污水处理的方法和工艺流程介绍

　　污水处理按照处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

　　一级处理，属于物理处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

　　二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

　　三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

　　整个过程为通过粗格栅的原污水通过污水提升泵提升后，流经格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。

　　典型的五种工艺

　　(1)间歇活性污泥法(SBR)

　　间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR)，它由个或多个SBR池组成，运行时，废水分批进入池中，依次经历5个独立阶段，即进水、反应、沉淀、排水和闲置。进水及排水用水位控制，反应及沉淀用时间控制，一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异，一般为4～12h，其中反应占40%，有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和。比连续流法反应速度快，处理效率高，耐负荷冲击的能力强;由于底物浓度高，浓度梯度也大，交替出现缺氧、好氧状态，能抑制专性好氧菌的过量繁殖，有利于生物脱氮除磷，又由于泥龄较短，丝状菌不可能成为优势，因此，污泥不易膨胀;与连续流方法相比，SBR法流程短、装置结构简单，当水量较小时，只需一个间歇反应器，不需要设专门沉淀池和调节池，不需要污泥回流，运行费用低。

　　(2)吸附再生(接触稳定)法

　　这种方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在较短的时间里(10～40min)，通过吸附去除废水中悬浮的和胶态的有机物，再通过液固分离，废水即获得净化，BOD5可去除85%～90%左右。吸附饱和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池进一步氧化分解，恢复其活性;另一部分剩余污泥不经氧化分解即排入污泥处理系统。分别在两池(吸附池和再生他)或在同一池的两段进行。它适应负荷冲击的能力强，还可省去初次沉淀池。主要优点是可以大大节省基建投资，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，如制革废水、焦化废水等，工艺灵活。但由于吸附时间较短，处理效率不及传统法的高。

　　(3)氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式。

　　氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式。它的平面象跑道，沟槽中设置两个曝气转刷(盘)，也有用表面曝气机、射流器或提升管式曝气装置的。曝气设备工作时，推动沟液迅速流动，实现供氧和搅拌作用。与普通曝气法相比，氧化沟具有基建投资省，维护管理容易，处理效果稳定，出水水质好，污泥产量少，还有较好的脱N、P作用，适应负荷冲击能力强等优点。

　　(4)连续进水周期循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)

　　ICEAS反应器前部设有预反应区(占池容积的10%)。反应池由预反应区和主反应区组成，并实现连续进水，间歇排水。预反应区一般处在厌氧和缺氧状态，有机物在此被活性污泥吸附，该区还具有生物选择作用，抑制丝状菌生长，防止污泥膨胀。被吸附的有机物在主反应区内被活性污泥氧化分解。反应连续进水，解决了来水与间歇进水不匹配的矛盾。但该工艺沉淀效果较差、净化效果变差，易发生污泥膨胀，污泥负荷较低，反应时间长，设备容积增大，投资较大。

　　(5)生物脱氮除磷工艺(A/A/O)

　　污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为聚磷菌可以吸收小分子有机物(如VFA)，并以PHB的形式贮存在体内，其所需的能量来自聚磷链的分解。随后，废水进入缺氧区，反硝化细菌利用废水中的有机基质对随回流混合液带入的NO3-进行反硝化。废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，随后以剩余污泥的形式排出系统。系统中好氧区的有机物浓度较低，正有利于该区中自养硝化菌的生长。厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能;工艺简单，水力停留时间较短;SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀;污泥中磷含量高，一般为2.5%以上;厌氧-缺氧池只需轻缓搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度;沉淀池要避免发生厌氧-缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀;脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能提高。

　　污水处理项目建设过程

　　污水处理工程是城市市政建设、工业企业建设或排污达标治理的一个重要部分，其建设须按国家基本建设程序进行，现行的基本建设程序一般分编制项目建议书、项目可行性研究、项目工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收、运行调试和达标验收几个步骤。这些建设步骤基本包括了项目建设的全过程，它们也可划分为三个阶段。

　　第一阶段项目立项阶段。该阶段需根据城市市政规划或环境保护部门要求，分析项目建设的必要性和可行性。本阶段以确定项目为中心，一般由建设单位或其委托的设计研究单位编制项目建议书和项目可行性研究报告，通过国家计划部门、投资银行或企业计划部门论证便可获得立项，对于某些小规模项目，只编制污水处理工程方案设计，并通过投资部门的论证便可立项。第二阶段工程建设阶段。包括工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收等过程。

