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污水处理工艺介绍

AB法：吸附生物氧化法      

AB工艺 的主要特征：

1. A级 污泥负荷 很高，B级污泥负荷较低。

2. A级和B级的微生物群体特性明显不同，并通过互不相关的两套回流系统严格分开。

3. 不设一沉池，使A级成为一个开放性的生物动力学系统。

4. A级可以根据污水组分的不同实行好氧或缺氧运行。

AB法的工艺流程

AB法污水及污泥处理工艺流程

AB法的优缺点

优点：

具有优良的污染物去除效果，较强的抗冲击负荷能力，良好的脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。

1、对有机底物去除效率高。

2、系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。

3、有较好的脱氮除磷效果。

4、节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%。

缺点：

1、A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段 曝气池 运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。

2、当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳、氮比偏低，不能有效的脱氮。

3、污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。

SBR法：序批式活性污泥法    

此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。

SBR法的主要特点

这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设 调节池 ，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用 滗水器 及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。

SBR工艺流程图

SBR法的优缺点 

优点：

① 工艺简单，投资和运行费用低；          

② 污泥活性强，污泥的质量浓度高；         

③ 对水量、水质变化的适应性强,有机物去除率高；           

④ 静止沉淀效果好；         

⑤ 不易出现污泥膨胀；         

⑥ 脱氮除磷效果好。      

缺点：

① 连续进水时,对于单一SBR 反应器需要较大的调节池；          

② 对于多个SBR 反应器,其进水和排水的阀门自动切换频繁；          

③ 无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。          

④ 设备的闲置率较高；          

⑤ 污水提升水头损失较大；           

⑥ 如果需要后处理,则需要较大容积的调节池。

现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。

CASS工艺    

CASS工艺作为SBR处理技术的一个改进，不仅具备SBR法工艺简单可行、运行方式灵活、自动化程度高的特点，而且具有明显的除磷脱氮功能。

CASS工艺的技术特征

1. 连续进水，间断排水

由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3--N。

2. 运行上的时序性

CASS反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。

3.运行过程的非稳态性

每个工作周期内排水开始时CASS池内液位最高，排水结束时，液位最低，液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物降解的难易程度等有关。反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降解是非稳态的。

4.溶解氧周期性变化，浓度梯度高

CASS在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，氧浓度梯度大、转移效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约能耗都是有利的。实践证实对同样的曝气设备而言，CASS工艺与传统活性污泥法相比有较高的氧利用率。

CASS工艺流程图

CASS工艺的优缺点

优点：

1.   工艺流程简单，占地面积小，投资较低

2. 生化反应推动力大

3. 沉淀效果好

4. 运行灵活，抗冲击能力强

5. 不易发生污泥膨胀

6. 适用范围广，适合分期建设

7. 剩余污泥量小，性质稳定

缺点：

1.  微生物种群之间的复杂关系有待研究，CASS系统的微生物种群结构与常规活性污泥法不同，菌群主要由硝化菌、反硝化菌、聚磷菌和异氧型好氧菌组成。 目前对非稳态CASS系统中微生物种群之间的复杂的生存竞争和生态平衡关系尚不甚了解。

2. 生物脱氮效率难以提高主要体现在硝化反应难以进行完全和反硝化反应不彻底两方面。

3. 除磷效率难以提高。

4. 控制方式较为单一

5. 自动化程度高，对自控系统可靠性能要求高。 

6、进水阀门/启闭机及曝气阀门频繁开启，质量要求较高。

7、对节能、免维护现代新型磁悬浮风机使用环境不能满足。

氧化沟法    

分为帕式(Passveer)单沟式与卡式(Carrousel)循环折流式。

A. 帕式(Passveer) 简称单沟式

表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.5～3.5m,转刷动力效率1.6～1.8kgO2/(kW·h)。奥式(Orbal)简称同心圆式，应用上多为椭圆形的三环道组成，三个环道用不同的DO(如外环为0，中环为1，内环为2)，有利于脱氮除磷。

B. 卡式(Carrousel) 简称循环折流式

采用倒伞形叶轮曝气，从工艺运行来看，水深一般在3.0m左右，三沟式氧化沟(T型氧化沟)，此种型式由三池组成，中间作曝气池，左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造简单，处理效果不错，但其采用转刷曝气，水深浅，占地面积大，复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池，不具备除磷功能。

氧化沟法的特点

平面多为椭圆型，总长可达几十米，甚至几百米；沟深较浅；装置简单，进水一般只要设一根水管即可，亦可设成明渠。出水采用溢流堰式，进出水简单、安全、可靠；流态介于完全混合和推流之间，形式多样；工艺简单，可以不设初沉池和二沉池，节省造价；对水质、水温、水量有很强的适应性；污泥龄长、污泥产率低、出水稳定、处理效果好，不仅可达到BOD、SS的排放标准，而且因其水力停留时间长，曝气池内有相对独立的缺氧区与好氧区，可达到脱氮、除磷效果；氧化沟内活性污泥好氧消化比较彻底，故污泥产量少、臭味小、脱水性能好，可直接浓缩脱水，不必消化。

氧化沟法的优缺点

优点：

1、工艺流程简单，运行管理方便

2、处理效果稳定，出水水质好

3、基建费用省、运行费用低

4、污泥产量少、污泥性质稳定

5、能承受水量、水质冲击负荷

6、占地面积少

缺点：

运行费用仍然较高。对其出水的二次作用，是发展的方向。

AAO法    

AAO法可同步除磷脱氮，其功能机制由两部分组成：

一是除磷 ，污水中的磷在厌氧状态下(DO<0.3mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。

二是脱氮 ，缺氧段要控制DO<0.7 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。

工艺特征 

该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下:

