城市污水处理工艺的研究宋思佳

2018年第4期广东化工第45卷总第366期·125· 城市污水处理工艺的研究宋思佳1，敖章洪1,2*(1．湖南文理学院电气与信息工程学院，湖南常德415000；2．湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展省级协同创新中心，湖南常德415000)[摘要]随着社会的发展，我国城市污水处理越来越受到关注，污水处理工艺的问题变得十分重要。介绍了城市污水处理的三个阶段，通过流程图对这三个阶段所涉及的相关工艺进行了分析，总结了不同工艺的优缺点和适用范围。[关键词]城市；污水处理工艺：流程图[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2018)04-0125-02StudyonMunicipalWastewaterTreatmentProcessSongSijia1,AOZhanghong1,2*(1.CollegeofElectricalandInformationEngineering,Hu’nanuniversityofArtsandScience,Changde415000；2.Hu’nanProvinceCooperativeIntervationCenterfortheConstructionandDevelopmentofDongtingLakeEconomicZone,Hu’nanUniversityofArtsandScience,Changde415000,China)Abstract:Withthedevelopmentofsociety,moreandmoreattentionhasbeenpaidtomunicipalwastewatertreatmentinChina.Theproblemofwastewatertreatmentprocesshasbecomeveryimportant.Thethreestagesofmunicipalwastewatertreatmentareintroduced.Therelativeprocessesinvolvedinthesethreestagesareanalyzedbyflowchart.Theadvantagesanddisadvantagesofdifferentprocessesandtheirapplicablerangearesummarized.Keywords:City；sewagetreatmentprocess；processpicture城市化进程的加快和工业生产的发展，造成我国大部分地区的生活污水和工业废水的排放大量增加，使得环境问题日益堪忧[1]。资料显示[2]，中国工业用水重复利用率平均为40%~50%，污水处理率仅为10%左右，其余的污水都直接排入河流、海洋等地。如果这些污水不加以处理直接排入水体，必定会对我们的生活环境造成巨大的破坏。因此城市污水处理就变得尤为重要，不仅影响生活条件，还影响我国经济的可持续发展，而在污水处理中非常重要的环节就是污水处理工艺的选择。1城市污水处理的三个阶段城市污水处理一般分为一级处理，二级处理，三级处理[3]。一级处理也叫预处理，一般是用物理、化学方法对污水进行初步处理[4]，即把不溶物质和寄生虫卵等能简单祛除的物质进行排除。二级处理是对一级处理后的产物进行再处理，经过具有活性污泥的曝气池及沉淀池的处理，使污水进一步净化的工艺过程。三级处理，是祛除污水中难溶解的无机盐，这时的工艺通常要特殊化，城市污水三级处理也是未来发展的需要。2城市污水一级处理工艺目前我国主要的一级工艺有活化污泥法、生物絮凝法、混凝沉淀法强化法、高负荷生物吸附再生法等。2.1活化污泥法活化污泥法可分为三步对污水进行处理，分别为絮凝吸附→沉淀→活化[5]，该方法首先进水到絮凝吸附池，在微生物产生菌团的作用下把污染物质吸入污泥絮体，通过菌胶体的吸附作用排出。