城市污水处理及再生利用状况分析毕业论文(编辑修改稿)

城市污水处理及再生利用状况分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

曝气沉砂池的池壁上设有曝气管，在导流挡板作用下，城市污水在曝气沉砂池里螺旋式流进，无机颗粒和有机颗粒 在水流剪切作用下和颗粒间的摩擦作用下分离开来，然后曝气沉砂池旁边的砂槽收集砂。 [2]初沉池 初沉池 一般 是 一级处理的主要构筑物 ， 可以截留沉砂池的出水中细小颗粒污染物质，来缓解后边的处理设备的负担。 初沉池可以除去大概百分之五十的悬浮固体物质、和大概百分之三十的生化需氧量等。 初沉池有平流式初沉池、辐流式初沉池和竖流式初沉池之分。 规模比较大的城市 污水处理厂一般采用辐流式初沉池；当规模小点的，污水量小点的时候，适合平流式初沉池或者竖流式初沉池。 （ 2） 二级处理 一级处理一般是二级处理前的预处理，处理城市污水中悬浮固体；二级处理是除去城市污水中胶体和溶解状态下的有机物质。 二级处理开始采用生物法处理城市污水，利用微生物对城市污水的污染物的净化作用，即吸附、分解、转化等净化作用。 这一百年左右来，生物法受到城市污水处理厂的普遍青睐， 我国城市河北工程大学毕业论文 11 污水处理厂广泛采用的 是活性污泥法和生物膜法。 下面详细介绍这两类生物法。 1）活性污泥法 活性污泥法利用好氧微生物可以氧化 分解 城市污水中的有机污染物的特点，以活性污泥为主体，来净化城市污水，这个过程有三个阶段：吸附、代谢和固液分离。 首先，活性污泥的黏质层会吸附住城市污水的胶体态和悬浮状态的污染物质，然后大分子污染物质被分解成小分子污染物质，微生物选择性地吸收小分子污染物质，并且同化。 这个过程不仅快速，而且处理的效率比较高，除此之外，活性污泥因同化作用繁殖，再净化城市污水。 然后固液分离，达到污水处理目的。 活性污泥法经过一百年左右的发展改良历史，其主要处理系统还是一样的，即进水、曝气、泥水分离和污泥分流等。 下面分别介绍几种 我国 城 市污水处理厂常采用的活性污泥法。 ① 间歇式 活性污泥法 间歇式活性污泥法又称为 SBR 法，靠间歇式的运行方式来处理污水。 间歇式活性污泥法 可以 分批处理城市污水， 正式 利用 了 时间分隔代替空间上的分隔、静置沉淀来代替动态沉淀、非稳态生化反应来代替稳态生化反应等一系列特点。 因此，间歇式活性污泥法有下面比较独特的优点： a 运行的效果比较理想，比较稳定，城市污水可以静 置沉淀，处理效果比较理想，出水水质理想 ； b 推流过程比较理想，这样使得生化反应的推动力大大增加，净化效果变好，污水处理效率也得到提高 ； c 间歇式活性污泥法需求的设备比 较少，结构比较简单，这样减少了设备维护工作和成本，更方便管理维护； d 间歇式活性污泥法派生出来多种新型工艺，并广泛应用在城市污水处理厂、啤酒厂、食品加工厂、制药厂等等；e 间歇式活性污泥法除磷和氮的效果很好。 间歇式活性污泥法在很多领域中的废水处理中得到广泛应用，也不断地变型更好地处理污水，比较典型的变型主要有 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ ICEAS）、需氧 间歇曝气（ UNITANK）、循环式活性污泥（ CASS）等。 接下来分别看一下这几种变型。 