現代汙(wū)水處理技術.按處理程度劃分可分(fèn)為一級丶二級和三級處理。
一級處理:主要去除汙水中呈懸浮狀態的固體汙染物質,物理處理法大部分隻能完成一級處理(lǐ)的要求,經過一級處理的汙水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準,一級處(chù)理屬於二級處理的預處理.。
二級處理:主要去除汙水中呈膠(jiāo)體和(hé)溶解狀態的有機汙(wū)染物質(BOD丶COD物質),去除率可達90%以上,使有機汙染物達到排放標準.。
三級處理:進(jìn)一步處理難降解(jiě)的有(yǒu)機物,氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無(wú)機物等,主要方法有生物脫氮除(chú)磷法,混凝沉澱法,砂率法,活性炭吸附(fù)法.離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格刪的(de)原汙水經過汙水提升(shēng)泵提(tí)升後,經過格刪或者篩率器,之(zhī)後進入沉砂池.經過砂水分離的汙水進(jìn)入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處(chù)理),初沉池的出水進入生物處(chù)理設備,有活性汙泥法和生(shēng)物膜(mó)法(fǎ),(其中活性汙泥法的反應器有曝(pù)氣池丶氧化溝等,生物膜法(fǎ)包括(kuò)生物濾池,生物轉盤,生物接觸氧(yǎng)化法和(hé)生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二(èr)級處理。
三級處理(lǐ):包括生物脫氮除磷法丶混凝沉澱法丶砂濾法丶活性炭吸附(fù)法丶離子交換法和電滲析(xī)法,二沉(chén)池的汙(wū)泥一部分回流至初次沉澱(diàn)池或者生物處理設備,一部分進入汙泥濃縮池,之後進入汙泥消化池,經過脫水和幹燥設備(bèi)後,汙泥被*後利(lì)用。
各個處理構築物的能耗分析
1. 汙水提升泵房
進入汙水處理廠的汙水經過粗格刪進入汙水提升泵房,之後被汙水泵提升至沉砂池的前池,水泵運行要消耗大量的能量,占汙水廠運行總能(néng)耗(hào)相當大的比例(lì),這與汙水流量(liàng)和要提升的揚程有關
2. 沉砂池
沉砂(shā)池的功能是去除比重(chóng)較大的無(wú)機顆粒,沉砂池一般設於(yú)泵站前,倒虹管前,以便減輕無機顆粒對水泵(bèng).管道的磨損(sǔn),也(yě)可設於初沉池前,以減輕沉澱池負荷及改善汙泥處理構築物的處(chù)理條件,常用的沉砂池(chí)有平流沉砂池,曝氣沉砂池.多爾沉砂(shā)池和鍾式沉砂池.
沉砂池中需(xū)要能量供應的主要是砂水分(fèn)離器和吸砂機,以及曝氣沉砂池的曝氣係統,多爾沉砂(shā)池和鍾式(shì)沉砂池的(de)動(dòng)力係(xì)統(tǒng).
3. 初次沉澱(diàn)池
初次沉(chén)澱池是一級汙水處理廠的主題處理構築物,或作為二級汙水處理廠的預處理構(gòu)築(zhù)物設在生物處理(lǐ)構築物的前麵,處理的對象是SS和部分BOD5,可改善生物處理構築物的運(yùn)行條件並降(jiàng)低其BOD5負荷,初(chū)沉(chén)池包括平流沉澱池,輻流沉澱池和豎流沉澱池.
