汙水處理系統汙水處理是使汙水達到排放水體或回用的水質要求，並對其進行凈化的過程。汙水處理廣泛應用於建築、農業、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等領域，也越來越多的進入了普通人的日常生活。以下是壹些常見的汙水處理系統。壹、SPR高濁度汙水處理系統多年來使用的傳統“壹級處理”和“二級處理”水處理技術和設備，已經難以滿足當今高濁度、高濃度汙水的凈化要求。新發明的“SPR高濁度汙水凈化系統”(美國發明專利)，將汙水的“壹級處理”和“三級處理”程序合二為壹，進入壹個SPR汙水凈化罐，30分鐘內，允許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度汙水，處理後出水懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度)；允許直接吸入CODcr為200mg/L ~ 800mg/L的高濃度有機汙水，處理後出水的CODcr可降至40 mg/L以下，僅用相當於常規壹、二級汙水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用，即可獲得三級處理水平的效果，實現城市汙水的再生回用。SPR汙水處理系統首先利用化學方法將溶解的汙染物從真實溶液中分離出來，形成具有固體界面的膠體顆粒或微小懸浮顆粒；選擇高效、經濟的吸附劑分離汙水中的有機汙染物和色度；然後通過微觀物理吸附的方法將汙水中的各種膠體顆粒和懸浮顆粒凝聚成大而密的絮體；然後依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設計的SPR高濁度汙水凈化器中，實現絮體和水的快速分離。清水經池體內自形成的致密懸浮泥層過濾後，達到三級處理水平，出水回用；汙泥在濃縮室中高度濃縮，定期加壓排出。由於含水率低，脫水性能好，汙泥可以直接送入機械脫水裝置，脫水後的泥餅還可以用來制作人行道瓷磚，避免了二次汙染。新發明的SPR汙水凈化技術以其工藝簡單可靠、投資和運行成本低、占地少、凈化效果好等優點，將為當今世界城市汙水的再利用開辟壹條新的途徑。城市汙水回用後，為城市提供了第二淡水水源，為城市的可持續發展提供了不可或缺的條件，其經濟效益和社會效益不可估量。SPR汙水處理系統的顯著技術特征是1。城市汙水與處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管、汙水泵葉輪、蛇形反應管和陶瓷球反應池的共同作用下完成的。根據紊流速度、混合時間和水力結構數據的設計，使混合物得到充分混合，為獲得最佳的混凝凈化效果和最大限度地節省藥劑創造了前提條件。這是過去常規的壹級處理和二級處理的水工建築物所無法做到的。2.SPR系統處理城市汙水時，五種以上的汙水處理劑及其最佳配方組合使用，汙水中溶解的有機汙染物、重金屬離子和有害鹽類通過化學反應從水中分離出來，成為具有固體界面的微小顆粒(它包含了汙水三級處理的功能)。其中還選擇了壹種吸附效果好、價格低的吸附劑來吸附有機汙染物和色度。消毒劑可在30分鐘內殺滅細菌和大腸桿菌。懸浮物和各種雜質通過混凝的物理和化學吸附作用凝聚成大而密的絮體。這樣，利用藥物發揮各藥物獨立作用的方式以及它們之間的交聯作用，就不同於常規的物理化學方法。而且SPR系統中使用的組合藥劑配方只能在SPR汙水凈化器及其具有非常精細的流體動力學參數設計的系統中充分發揮作用，而在常規液壓系統中是無法使用的。3.SPR系統裝置可以在大氣壓和流量計的幫助下，根據模擬試驗得到的配方準確投加混凝劑和絮凝劑，使藥劑不會因過量投加而殘留在凈化後的出水中，並且功耗很小。