污水处理的一、二、三级工艺，超细致讲解，图文并茂！

污水处理基本方法按处理方法的性质分为：  

1.物理方法：格栅过滤、沉淀法、浮选法、离心分离、膜分离法等
 

2.化学方法：混凝、化学沉淀、中和、萃取、氧化还原、电解等
 

3.生物方法：好氧、厌氧法  

 

按不同的处理程度和处理任务可分为：  

1.一级处理：机械处理
 

2.二级处理：主体工艺为生化处理
 

3.三级处理：控制富营养化和重新回用  

 

污水处理工艺流程  

 

污水的一级处理

 

1.格栅  

分类： 按形状可分为平面格栅、曲面格栅；按栅条的间隙分为粗格栅、中格栅、细格栅。  

工作原理： 由一种独特的耙齿厂装配成一组回转格栅链。在电机减速器的驱动下，耙齿链进行逆水流方向回转运动。耙齿链运转到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对自清运动，绝大部分固体物质靠重力落下，而另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清扫干净，这样的原理。  

2.沉砂池  

作用 : 从污水中分离密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。  

 

种类： 平流式（重力式）沉砂池、曝气式沉砂池  

3.调节池  

作用：为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节；酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，可达到中和的目的；短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。  

 

4.沉淀池  

常见的几种沉淀池类型：平流式沉淀池、竖流式沉淀池、幅流式沉淀池、斜流式沉淀池  

 

几种沉淀池比较：  

（1）平流式池：构造简单，沉淀效果较好，但占地面积较大，排泥存在的问题较多，目前大、中、小型污水处理厂均有采用；  

 

（2）竖流式池：占地面积小，排泥较方便，且便于管理，然而池深过大，施工困难，造价高，因此一般仅适用于中小型污水处理厂使用；  

 

（3）辐流式池：最适宜于大型水处理厂采用，有定型的排泥机械，运行效果较好，但要求较高的施工质量和管理水平；  

 

（4）斜流式池：主要适用于初沉池，在给水处理中应用较广，沉淀效率高，停留时间短，占地少，缺点是容易滋生藻类等，排泥困难、易堵塞，维护不便。  

 

（5）气浮：  

作用：气浮法又称为浮选法，它是在污水中通入空气，产生微小气泡作为载体，使污水中的乳化油、微小悬浮物等污染物黏附在气泡上。利用气泡的浮升作用上浮到水面，通过收集水面上的泡沫或浮渣达到分离杂质、净化污水的目的。  

 

污水的二级处理

 

1.污水的二级处理又称为生物处理

污水的生物处理就是利用微生物的氧化分解及转化功能，以污水的有机物 ( 少数以无机物 ) 作为微生物的营养物质，采取一定的人工措施，创造一种可控制的环境，通过微生物的代谢作用，使污水中的污染物质被降解、转化，污水得以净化。  

 

（1）污水生物处理分类 : 好氧生物处理、厌（兼）氧生物处理  

对于好氧生物处理中的传统活性污泥法、氧化沟、序批式活性污泥法统称为活性污泥法；其中生物滤池、生物转盘、流化床、气提式反应器 （ABS） 统称为生物膜法。  

 

2.活性污泥法工艺流程其中工艺有：  

（1）传统的 SBR 法： SBR 工艺即间歇活性污泥法，它由一个或多个曝气反应池组成，污水分批进入池中，经活性污泥净化后  , 上清液排出池外即完成一个运行周期。每个工作周期顺序完成进水 、反应 、沉淀 、排放  4  个工艺过程。  

 

S BR 工艺的特点是具有一定的调节均化功能，可缓解进水水质、水量波动对系统带来的不稳定性。工艺处理简单，处理构筑物少，曝气反应池集曝气、沉淀、污泥回流于一体，可省去初沉池、二沉池及污泥回流系统，且污泥量少，易于脱水，控制一定的工艺条件可达到较好的除磷效果，但也存在自动控制和连续在线分析仪器仪表要求高的缺点。  

 

（2）CASS工艺： CASS工艺是一种连续进水式 SBR 曝气系统 , 不仅具有 SBR 工艺简单可靠、运行方式灵活、自动化程度高的特点，且除磷脱氮效果明显。这一功能主要实现于 CASS 池通过隔墙将反应池分为功能不同的区域  , 在各分格中溶解氧、污泥浓度和有机负荷不同  , 各池中的生物也不相同。整个过程实现了连续进、出水。同时在传统的 SBR 池前或池中设置了选择器及厌氧区  ,  提高了除磷脱氮效果 ( 见图 2)  。  

   

（3）MSBR 法： MSBR 工艺是 20 世纪 80 ，年代初期发展起来的污水处理工艺  ， 经过不断改进和发展，目前最新的工艺是第三代工艺，其工作原理如图 3 所示。  

   

（4）UNITANK 系统： SEGHERS 公司提出的  UNITANK  系统是  SBR 法的又一种变形和发展，它集合了  SBR  和传统活性污泥法的优点  ,  一体化设计  ,  不仅具有 SBR 系统的主要特点  ,  还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续运行 。  

 

