污水处理工艺化学法范文

【关键词】城镇污水灰色关联分析活性污泥法

1城镇污水治理工程典型工艺现存问题

由于我国华北、东北、西北地区冬季气候寒冷漫长，冰冻期长。投资和运行费高，污水处理工艺和技术要求高，而且由于设计、运行、低温等各方面的原因，试运行仍存在不稳定，甚至出现冬季部分设备无法运转现象。所以开发一套在东北地区低温地区能有效、稳定处理城市污水的工艺已经成为当务之急。

2城镇污水治理典型工艺指标研究

2.1城镇污水治理典型工艺经济因素研究

城市污水处理厂需要较大的投资和运营费用。本节通过污水治理工艺方案经济指标的分析、对不同工艺类型的不同费用函数的比较，提出城镇污水治理工程工艺类型优选方案，给出城镇污水处理厂建设投资与运行维护的决策优化指导。

评价指标涉及经济效益、技术性能和管理效益3个方面，其中，经济指标作为影响污水行业发展的重要因素，是一直以来的研究重点。包括建设投资和运行费用。

当然不同的工艺类型追求的费用目标也不同，本文拟对各种经济指标进行比较，以确定对于城镇污水治理工程来说，影响工艺方案优选的经济性因素。以便下文进行工艺决策优选模型研究。经济指标的主要范围及影响因素见表1。

2.2城镇污水治理工艺技术因素研究

污水处理的基本作用是保证受纳水体的使用功能，因而技术可持续性首先应以污水处理工艺能达到相应的污水排放标准为准则。最终确定城镇污水治理工程工艺优化决策的技术指标为技术效果、工艺可靠性两个。

2.3城镇污水治理典型工艺环境因素研究

对于污水处理工艺而言，除了需要达到国家规定的污水水质达标以外，还应考虑工艺中，碳的排放指标。因为污水处理是一个碳、磷等物质的转化过程，由于碳排放会造成大气污染，因此需要考虑碳的排放要求。对污水处理厂在整个生命周期阶段，能量与资源的消耗，以及对环境的排放（如对全球变暖、臭氧耗竭的影响等）进行数据量化分析。

（1）能耗。污水处理工艺的能耗包括直接能耗与间接能耗。前者指处理过程耗费的能量，后者包括建材生产和运输、建筑施工、耗用药剂的生产和运输、以及工艺拆除报废阶段的能耗。

（2）物耗。污水处理工艺的物耗由直接物耗与间接物耗两部分组成，前者主要指处理工艺的药耗和占地，后者包括建筑施工阶段与拆除作业阶段的耗用物质。成本效益分析中，采用运行费、征地费和材料费来反映物耗。

（3）二级处理系统占地是工艺占地的主要组成。通常各工艺的预处理流程与构筑物相似，并且各方案的道路、绿化等公共设施与辅助建筑物的占地面积类似。

2.4城镇污水治理典型工艺指标体系研究

通过对影响工艺的经济、技术、环境因素的研究，最终可确定城镇污水治理工程工艺指标体系，如图1所示。根据建立的指标体系运用决策评价方法对城镇污水治理工程进行工艺优化决策研究。

3基于灰色关联分析的城镇污水处理工程工艺优化决策研究

污水处理工艺优选应当考虑经济、技术、环境与社会诸方面，属于多目标决策问题;一般而言，多目标决策问题难以借助人的主观判断得出决策结果。因此，通过建立城镇污水处理工艺优选决策模型进行工艺优选，可以提高决策结果的客观性与正确性。根据建立的城镇污水治理工程工艺指标体系采用灰色关联分析理论对城镇污水治理工程工艺进行优选研究。

3.1基于灰色关联分析的城镇污水处理工程工艺优选

通过活性污泥、SBR和A/O三种工艺各指标的灰色关联度计算可知，三种工艺中各指标的灰色关联度最好为活性污泥工艺，灰色关联度为0.854，为最优方案，SBR次之，A/O再次之。即认为对于此东北地区城镇污水治理厂而言，活性污泥工艺具有更好的技术经济效益，更适合在此污水处理厂采用。而实际调研结果与评价结果相符。