4.SPR汙水凈化器的內部結構是根據混凝機理精確設計的。形成的渦流和各部分合適的水流速度使膠粒碰撞次數最多，存在壹個混凝吸附所需的最佳流速環境。因此，在非常小的體積內獲得非常充分的凝結效果。這也是傳統液壓裝置無法比擬的。5.根據混凝形成絮體的實際情況，精確確定SPR汙水凈化器內部的水動力數據，使罐體中上部形成壹層厚達幾十厘米的致密懸浮泥層。所有凝結的汙水必須經過懸浮泥漿層的過濾，然後才能流向位於水箱上部的清水收集區。它在汙水深度處理過程中成功地發揮了極其重要的作用。這種濃密的懸浮泥層是由汙水中的汙泥和混凝劑本身形成的絮體組成的。隨著絮體自下而上的移動，泥層下表面增大增厚；同時，利用過濾水力學原理形成的罐體旁通流，引導懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶，上表層不斷減薄。這樣懸浮泥層的厚度就達到了動態平衡。當混凝後的出水自下而上通過懸浮泥層時，絮體濾層憑借界面的物理吸附和電化學特性以及範德華力的作用，攔截懸浮泥層上的懸浮膠粒、絮體、細菌細胞等所有雜質，使出水水質達到三級處理水平。由於泥層由高密度絮體組成，過濾效率遠高於常規砂層過濾；由於采用懸浮絮體泥層作為過濾層，過濾的水頭(阻力)損失很小，因此電耗遠低於常規砂層過濾、微孔過濾或反滲透膜過濾；由於濾泥層是在凈化過程中被汙水中的汙泥自動加入，自動帶走，即濾泥層本身不斷更新，濾泥層始終保持穩定的厚度，始終保持穩定的物理吸附和電化學吸附性能，因此可以獲得穩定的過濾效果。而且完全消除了傳統系統中必不可少的過濾層反沖洗以及反沖洗帶來的許多麻煩。這種結構和原理與汙水三級處理的常規過濾裝置完全不同。這裏沒有昂貴的反滲透膜過濾，微孔過濾，或者活性炭過濾裝置。因此，節省投資、低功耗、低運行成本是SPR系統的必然優勢。6.SPR系統中使用的絮凝劑也是壹種很好的汙泥助濾劑，所以最終從系統中排出的汙泥漿具有很好的脫水性能，可以直接泵入壓濾機進行脫水，不需要另外添加助濾劑。泥餅可以做成人行道地磚再利用，不會帶來二次汙染的問題。它沒有傳統生化方法產生的汙泥含水率高、脫水性能差的致命弱點。7.該型汙水凈化器已開啟處理含有大量有機汙染物和氨氮的汙水，如養豬場汙水、養雞場汙水、煤礦隧道汙水、生豬屠宰場汙水、高粱酒廠酒糟汙水、紡織印染汙水、再生紙造紙汙水、城市生活汙水等；還成功應用於高懸浮物含量汙水的凈化回用，如陶瓷廠汙水、墻地磚廠汙水、大理石打磨拋光汙水、洗煤汙水、燃煤鍋爐濕式除塵汙水、石英砂洗滌汙水等。各地權威檢測部門對汙水凈化器進出水的相關數據進行了檢測。檢測報告顯示，氨氮去除率可達85%，總氮去除率可達95%，有機氮去除率可達96%，BOD去除率可達95%，懸浮物去除率可達98.3%~99.6%，出水濁度可達3度(3 mg/L)以下。這是這套凈水系統在投資少、運行成本低的前提下，得到的出水指標。這是常規物化法和生化法的壹級和二級處理系統所不能達到的。除了發達國家有專門的城市生活汙水管道系統外，實際的城市汙水中往往混有大量的工業汙水。生物可降解性差，汙染物成分變化無規律、快是我們面臨的現實，但降解部分有機汙染物的微生物生長繁殖過程太長。因此，傳統的生化系統難以適應當今日益工業化城市的汙水。SPR系統具有處理多種工業汙水的適應性和物理化學方法的快速響應能力。易於通過自動化手段應對系統入口處汙水水質的變化，保持穩定的凈化效果。8.在SPR系統中投加殺菌消毒劑時，只要增加氯的投加量(不需要額外的設備)，氨就可以被氯氧化，進壹步提高汙水處理系統中氨氮的去除效率。9.如果SPR系統處理後的出水氨氮含量沒有達到嚴格的要求(如壹些發達國家或地區的排放標準設定在1mg/L以下)，可以串聯設置壹級離子交換裝置，通過斜發沸石離子交換柱最終去除氨氮。