　　设计的前期工作

　　设计的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究报告(大型、重要的项目)或工程方案设计(小型、简单的项目)的文件形式表达，主要是论证水处理“title=”污水处理新闻专题“>污水处理项目的必要性、工艺技术的先进性与可靠性、工程的经济合理性，为项目的建设提供科学依据。可行性研究报告是国家投资决策的重要依据，主要内容如下。

　　①总论项目编制依据、自然环境条件(地理、气象、水文地质)、城市社会经济概况或企业生产经营概况;城市或企业的排水系统现状、污染源构成、污水排放量现状、污水水质现状、项目的建设原则与建设范围、污水处理厂建设规模、污水处理要求目标(设计进水、出水水质)。

　　②工程方案污水处理厂厂址选择及用地;污水处理工艺方案比较(比较方案工艺技术与总体设计、工艺构筑物及设备分析、技术经济比较)，处理水的出路(回用水深度处理工艺选择);工程近、远期结合问题;节能、安全生产与环境保护，推荐方案设计(污水污泥及回用水处理工艺系统平面及高程设计、主要工艺设备及电气自控、土建工程、公用工程及辅助设施);生产组织及劳动定员。

　　③工程投资估算及资金筹措工程投资估算原则与依据;工程投资估算表;资金筹措与使用计划。

　　④工程进度安排。

　　⑤经济评价总论(工程范围及处理能力、总投资、资金来源及使用计划);年经营成本估算;财务评价。⑥研究结论、存在问题及建议。

　　初步设计

　　初步设计的主要目的如下：①提供审批依据，进一步论证工程方案的技术先进性、可靠性和经济合理性;②投资控制，提供工程概算表，其总概算值是控制投资的主要依据，预算和决算都不能超过此概算值;③技术设计，包括工艺、建筑、变配电系统、仪表及自控等方面的总体设计及部分主要单元设计，各专业所采用的新技术论证及设计;④提供施工准备工作，如拆迁、征地三通(水、电、路)一平(墙)并与有关部门签订合同;⑤提供主要设备材料订货要求，即设备与主材招标合同的技术规格书的依据，包括污水、污泥、电气与自控、化验等方面设备与主材的工艺要求、性能、技术规格、数量。初步设计的任务包括确定工程规模、建设目的、投资效益，设计原则和标准、各专业个体设计及主要工艺构筑物设计、工程概算、拆迁征地范围和数量、施工图设计中可能涉及的问题及建议。初步设计的文件应包括设计(计算)说明书、工程量、主要设备与材料、初步设计图纸、工程总概算表。初步设计文件应能满足审批、投资控制、施工图设计、施工准备、设备订购等方面工作依据的要求。

　　1.初步设计

　　(1)设计依据①可行性研究报告的批准文件;②建设单位(甲方)的设计委托书;③其他有关部门的协议和批件;④建设单位(甲方)提供的设计资料清单(名称、来源、单位、日期)。

　　(2)城市或企业概况及自然条件①城市现状与总体规划，或企业生产经营现状及发展。②自然条件方面资料a.气象，包括气温、湿度、雨量、蒸发量、冰冻期及冻土深度冰温、风向等;b.水文，包括地表水体的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地质，包括水处理”title=“污水处理新闻专题”>污水处理厂建址地区的地质钻孔柱状图、地基承载能力、地震等级等。③有关地形资料，包括污水处理厂及相关地区的地形图。·④城市污水排放现状及环境污染问题。

　　(3)处理要求污水排放应达到国家的排放标准或环境保护部门要求。

　　(4)工程设计①设计污水处理水质水量在分析排水系统污水的平均流量、高峰流量、现状流量、预期流量等水量资料基础上，确定污水处理厂设计规模(包括2012年处理能力和总处理能力);根据城市或企业排污状况，在分析主要污染源(必要时作一定时间污染源监测)和混合污水现状监测资料的基础上，确定污水厂设计进水水质指标。②厂址选择说明结合城市现状和总体规划，具体说明厂址选择的原则和理由，并说明已选厂址的地形、地质、用地面积及外围条件(即三通一平)③工艺流程的选择说明主要说明所选工艺方案的技术先进性、合理性，尤其要说明所采用新技术的优越性(技术经济方面)和可靠性(技术方面)o④工艺设计说明说明所选工艺方案初步设计的总体设计(平面和高程布置)原则，并说明主要工艺构筑物的设计(技术特征、设计数据、结构形式、尺寸)⑤主要处理设备说明说明主要设备的性能构造、材料及主要尺寸，尤其是新技术设备的技术特征、构造形式、原理、施工及维护使用注意事项等。