UNITANK  系统的特点是构筑物结构紧凑  , 一体化 。可根据好氧过程的  DO  检测与缺氧和厌氧过程的 ORP 在线检测  , 通过改变供气量  ,  切换进出水阀门  , 改变好氧 、缺氧及厌氧的反应时间等  ,  高水平地实现系统的时间和空间控制  , 高效地去除污水中的有机物及脱氮除磷  , 且水力负荷稳定 。  

 

交替改变进水点  , 可以相应改善系统各段的污泥负荷  , 进而改善污泥的沉降性能 (  见图 4) 。脱氮除磷过程更能通过抑制丝状菌生长来控制污泥膨胀。 3  个池可以被完全加盖封闭或建在地下，废气可以收集处理，既有利于布置 、保温，又避免系统对周围环境产生不良影响 (  见图  5)  。  

 

目前 , 我国石家庄高新技术产业开发区污水处理厂日处理污水  10  万t  , 就是采用的该工艺 。  

（5） AB法是吸附－生物降解工艺的简称 ，是由德国亚琛工业大学（ Aachen ）宾克（ Bohnke ）教授于 20 世纪 70 年代中期开创。该工艺于 80  年代初应用于工程实践 。  

 

目前 ,  国内已有多家城市污水处理厂采用了 AB  法工艺。与传统活性污泥法相比， AB 法主要有下列特征：未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的 A 段为一级处理系统； B 段由曝气池和二次沉淀池组成； A 、 B 两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自由独特的微生物群体，有利于功能的稳定。  

 

AB法工艺：  

其他其他 SBR 演变工艺： ICEAS 工艺、 IDEA 工艺、 DAT-IAT 工艺  

 

3.生物膜法 ：  

好氧生物膜法是根据土壤自净的原理发展起来的。从好氧微生物对有机物降解过程的基本原理上分析，生物膜法和活性污泥法是相同的，两者主要不同在于活性污泥法是靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则是主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。  

 

厌氧生物处理的机理  

可分为四个阶段：水解阶段、酸化阶段 ( 也叫发酵阶段 ) 、产乙酸阶段、产甲烷阶段。  

• 水解阶段：水解细菌将不溶性有机物转变成可溶性有机物 , 将高分子溶性有机物转变成小分子有机物 ( 通过细菌胞外酶作用 )
• 酸化阶段：水解阶段产生的小分子水解产物在酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外 , 这一阶段的主要产物有 VFA 、醇类、乳酸、 CO2 、 NH3 、 H2S 等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质。
• 产乙酸阶段：在此阶段，酸化阶段的产物被进一步转化为乙酸、 H2 、碳酸等以及新的细胞物质。
• 产甲烷阶段：在此阶段，乙酸、 H2 、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为 CH4 、 CO2 和新的细胞物质。

三级处理工艺

近年来 ,  我国已经开始重视三级处理工艺的研究开发，目前用得比较多的三级处理工艺可以分为常规工艺、 MBR  技术和 LM 深度处理技术。

 

1.常规工艺  

常规的三级处理工艺是在生物处理之后增加混  

凝、过滤、消毒等常规处理过程  , 有砂滤、膜滤、反渗  

透、 UV  消毒、液氯、臭氧消毒等 。一般来说这些处理  

方式单位水处理成本比较低 ,  在经济上比较可行。  

 

2. MBR 技术  

MBR 技术又称为膜生物反应器技术 , 利用了膜分离的选择性和高效性 , 同时又利用了生物处理工程的有效性和彻底性 , 将水中的有害物质最大限度地除去。 MBR  工艺的特点是用膜分离系统代替了普通活性污泥法中的二沉池 ,  减少了传统工艺大部分的处理单位  , 节省了大量投资 , 而且耗能和一般传统的水处理工艺相近。污水在处理设备中的停留时间短，对 COD ， NH3-N  的去除率极高  , 出水水质达到了生活杂用水水质的标准。  

 

3. LM  深度处理工艺  

LM深度处理工艺是一种全新的生态处理工艺  , 在厌氧池加好氧池的基础上加入了改进的曝气氧化塘和高效湿地两个深度处理单元 ,  使出水水质达到了生活杂用水的标准。其工艺流程是 :  生物厌氧池—封闭好氧池—开放好氧池—澄清池—人工湿地— UV 消毒—蓄水池—回用 , 或者以接触氧化池和生态氧化槽代替封闭好氧池和开放好氧池。 LM  深度处理工艺的特点是剩余污泥少、运行费用低、管理方便 , 还具有美化景观的功能，该方法和其他水处理工艺相比比较经济。  

 

4. 运用状况及其发展趋势  

目前我国的三级处理工艺中运用一般的常规处理工艺较多 ,  现阶段  MBR 方法也有了广泛运用 ,  比如在北京长安街生活小区的回用水处理。
 

 

就我国目前的实际情况来看  , 由于常规工艺处理比较方便  , 且应用技术也较成熟 ,  一般在选取工艺时仍选用常规处理工艺。国内外目前广泛研究的主要是通过微滤和反渗透技术来处理二级处理后的污水 ,  以达到回用水的标准 , 图  10  是该处理工艺流程的典型例子。湿地系统在国外有着广泛的应用  , 目前我国也开始了这方面的研究工作 。由于我国环境污染加剧，淡水资源巨减 , 相信三级处理工艺必将越来越受到重视。  

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