因為斜發沸石離子交換系統要求進口水的懸浮物含量應小於35 mg/L，否則會影響離子交換柱的功能和壽命，從而大大增加離子交換的運行成本。過去，常規的壹級和二級汙水處理裝置很難長時間穩定達到這樣的預處理水平，從而限制了離子交換法去除氨氮的廣泛應用。現在SPR汙水處理系統肯定能保證凈化後的出水懸浮物含量低於3mg/L(實際運行中，出水懸浮物含量多為1mg/L)，使得後續斜發沸石離子交換系統去除氨氮的負荷大大降低，交換柱的使用壽命將大大延長，即離子交換的運行成本將大大降低，充分發揮離子交換法去除氨氮的優勢。10.實際上SPR汙水凈化系統處理後的出水懸浮物含量小於3 mg/L，濁度小於3度(mg/L)，符合自來水標準，不會再堵塞輸水管道，並且已經做好了消毒處理。將這種出水送回城市各地，作為城市草坪綠地和樹木綠化的灌溉用水，是非常安全可靠的。SPR系統處理後的出水殘余氮含量已經很低了，所以作為植物生長養分的氮不需要去除，或者說不需要去除的那麽幹凈。因此，可以避免脫氮深度處理的投資和運行費用，既保證了環境質量，又為社會節約了大量資金。用這種再生水代替自來水作為城市綠化用水，將大大節約城市的淡水資源，減輕城市市政部門的供水壓力，也必將對城市整體經濟發展產生巨大效益。這是城市汙水回用的新概念。11.眾所周知，這種純物理化學的汙水處理系統受天氣、環境和人為因素的影響較小，操作人員對處理系統的控制能力和靈活性要比生化法好得多。二、連續循環曝氣汙水處理系統(CCAS)(壹)CCAS工藝簡介CCAS工藝，即連續循環曝氣系統，是壹種連續進水SBR曝氣系統。該工藝是在SBR(序批式反應器)的基礎上改進而來的。SBR工藝早在1914就已開發成功，但由於人工操作管理繁瑣、監控手段落後、曝氣器易堵塞等原因，難以在大型汙水處理廠推廣應用。SBR工藝通常被認為適合於小型汙水處理廠。20世紀60年代以來，自動控制技術和監控技術發展迅速，新型無堵塞微孔曝氣器也研制成功，為間歇式處理的廣泛使用創造了條件。65438-0968澳大利亞新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了“連續進水、周期排水、延長曝氣好氧活性汙泥工藝”。1986年，美國國家環保局正式認可CCAS為創新替代技術(I/A)，成為最先進的計算機控制生物除磷脫氮工藝。CCAS工藝對汙水預處理要求低，僅設置機械格柵和沈砂池，間距15mm。生物處理的核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物和懸浮物的功能全部完成，出水可以達標。預處理後的汙水連續進入反應池前部的預反應池，汙水中大部分可溶性BOD被活性汙泥微生物吸附，以低流速(0.03-0.05米/分鐘)從主反應區和預反應區隔墻下部的孔進入反應區。在主反應區按“曝氣、閑置、沈澱、潷水”的程序周期性運行，使廢水在“好氧-缺氧”的重復中脫碳、脫氮，在“好氧-厭氧”的重復中除磷。每個過程的持續時間和相應設備的運行都是由計算機根據預先編制好的可調節的程序來控制的。CCAS工藝獨特的結構和運行方式使其在技術上具有獨特的優勢:(1)曝氣時，汙水和汙泥處於完全理想的混合狀態，保證了BOD和COD的去除率，去除率高達95%。(2)“好氧-缺氧”和“好氧-厭氧”的重復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化，使氮磷去除率達到80%以上，出水指標合格。(3)沈澱時，整個CCAS反應池處於完全理想的沈澱狀態，出水懸浮物(SS)極低，低SS值也保證了除磷效果。CCAS工藝的缺點是每個池同時間歇運行，手動控制幾乎不可能。依靠計算機控制，對處理廠管理人員素質要求高，對設計、培訓、安裝、調試要求嚴格。