污水的生物处理工艺

第32卷第11期2009年11月污水的生物处理工艺于玲(邢台学院生化系河北邢台054001)[摘要]介绍了当前污水处理中常见的生物处理工艺包括活性污泥法氧化沟工艺、M0工艺AB工艺、SB工艺、生物接触氧化法和生物膜法以及各工艺的优缺点和应用现状对于生产生活中选择合适的污水处理工艺有一定的指导意义[关键词]生物处理工艺;优缺点;应用现状[中图分类号]X703[文献标识码]B[文章编号]1003-5095(2009)11-004004当今世界,经济的快速发展引发了环境污染问活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处题随着水污染形势日趋严峻,水处理技术从以解决理的主要方法。该法是在人工充氧条件下,对污水和量的需求为主要目标的第一阶段转向了以环境保护各种微生物群体进行连续混合培养形成活性污泥。利为背景的第二阶段。污水技术的不断发展和工程应用用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去已经成为维系社会经济可持续发展的必要组成部分。除污水中的有机污染物然后使污泥与水分离大部基于物理、化学、生物学原理的各种污水处理工艺不分污泥再回流到曝气池,多余部分则排出活性污泥系断出现,其中生物处理技术的应用最为广泛。本文就统污水处理中常见的几种生物处理工艺做了介绍活性污泥法的优点:处理效果好,其中BOD5和悬1污水的来源与污染物浮物去除率都很高,达到90%~95%左右;对废水的处污水是人们在生活与生产过程中使用过的含有理程度比较灵活,可根据要求进行调节。活性污泥法各种污染物的水主要来源于城镇的住宅工厂和各的缺点:进水浓度尤其是含有抑制物质的浓度不能种公共建筑设施。据统计,2007年全国废水排放总量高,不能适应冲击负荷;需氧量前大后小,而空气的供5568亿t。其中工业废水排放量2466亿t,占废应是均匀分布,这就形成前段无足够的溶解氧,后段水排放总量的44.3%;城镇生活污水排放量310.2亿t,氧的供应将大大超过需要,造成浪费、增加动力费用;占废水排放总量的557%。废水中化学需氧量排放量体积负荷率低、曝气池庞大、占用土地较多基建费用1381.8万t。其中,工业废水中化学需氧量排放量高;容易出现污泥膨胀,不易沉降511.1万t,城镇生活污水中化学需氧量排放量活性污泥法处理废水的效率可以根据具体条件870.7万t而做较大的调整因而可用于处理流速及浓度发生较污水中的污染物质按其化学性质可分为无机物大变化的污水。活性污泥法被广泛用于处理城市生活和有机物。无机污染物主要包括无机盐(如S02S污水和各种工业废水。和Cl2等)酸、碱、重金属离子、毒性无机物(如CN2.2氧化沟工艺和As等),以及氮、磷等植物性营养物质。有机污染物氧化沟工艺是活性污泥法的变种工艺其曝气池包括以碳元素为主要化学成分的植物性污染物质(如呈首尾循环、封闭的沟渠型,污水渗入其中得到净化蔬菜、果皮及各种植物碎片等)和以碳氮为主要化学所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。目前成分的动物性污染物质如人畜粪便和动物组织碎片应用较为广泛的氧化沟类型包括帕斯韦尔 (Pasveer)竺)氧化沟、卡鲁塞尔( Carrousel)氧化沟、奥尔伯2处理工艺、优缺点及应用(rba)氧化沟T型氧化沟(三沟式氧化沟)、DE型氧2.1活性污泥法化沟和一体化氧化沟。这些氧化沟由于在结构和运行[收稿日期]200906-17上存在差异因此各具特点。[作者简介]于玲(1983-),女,讲师从事光电信息功能材氧化沟工艺的优点:有机负荷率非常低,污泥持料研究工作。第11期于玲:污水的生物处理工艺41·续处于内源代谢状态,剩余污泥量较少且易于脱水,行稳定;出水水质波动小,有极强的耐冲击负荷能力处理效果稳定可靠控制一定的工艺运行条件可达到有良好的污泥沉降性能;节能,运行费用低,耗电量较好的脱氮除磷效果;处理出水水质稳定性较好,对低,可回收沼气能源。AB工艺的缺点:A段在运行中如废水冲击负荷有较强的适应性;在某些情况下,可以果控制不好很容易产生臭气影响附近的环境卫生,不设初次沉淀池。