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ ICEAS）经过传统的间歇式活性污泥 法的改良，具体是在 SBR 池的进水一端增设了一个预反应区，连续进水，间歇排水，这样就没有显明的反应和闲置过程。 因此，间歇式循环延时曝气活性污泥法跟传统的间歇式活性污泥法相比而言，节省了成本，也更容易管理维护。 同时 ICEAS法可以改变反应、沉淀和处理周期的时间，这样可以更好地顺应负荷变化；其装置设备也较简单些，没有污泥的回流水泵、管道等，这样工程量大大减少，成本也随之减少，也节约了占面积。 需氧 间歇曝气（ UNITANK）是矩形的外形，而且被相等地分成三个矩形单元河北工程大学毕业论文 12 池， 单元池里面设置有曝气扩散装置，每个单元池用有 开孔的公共墙隔着，这样单元池间的水相通，可以流动。 跟传统间歇式活性污泥法相比较而言，不难发现，需氧 间歇曝气工艺具有一下特点：水位负荷比较恒定；该工艺采用了三沟式氧化沟的特点，并且避免了他们的缺点。 循环式活性污泥（ CASS） 具有变容反应器和生物选择器， 控制厌氧、好氧和兼氧以及污泥回流的过程，去除城市污水中生化需氧量，在污泥增殖过程中去除磷，也可以在缺氧阶段进行反硝化脱氮作用。 CASS 工艺根据城市污水的生物养分设计了脱氮去磷工艺，控制丝状菌的生长来防治污泥膨胀。 除此之外，循环式活性污泥法一个特别重要的特点在 推流式初始反应区与完全混合反应池。 CASS工艺的周期是重复周期来计时工序，即生物反应（进水曝气）、固液分离（沉淀）、排放三个工序，并且这三个工序是循环的，不间断。 ② 厌氧 缺氧 好氧（ A2/O） 厌氧 缺氧 好氧工艺将传统活性污泥工艺、 生物硝化和反硝化工艺及生物除磷工艺结合起来，达到除去城市污水中有机污染物和脱氮除磷的效果，在我国城市污水处理厂被广泛采用。 其中，在厌氧阶段，聚磷菌会释放出磷并且会吸收低级的脂肪酸等有机污染物；缺氧过程中，反硝化细菌把内回流的硝酸盐反硝化成氮气，从而转出；然而在工艺的好氧阶段，有 机物会得到降解，另一面，氨态的氮等会借助生物硝化作用转成硝酸盐。 除此之外， 活性污泥 在 好氧的环境中会吸收厌氧菌所释放的磷，然后排放除去磷。 厌氧 缺氧 好氧工艺具有除去城市污水中有机污染物和脱氮除磷的效果，被我国城市污水处理厂广泛利用，然而由于它存在内部细菌竞存的缺点，这样就影响处理效果，所以其多种变形被研究出来，应用在不同的废水处理中，来满足不同的处理需求。 比较典型的变形有 PASF活性污泥法、倒置 A2O活性污泥法和 BICT活性污泥法等。 接下来分别看一下这几种变型。 PASF 活性污泥法由活性污泥法和生物膜结合 起来，利用短泥龄 A2/O 法和曝气生物滤池来达到脱氮除磷的效果。 PASF 活性污泥法工艺有两个阶段，第一阶段采用活性污泥法： 短泥龄好氧池、厌氧池、缺氧池和沉淀池结合起来；第二阶段主要采用曝气生物滤池。 该工艺中，污水回流系统和污泥回流系统组成回流系统。 在污水回流系统中，生物滤池中部分出水回流到缺氧池，进行反硝化以脱氮；在污泥系统中，沉淀池中部分污泥回流到厌氧池，含磷的剩余污泥进一步排出。 PASF 活性污泥法的特点是利用两种生物处理工艺来脱氮除磷， 采用活性污泥法达到除磷和反硝化的效果，采用生物膜法进行硝化过程 倒置 A2/O 活性污泥法就是将厌氧区和缺氧区倒过来，这样流程表现出了脱氮除磷效果较好和运行消耗减小的优点 ，其出水指标也大大得到改善，可以达到河北工程大学毕业论文 13 《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级 B 标准， 因此普遍适用于我国新建设的城市污水处理厂或者原城市污水处理厂的升级完善工程。 