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濰坊恒新環保水處理設備有限公司
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忻州的醫院污水處理裝置
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往并不同步.由于污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺.節能措施的制訂和實施常常超前.
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一、生化處理工段
生化處理是整個污水處理過程的核心，因此我們稱污水處理工藝是特指這部分，如氧化溝法、SBR法、A/O法等。污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的。目前大多數城市污水處理廠都采用活性污泥法。生化處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物（CO2）、液體產物（水）以及富含有機物的固體產物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀固液分離，從凈化后的污水中除去。
二、機械處理工段
機械（一）處理工段包括格柵、污水提升泵房、沉砂池、初沉池等構筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的原理在于通過物理法實現固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。機械（一）處理是所有污水處理工藝流程*工程（盡管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。
三、污泥處理工段
生化處理工段的污泥，先到污泥泵房，部分污泥回流至生化處理工段，另一部分污泥（剩余污泥）用污泥泵快速輸入到污泥濃縮池。污泥濃縮池濃縮一定時間后，上清液回流到污水提升泵房的集水池；濃縮后的污泥再回到另一格污泥調節池，用污泥泵提升到污泥脫水機房。污泥在脫水機房脫水后，制成泥餅外運。
四、A2/O法
1、A2/O生物脫氮除磷工藝是傳統活性污泥工藝、生物消化及反消化工藝和生物除磷工藝的綜合，其工藝流程圖如圖2。生物池通過曝氣裝置、推進器（厭氧段和缺氧段）及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段。在該工藝流程內，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2/O生物脫氮除磷系統的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。以上三類細菌均具有去除BOD5的作用，但BOD5的去除實際上是以反硝化細菌為主。
2、以氧化還原電位（ORP）和溶解氧（DO）為主要控制參數，來對曝氣系統、內回流系統、外回流系統、剩余污泥排放系統進行控制，以實現良好的除磷脫氮效果，有效地降低污水中的BOD5，同時zui大限度地節約能源，使整個系統高效穩定地運行。
氧化溝法
3、氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬于延時曝氣系統。
4、氧化溝利用連續環式反應池（Cintinuous Loop Reator，簡稱CLR）作生物反應池，混合液在該反應池中一條閉合曝氣渠道進行連續循環，氧化溝通常在延時曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環。
5、氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成，溝體的平面形狀一般呈環形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。其工藝流程圖如圖4。
6、隨著氧化溝工藝的發展，目前，在工程應用中比較有代表性的形式有：多溝交替式氧化溝（如三溝式、五溝式）及其改進型、卡魯塞爾氧化溝及其改進型、奧貝爾（Orbal）氧化溝及其改進型、一體化氧化溝等。
7、氧化溝法由于具有較長的水力停留時間，較低的有機負荷和較長的污泥齡。因此相比傳統活性污泥法，可以省略調節池，初沉池，污泥消化池，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為巧妙結合了CLR形式和曝氣裝置特定的定位布置，是氧化溝具有*水力學特征和工作特性。
五、常見的污水處理工藝
目前，常見的污水處理工藝有A2/O法、氧化溝法、R法、CASS法、CAST法、AB法、生物接觸氧化法（BOC）、曝氣生物濾池（ BAF）、生物膜法等。
六、CASS法
1、CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是循環活性污泥技術（CAST）的一種型式。其主要原理是：把序批式活性污泥法（R）的反應池沿長度方向分為兩部分，前部為預反應區，后部為主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，對進水水質、水量、pH和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程，完成對污水中有機物質的降解。CASS工藝同時能夠比較充分發揮活性污泥的降解功能。也能夠減輕二沉淀池的負荷，有利于提高二沉池固液分離效果。
2、 AB法
AB法（Adsorption Biodegradation）是一種新型的兩段生物處理工藝，與普通活性污泥法相比，它具有高效、穩定、節省能耗、造價低等優點。典型的AB工藝流程：污水——格柵——沉沙池——A段曝氣池——中間沉淀池（污泥回流至A段曝氣池）——B段曝氣池——二次沉淀池（污泥回流至B段曝氣池）——出水。AB法技術上的突破主要在A段：該段前省去了初沉池，A段曝氣池在高負荷[≥2kgBOD5/（kgMLSS•d）]、短停留時間（30min）、低溶解氧（0.5～1mg/L）、短泥齡（0.5～0.7d）的條件下運行。但是，目前對A段工藝的工作機理研究尚未取得突破性進展，例如A段工藝在無污泥再生的條件下卻能保持微生物的活性和良好的污泥沉降性能，這是傳統的微生物吸附氧化機理所不能解釋的。
七、R法工藝具有以下特點：
1、耐沖擊負荷。污水逐漸進入池內，被池內的水緩慢稀釋，污水與原池內的水的比例是逐漸提高的，所以耐水質變化的沖擊；
2、工藝運行簡單，基本實現無需搬運操作，進水、曝氣、沉淀、排水、閑置五道程序可由PLC實現程序控制，運行的程序也可根據水質變化情況重新編排，使本來十分繁瑣的操作變成全自動運行；
3、能耗低。由于池內溶解氧的交替變化，使溶解氧濃度梯度大，提高了氧的利用率。沒有污泥回流系統，節省了能耗，降低了運行費用；
4、出水水質好。池內水沉淀時是在水平流速為零的理想靜止狀態下沉淀，沉淀效果好。池內溶解氧值交替變化。沉淀排水時，溶解氧接近零，抑制了絲狀菌的生長，污泥沉淀性能好；
5、R可實現連續進水，污水量較小時只需設置一個池子即可運行，省去了污水流量隨時間變化分配的自動控制閥門，只設一臺潷水器，池子結構形式也更為簡單。
6、CAST工藝（Cyclic Activaled Sludge Technolohy）是一種循環活性污泥法，CAST系統是一個間隙式反應器，在此反應器中活性污泥法過程按曝氣和非曝氣階段不斷地重復進行，該法將生物反應過程和泥水分離過程在一個池子中進行。