其主要缺点:池容大曝气时间长,这主要是由于A段在超高有机负荷下工作,使A段曝在池中发生高度硝化作用,使硝酸盐浓度高;在二沉气池运行于厌氧工况下,导致产生硫化氢、大粪素等池易发生反硝化作用,产生氮气,使污泥上浮;泥龄偏恶臭气体;当对除磷脱氮要求很高时,A段不宜按AB长,污泥老化,易产生泡沫;流速不均及污泥沉积问法的原来去除有机物的分配比去除BOD达55%题;建设费用和运行费用都较高,占地面积大a60%,因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的氧化沟工艺一般适用于处理水质要求高的小型碳氮比偏低,不能有效地脱氮污泥产率高A段产城镇污水和工业污水,水量一般在1000m/d以下,生的污泥量较大,约占整个处理系统污泥产量的80%在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。左右,且剩余污泥中的有机物含量高,这给污泥的最2.3A/0工艺终稳定化处置带来了较大压力。A0工艺也叫厌氧/好氧工艺, A(Anacrobic)是总体而言,AB工艺适合于污水浓度高、具有污泥厌氡段用于脱氮除磷00xic)是好氧段,用于除水硝化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂,中的有机物。A0工艺中在曝气池内设置一定的缺氧有明显的节能效果。对于有脱氮要求的城市污水处理区或采用交替缺氧、好氧间歇曝气运行,不但可节省厂,一般不宜采用。能源,而且对进水水质负荷的变化有较强的适应能2.5SB工艺力处理效果稳定可靠且具有明显的脱氮作用。可以SBR工艺即间歇或序批式活性污泥法,它由一个改善污泥沉降性能并可减少二沉池污泥上浮现象。或多个曝气反应池组成,污水分批进入池中,经活性A/0工艺的优点:流程简单勿需外加碳源与后污泥净化,上清液排出池外即完成一个运行周期。每曝气池建设和运行费用较低;反硝化在前,硝化在个工作周期顺序完成进水、反应(曝气)沉淀、出水、后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源效果待机等5个工艺过程好反硝化反应充分;曝气池在后,使反硝化残留物得SBR工艺的优点:运行效果稳定,污水在理想的以进一步去除提高了处理水水质。A/0工艺存在的静止状态下沉淀需要时间短、效率高,出水水质好问题:由于没有独立的污泥回流系统,从而不能培养耐冲击负荷池内滞留的处理水对污水有稀释、缓冲出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低;作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击;工艺过程中若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大运的各工序可根据水质水量进行调整运行灵活;处理行费用。另外,内循环液来自曝气池含有一定的DO,设备少(主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,沉池污泥回流系统,调节池初沉池也可省略),构造脱氮率很难达到90%。简单,便于操作和维护,管理布置紧凑、占地面积小;A/0工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管反应池内存在D0BO5浓度梯度,有效控制活性污泥理方便等特点在国内外大中型污水厂中采用最多。膨胀;SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利2.4AB工艺于废水处理厂的扩建和改造;适当控制运行方式,实AB工艺也称生物吸附一氧化法,20世纪80年代现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效中期引入我国并得到迅速发展,AB法中A段是在高果。传统SBR工艺的缺点连续进水时对于单一SBR负荷条件下运行,泥龄短,去除有机物主要以吸附絮反应器需要较大的调节池;对于多个SBR反应器,其凝作用为主,主要微生物为世代周期短的细菌群体B进水和排水的阀门自动切换频繁无法达到大型污水段则负荷低,泥龄长,去除有机物以氧化作用为主,主处理项目的连续进水、出水要求:设备的闲置率较高要微生物为世代周期较长的原生动物、后生动物和菌污水提升水头损失较大。