微动力污水处理设备

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预处理工艺一般是作为其他工艺的辅助措施，先期对于超标较多，指标较高的物质进行减量或改变其性质，便于后续工艺的去除。
预处理技术主要是生物预处理和强氧化处理技术。
生物预处理技术的应用
生物预处理是通过生物作用来去除氨氮和部分有机物。微污染水源的生物预处理技术，在国内外的研究和应用已经有30多年的历史，并已经得到了人们的普遍的认同。作为微污染水源的预处理，生物处理的主要优点是：对去除NH3-N、NO2-N、AOC*，对有机物、色度、嗅味、TOC、浊度也有一定去除效果。缺点是占地大，处理效果对受水源水质和水温影响较大。
预氧化技术的应用
主要采用预氯化、预臭氧技术、高锰酸盐预氧化技术及二氧化氯预氧化技术。

预氯化
预氯化在国内已得到普遍使用，用于除藻和降解有机物，费用低廉，但氯与水中有机物生成的消毒副产物对人体非常有危害，应逐步取消在微污染水源中作为预处理的使用。
预臭氧
预臭氧技术主要用于消除地下水中的铁、锰和去除色度、嗅味，以及降解水中的高分子有机物，还被用于改善絮凝和澄清。预臭氧工程应用中，其主要目的是助凝，必要时考虑强化去除藻类、色度和有机污染物，臭氧投量一般为0.2～2.0mg/L。
有研究表明预臭氧控制消毒副产物的效果也比较稳定，在预臭氧投加量约1.0mg/L(0.23mgO3/mgDOC)的情况下，三卤甲烷前体物去除率约为23%，高藻期时藻类去除率高达47%。在臭氧预氧化处理过程中，臭氧不是通过降低水中有机物含量达到控制消毒副产物前体物，而是主要氧化攻击分子质量较大的疏水性有机物。这些有机物多数具有芳香性结构或者不饱和双键，易受攻击而断裂变小，转化为亲水性物质。臭氧预处理通过改变水中有机物的物理化学性质，降低水中有机物的氯化活性，从而达到控制消毒副产物生成量的目的。但需注意的是，当原水中含有较高浓度的溴离子时或臭氧投加过量时，臭氧预氧化使溴离子转变为溴酸根离子，并使水中溴代三卤甲烷、溴乙酸等浓度升高。
预臭氧工艺占地少，工艺效果不受季节、气温等因素影响，效果稳定。但臭氧需要现场制备，且运行成本较高。

高锰酸盐预氧化
高锰酸钾是一种强氧化剂，能够选择性地与水中有机污染作用，破坏有机物的不饱和官能团，20世纪60年代就被用于去除水中嗅味、色度等，效果良好。近年来又研制出高锰酸盐复合药剂，对地表水有显著的氧化助凝、除藻、除嗅味、去除微量有机污染物等效能，还可降低三卤甲烷生成势。高锰酸盐复合药剂在氧化过程中产生的中间态和新生态成分可强化去除水中微量有机污染物。此外，新生态二氧化锰对水中多种微量有机与无机污染物有吸附作用，可提高对水中多种有机污染物和重金属的去除效果。
二氧化氯预氧化
二氧化氯预氧化的应用还比较少，但二氧化氯预氧化对芳香烃类化合物都有比较好的去除效果，可以控制三卤甲烷(THMs)的形成，减少总有机卤的生成，对水中有色物质有很好的脱色作用。采用二氧化氯预氧化，形成的有机副产物较少且毒害作用较轻，无机副产物主要有亚氯酸盐、氯酸盐。有研究报道，亚氯酸盐和氯酸盐的不利影响主要在于它的强氧化性和对人体神经系统的毒害作用，长期饮用能导致贫血症等。目前这方面的研究有待于进一步深入。
二氧化氯也需要现场制备，而且根据不同的制备方法，需要严格控制反应条件，防止发生爆炸。二氧化氯用于预氧化去除有机物、铁及锰时，其投加量为1～1.5mg/L，具体投量需要根据水质情况确定。投加浓度必须控制在防爆浓度以下，必须设置安全防爆措施。凡与二氧化氯接触处应使用惰性材料;对每种药剂应设置单独的房间，并要有排除和容纳或渗漏药剂的措施。
微动力污水处理设备通过上述比较，可以看出，预臭氧工艺和生物预处理工艺的选用目的是不同的：预臭氧主要通过强氧化性来降解有机物和去除色度和嗅味;而生物预处理则是通过生物作用去除氨氮和部分有机物。另外，本工程地处黄河口，冬季气温低，采用生物预处理方法，处理有机物效果差，占地大，需要对池体保温，费用较高。如不保温，生物反应池排泥困难，影响运行。考虑实施加大污染治理力度后原水水质将有所改善，本次方案暂不考虑采用生物预处理，采用预氯化方法无疑会生成大量的加氯消毒副产物，对饮用水安全带来危害，高锰酸盐和臭氧预氧化相对经济，且对重金属的去除效果好，可以与后面的深度处理工艺统一考虑。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物体的合成，将有机污染物转变成无害的气体产物（CO2）、液体产物（水）以及富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀法固液分离，从净化后的污水中除去。
由此可见，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离，在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理并妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水厂的净化效果也就会被抵消掉。
各种机械处理、生物处理和污泥处理处置技术设备的选择与不同组合，以及构筑物的设计构成了各种各样的污水处理厂工艺和工程方案。设计人员的职责在于根据具体条件和处理水质目标把各种可能性灵活地结合起来，以便形成在经济上合算又具有实用价值的总体处理工艺流程，避免在几种局部性的定型处理法中简单比选。有关城市污水处理厂的主要工艺类型及工程方案的选择在后续部分将作进一步的讨论。

