現代汙水處理技術.按處理程度劃分可分為一級(jí)丶二級和三級(jí)處理。
一級處理:主(zhǔ)要去除汙水中(zhōng)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的要求(qiú),經過一級處理的汙水,BOD一般可去除30%左右,達(dá)不到排放標準,一級處理屬於二級處理的(de)預處理.。
二級處理:主要去除汙水中(zhōng)呈膠體和溶解狀態的有機汙染物質(BOD丶COD物(wù)質),去除率可達90%以上,使有機汙染物(wù)達到排放標準.。
三級處理:進一步(bù)處理難降解的有(yǒu)機物,氮和磷等(děng)能夠導致(zhì)水體(tǐ)富營養化的可溶性無機物等,主要方法有(yǒu)生物脫氮除磷法(fǎ),混凝沉澱法,砂率法,活(huó)性炭吸附法.離子交換(huàn)法和電滲分析法等。
整個(gè)過程為通過粗格刪的原汙水經過汙水提升泵提升後,經過格刪或者篩率器,之後進入沉砂池(chí).經過砂水分離的汙水進入初次沉(chén)澱池,以上為一級處理(lǐ)(即物理處理),初沉池的(de)出水進入生物處理(lǐ)設備,有活性汙泥法和生物膜法,(其中活性汙泥法的反應器(qì)有曝氣池丶氧(yǎng)化溝等,生物膜法包括生物濾池,生物轉盤,生(shēng)物接觸氧化法和(hé)生(shēng)物流化床(chuáng)),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(xiāo)毒排放(fàng)或者進入三(sān)級處理,一級處理結束到此為二級處理。
三級(jí)處理:包括生(shēng)物脫(tuō)氮(dàn)除磷法丶混凝(níng)沉澱法丶砂濾法丶活性炭吸附法丶離子交(jiāo)換法和電滲析法,二沉池的汙泥一部分回流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分(fèn)進入汙泥濃縮池(chí),之後進入(rù)汙(wū)泥消(xiāo)化池,經過脫水和幹燥設備後(hòu),汙(wū)泥(ní)被*後(hòu)利(lì)用(yòng)。
各個處理(lǐ)構築物的能耗分析
1. 汙水提(tí)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(bèi)汙水泵提升(shēng)至沉砂池的(de)前池,水泵運行要消耗大量的能量,占汙水廠運(yùn)行總能耗相當大的比(bǐ)例,這與汙水流(liú)量和要提升的揚程有關
2. 沉砂池
沉砂池的功能(néng)是去除比重較大的(de)無機顆(kē)粒,沉砂池(chí)一(yī)般設於泵站前,倒(dǎo)虹管前(qián),以便減輕無機(jī)顆(kē)粒對水(shuǐ)泵.管道(dào)的磨損,也可設於初沉池前,以減輕沉澱池(chí)負荷及改善汙泥處理構築物的處理條件,常(cháng)用的沉砂池有平流沉砂池,曝氣沉砂池.多爾沉砂池和鍾式沉砂池.
沉砂池中(zhōng)需要能量供應的主(zhǔ)要是砂水分離器和吸砂機,以及曝氣沉砂池的曝氣係統,多爾沉(chén)砂池和鍾式沉砂池的動(dòng)力係統.
3. 初次沉澱池
初次沉澱池(chí)是(shì)一級汙水(shuǐ)處理廠的主題處理構築物,或作為二級汙水(shuǐ)處理廠的預處(chù)理(lǐ)構築物設在生物處(chù)理構築物的前麵(miàn),處理的對象是SS和部(bù)分BOD5,可(kě)改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷,初(chū)沉池包括平流沉澱池,輻流沉澱池和豎流沉澱池.
