汙水進入汙水(shuǐ)廠進行處理的主要流程
①截流(liú)井(讓(ràng)廠能處理的汙水進(jìn)入廠區進行處理)
進(jìn)入②粗格柵(打撈較大的渣滓)
到(dào)③汙水泵(提升汙水的高度)
到④細格柵(打撈較小的渣滓)
到⑤沉沙池(以重力分離為基礎,將汙水的比重較大的無(wú)機顆粒沉澱並排除)
到⑥生化池(chí)(采用活(huó)性汙泥法去除汙水裏的(de)BOD5、SS和以各種形式(shì)的氮或磷)
進入⑦終沉池(排除剩餘汙泥和回流汙泥(ní))
進入⑧D型濾池(進一步減少SS,使出水達到國家一級標準)
進入(rù)紫外線⑨消毒(殺滅水中的大腸杆菌)
然後⑩出水生化池、終(zhōng)沉池出的汙泥一部分作為生化池的回流汙泥,剩下的送(sòng)入汙(wū)泥脫(tuō)水間脫水外運主要有物理處理法,生化處理法和化學處理法,生化處理法經常被使(shǐ)用(yòng),主流處理方法主要看被處(chù)理水質和受納水體(tǐ)情況(kuàng),一般城市生(shēng)活汙水的主(zhǔ)流處理方法為生化處理法(fǎ),如活性汙泥法(fǎ),mbr 等方法。
汙水處(chù)理為使(shǐ)汙水經過(guò)一定方法處理後,達到設(shè)定的(de)某些標準,排入水體,排入某一水(shuǐ)體或再次使用等的采取的某些措施或者方法等(děng)。
現代汙水處理技術.按處(chù)理程度劃分可分為一級(jí)丶二級和三級處(chù)理。
一般(bān)生活汙水處理廠的工藝分為三(sān)步(bù):
一級處(chù)理(物理處理)
主要去除大粒徑物質也去除部分的有機物質如樹葉(yè)、水中的塑料袋、沙(shā)粒,一(yī)般使用格柵間(jiān)、沉砂池,沉澱(diàn)池。汙水進入廠區先通告截流井(讓廠能處理的(de)汙水進入廠區進行處理)進入粗格柵(打撈較大的渣(zhā))到(dào)汙(wū)水泵(提升汙(wū)水(shuǐ)的高度)到(dào)細格柵(shān)(打撈較小的渣滓)。
二級處理(主體工藝)
去除有機物的主體工藝,使用的工藝比較(jiào)多,比如傳統的活性汙泥法、氧化溝法、生物(wù)濾池發(fā)、生物轉盤發等,後麵要接上二沉(chén)池(chí)處理。主要去除汙水(shuǐ)中呈膠體和溶解狀態的有機汙染物質(BOD/COD物質),去除氯(lǜ)可達90%以上,可以形象比(bǐ)喻成微生(shēng)物吃(chī)掉了汙水(shuǐ)中的有機物。
三級處理(深度處(chù)理)
有些(xiē)主體工(gōng)藝(yì)去(qù)除(chú)氮磷的效果不是很好,排放水氨氮濃(nóng)度大概在15ppm左右,磷(lín)濃度(dù)大概在3ppm左右。新的排放標準要求,氨氮<8ppm,磷<0.5ppm,需要再(zài)用串聯的工藝,可以在處理工藝末端(duān)投加除磷劑(jì)或者氨氮(dàn)去除劑,利用強氧化、化學沉澱法處理確(què)保各類指標合格。最後排放之前要進(jìn)行消毒,一(yī)般有加氯消毒,臭氧(yǎng)消(xiāo)毒,紫外線消毒。
整個過程為通過(guò)粗(cū)格刪的原汙水經過汙(wū)水提(tí)升(shēng)泵提升後,經過格刪或者篩率器,之後進入沉砂池.經過砂水分離的汙(wū)水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活(huó)性汙泥法和生物膜法,(其中活性汙泥法(fǎ)的反應(yīng)器(qì)有曝氣池丶氧化溝等,生物膜法包(bāo)括生物濾池,生物轉盤,生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二(èr)次沉澱池,二沉池的出(chū)水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此(cǐ)為二級處理。
各個(gè)汙水處理構築物的能(néng)耗分析
1. 汙(wū)水提升泵房
進入汙水處理廠的汙水經過(guò)粗格刪進入(rù)汙水提升(shēng)泵房,之後被汙水泵提升至沉(chén)砂池(chí)的前(qián)池,水泵運行要消耗大(dà)量的能量,占汙水廠運行總(zǒng)能耗相當(dāng)大的比例,這與汙水流量和要提升的揚程有關.。