生物膜法
污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种好氧生物处理技术。它是土壤自净的人工强化，是使微生物群体附着在其他物体表面上呈膜状，并让它和污水接触而使之净化的方法。包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法等形式。优点：①对水量、水质变动有较强的适应胜；②在低水温条件下，也能够保持一定的净化功能；③宜于固液分离；④ 能够处理低浓度的污水；④动力费用低，产生的污泥量少。缺点：① 负荷低，占地面积大，不适用处理水量较大的污水；②滤料易于堵塞；③产生滤池蝇，影响环境卫生；④生物膜再生管理相对复杂。在我国只有少数几家污水处理厂使用该工艺，我市的殷家堡污水处理厂就是较早采用该工艺的污水处理厂之一，从三十多年的运行管理经验来看，该工艺确实运行费用低，但生物膜易脱落，且不易培养，在一定程度上增加了管理难度。

氧化塘
氧化塘是一种构造简单、易于维护管理、污水净化效果良好、节省能源的污水处理法。氧化塘对污水的净化过程和自然水体自净过程很相近，污水在塘内经较长时间的缓慢流动、贮存，通过微生物的代谢活动，使污水中的有机污染物降解，污水得到净化。据统计，目前*已有近5 0个国家采用氧化塘处理污水。氧化塘具有一些较为突出的优点：①可以充分利用地形，工程简易，基建投资省；②能够实现污水资源化，使污水净化与利用相结合；③污水处理成本低廉。但氧化塘也具一定的不足之处：① 占地面积大；②污水净化效果不稳定；③ 污泥应及时清除；④浮油应及时去除。
氧化沟在世界上应用也很广泛，我市北郊污水净化厂在2OO6年也采用了奥贝尔氧化沟工艺，经过一年的试运行，处理效果基本能达到原设计指标，对氮的去除率很高，但对磷的去除效果一般。氧化沟工艺相对普通活性污泥法，提高了混合液污泥浓度(M L s s)，降低了剩余污泥生成量。氧化沟有很多形式：卡鲁塞尔型、三沟式、合建式等等。一般用机械曝气器击动水面而充氧，曝气器有水平轴转刷型的，氧化沟的水深为3m左右，大水深不超过3．6m。有的氧化沟采用碟式或立轴倒伞曝气器。三沟式氧化沟在在某些污水厂中被应用，如香洲净化厂、深圳污水厂，这种氧化沟不另设二次沉淀池，进出水通过程序定时切换兼有曝气沉淀功能，不需要污泥回流，节省能耗和地建费用，但由于曝气设备利用率低，增加了设备费用。
由于可不设回流污泥装置运行管理简单，且氧化沟具有氧化塘的某些优点，并克服了氧化塘占地面积大，处理效果不稳定等缺点，应用有一定发展。合建式氧化沟是近年来开发出的一系列改型的总称，它们的特点是沉淀池与氧化沟合建，进水和曝气都连续不变，它同时具备了其它氧化沟的优点，达到基建费省，运行费用低，管理又简单方便。但是不论是何形式的氧化沟，都由于受水深不能过大的限制，在部分曝气器是满负荷运行等，致使其发展受到影响。

序批式曝气法(SBR法)
序批式曝气法(SBR)是一种古老的工艺，初是在一个池中间歇进水、间歇曝气，然后沉淀、排水、排泥，处理工序相当简化。如采用延时曝气的SBR法，还可省去污泥消化、沼气贮存利用工序，整个污水厂只需要几个构筑物。目前我国只在一些规模不大的城市污水厂应用，规模为每天10 0(~n3以下，但由于其突出的简易特点，已显示出管理简单、运行稳定等优点，引起人们广泛的重视。该工艺不仅工艺简单，而且对水量水质的变化有很强的适应性，可以省去调节池，不存在污泥膨胀的危险，污泥沉降性好，可以脱氮除磷，出水水质好，占地省，在一定规模下造价省，运行费用低。它的缺点是进水、曝气倒换频繁，且由于排出装置，国内尚未形成该工艺，发展有一定限制，一直未能推广。但仍是两种很有潜势的工艺，逐渐受到重视。
SBR工艺近年来发展很快，已出现多种改型，目前常用的有以下几种型式：①传统间歇进水，间歇曝气，这种型式对水量水质变化适应性强，水量变化很大，水型污水厂为适用。②连续进水，间歇曝气，对进水不加控制，但必须使其不影响沉淀。③双池串联，连续进水，前池连续曝气，后池间歇曝气，从后池往前池回流混合液以保持污泥浓度。后两种形式均为连续进水，可用于较大型污水处理厂。