　　(5)处理厂内辅助建筑(办公、化验、控制、变配电、药库、机修等)和公用工程(供水、排水、采胶、道路、绿化)的设计说明

　　(6)处理厂自动控制和监测设计说明

　　(7)处理厂污水和污泥的出路

　　(8)存在的问题及对策建议

　　2.工程量列出本工程各项构(建)筑物及厂区总图所涉及的混凝土量、钢筋混凝土土量、建筑面积等。

　　3.设备和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的设备和主要材料清单(名称、规格、材料、数量)。

　　4.工程概算书说明概算编制依据、设备和主要建筑材料市场供应价格、其他间接费情况等。列出总概算表和各单元概算表。说明工程总概算投资及其构成。

　　5.设计图纸各专业(工艺、建筑、电气与自控)总体设计图(总平面布置图、系统图)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工艺构筑物设计图(平面、竖向)，比例尺(1：100)~(1：200)。

　　施工图

　　施工图设计在初步设计或方案设计批准之后进行，其任务是以初步设计的说明书和图纸为依据，根据土建施工、设备安装、组(构)件加工及管道(线)安装所需要的程度，将初步设计精确具体化，除水处理“title=”污水处理新闻专题“>污水处理厂总平面布置与高程布置、各处理构筑物的平面和竖向设计之外，所有构筑物的各个节点构造、尺寸都用图纸表达出来，每张图均应按一定比例与标准图例精确绘制。施工图设计的深度，应满足土建施工、设备与管道安装、构件加工，施工预算编制的要求。施工图设计文件以图纸为主，还包括说明书、主要设备材料表。

　　1.施工图设计说明书

　　①设计依据初步设计或方案设计批准文件，设计进出水水质。②设计方案扼要说明污水处理、污泥处理及气体利用的设计方案，与原初步设计比较有何变更，并说明理由，设计处理效果。③图纸目录、引用标准图目录。④主要设备材料表。⑤施工安装注意事项及质量、验收要求。必要时另外编制主要工程施工方法设计

　　2.设计图纸

　　(1)总体设计①污水处理厂总平面图比例尺(1：100)~(1：500)，包括风玫瑰图、坐标轴线、构筑物与建筑物、围墙、道路、连接绿地等的平面位置，注明厂界四角坐标及构(建)筑物对角坐标或相对距离，并附构(建)筑物一览表、总平面设计用地指标表、图例。②工艺流程图又称污水污泥处理系统高程布置图，反映出工艺处理过程及构(建)筑物间的高程关系，应反映出各处理单元的构造及各种管线方向，应反映出各构(建)筑物的水面、池底或地面标高、池顶或屋面标高，应较准确地表达构(建)筑物进出管渠的连接形式及标高。绘制高程图应有准确的横向比例，竖向比例可不统一。高程图应反映原地形、设计地坪、设计路面、建筑物室内地面之间的关系③污水处理厂综合管线平面布置图应标示出管线的平面布置和高程布置，即各种管线的平面位置、长度及相互关系尺寸、管线埋深及管径(断面)、坡度、管材、节点布置(必要时做详图)、管件及附属构筑物(闸门井、检查井)。必要时可分别绘制管线平面布置和纵断面图。图中应附管道(渠)、管件及附属构筑物一览表。

　　(2)单体构(建)筑物设计图各专业(工艺、建筑、电气)总体设计之外，单体构(建)筑物设计图也应由工艺、建筑、结构(土建与钢)、电气与自控、非标准机械设备、公用工程(供水、排水、采暖)等施工详图组成。①工艺图比例尺(1：50)~(1：100)，表示出工艺构造与尺寸、设备与管道安装位置与尺寸、高程。通过平面图、剖面图、局部详图或节点构造详图、构件大样图等表达，应附设备、管道及附件一览表，必要时对主要技术参数、尺寸标准、施工要求、标准图引用等做说明。②建筑图比例尺(1：50)~(1：100)，表示出水平面、立面、剖面的尺寸、相对高程，表明内、外装修材料，并有各部分构造详图、节点大样、门窗表及必要的设计说明。③结构图比例尺(1：50)~(1：100)，表达构(建)筑物整体及构件的结构构造、地基处理、基础尺寸及节点构造等，结构单元和汇总工程量表，主要材料表，钢筋表及必要的设计说明，要有综合埋件及预留洞详图。钢结构设计图应有整体装配、构件构造与尺寸、节点详图，应表达设备性能，加工及安装技术要求，应有设备及材料表。④主要建筑物给水排水、采暖通风、照明及配电安装图。