7、CAST法的池子分三個區，即*擇區，兼氧區，主曝氣區；在選擇區中，廢水中的溶解性有機物質能通過酶反應機理而迅速去除，選擇區可以恒定容積，也可以變容積運行，多池系統的進水配水池也可用作選擇區，回流污泥中的硝酸鹽可在此選擇區中得到反硝化，選擇區的zui基本功能是防止產生污泥膨脹；兼氧區內微量曝氣，亦可調節曝氣區進行缺氧除磷；主曝氣區內主要進行降解有機物和硝化，同時也進行著硝化—反硝化過程。
8、CAST工藝是一種“充水和排水”活性污泥法，廢水按一定周期循環處理，CAST工藝是R工藝的改進型，其每一個循環有下列各個附段組成：充氣／曝氣、充水／沉淀、撇水、閑置。各個階段組成一個循環，并不斷重復循環，開始時，由于充水，池中水位由某一zui低水位開始上升，在經過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，以使活性污泥進行絮凝并在一個靜止的環境中沉淀,在完成沉淀階段后，由一個移動式撇水堰排出已處理的上清液，使水位下降至池子設定的zui低水位，然后再重復上述全過程。
八、R法
R是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同，R技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩態生化反應，靜置理想沉淀替代傳統的動態沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，R技術的核心是R反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統。
九、針對各個處理構筑物的節能途徑
1.污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗.主要是考慮污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是有效的手段.合理利用地形.減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法.定期對水泵進行維護.減少摩擦也可以降低電耗.
2.沉砂池
采用平流沉砂.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.初次沉淀池
初次沉淀池的能耗較低.主要能量消耗在排泥設備上.采用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗.
4.生物處理構筑物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程.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上.因而節能應從提高全廠功率因數.選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手.他們提出的節能措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.還包括污水廠產物中的能量回收(Energy
十、具有優良的污染物去除效果，較強的抗沖擊負荷能力，良好的脫氮除磷效果和投資及運轉費用較低等。
（1）運行費用低，耗電量低，可回收沼氣能源。經試驗證明，AB法工藝較傳統的一段法工藝節省運行費用20%~25%。。
（2）系統運行穩定。主要表現在：出水水質波動小，有*的耐沖擊負荷能力，有良好的污泥沉降性能。
（3）有較好的脫氮除磷效果。
（4）對有機底物去除效率高節能。
十一、Recovery).
1、曝氣系統的能耗相當大.對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新.新型的曝氣設備雖然層出不窮.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種是采用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶于水的方法.微孔曝氣.曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施.在傳統活性污泥處理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.這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗.如果算上混合用能.節能也達到12%.自動控制系統的應用于污水處理節能.曝氣系統進行階段曝氣.溶解氧存在濃度梯度.既減少了能耗.又可以改善處理效果.減少污泥量.
生物膜法處理工藝采用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗.
2、二次沉淀池
二次沉淀池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法.
3、污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中于污泥處理的能量回收.從污水污泥有機污染物中回收能量用于處理過程早在上世紀初就已投入實踐.但能源危機之前一直不受重視.目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用.一是污泥焚燒熱的利用.
4、消化氣性質穩定.易于貯存.它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能.廢熱還可回收于消化污泥加熱.因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題.林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式.認為燃料電池能量利用率高.具有很好的發展前途.對消化氣的zui大化利用是提高能效的主要方式.沼氣發電機組并網發電的研究和應用在國內已有應用實例.是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑.
5、另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁.將固廢與污水污泥一起焚燒.獲得的電能用于處理廠的運轉.
6、城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往并不同步.由于污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺.節能措施的制訂和實施常常超前.而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出.具有經驗性和個別性.不一定能適用于其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠,另一方面.從廣義上說.污水處理學科領域的技術創新.新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力.因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的
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