出水然后进入沉淀池，实现固液分离。为了提高沉降性能，还需要一个活化污泥池，活化是通过曝气，改善污泥的沉淀性能，保持好氧状态。这种方法对污水只能说是初步处理，达不到净水的要求，在经济欠发达的地区有少量使用。2.2生物絮凝法生物絮凝法是通过生物的作形成凝剂用来处理初次污水，处理流程为进水→吸附→沉淀→出水和污泥。处理池中的采用用生物凝剂来处理污水，与普通一级处理工艺相比去除有机污染物的效率更好。但由于其产生的絮凝颗粒较大，对构筑物的要求和投入也大，处理费用相对较高。2.3混凝沉淀强化法混凝沉淀强化法，处理流程是污水→混凝处理→沉淀→出水和污泥，通过化学反应产生的混凝剂，最常用的有聚铝盐，氧化铁等。经这种工艺处理过的水，水质较好，处理的时间也较少。2.4高负荷生物吸附再生法高负荷生物吸附再生法是针对西北旱区缺水区农田灌溉适合生产而产生的一种方法。流程为污水→吸附→沉淀→再生→出水，其工艺可分为三个阶段，第一阶段生物吸附，通过生物絮凝，吸附污水中的可吸附的杂质，第二阶段活化再生，通过污泥回流，曝气产生新的吸附物。第三阶段为沉淀出水，通过沉淀池沉淀后出净水。该方法的特点就是负荷高，泥龄短，适合经济欠发达的地区。3城市污水二级处理工艺二级处理是在原来传统的处理污水方法的基础上，针对某一个方法进行改良或者对某一个指标进行加深提炼的一种工艺[6]，可分为脱氮除磷工艺和序批式工艺。3.1脱氮除磷工艺3.1.1A/O工艺A/O工艺是生物脱氮除磷法的一种[7]，流程为厌氧池→好氧池→沉淀池→消毒，其中沉淀池与厌氧池中还有个回流作用。该工艺的特点就是去除有机物和脱氮除磷的效率高，不需要三级工艺的再处理，对节省资源有着显著效果。不过该工艺也存在其缺点，对没经过消化处理的污水不适用，回流效果也不是特别好，没有独立的回流系统。3.1.2A²/O工艺该工艺相比于A/O工艺，最大的区别是增加了一个缺氧段。该工艺的流程为进水→厌氧段→缺氧池→好氧池→二沉池→出水。进水后到厌氧段，回流污泥中的磷菌释放磷，缺氧段处理后，进入好氧段又吸附磷，变成磷含量很高的污泥，通过对污泥的排放，就能很好的去除磷，消毒池继续除氮。该工艺的工艺处理效率很高，对于城市污水中的水富营养化的情况十分有效，对给水源的水质净化和处理特别适用[8]，该工艺一般用于大中型城市污水处理厂，对建地和投资成本要求很高，对物质资源和人力资源也有相当高的要求。3.1.3UTC工艺针对于A/O工艺，污泥的回流不能保证百分百没不需要的杂质，于是有了该工艺的产生。流程为进水→初沉淀→磷释放→反硝化→曝气池→二沉淀→出水，其中二沉淀和释磷池中增加一个回流池，这也解决了A/O工艺没可持续利用杂质的缺点。3.1.4改良的UTC工艺(MUTC)这个工艺相对于UTC工艺来比多了一个回流池。流程为进水→初沉淀→磷释放→反硝化→曝气池→回流→二沉淀→出水，为环境保护[收稿日期]2018-01-10[基金项目]湖南省教育厅一般项目“城市污水处理自动控制系统研究”(编号：16C1088)，湖南文理学院2017年度创新创业项目立项“城市污水处理自动控制系统研究”(编号ZD1704)[作者简介]宋思佳(1996-)、男、汉族，湖南怀化人、湖南文理学院，建筑电与气智能化专业，在读本科生。*为通讯作者：敖章洪(1977-)，男，汉族，湖北省公安县人，硕士研究生，讲师，湖南文理学院电气与信息工程学院，湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展省级协同创新中心，主要研究方向为电力电子与电力传动、自动控制技术、电气工程等。广东化工2018年第4期·126·期了防止一次回流的不彻底，进一步减少硝酸盐进入厌氧区的可能，该工艺有两次回流，一个是厌氧→缺氧阶段，第二个是缺氧→好氧。该工艺也可分为三个阶段：氨化阶段(有机物变为氨氧)，消化阶段(氨氧变为硝酸盐和硝酸亚盐)和反硝化阶段(用来还远N2)。该工艺的优点是运行成本较低，污泥量少，缺点是自动化程度和连续性要求比较高。