中小企業等各類廢水處理要求。 (2)結構緊湊，占地面積小。 大中型的污水處理廠占地面積大，而我國的土地資源相對匾乏，各類用地需求矛盾日益尖銳。采用一體化污水處理系統則可以有效減少占地面積，許多設備還可以采用地埋式設計，既節約了空間，同時也不會對酒店、高檔住宅小區和風景區的景觀造成破壞，可以滿足各種要求，具有廣泛的適應性。 (3)減少管網的建設，有效回用廢水。 隨著生活和工業用水的逐漸增多，廢水直接排放造成的環境污染日益嚴重。 如果將大部分處理后的廢水進行重新利用，就可以有效節約水資源。由于一體化設備靈活多變的形式，使得污水處理后可以就近回用，不僅減少了管網的建設投資，而且可以有效減少污水排放。

　　一體化污水處理系統工藝有A/O工藝、SBR工藝、接觸氧化工藝、MBR工藝等。

　　1)A/O工藝

　　A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池的回流液回流至A池，在A池進行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮還原成氮氣，并通過攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的;A池出水至O池，O池內設鼓風曝氣，去除大部分有機污染物，并將進水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮;可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物;有機物、氨氮去除率高。然而，由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質的降解率較低;同時，若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

　　3)SBR法

　　SBR法是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成最終出水水質不達標。目前國內還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時后期維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀技術不成熟等原因易造成SBR污泥排放控制困難等問題。

　　4)接觸氧化法

　　生物接觸氧化法是傳統的生化處理方法，生物填料為固定床上的半軟性填料。利用半軟性填料作為微生物的附著載體，生物均勻分布在生物填料上，這樣就避免了微生物分布不均的現象，同時，生物附著在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質好而穩定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優點。具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

　　5)MBR工藝

　　MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用具有獨特結構的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過膜過濾后抽出。它與傳統污水處理方法具有很大區別，取代了傳統生化工藝中二沉池和三級處理工藝，由于膜的存在大大提高了系統固液分離的能力，從而使系統出水水質和容積負荷都得到大幅度提高，結合不同的工藝,出水可以達到景觀用水或雜用水標準。由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實現了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩定、剩余污泥產量低、設備緊湊、操作簡單等優點。目前廣泛應用于生活污水和各種可生化工業廢水的處理及回用中。

　　下圖為MBR工藝一體化污水處理系統構造圖。