2. 沉砂(shā)池(chí)
沉砂池的功能(néng)是去除比重較大的(de)無機顆(kē)粒,沉(chén)砂池(chí)一般設於(yú)泵站前,倒虹管前,以(yǐ)便減輕(qīng)無機顆粒對水泵.管道的磨損,也可設於初沉池前,以減輕沉澱池(chí)負荷及改(gǎi)善汙泥處(chù)理構築物的處理條件,常用(yòng)的沉(chén)砂池有平(píng)流沉砂池,曝氣沉砂(shā)池.多爾沉砂池和鍾(zhōng)式沉砂(shā)池.。
沉(chén)砂池中需要能量供應的主要是(shì)砂水分離器(qì)和吸砂機,以及曝氣沉砂(shā)池的曝氣係統,多爾(ěr)沉砂池和鍾式沉砂池的動力係統.。
3. 初次沉澱池
初次沉(chén)澱池是一級汙水處理廠的主題處(chù)理構築物,或作為二級汙水處理廠的預處理構築物(wù)設在生物處理構築物的前麵,處理的對(duì)象是SS和部(bù)分(fèn)BOD5,可改善生物處理構築(zhù)物的運行條件並降低其BOD5負荷,初沉池包括平流沉澱池,輻流沉澱池和豎流沉澱池.。
初沉池的(de)主要能(néng)耗設備是排泥裝置,比如鏈(liàn)帶式刮泥機丶刮泥撇渣機和吸泥泵(bèng)等,但由於排泥周期的影響,初沉池的能耗(hào)是比較低的.。
4. 生物處理構(gòu)築物
汙(wū)水生物處理單元過程耗能量要占汙水廠直接能耗(hào)相當大的比例,它和汙泥處理的單元過程耗(hào)能量之和占汙水廠直(zhí)接能耗的60%以上,活(huó)性(xìng)汙泥法的曝氣係統的曝氣要消(xiāo)耗大量的電能,其基(jī)本上是聯係運行的.且功率較大,否則達不到較好的曝氣效果,處理(lǐ)效果也不好(hǎo),氧化溝處理工藝安(ān)裝的曝氣機也是能耗很(hěn)大的設備,生物膜法處理設備和活性汙泥法相比能耗(hào)較低,但目前應用較少,是(shì)以後需要大力推廣的處理工藝.。
5. 二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在汙泥的抽吸和汙水表(biǎo)明漂浮物的去除上.能耗比(bǐ)較低。
6. 汙泥處理
汙泥處理工藝中的濃縮池.汙泥脫水,幹燥都(dōu)要消耗大量的電能,汙(wū)泥處理單元的能量消耗(hào)是相當(dāng)大的(de),這些設備的電耗功率都很(hěn)大(dà)。
針對各個處理構築物的(de)節能途徑
1. 汙水提升泵房
汙水提升泵房要節省能耗,主要是考慮(lǜ)汙水提升泵如何進行電(diàn)能節約,正確科學的選泵,讓水泵工作在高效段是有(yǒu)效的手段,合理利用地形,減(jiǎn)少汙水的提升高度來降低(dī)水泵軸功率N也是有效(xiào)的辦法,定期對水泵進行維(wéi)護(hù),減少(shǎo)摩擦也可以降低電耗.。
2. 沉砂池
采用平流(liú)沉砂,避免采用需要動力設備的沉砂池,如平流沉砂池,采用重力排砂,避免使用機械排砂,這些措施都可大大節省能耗.。
3. 初次(cì)沉澱池
初次沉(chén)澱池的能耗較(jiào)低,主要能量消耗在排(pái)泥設備(bèi)上,采用靜水壓力法無疑會(huì)明顯降低能量的消(xiāo)耗.。
4. 生物處(chù)理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比(bǐ)較了(le)生物(wù)處理(lǐ)工藝流程,他們認為(wéi)處(chù)理設施大部分的能量消耗(hào)是發生在(zài)電機這類單(dān)一的設備上,因而節能(néng)應從提(tí)高全廠功率因數,選擇高(gāo)效機電設備及減(jiǎn)少高峰用(yòng)電要求等方麵入手,他(tā)們提出的節能措施(shī)既包括改善電機的電氣性能,也包括解決運轉的工藝問題,還包括汙水廠產物中的能量回收(Energy Recovery).。
曝氣係統的能耗相當大,對曝氣係統能耗能效的研究(jiū)總是涉及到曝(pù)氣設備(bèi)的改造和革新,新型的曝氣設備雖然層出(chū)不窮(qióng),但目前仍然可劃分為2類:
第1種是采用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法。
第2種是采(cǎi)用機械方(fāng)法攪動汙水促使(shǐ)大氣中的(de)氧溶於水的方法。
微孔曝(pù)氣.曝氣擴散頭的布局和曝氣係統的調節這些都是節能的有效措施,在傳統(tǒng)活性汙(wū)泥處理廠(chǎng)曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹沒式攪拌器混合的(de)節(jiē)能,生物(wù)除磷方案,這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗,如果(guǒ)算上混合用(yòng)能,節能也達到(dào)12%,自動控製係統的應用於汙水處理節能(néng),曝氣係(xì)統進行(háng)階段曝氣,溶解氧存在濃度梯度,既減少了能耗,又可以改善處理效果,減少汙泥量(liàng)。
生物膜法處(chù)理工藝采用厭氧處理可以明顯降低能量(liàng)的消(xiāo)耗(hào) 。
5. 二次沉澱池
二次沉(chén)澱池中對排(pái)泥設備的研究和排(pái)泥方式的(de)改善是降低能耗的有效方法。
6. 汙泥處(chù)理
汙泥處理係統節能研究主要集中於汙泥處理(lǐ)的能量回收,從汙水汙泥有(yǒu)機汙(wū)染(rǎn)物中回收能量用於處理過程早在上世紀(jì)初就已投入實踐,但能源危機(jī)之前一直不受重視,目前有(yǒu)兩(liǎng)種回收途徑:一是汙泥厭氧消化氣利用,一是汙泥焚燒熱的利用。
消化氣(qì)性質穩定,易於貯存,它可(kě)通(tōng)過內燃機或燃料電池轉(zhuǎn)化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化汙泥加熱(rè),因(yīn)此利用消化氣能解決汙水廠不同(tóng)程度的能(néng)量自(zì)給問(wèn)題,林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池(chí)兩種利用形式(shì),認為燃料電池能(néng)量利用率高,具有很好的發展前途,對(duì)消(xiāo)化氣(qì)的最大化利用是提高能效的主要(yào)方式,沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例,是大型汙水處理廠的沼氣綜合利(lì)用的可行途徑.。
另外一種能量回收方式是將(jiāng)城市固體廢物焚燒場建在汙(wū)水處理(lǐ)廠旁,將固廢(fèi)與(yǔ)汙水汙泥一起焚燒,獲(huò)得的(de)電能用於處理廠的運轉。
城市汙水處理(lǐ)的能耗分析(xī)研究與節能技術和(hé)手段的發展往往並不同步,由於汙水處理能量平衡分析(xī)方法研究的欠缺,節能措施的製訂和實施常常超(chāo)前,而多數節能途徑和手段常常由處理(lǐ)廠的操(cāo)作管理人員結(jié)合各處(chù)理設施實際情(qíng)況提出,具有經(jīng)驗性和個別性,不一定能適用於其他汙水廠甚至是(shì)工(gōng)藝相似的汙水廠,另(lìng)一方麵(miàn),從廣義上說,汙水處理學(xué)科領域的技術創新,新材料和新設備(bèi)的使用都蘊涵著節能增效的潛力,因而(ér)節能的途徑和手段往往是很寬泛的。
結論
汙水處理是能源密集(energy intensity)型(xíng)的綜合(hé)技術(shù),一段時期以來,能耗大.運行費用高一定程度上(shàng)阻礙了我國城市(shì)汙水處理廠的建設,建成的一些處理廠也因能(néng)耗原因處於停產(chǎn)和半停產狀態,在今(jīn)後相當(dāng)長的一(yī)段時期內,能(néng)耗問題將成(chéng)為城市汙水處理的瓶頸,能否解決耗汙水廠的能耗問題,合理進行能源分配,已經成為決定汙水處理廠運行效益好壞的關鍵因素,能耗是否較低,也(yě)是未來(lái)新的汙水處理廠可行性(xìng)分析的決定性因素,開發能效較(jiào)高的汙水處理技術,合理設計及運行汙水處理廠(chǎng),必將是未來汙水處理(lǐ)廠設計和運行的必由之路。