3.2城镇污水治理工程工艺优化决策建议

城镇污水处理投资大，运行费用高，为降低污水处理投资和运行成本，因地制宜地进行工艺方案（主要是生物处理方案）比较是必须的;通过多种工艺对比，从处理效果上讲，通常活性污泥法的处理效率较高，生物膜法则较低，在活性污泥法中，SBR法、氧化沟法、AB法等处理效率更高。污水的有机物浓度高时，AB法、AO法等工艺比较有利。当有机物浓度低时，氧化沟、SBR法等延时曝气工艺具有明显的优势;从占地面积来讲，传统活性污泥法占地面积较大。目前从世界各国的污水处理看，大型污水厂多用传统活性污泥法，小型污水厂中氧化沟则占很大比例。

4本章小结

为了使城镇污水治理工程的工艺更具实用性、更符合城镇特点，本文从技术、经济、环境三个方面建立的指标体系为评价指标，并应用灰色关联分析方法对城镇污水处理工程工艺进行优化决策研究，最终得出活性污泥法为东北地区污水处理的最佳工艺。

参考文献：

[1]原培胜.城镇污水处理厂运行成本分析[J].环境科学与管理，2008，33（1）：107.

[2]杭世.小城镇污水处理工程设计的反思与建议[J].给水排水，2004，30（10）：17-21.

基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12511039）

污水处理工艺化学法范文篇2

城市污水厂建设规摸的确定，是根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送(包括泵站)，污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题在。

2.城市污水处理厂的工艺选择

具体工程的选择要求包括：

①技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。

②经济节能。耗电小，造价低，占地少。

③易于管理。操作管理方便，设备可靠。

④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。

⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺，分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反应器－曝气池内呈悬浮状，与污水广泛接触，使污水净化的技术；生物膜法是土壤自净的人工强化，是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上，与污水接触，使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺，各有特点和应用条件，在选择的时候，应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。

⑵活性污泥法工艺在净化机制上，没有什么突破，历经几十年的发展与革新，现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式，如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来，活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来，使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现，但其基本流程原理与标准法是一致的。

⑶厌氧－好氧活性污泥法工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物－丝状菌代谢机能锐减，抑制了其繁殖，起到了厌氧生物选择作用，从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段，通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法，即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮，由于其污泥负荷适应范围较小，因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点，在国内外大中型污水厂中采用最多。

⑷载体活性污泥法，是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料，以增加单位反应空间的微生物量，提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合，一般适于污水厂挖潜改造，提高处理能力，其核心技术为专利填料，近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。

⑸氧化沟法，于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发，主要有卡鲁塞尔（Carrousel）式、三沟式、一体化式、奥贝尔（Orbal）式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠，以转碟或转刷为充氧和水流动力，流程简单，对运行管理要求较低，多用于延时曝气，产生污泥量少，污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。

⑹A/B法（Absoption-Biodegradation），是两级生化反应系统。一级为生物吸附，污泥负荷高，反应时间短（30分钟）；二级为一般生化反应池，污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的

一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统，多用于浓度高的生活污水，其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。

⑺序批式活性污泥法（SBR-SequencingBatchReactor）是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初，美国NatreDame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。

⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS－IntermittentCyclicExtendedSystem）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂，在国内影响较大。

⑼生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖，并在其上形成膜性生物污泥－生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。

3、根据以上工艺技术对比分析，结合奎屯市污水水质情况，认为较合适的处理工艺优选为：

第一方案：A/O工艺

近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中，厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果，即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。

厌氧－好氧活性污泥法脱氮工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。

第二方案：DAT－IAT工艺

好氧间歇曝气系统（DAT－IAT－DemandAerationTank-IntermittentTank）是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间，采用连续进水连续－间歇曝气的运行方式，适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺，实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合，该工业具有较低的污泥负荷，因此具有抗冲击能力强的特点，并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂，是一种适合于较大水量的SBR工艺。