初沉池的主要能耗設備(bèi)是(shì)排泥裝置,比如鏈帶式刮泥(ní)機丶刮泥撇渣機和吸泥泵等,但由於排泥周期的影響,初沉(chén)池的能耗是比較低的.。
4. 生物處理構築物
汙水生物處理單元過程耗(hào)能量要(yào)占汙水廠直接能耗相(xiàng)當大(dà)的比例,它和汙泥處理(lǐ)的單元過程耗能量之和占汙水(shuǐ)廠直接能耗的60%以上,活性汙泥法的曝氣(qì)係統的曝氣要消耗大量的電能(néng),其基本上是聯係運行的.且功率較大,否則(zé)達(dá)不到較好的曝氣(qì)效果,處理效果也不好,氧化溝處理工藝安裝的曝氣機(jī)也是能耗(hào)很大的設(shè)備,生物膜法處理設備和活性汙泥法相比能耗較低,但目前應用(yòng)較少,是以後(hòu)需要大力推廣的處(chù)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(de)抽吸(xī)和汙(wū)水表明漂浮物(wù)的去除上.能耗比較低。
6. 汙泥處(chù)理
汙泥處理工藝中的濃縮(suō)池.汙泥脫水,幹燥都要消耗大量的電能,汙泥處理單元的能量消耗是相當大的,這些設備的(de)電耗功率都很大。
針對各個處理構(gòu)築物的節(jiē)能途徑
1. 汙水提升泵房
汙水提升泵房要節省能耗,主要是考慮汙水提升泵如何進行電能節約,正確科學的選泵,讓水泵工作在高效段(duàn)是有效的(de)手段,合理利用地形,減少汙水的提升高度來降低水泵軸功(gōng)率N也是有效的辦法(fǎ),定期對(duì)水泵進行維護,減少摩擦也可以降低電耗(hào).。
2. 沉砂池(chí)
采用平流沉砂,避免采用需要動力(lì)設備的沉砂池,如平流沉砂池,采用重力排砂,避免使用(yòng)機械排砂,這些措施都可大大節省(shěng)能耗.。
3. 初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低,主要能量消耗在排泥設備上(shàng),采用靜水壓力法無疑會明(míng)顯降低能量的(de)消耗.。
4. 生物處理(lǐ)構築物
國外的學(xué)者通過能(néng)耗和費用效益分析比較(jiào)了生(shēng)物(wù)處理工藝流程,他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備(bèi)上,因而節能應從提高全廠功(gōng)率因數,選擇高效機電設備(bèi)及減少(shǎo)高峰用(yòng)電(diàn)要(yào)求等方麵入手,他們提(tí)出的節能措(cuò)施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(yán)究總是涉及到曝氣設備的(de)改造和革新,新型(xíng)的曝氣設備雖然層(céng)出不窮,但目前仍然可劃分為2類:第(dì)1種(zhǒng)是采用淹沒(méi)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(de)方法。第2種是采用機械(xiè)方法攪動汙水促使大氣中的氧溶於(yú)水的方法。
微孔曝氣.曝氣擴散頭的布(bù)局和曝氣係統的調節這些都是節能(néng)的有效措施,在傳統活性汙泥處理(lǐ)廠曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹沒式攪拌器混合的節能,生物除磷方案,這一簡單的改造可(kě)以節省近20%的曝(pù)氣能(néng)耗,如果算上混合用能(néng),節(jiē)能也達到12%,自動控製係統的(de)應用於汙水處理節能,曝氣係統進行(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(xiào)果,減少汙泥量。
生(shēng)物膜法處理工藝采用厭氧處理可以(yǐ)明顯降低能量的消耗 。
5. 二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥(ní)設備的研究和排泥方式的改善是降低能(néng)耗的有效方法。
6. 汙泥處理
汙泥處理係統節能研究主要集中於汙泥處理的能量回收,從汙(wū)水汙泥有機汙染物(wù)中回收能量用於(yú)處理過程早在上世(shì)紀初就已投入實踐,但能源危機之前一直不受重視,目前有兩種回收途徑:一是汙泥厭氧消化氣利用,一是汙泥焚燒熱的利用(yòng)。
消化氣性質穩定,易(yì)於貯存,它可通過內燃機或燃料電(diàn)池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化汙泥加熱,因此利用消化氣能解決(jué)汙水廠不同程度的能量自給問題,林榮忱等人比較了沼氣(qì)發電機和燃料電池兩種利用形式,認為燃料電池能量(liàng)利用率高,具有很好(hǎo)的發展前途,對(duì)消化氣的*大化利用是提高能效的主(zhǔ)要(yào)方式,沼氣發電(diàn)機組(zǔ)並網發電的(de)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用的可行途徑
另(lìng)外一種能量回收方式是將城市固體廢(fèi)物焚燒場建在汙水處理廠旁,將固廢(fèi)與汙水汙(wū)泥一起焚燒,獲得的電能用於處理(lǐ)廠的運轉。
城市汙水處理的能耗分(fèn)析研究與節能(néng)技術和手段的(de)發展往往並不同步(bù),由於汙水處理能(néng)量(liàng)平衡分析方法研究的欠缺,節能措施(shī)的製訂和實施常常超前,而多數節能(néng)途徑和(hé)手段(duàn)常常由處理廠的操作管理人員(yuán)結(jié)合各處(chù)理設(shè)施實際情況提出,具有經驗性和個別性,不(bú)一定能適用於(yú)其他汙水廠甚至是工藝(yì)相似的(de)汙水廠,另一(yī)方麵,從廣義上說,汙水處理學科領域(yù)的技術創新,新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增(zēng)效(xiào)的潛力,因而節能的途(tú)徑(jìng)和(hé)手段往往是很寬泛的(de)