　　(3)电气与白控设计图①厂(站)区高、低压变配电系统图和一、二次回路接线原理图包括变电、配电、用电、启动和保护等设备型号、规格和编号。附材料设备表，说明工作原理，主要技术数据和要求。②各种控制和保护原理图与接线图包括系统布置原理图。引出或列入的接线端子板编号、符号和设备一览表以及运行原理说明。③各构筑物平、剖面图包括变电所、配电间、操作控制间电气设备位置、供电控制线路铺设、接地装置、设备材料明细表和施工说明及注意事项。④电气设备安装图包括材料明细表、制作或安装说明。⑤厂(站)区室外线路照明平面图包括各构筑物的布置、架空和电缆配电线路、控制线路和照明布置。⑥仪表自动化控制安装图料明细表，以及安装调试说明⑦非标准配件加工详图

　　(4)辅助设施设计图辅助与附属建筑物建筑、结构、设备安装及公用工程，如办公、仓库、机修、食堂、宿舍、车库等施工设计图。

　　(5)非标准设备设计图某些简单金属构件的设计详图可附于工艺设计图中。但由几种不同形式的零配件、构件组成的成套设备，又没有现成的设备可使用，其功能较独立，构造较复杂，加工不简单的设备或大型钢结构处理装置，应视为非标准设备，专门进行施工(制作、安装)图设计。①总装图表明构件零配件相互之间组装位置、制作加工与安装的技术要求、设备性能、使用须知及其他注意事项，必要时应有节点详图，附构件、零配件一览表。②部件图表明构件加工制作详图、组装图、制作和装配精度要求。③零件图零件的加工制作详图，须说明加工精度、技术指标、材料、数量等。

　　①工程设计项目立项后，设计单位根据审批的可行性研究报告进行施工图设计，其任务是将可行性研究报告确定的设计方案的具体化，要将水处理”title=“污水处理新闻专题”>污水处理厂(站)区、各处理构(建)筑物、辅助构(建)筑物等的平面和竖向布置，精确地表达在图纸上，其设计深度应能满足施工、安装、加工及施工预算编制要求。在施工图设计之前，可能还需进行扩大初步设计，进一步论证技术的可靠性、经济合理性和投资的准确性。

　　②工程设备招投标是经过比较投标方的能力、技术水平、工程经验、报价等，来选定工程施工单位和设备供应单位的过程，该过程是保证工程质量和节省工程投资的基础

　　③工程施工是项目建设的实现阶段，包括土建施工、设备加工制造及安装的全过程。本阶段设计人员应向施工单位和设备供应单位进行技术交底，施工单位要按设计图纸施工，施工人员发现问题或提出合理化建议，应经过一定手续才能变动，施工时，为了总结设计经验，应及时解决施工中出现的技术问题，或根据具体情况对设计作必要的修改和调整，设计人员要有计划地配合参加施工。对一般设计项目，指派主要设计人员到施工现场，解释设计图纸，说明工程目的、设计原则、设计标准和依据，提出新技术的特殊要求和施工注意事项;对重大或新技术项目，必要时应派现场设计代表，随时解决施工中存在的设计问题。

　　④竣工验收是全面检查设计和施工质量的过程，其核心是质量，不合格工程必须返工或加固。第三阶段项目验收阶段，包括联动试车、运行调试、达标验收等过程。联动试车由施工单位、设备供应单位、建设单位共同完成，检查设备及其安装的质量，以确保能正常投入使用。试运行的目的是要确保处理系统达到设计的处理规模和处理效果，并确定最佳的运行条件，对于生物处理系统，往往要用较长时间来完成“培菌”任务。达标验收是由环境保护部门检验处理系统出水是否达到排放标准。污水处理工程的设计内容设计工作按建设项目所处理的对象不同可划分为城市污水处理厂工程设计和工业企业废水处理站工程设计，由于污水来源、性质、水量及处理工艺方面差别较大，使其设计工作亦有所不同。设计工作按建设项目技术的复杂程度可划分为两个阶段(初步设计和施工图设计)或一个阶段(施工图设计);同样可按污水处理规模大小或重要性划分为两阶段设计或一阶段设计。技术复杂、处理规模大、重要的项目一般按两阶段设计，技术复杂程度、处理规模、重要性均小的按一阶段设计。两阶段设计时，必须在上阶段设计文件得到上级主管部门批准后方允许进行下阶段的设计工作。