4、科学的进行工艺方案比较：

因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。对工艺方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析，数据丰富就可以集思广益，扬长避短，根据技术上合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行工艺方案的优化抉择。

污水处理工艺化学法范文

关键词：ADAT-IAT工艺由来运行过程

1.A/DAT-IAT工艺的由来

活性污泥法是一种应用广泛且非常具有潜力的废水处理技术[1]。自1914年该技术在英国被应用以来至今已有90多年的历史了，在该技术出现的初期，由于受到理论水平、运行和管理等技术条件的限制，使它的应用和推广工作进展缓慢。近50年来，随着对其生物反应和净化机理的广泛深入的研究以及该法在生产应用技术上的不断改进和完善，使它得到了很大的发展。相继出现了多种工艺流程和工艺方法，使得活性污泥法的应用范围逐渐扩大，处理效果不断提高，工艺设计和运行管理更加科学化。目前，该方法在废水生物处理中还处于首要地位，据最新资料显示，在全球近6万座城市污水处理厂中，有3万多采用活性污泥工艺，其中美国有9000余座，日本采用活性污泥法的污水厂占污水厂总数的86.7％。活性污泥法是我国目前采用最主要的污水处理工艺，占已建成的污水处理厂总数超过了70％。

尽管活性污泥法得到了广泛的应用，但它还存在一些缺点，给污水处理厂生产运行带来一定的困难。以传统活性污泥法为例，归纳一下活性污泥法在运行中存在的主要问题。

1.活性污泥法对废水水量、水质变化的适应性较差；

2.污泥膨胀问题是活性污泥法自产生以来一直伴随并常常发生的一个棘手的问题。它引起污泥结构松散，沉淀压缩性能差，直接影响出水水质，并危害整个生化系统的运作[2]；

3.污泥产量大，通常占废水总量的0.5％～1％，成分复杂既含有大量的有机物，又含有害的重金属、病原微生物等，处理和处置费用高[3]；

4.脱氮除磷效果差，一般只有20％～30％左右；

5.曝气结构膨大，占地面积大；

6.运行管理操作复杂，管理专业水平要求高。

以上概括以传统活性污泥法为中心的工艺在应用中存在的一些问题。国内外许多学者进行了大量的研究和探讨，在传统活性污泥法的基础上进行了各种改进，产生了很多种不同的活性污泥工艺，一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或者运行更加方便。这些工艺上的改进，充分满足了各种不同的处理要求。其中SBR法就是为了克服传统活性污泥法的缺点发展起来的。

20世纪70年代初，美国R.Irvine教授等开展了活性污泥SBR法的初步研究，并于1971年发表了《运用间歇式活性污泥法处理废水》的著名论文，为SBR法以后的发展奠定了理论基础。80年代后，由于现代仪表和控制技术的巨大发展，电磁阀、气动阀、液位传感器、电子定时控制器，龙其是微机等自动控制装置广泛应用于水处理技术，使得SBR法运行操作自动化控制得以实现，在欧、美、澳、日等国家得到了迅速的发展。80年代中期，我国开始对SBR法进行系统研究与应用，1985年虞寿枢等为上海市吴凇肉联厂设计并投产了我国第一座SBR法废水处理设施，刘永凇等人也展开了对SBR法特性的研究。在SBR法的控制技术方面，哈尔滨建筑大学的彭永臻等人对SBR法反应时间的计算机控制参数进行了研究。90年代尤其是近几年来，该工艺在我国工业废水处理领域应用非常广泛，在全国各大中城市已有多座SBR法处理设施投入运行，其中采用SBR法处理的废水主要是屠宰废水、苯胺废水、含酚废水、啤酒废水、化工废水、淀粉废水等，为我国的环境保护发挥积极作用。