胶团。AB两段充分利用了特性不同的微生物对有机SBR工艺的适用范围;中小城镇生活污水和厂矿物的去除作用取得了稳定的处理效果企业的工业废水,主要有味精、啤酒制药、焦化、餐AB工艺的优点:对有机底物去除效率高;系统运饮造纸印染洗涤屠宰等行业的污水处理;需要较·42河北化工第11期高出水水质的地方,如风景游览区湖泊和港湾等不资较大但要去除有机物还要求出水中除磷脱氮防止河湖近年来生物膜反应器以其独特的优势备受广大富营养化;水资源紧缺的地方用地紧张的地方以及研究者、工程师的关注,又涌现出大量新型的单一或间歇排放和流量变化较大的地方复合式生物膜反应器:如微孔膜生物反应器复合式2.6生物接触氧化法活性污泥生物膜反应器汽提式生物膜反应器、移动在生物接触氧化池内装填一定数量的填料,利用床生物膜反应器序批式生物膜反应器、升流式厌氧吸附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物污泥床一厌氧生物滤池及附着生长稳定塘等。与欧氧化作用,将废水中的有机物氧化分解达到净化目美、日本等国家相比,目前我国的生物膜技术主要应的。生物接触氧化池内设置填料,填料淹没在废水中,用于水产养殖业,并已创造出巨大的经济效益,初步填料上长满生物膜,废水与生物膜接触过程中,水中显示了在水处理领域的应用前景。另外除了城市生的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物活小区、湖泊、河道和城市景观用水等的处理,生物膜膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到二沉池后被去技术还可应用于一些特定的工业污水的处理如国内除废水得到净化。生物接触氧化池内的生物膜由菌印染行业的废水处理10胶团丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。生物接触氧化法的优点:生物接触氧化池具有较随着国家对环保问题的日益重视排放标准将更高的容积负荷占地相对较小;对水质水量的骤变有加严格,以上污水处理工艺虽然在不同程度上减少了较强的适应能力;不存在污泥膨胀问题运行管理简废弃物对环境的污染,但总存在一定的缺陷。为了进便;抗冲击负荷可间歇运行。生物接触氧化法的缺一步减少污染在改进原有处理方法的同时,也需要点:流程较为复杂;布水、曝气不易均匀,易出现死区;不断提出新的处理工艺。需定期反洗产水率低[参考文献]生物接触氧化法主要应用于生活污水及城市污刘雨赵庆良郑兴灿等生物膜法污水处理技术,北京:中水处理、食品加工类废水处理、小区及楼宇建筑中水回用、微污染饮用水生物预处理等叫。[2]X Hao, H J. Doddema, J W. Van Groenesti jn, Use of contact tankto enhance denitrification in oxidation ditches[]. Water2.7生物膜法Science and Technology, 1996, 34(1-2):195-202废水中微生物沿固体(载体)表面生长的生物处③吴昊刘庆臣李强利等氧化沟工艺运行中常见问题与解决方理方法的统称,因微生物群体沿固体表面生长成黏膜法[给水排水2002086:2629状故名。废水和生物膜接触时污染物从水中转移到曹瑞钰付见中改善氧化沟流速分布的措施[1.中国给水排水,膜上从而得到处理。生物膜法和活性污泥法一样,同2001,17(2):16-18[5]郑兴灿污水脱氮除磷技术国.北京:中国建筑工业出版社,1998属于好氧生物处理方法,但活性污泥法是依靠曝气池62-98.中悬浮流动着的活性污泥来净化有机物而生物膜法(6陈群燕钟卫国AB生化法在印染废水处理中的应用[.水处理技是依靠着生于固体介质表面的微生物来净化有机物。术20029(4):236-238生物膜法具有以下几个优点:对污水水质水量的王凯军末英豪BR工艺的发展类型及其应用特性U.