1、厌氧反应器:原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化;

2、缺氧反应器:污水经厌氧反应器进入该反应器，其首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q(Q--原污水量);

3、好氧反应器--曝气池:混合液由缺氧反应器进入该反应器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器;

4、沉淀池:其功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。

AAO工艺流程图

AAO工艺优缺点

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；

缺点：

1、除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此。

2、脱氮效果也难于进一步提高，内循环一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用。

3、对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象，但溶解浓度也不宜过高，以防止循环混合液对缺反应器的干扰。

AO工艺    

AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A是厌氧段，用于脱氮除磷;O是好氧段，用于除水中的有机物。

工艺流程

工艺特点

优点：

（1）效率高。

（2）流程简单，投资省，操作费用低。

（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。

（4）容积负荷高。

（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。

缺点:

（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，因而加大了运行费用。另外，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%。

（3）影响因素水力停留时间 （硝化>6h ，反硝化<2h ）污泥浓度MLSS（>3000mg/L）污泥龄（ >30d ）N/MLSS负荷率（<0.03 ）进水总氮浓度（ <30mg/L）

   

污水处理自控仪表的使用    

一类是污水处理过程水质参数在线检测和分析仪表 ： 溶解氧DO，浊度SS（悬浮物浓度），pH计，COD在线分析仪，BOD分析仪，氨氮测量仪表，ORP 总有机碳TOC，磷酸盐仪表，总磷TP/总氮TN分析仪表。

另一类是污水处理生产过程中工艺参数检测仪表： 超声波液位计，压力传感器温度传感器，气体流量计，电磁流量计等等。

水质参数检测和分析仪表的作用    

pH值 是污水处理厂进出水阶段一个重要检测变量，用于反映进出水酸碱度的变化趋势。

电导率传感器 用于监视成分的变化，同时也是化学除磷控制策略的基础。

溶解氧(DO)测量仪 用于在生化处理过程中对水体中氧含量的实时检测，指导曝气过程。

COD 在线分析仪 用于的在线实时监测，化学需氧量（COD）往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

BOD 在线分析仪 用于进出水生化需氧量值的在线实时监测和分析，生化需氧量（BOD）作为一种环境监测指标，主要用于监测水体中有机物的污染状况。

悬浮物测量仪 一般用于污水进口和出口水体中悬浮固体含量的测量。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一，也作为进出水水质的重要监测参数之一。

NH4-N 氨氮在线分析仪 用于监测和分析水体中水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。

生产过程参数检测仪表的作用    

超声波液位 计用于污水提升泵房、集水池、配水井等构筑物水位的实时监测。

流量计 的应用于流量及处理量实时监测。

气体流量计 的应用于鼓风机与曝气池间的空气管道上空气流量的测量。气体流量计的安装可以使值班人员随时了解鼓风机向曝气池提供气体的量。

水质分析及过程仪表在实际应用

中对生产的指导和优化作用

以溶解氧(DO)、流量、液位及液位差等为例，简要介绍如下：

液位差计 应用于粗、细格栅前后的液位差监测，通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度，并传输到PLC控制器，进行分析计算。当液位差超过预设的数值，控制格栅运行，清除垃圾，保障正常过水，且合理的减少了设备磨损。

液位计 在污水提升泵房的应用实现了提升泵运行的自动控制。在进水泵房安装液位计，用以测量泵井的水位，实时传输到PLC控制器及上位机，进行系统分析。根据测量值对应控制程序，自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态，减少设备疲劳；同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。

污水提升泵自动运行的实现，大大减轻了劳动轻度，同时也达到了节能降耗的目的。

流量计 作用于对流量及处理量实时监测。对于污水处理厂的运行管理，水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量，对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。

流量计能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量，达到了准确计量处理水量，以及为运行管理提供实时流量的目的。进出水量始终作为衡量污水处理厂运行状况的重要参考指标。

溶解氧（DO ）仪 在生化处理阶段的应用，实现了对溶解氧浓度的实时监控，并将现场信号传输到PLC及上位机。当实测浓度小于设定浓度时，自动控制系统启动鼓风机，给曝气池充氧；相反地，当氧气充足时，就会停止运行鼓风机。通过溶解氧计控制鼓风机可以精确地根据好氧菌群对溶解氧的需求控制鼓风机的启动和停止，在保证了菌群良好生化能力的同时节约了能耗，保护了设备，增强了好氧菌群的分解能力。

污泥浓度(MLSS) 测量仪表 在污水处理生化过程中的应用实现了对污泥浓度的精确测量。曝气池的污泥浓度是一个重要工艺参数。在传统的污水处理厂，污泥浓度依靠实验室使用旧的试验方法进行监测，在数据提供的及时性和精确性上，存在很大的缺陷。难以及时进行回流污泥和剩余污泥量的工艺调整，就造成时间上和准确度上的误差。安装污泥浓度计可以随时根据精确测量的污泥浓度，适时地调整曝气池的工艺，同时减轻了实验室工作人员的劳动强度。

自动化检测仪表 是自控系统中关键的子系统之一。一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成：①传感器，利用各种信号检测被测模拟量；②变送器，将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号，并送到可编程序控制器(PLC)中；③显示器，将测量结果直观地显示出来，提供结果。这三个部分有机地结合在一起，缺少其中的任何一部分，则不能称为完整的仪表。自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点，在工业生产中得到了广泛的应用，更是自动化控制系统中重要的部分，被称为"自动化控制系统的眼睛。"