但传统的SBR法在工程应用中仍存在一定局限性。譬如，若进水量较大，则需要调节反应系统，从而增大投资，而对出水水质有特殊要求，如脱氮、除磷等，则还需对工艺进行适当改进。因而SBR工艺在设计和运行中，根据不同的水质条件、使用场合和出水要求有了许多新的变化和发展，产生了许多变型，主要包括ICEAS、CASS、IDEA、UNITANK和DAT-IAT等工艺。DAT-IAT工艺是为了克服ICEAS的缺点将预反应池改为与SBR反应池（IAT）分立的预曝气池DAT，DAT池连续进水、连续曝气，IAT池间歇曝气、沉淀和排水，在沉淀阶段不受进水的影响，且增加了从IAT到DAT的回流装置。

根据本课题处理水质要求，在DAT-IAT工艺基础上前置一个缺氧池(A)，即形成了A/DAT-IAT工艺，由缺氧池、DAT池和IAT池三部分串联而成的。

2.A/DAT-IAT工艺运行过程

缺氧搅拌曝气曝气缺氧搅拌曝气沉淀缺氧搅拌曝气滗水

图2.1A/DAT-IAT工艺工序

Figure2.1DAT-IATtechniqueworkingprocedure

A/DAT-IAT工艺的反应机理及污染物的去除机理与传统活性污泥法、SBR法基本相同，仅是构筑物的构成方式和运行操作不同[4]。它是在一组反应池中，在时间上进行各种目的不同的操作。具体操作工序如下：

1.进水阶段

废水首先连续流入缺氧池，连续进水使得A/DAT-IAT工艺比典型的SBR法更有优越性，不需要调节池和进水控制系统，节约了建设成本和占地面积。缺氧池和DAT池混合液分别通过双层导流设施流入DAT池、IAT池，这样避免了水力短路。

2.反应阶段

缺氧池内的进水与从DAT池中回流来的硝化液完全混合，在反硝化菌的作用下进行脱氮反应，将NOX－-N转化成氮气，可以利用进水中的有机碳源，减少了外加碳源，甚至不需要外加碳源，同时产生的碱度可以下硝化段的碱度，中和该段产生的H+。缺氧池内不曝气，只搅拌，保持污泥处于悬浮状态。曝气分两部分，DAT池连续曝气，池中水流呈完全混合状态，绝大部分NH3-N被硝化菌转化为NO3?-N。IAT池间歇曝气，难降解有机物和NH3-N在IAT池进一步降解。为了达到更好的沉淀效果，在沉淀阶段前进行短暂的曝气，以除去附着在污泥上的氮气。

3.沉淀阶段

沉淀阶段相当于传统活性污泥法的二次沉淀池的功能。沉淀阶段只发生在IAT池，混合液中的污泥与上清夜分离。DAT池中的水从底部平缓流入IAT池，对IAT池不会产生干扰，因此其沉淀效率显著高于一般二沉池的动态沉淀。

4.排水阶段

排水水阶段只发生在IAT池，当水位达到最高时，沉淀阶段结束，开始进入排水阶段。排水有专门滗水设备，对沉淀下去的污泥不会产生扰动，当水位达到最低时，停止滗水，剩下的一部分处理水可作循环和稀释用。IAT池不直接排放处理水，因此不像连续进水连续出水的活性污泥法那样容易受负荷变化的影响。IAT池底部沉降的活性污泥大部分作为该池下个处理周期使用，一部分污泥用污泥泵连续打回DAT池作为DAT池的回流污泥，多余的剩余污泥引至污泥处理系统进行污泥处理。

5.闲置阶段

IAT池中沉淀阶段结束到下个周期开始期间会出现一个闲置期，根据废水的性质和处理要求决定其长短或者取消。在该时段内可进行搅拌或曝气，以保持污泥的活性。

参考文献

[1]包建龙，王翌娥，活性污泥法污水处理厂的运转管理[M]，北京:中国环境科学出版社,1992;

[2]黄正，范玮，李谷，刘红艳，固定化硝化菌去除养殖废水中氨氮的研究[J]，华中科技大学学报,2002.2,31(1):18-20；