初沉池的主(zhǔ)要能耗設備是排泥裝置,比如鏈帶式刮泥機丶刮泥撇渣機和吸(xī)泥泵等,但由於排泥周期的影響(xiǎng),初沉池的能耗是比較低(dī)的.。
4. 生(shēng)物處理構築物
汙水生物處理單元過程耗能量要占汙水廠直接(jiē)能耗相當大的比例,它和汙泥處理的單(dān)元(yuán)過程耗能量之和(hé)占汙水廠直接能耗的60%以上,活(huó)性汙(wū)泥法的曝氣係(xì)統的曝氣(qì)要消耗大量的電能(néng),其基(jī)本上是聯係運行的.且(qiě)功率較大,否則達不到較好的曝氣效果,處理效果也不好,氧化溝處理工藝安裝的(de)曝氣機也是能耗很大的設(shè)備,生物膜法處理設備和活(huó)性汙泥法相比能(néng)耗較低,但(dàn)目前應用較少,是以後需要大力推廣的處(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抽吸和汙水表明漂浮物的去除上.能耗比較低。
6. 汙泥處理
汙泥(ní)處理工(gōng)藝中的濃縮池.汙泥脫(tuō)水,幹燥都要消耗大量(liàng)的電能,汙泥處理單元的能量消耗(hào)是相當大的,這些設備的電耗功率都很大。
針對(duì)各個處理構築物的節能途(tú)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(shēng)泵如何進行電能節約,正確科(kē)學的選(xuǎn)泵,讓水泵工作在高效段是有效的手(shǒu)段,合理利用地(dì)形,減(jiǎn)少(shǎo)汙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(shuǐ)泵進行(háng)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(lì)設備的沉(chén)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. 初次沉澱(diàn)池
初次沉澱池的能耗較低,主(zhǔ)要能(néng)量消耗在排泥設備上,采用靜水(shuǐ)壓力(lì)法無疑會明顯降低能量的消耗.。
4. 生物處理構築物
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(yì)流程(chéng),他們認為處理設施大部(bù)分的能量消耗是發(fā)生在電機這(zhè)類單(dān)一的設備(bèi)上,因而(ér)節能應從提高全廠功率因數,選擇(zé)高效機電設備及(jí)減少高峰用電要求等方麵入手,他們提出的節能措施既包(bāo)括改善電機的電氣(qì)性能,也包括解決運轉的工藝(yì)問題,還(hái)包括汙水(shuǐ)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(néng)效的研究總(zǒng)是涉及到曝氣設(shè)備的改造和革新,新型的曝(pù)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(méi)式的多孔擴散頭(tóu)或空氣噴嘴產(chǎn)生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液(yè)的方法(fǎ)。第2種是采(cǎi)用機械方法攪動汙水促使(shǐ)大氣中的氧溶於水的方法。
微孔曝氣.曝氣擴散頭的布局和曝氣(qì)係統的(de)調節這些(xiē)都是節能的有效(xiào)措施,在傳統活性汙泥(ní)處理廠(chǎng)曝氣池中辟出前端厭氧區,用淹(yān)沒式(shì)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(qì)能耗,如(rú)果算上混合用(yòng)能,節能也達到12%,自動控製(zhì)係統的應用於汙水處理節能,曝氣(qì)係統進行階段曝(pù)氣,溶解氧存在濃度梯度(dù),既減少了(le)能耗,又可以改(gǎi)善處理效果,減少汙泥量。
生物膜(mó)法處理工藝采用厭(yàn)氧處理(lǐ)可以明顯(xiǎn)降低能量的消耗 。
5. 二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備(bèi)的研究和排泥方式的(de)改善是降低能耗的有效方法。
6. 汙泥處理
汙泥處理係統節能研究主要集中於(yú)汙泥處理的能量回收,從汙水汙泥有機汙染(rǎn)物中回收能(néng)量用於處理過程早在(zài)上世紀初就已投入實踐,但能源危機之前一直(zhí)不受(shòu)重(chóng)視,目(mù)前有兩種回收途徑:一是汙泥(ní)厭氧消化氣利用(yòng),一是汙泥焚燒熱的利用。
消化氣性質穩定,易於貯存,它可通過(guò)內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收於消化汙泥(ní)加熱,因(yīn)此利用消化氣能解決汙水廠不同程度的能量自給問題,林榮忱等(děng)人比較了(le)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(gāo),具有很好的發展前途,對消化氣的*大化利(lì)用是提高(gāo)能效的主要方式,沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內(nèi)已有應用實(shí)例,是大型汙水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑
另外一種能量回(huí)收方式是將城市固體廢物焚燒場建在汙水處理廠旁,將固廢與汙水汙泥一(yī)起焚燒,獲得的電能用(yòng)於處理廠的運轉。
城市汙水處理的能耗分析研究與(yǔ)節能技術和手段的發(fā)展往往並不同步,由於汙水處理能量(liàng)平衡分析方法研究的(de)欠缺,節能措施的(de)製訂和實施常(cháng)常超前,而多數節能途徑和(hé)手段常常由處理廠的操作管理人員結合(hé)各處理設施實際情況提出,具有經驗(yàn)性和個別性,不一定能適用於其他汙水廠甚(shèn)至是工藝相似的汙水廠,另一方麵,從廣義上說,汙水處理學科(kē)領域的技術(shù)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(wǎng)往是很寬泛的