中国给水变化引起的冲击负荷适应能力较强适用于处理高浓排水2002,18(7):23-26度难降解的工业废水;生物膜含水率低,不会出现污[8]杨云龙陈启斌SR工艺的现状与发展[工业用水与废水,2002泥膨胀现象;生物膜反应器内部也会同时存在硝化和(⑨肖羽堂许建华生物接触氧化法净化微污染原水的机理研究D门反硝化过程如果将已经实现硝化的污水回流到低速环境科学,199020(3:85-88转动的生物转盘和鼓风量较小的生物滤池等缺氧生[o陈汉辉孙国胜生物接触氧化法处理微污染源水的研究进展与应物膜反应器内可以取得更好的脱氮效果而且不需要用[门].环境污染治理技术与设备,2001(3):5560污泥回流;生物滤池、转盘等生物膜法采用自然通风[ll]Hoek J P, et al. In Modern Methods of Potable WaterTreatment Proc [M]. Int. Conf. Czecho slovakia: Pribram,供氧,装置不会出现泡沫操作稳定性较好。其缺点为9902224滤料表面积小,BOD容积负荷小;附着于固体表面的 Rittmann B E, Huck P M Biological Treatment of Public微生物量较难控制操作伸缩性差;靠自然通风供氧Water Supplies [. Critic. Rev. Envir. Cont, 1989, 19(2):容易产生厌氧;需要较多的填料和支撑结构,基建投(下转第58页)河北化工第11期200×(75+95)×75mm;2.5kg/块。镁合金阳极化学组成见表2表2镁合金阳极化学组成元素重量百分含量%素重量百分含量/铝5.56.5锌25~3.5铁铜≤0.020.15~0.6余量将镁合金阳极采用焊接的安装方式安装在换热器循环水侧封头内侧隔板上面,安装时根据换热器封图5头内部结构合理布置阳极数量(阳极表面在使用前要3结论除去表面氧化皮)。其结构如图4和图5所示。实践证明,用牺牲阳极法对阴极进行保护是防用镁作为牺牲阳极则由镁与被保护的金属间的止碳钢设备在冷却水中腐蚀的最有效的方法采用牺电位差所产生的电流来达到保护的目的。牲阳极的方法来保护换热器保证了换热器在一个检修周期内的长周期运行,不仅节省了抢修费,也节省了数百万元的设备更新费用同时由于该车间的冷却器管程介质为二次循环水,水质存在一定的问题所以对设备会有一定程度的腐蚀,其年腐蚀平均速率为0.125mm,所以在在今后的工艺操作上要加强循环水质的处理,同时要控制管内流速和温度。[参考文献][]化工机械手册[M]北京:化学工业出版社[2]兰州石油机械研究所主编换热器[M].烃加工出版社196日4[3]杨启明目瑞典.工业设备腐蚀与保护[]石油工业出版社,2001∞·心···心·········心·心···→··心·心·心·心··心·心·上接第42页)119183at low temperatures using a suspended-carrier biofilm[3]张景丽,幸福堂生物膜工艺特点研究现状及发展[工process [n. Chemosphere, 2004, 55(1):45-50业安全与环保,[14N Perron, u Welander. Degradation of phenol and cresolsStudy on the Common Biological Treatment Processes of WastewaterYU Ling(Department of Bio-Cheaistry Xingtai College, Xingtai 054001, China)Abstract: The common biological treatment processes of wastewater, their virtues and shortages as well as the applica-ctivecontact oxidation process and biofilm process. There is a guidance significance to choose appropriate treatment processesof wastewater in production and living.Key words biological treatment process virtue and shortage: application of status