让我们看一下 倒置 A2/O 活性污泥法 的原理。 进水和回流污泥进入到缺氧区，在反硝化菌的环境中，回流污泥的硝酸盐开始进行反硝化过程，继而转化成氮气排出；大部分直接进水或者系统全部进水进入到缺氧区进行反硝化反应，碳源充足，脱氮效果比较明显； 污泥先经过缺氧区再进入 厌氧区，这样减弱了硝酸盐对厌氧条件的破坏影响；厌氧区内，城市污水中的碳在聚磷菌作用下转化成 PHB等物质，储存能量。 BICT 活性污泥法 主要有三个反应器：前置厌氧、序批式和沉淀池与生物膜反应器组成。 集水井的城市污水在水泵作用下和沉淀池中的回流污泥一块进入到前置厌氧反应器内，前置厌氧反应器会选择具有较好絮凝性的微生物，并维持厌氧环境，微生物会降解有机污染物成短链脂肪酸，与此同时，回流污泥含有的聚磷菌将短链脂肪合成 PHA。 然后污水进一步进入到序批式反应器中，完成有机污染物的降解、磷被吸收、反硝化及固液分离的任务。 这时，生物膜反应器中上清液回流到序批式反应器中进行反硝化反应，脱氮。 一部分污泥被用于排放磷，其余回流到前置厌氧反应器中释放磷，序批式反应器进而去除有机污染物和磷。 沉淀阶段的序批式反应器转移污泥，利于后续固液分离；闲置阶段的序批式反应器排水。 这三个反应器连续运行，脱氮除磷。 ③ 氧化沟 氧化沟内可以完成进水、曝气、沉淀、污泥利用及出水的较完整过程，而且氧化沟不需增设初沉池与污泥消化池，结构比较简单，减少成本和后续 维护管理费用。 因此我国在上世纪七十年代作用引进来后得到普遍采用。 2)生物膜法 生物膜法和活 性污泥法 并列，都是我国城市污水处理厂广泛采用的好氧生物处理技术。 它与活性污泥法相比较而言，更能适用水质和水量变化，更适合较低浓度的城市污水和浓度 较高的工业废水。 生物膜法 利用一种填料或者载体，其上附着细菌类的微生物、原生动物或后 生动物等微型动物，这些微生物或微型动物在这些填料或者载体上生长繁殖，形成膜状的生物污泥，也就是生物膜。 然后生物膜摄 取城市污水中的有机污染物质，作为营养物质，从而城市污水中的有机污染物被去除，城市污水被净化。 同时，生物膜的微生物也摄取了营养，进一步增殖，更好地处理城市污水。 生物膜除去有机 物的过程大概 包括三个阶段。 第一，附着在水层内 部的有机污染物大部分被氧化，进而浓度低于滤池进水处的有机物浓度；第二，在浓度差作用下，有机物会转移至 附着水层内部，被生物膜摄取。 与此同时，生物膜河北工程大学毕业论文 14 利用空气中的氧气氧化分解有机物并同化合成；第三，生物膜中微生物产生的代谢产物进到流动水层中，排走，厌氧层分 解产物和二氧化碳逸出。 这个过程连续循环，城市污水中的有机物得到去除。 生物膜法中运用最广泛的是生物接 触氧化法、生物滤池和生物转盘 等，尤其是生物接触氧化法。 ① 生物接触氧化法 生物接触氧化法也叫做浸 没式 生物滤池，将生物膜法和活性污泥法结合起来 ，以生物滤池为基础，也利用了接触曝气法。 即在 生物接触 氧化池 内装填一定数量的填料，利用 吸 附在填 料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物 氧化分解，达到净化目的。 池体、填料、布水系统和曝气系统等构成生物接触氧化池。 