(二)國內外城市汙水處理廠發展概況水是經濟發展和社會可持續發展的重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加，水汙染已成為壹個主要問題。城市汙水是目前江河湖泊水汙染的重要原因，是制約許多城市可持續發展的主要原因之壹。“環境保護”是中國的基本國策。2000年中國可持續發展戰略與對策目標要求城市汙水集中處理率達到20%。目前，我國正處於城市汙水處理的大發展時期，特別是隨著國家西部大開發戰略的實施，中西部地區的環境和生態保護已被提上議事日程。自200年前的工業革命以來，人們越來越重視城市生活汙水的處理。城市汙水處理率已經成為壹個地區文明與否的重要標誌。在過去的200年中，城市汙水處理從最初的自然處理和簡單的初級處理發展到利用各種先進技術對汙水進行深度處理和回用。處理工藝也從傳統的活性汙泥法、氧化溝法發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS法)等工藝，以滿足不同的出水要求。與國外發達國家相比，我國城市汙水處理起步較晚，目前城市汙水處理率僅為6.7%。我們在大力吸引國外先進技術、設備和經驗的同時，必須結合中國的發展，特別是當地的實際情況，探索適合中國實際情況的城市汙水處理系統。結合我國實際情況，借鑒國外先進技術和經驗，城鎮汙水處理廠建設應符合以下發展方向:(1)總投資省。中國作為發展中國家，經濟發展需要巨額資金，因此嚴格控制投資總量對國民經濟大有裨益。(2)運營成本低。運行費用是汙水處理廠正常運行的重要因素，也是判斷壹套工藝好壞的主要指標之壹。(3)它占據了壹個省。中國人口眾多，人均土地資源極其稀缺。土地資源是中國許多城市發展和規劃的重要因素。(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水環境的富營養化，汙水脫氮除磷已成為壹個亟待解決的問題。我國最新的國家汙水綜合排放標準(GB8978-1996)也明確規定適用於所有排汙單位，並且非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準。這意味著未來大部分城市汙水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術，特別是計算機技術和自動控制系統設備的出現和完善，為環保工程的發展提供了強有力的支持。目前，國外發達國家的汙水處理廠大多采用先進的計算機管理和自動控制系統，以保證汙水處理廠的正常運行和穩定合格的出水，而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也將是我國城市汙水處理廠的發展方向。(三)幾種處理系統的工藝比較為了選擇技術上最可靠、投資最經濟、管理最方便的城市汙水處理系統，結合當地實際情況，我們調查比較了國內外汙水處理廠的成熟經驗和發展趨勢。目前，國內外城市汙水處理廠大多采用壹級處理和二級處理。壹級處理采用物理方法，主要通過格柵攔截、沈澱等手段去除廢水中的大懸浮物和沙粒。這種處理工藝國內外都比較成熟，差別不大。二級處理采用生化方法，主要通過微生物的生命運動等手段去除廢水中的懸浮物、溶解性有機物、氮、磷等營養物質。目前，這種處理過程有多種方法。綜上所述，有代表性的工藝主要有傳統活性汙泥法、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR和CCAS工藝。目前，這些代表性工藝在國內外都有實際應用。3.農村生活汙水無動力多級厭氧復合生態處理系統農村生活汙水無動力多級厭氧復合生態處理系統技術適用於零售店的廚房、洗衣、洗浴等低濃度農村生活汙水的處理，尤其適用於不同地形或2-5戶的零售店的農村生活汙水。