污水處理概述

按作用原理，現(xiàn)代污水處理技術(shù)可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三種，但也可以把化學(xué)處理法或物理處理法中的某些處理法，統(tǒng)稱為物理化學(xué)處理法。

（1）污水處理方法

1）物理處理法

系利用物理原理，分離和回收污水中不溶解的、呈懸浮固體狀態(tài)的污染物質(zhì)。一般也稱為機(jī)械處理法。例如：格柵、篩濾、沉淀、隔油、氣浮、過濾和反滲透等。

2）化學(xué)處理法

系利用化學(xué)反應(yīng)原理，分離和回收污水中呈溶解的、膠狀狀態(tài)的污染物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。例如：中和、混凝、電解、氧化還原、氣提、萃取、吸附以及離子交換、電滲析等。

3）生物處理法

系利用微生物的代謝原理，使污水中呈溶解、膠體以及微細(xì)懸浮固體狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)。根據(jù)微生物作用的不同，生物處理法又分為厭氧生物處理法和好氧生物處理法兩種類型。厭氧生物處理法例如：厭氧消化法、UASB法、厭氧塘、水解酸化法等。好氧生物處理法例如：活性污泥法、生物膜法、好氧氧化塘、MBBR法等。

本工程污水處理工藝的選擇以節(jié)能減排、穩(wěn)定連續(xù)達(dá)標(biāo)排放為前提，對項目污水水質(zhì)、水量及其變化規(guī)律進(jìn)行全面的調(diào)查，必要時進(jìn)行分析測試，以確定相關(guān)的工藝參數(shù)；綜合考慮污水的水量、水質(zhì)特征、處理后尾水的去向、排放標(biāo)準(zhǔn)及管理水平等因素后確定具體處理工藝；由于污水可生化性好（BOD₅/ COD≥0.3），應(yīng)采用生化處理為主、物化處理為輔的綜合處理工藝，并按照國家對環(huán)境保護(hù)及城市污水治理的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，完成方案設(shè)計。

一般情況下，污水處理廠的工藝流程包括預(yù)處理段、一級處理段、二級生物處理段、深度處理及污泥處理段。

表4    污水處理與利用的基本方法

下面討論污水中各種污染物的去除方法：

① SS的去除

污水中的SS去除主要靠沉淀去除。污水中的無機(jī)顆粒和直徑較大的有機(jī)顆粒靠絮凝沉淀作用去除，小直徑的有機(jī)顆粒主要靠微生物的降解作用去除，而小直徑的無機(jī)顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。

污水站出水懸浮物濃度不僅涉及到出水SS指標(biāo)，也與出水COD和BOD₅等指標(biāo)有關(guān)。這是因為組成出水懸浮物的主體是活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成分就很高，因此較高的出水懸浮物含量會使出水的COD、BOD₅、氮均增加。因此，控制污水廠出水的SS指標(biāo)是蕞基本的，也是蕞重要的。

為了降低出水中的懸浮物濃度，應(yīng)在工程中采取適當(dāng)?shù)拇胧绮捎眠m當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能、采用較小的二次沉淀表面負(fù)荷、采用較低的出水堰負(fù)荷、充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)絡(luò)作用等。

② BOD₅的去除

BOD₅的去除是微生物的吸附作用和代謝作用，然后對污泥與水體進(jìn)行分離來完成的。

微生物在有氧條件下將廢水中一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分的有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其蕞終產(chǎn)物是二氧化碳和水等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝的過程中，溶解性有機(jī)物直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部從而被利用。由此可見，微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都有去除作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此，可以使處理后污水中殘余BOD₅的濃度很低。

③ COD的去除

污水中COD去除的原理與BOD₅基本相同。

污水站出水中的剩余COD，即COD的去除率，取決于原水的可生化性，本污水的可生化性較好，BOD₅/ COD比值為0.6，出水COD值可控制在較低的水平。

④ 污水脫氮

污水脫氮方法主要有生物脫氮和物理化學(xué)脫氮兩大類，目前生物脫氮是主體，也是污水處理中較經(jīng)濟(jì)和常用的方法；物理化學(xué)脫氮主要有折點(diǎn)氯化法、選擇性離子交換法、空氣吹脫法等。從經(jīng)濟(jì)、管理等方面考慮，本工程主要以生物脫氮法為主。

生物脫氮的基本原理：

污水中的有機(jī)氮、蛋白質(zhì)氮等在好氧條件下首先被氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，而后在硝化菌的作用下變成硝酸鹽氮，此階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸鹽氮還原成氮?dú)鈴奈鬯幸莩觯穗A段稱為缺氧反硝化。

在硝化與反硝化過程中，影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解度、pH值以及反硝化碳源。生物脫氮系統(tǒng)中，硝化菌增長速度較緩慢，所以，要有足夠的污泥齡。反硝化菌的生長主要在缺氧條件下進(jìn)行，并且要有充足的碳源提供能量，才可促使硝化作用順利進(jìn)行。

（2）本工程污水處理主要工藝選擇

1）預(yù)處理及一級處理方案

預(yù)處理段通常包括粗、細(xì)格柵、提升泵房、沉砂池和氣浮等，這是污水處理廠必要的工段。通常，不同的預(yù)處理構(gòu)筑物和設(shè)備選擇可以滿足不同類型的生物處理工藝的預(yù)處理要求。

在本工藝方案選擇中，主要考慮污水懸浮物濃度不高，但體積大，由化糞池出的污水可能含有破碎的懸浮物固體，在預(yù)處理階段我們選擇在化糞池后置一格柵池+調(diào)節(jié)池，攔截較大的懸浮物、漂浮物等。污水經(jīng)此設(shè)備后，可降低化糞池廢水對生化反應(yīng)的影響，減少后續(xù)污水處理系統(tǒng)負(fù)荷和設(shè)備的故障。

即污水經(jīng)過格柵，去除污水中較大的懸浮物、漂浮物等，然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池出水提升進(jìn)入二級處理階段。

本工程以衛(wèi)生間廢水為主。且污水量和懸浮物的量不大，故宜采用人工格柵。根據(jù)產(chǎn)生的柵渣多少，可定期清理。柵渣外運(yùn)處理。

2）二級處理方案

本工程處理的污水屬于生產(chǎn)和生活污水，BOD₅/ COD大于0.3，可生化性好，可直接進(jìn)行生化處理。生化處理具有運(yùn)行費(fèi)用低和二次污染少等優(yōu)點(diǎn)；生化處理方法包括生物膜處理和活性污泥處理法，好氧工藝有SBR工藝、A/O工藝、生物接觸氧化工藝、MBBR工藝和MBR等。

表5  幾種工藝類型綜合比較