生物接触氧化池 内 微生物所需 要的 氧 气 由鼓风曝气 提供 ，生物膜生长 到某 厚度后，填料壁的微生物 在 缺氧 条件下 进行厌氧代谢，产生的气体 和 曝气 形成 冲刷作用 ，导致 生物膜脱落，并促进新生物膜的生长， 这 时，脱落的生物膜随出水 排走。 生物接触氧化法占地面积比较少，具有比较强的抗冲击能力，并且符合率比较高。 因此，生物接触氧化法在城市污水、浓度较低的污水、工业废水等的处理中广泛采用，应用范围比较广，经济适用，且效果比较理想。 ② 生物滤池 生物滤池依据了土壤 自净原理，并把以污水灌溉作为基础。 城市污 水从生物滤池的顶部，通过旋转的布水系统 想下面布洒。 滤料中的微生物会截留并摄取城市污水中的悬浮 物来增殖，形成生物膜，从而吸附、氧化分解有机污染物，达到净化污水作用。 生物膜部分脱落后和处理过的污水一起经过渗水设备、排水沟而到达二沉池，从而固液分离。 以此循环。 城市污水得到连续不断的净化。 生物滤池一般分普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池等三种。 其中，需要一提的是，高负荷生物滤池的出水会流至进水一端，这样在水流的冲刷作用下， 可以避免滤池堵塞，也大大提高了污染物的负荷率与水力负荷率。 另外，塔式生物滤池由于 载体可以是轻质的塑料，这样可以建的相对高点而增强氧气，从而提高除去污水中有机污染物的效率。 ③ 生物转盘 生物转盘 是 污水灌溉 和 土地处理 的人工强化 ，比较适合城市污水、生活污水、造纸、石化等的处理，生物转盘 由水槽 与 旋转盘体组成。 城市 污水 在 沉淀池 内经 过 初级处理 ， 接触 生物膜 ，生物膜上的微生物摄取 城市 污水中的 有机 物 作为 其生长繁殖的 营养， 污水 从而 得到净化。 需要注意的是，河北工程大学毕业论文 15 在气动生物转盘中， 生物转盘下 边 的 曝气管 给 微生物代谢 提供 溶解氧。 转盘 的 表面 有空气罩 覆盖 ，曝气管 会 释放 压缩空气 来 驱 动空气罩 ，从而 转盘转动 运行 ，如果 转 盘离 开 城市 污水 ，转盘 的 表面 会 形成一层 水层，水层也 可以 吸收 空气中的 溶解氧。 （ 3） 三级处理 一级、二级处理完了，有时候 需要除去城市污水中难降解的有机物、磷、氮等物质，这就是三级处理，或者说深度处理。 目前我国 城市污水处理厂大部分一般采用一级和二级处理工艺。 城市污水处理存在的问题 我国城市污水处理事业由于发展快速，难免存在很多问题。 清楚了这些问题，才可以更好地看清我国污水 处理现状，提出解决方案，进一步促进我国污水处理事业的进步。 下面 总结 了 我国城市污水处理主要存在的几个问题。 （ 1）城市污水收集管网系统不 到位，发挥不了污水处理设施的效率。 我国城市污水处理厂忽略了城市地下污水收集管网系统，这就导致污水设备的浪费，发挥不出污水处理厂的有效效益，污水处理率低。 另一面，应该普及雨污分流排水体制，充分合理地规划地下排水空间布局，使得污水处理厂合理运行，提高污水处 理 厂不合理建设，造成成本浪费，运行费用浪费。 （ 2） 我国污水产量很大，污水处理厂普遍建设，但是我们忽略了污水处理厂带来的经济、能源的消耗等问题。 我们应满足城市污水处理率的同时，充分考虑污水处理厂的经济能源消耗问题，重视发展环保节约能源的方法，避免造成不必要的 浪费。 （ 3）污水再生利用技术不成熟，有待继续开发。 我国水。