3.2序批式工艺[9-10]3.2.1SBR法该工艺也叫做间歇活性污泥法，由一个或几个曝气反应池组成。流程为进水→反应→沉淀→出水。当污水分批进出池中反应，SBR反应塔中曝气，进行反应再沉淀为一个周期。该工艺的优点是可以缓解进水水质，和水量对系统的不稳定可以自己有调节功能，除磷效果理想，缺点和MUTC一样也需要高度自动化。3.1.2CASS工艺如果说SBR是初级化，该工艺则为它的进阶版。该工艺流程为污水→物理处理→生物选择→回流→CASS反应→消毒→出水，CASS工艺是一种连续进水方式的SBR曝气系统[11]。与SBR工艺相比多了一个污泥池回流，提高净水效率。4三级处理工艺三级工艺是一级工艺和二级工艺的升级版，是更深度的处理，它有通过前两级处理后，如果水质达不到用水指标，则而进行再次处理。现在广泛使用的有常规处理工艺，有MBR技术，LM深度处理工艺[12]。4.1常规处理工艺常规处理方法是最常见也是用途最广泛的三级处理工艺，一般通过砂滤，反渗透，氯气消毒，UV消毒，液氮等方法来实现污水处理。经济要求不高，成本低，运行的可行性大。4.2MBR技术MBR又称膜生物反应器，该技术的流程是进水→厌氧池→缺氧池→好氧池→膜池→出水，排泥，通过前期类似A/O工艺的对氧区的处理，通过膜池还有变化池中的生物反应。利用膜分离的选择性和高效性，利用了生物对污水的吸附力，实现净化。有着占地少处理效果好的特点，在污水处理中出水质量比较高。4.3LM深度处理工艺LM深度处理工艺的工艺流程为进水→厌氧池→封闭好氧池→开放好氧池→澄清池→人工湿地池→蓄水池→出水，就是在厌氧池加好氧池的基础上加入了改进的高效湿地池，到达了对污水的深度净化作用。5总结处理城市污水有很多方法，如何选择污水处理的方法和工艺就变得十分重要了。一级处理适用于那些经济欠发达的地区，特别是农村或者公共设施设备不完善的地区。二级处理技术主要以生物技术为主，往往适用于在城市建立大型污水厂，来满足大多地方对污水排放的需求。随着人们对水质越来越高的要求，三级处理技术也越来越受到人们的关注，据预测，中国今后5年内的MBR技术产业将以50%~100%的年增长率高速发展[13]。工艺的选择不一定要严格按每个工艺所适用的条件，有时候要根据当地污水的情况进行有针对的处理，要应地适宜，具体情况具体分析，如此选择才能使污水处理工艺发挥其最大的作用。参考文献[1]穆佩红，贾廷钢，牛玉刚．DDE技术在污水处理控制系统中的应用[J]．自动控制系统与装置，2016，38(2)：91-94．[2]向丹．基于PLC的污水处理进水控制系统设计[J]．湖北农业科学，2015，54(13)：3254-3257．[3]牟全君．我国10万t/d以下城市污水处理工艺[J]．环境污染治理与设备，2006，7(3)：96-100．[4]岳宝，等．城市污水处理工艺概述[J]．上海化工，2002，3：4-8．[5]贾敏，我国城市污水处理[J]．北方环境，2011，23(5)：99-100，126．[6]刘平．生活污水A/O处理系统运行优化改造研究[D]．武汉科技大学，2008．[7]戴红玲，等．氧化沟工艺在污水处理中的应用与发展[J]．科技资讯，2007，32：145-146．[8]吴晓霞．我国可持续发展中的污水处理处理厂[J]．云南环境科学，2004，23(3)：21-24．[9]刘芳荣，等．SBR工艺特点及其应用发展[J]．科技信息，2008，2：29-30．[10]张道方，等．SBR及其改良型技术分析[J]．北方环境2005，30(1)：55-58．[11]国家城市给排水工程技术研究中心．中国城市污水处理现状及规划[J]，中国环保产业，2003，1：32-35．[12]刘培富，城市污水处理工艺及其发展[J]．黑龙江科学，2014，5(1)：248．[13]蒋岚岚．城镇污水处理工程MBR技术工艺生化系统设计关键技术[J]．中国给水排水，2013，29(2)：25-29．(本文文献格式：宋思佳，敖章洪．城市污水处理工艺的研究[J]．广东化工，2018，4