該技術可在眉山市青神縣黑龍鎮羅褚村和龍女村推廣使用。厭氧生物學專家G.lettinga教授斷言，厭氧處理生物技術如果配以合適的後處理方法，可以成為分散式生活汙水處理模式的核心手段。這種模式比傳統的集中處理方式更具可持續性和生命力，特別適合發展中國家。1.基本原理針對我國資金短缺、能源短缺、汙染日益嚴重的現狀，厭氧處理技術是壹項特別適合我國國情的技術。但由於厭氧本身沒有去除氮磷等營養物質的能力，汙水中的氮磷會使水體富營養化。同時，單純厭氧處理不能很好地去除病菌，厭氧出水總體上不能達到國家排放標準。因此，單獨的厭氧處理只能作為預處理，必須選擇合適的後續處理單元。基於上述背景，針對單戶或聯戶生活汙水的處理，基本形成了壹套成熟的厭氧處理與生態床相結合的方式，簡稱無動力多級厭氧復合生態處理系統。該系統主要由2 ~ 3格厭氧池和65，438+0格礫石、細土等大比表面積復合生態床組成，其中各池之間用管道連接，汙水在池內停留5 ~ 7天。經過厭氧處理後，生活汙水中的懸浮物可以沈澱下來，難降解的有機汙染物被厭氧微生物轉化為小分子有機物。復合生態床表面可以種植水生生物。復合生態床除了過濾外，還可以提高有機物的處理效果。壹是植物的生長改變了生態床的流態，生長中的植物根、莖對水流的阻礙有利於均勻布水，延長水力停留時間；第二，植物的根部創造了有利於各種微生物生長的微環境。植物根系的延伸會在植物根部附近形成壹個好氧微區，同時遠離根部的厭氧區含有大量可利用的碳源，提供了反硝化條件；第三，植物生長可以吸收各種養分，尤其是硝態氮。汙水經過厭氧“粗”處理後，後續“精”處理單元的負荷相對較小，可以節省生態床的占地面積。汙水經過厭氧反應器處理後，可以有效去除大部分懸浮物，還可以防止生態床堵塞。因此，這種組合不僅能有效去除有機物，還能有效解決目前汙水處理中氮磷均不能達標的問題。2.工藝流程無動力多級厭氧復合生態處理系統工藝流程如下:汙水-汙水收集系統(管道)-3格厭氧發酵處理池-復合生態床。工藝說明如下:(1)汙水收集系統壹般用於處理廚房和衛生間產生的汙水。下水道和汙水管道通過暗溝連接，井口設置格柵，去除較大顆粒。(2)處理池由厭氧發酵罐和復合生態床組成，壹體化結構厭氧發酵罐由三個單元組成。厭氧發酵的1格主要用於調節水量，也有壹定程度的水質均勻和初沈作用；第二、三格能有效降解汙水中的有機物，有利於復合生態床的處理。處理池總容積的計算:V=Q*T，其中V-升流式池的設計容積(m) Q-升流式池的預計處理水量(m /h) T-汙水在升流式池中的停留時間(h) T壹般為6-7天，V-目前農村已有3米和4.5米池型示範成功。(3)復合生態床結構復合生態床是處理系統中的主體結構，是由壹個或兩個滲濾池組成的長方形磚結構。池中充滿了基質，如礫石和人造土壤。(4)砂和人工土ⅰ的成分和厚度。砂層由不同粒徑的砂組成，壹般分為3 ~ 4層，砂由多孔無機基體組成，比表面積大。ⅱ人工土壤的選擇有很多種細菌、真菌、放線菌、藻類、原生動物等。它們是維持土壤和完成生態系統功能中物質和能量轉化不可缺少的組成部分。它們是土壤生態系統中物質和能量循環的分解者和轉換器。因此，人造土壤應選擇沙子、高肥力表土和泥炭為原料。人工土厚度壹般為10 ~ 20 cm。3.技術特點該處理系統工藝流程簡單，出水水質好，抗沖擊能力強，無需采用人工曝氣、汙泥回流、混合攪拌等措施，因此沒有大型處理機械和復雜的運行控制系統，操作極其簡單，不需要大量經過培訓的運行管理人員，非常適合我國農村地區對經濟、高效、節能、技術先進可靠的汙水處理技術的迫切需求。
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