污水處理廠的工藝流程

污水處理廠的工藝流程

現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和

三級處理。

一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物

理處理法大部份只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理的

污水，BOD普通可去除30%擺布，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級處

理屬于二級處理的預(yù)處理。

二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物

質(zhì)（BOD,COD物質(zhì)），去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)

到排放標(biāo)準(zhǔn)。

三級處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е?/p>

水體富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷

法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電

滲分析法等。

整個過程為通過粗格刪的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)

過格刪或者篩率器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水

進(jìn)入初次沉淀池，以上為一級處理（即物理處理），初沉池的

出水進(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，（其中

活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣混74t溝等，生物膜法包括生

物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床），生物

處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過消毒排

放或者進(jìn)入三級處理，一級處理結(jié)束到此為二級處理，三級

處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸

附法，離子交換法和電滲析法。

二沉池的污泥一部份回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，

一部份進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過脫水和

干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。

以上是污水處理廠處理工藝的基本流程，流程圖見下頁圖

O

二.各個處理構(gòu)筑物的能耗分析

1.污水提升泵房

進(jìn)入污水處理廠的污水經(jīng)過粗格刪進(jìn)入污水提升泵房，之后

被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵運(yùn)行要消耗大量的能

量，占污水廠運(yùn)行總能耗相當(dāng)大的比例，這與污水流量和要

提升的揚(yáng)程有關(guān)。

2.沉砂池

沉砂池的功能是去除比重較大的無機(jī)顆粒。沉砂池普通設(shè)于

泵站前、倒虹管前，以便減輕無機(jī)顆粒對水泵、管道的磨損；

也可設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑

物的處理?xiàng)l件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、

多爾沉砂池和鐘式沉砂池。沉砂池中需要能量供應(yīng)的主要

是砂水分離器和吸砂機(jī)，以及曝氣沉砂池的曝氣系統(tǒng)，多爾

5.二次沉淀池

二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂

浮物的去除上，能耗比較低。

6.污泥處理

污泥處理工藝中的濃縮池，污泥脫水，干燥都要消耗大量的

電能，污泥處理單元的能量消耗是相當(dāng)大的，這些設(shè)備的電

耗功率都很大。

三.針對各個處理構(gòu)筑物的節(jié)能途徑

1.污水提升泵房

污水提升泵房要節(jié)省能耗，主要是考慮污水提升泵如何進(jìn)行

電能節(jié)約，正確科學(xué)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(jìn)行維護(hù)，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(shè)備的沉砂池，如平流沉

砂池。采用重力排砂，避免使用機(jī)械排砂，這些措施都可大

大節(jié)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(shè)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(gòu)筑物

國外的學(xué)者通過能耗和費(fèi)用效益分析比較了生物處理工藝

流程，他們認(rèn)為處理設(shè)施大部份的能量消耗是發(fā)生在機(jī)電這

類單一的設(shè)備上,于是節(jié)能應(yīng)從提高全廠功率因數(shù)、選擇高

效機(jī)電設(shè)備及減少高峰用電要求等方面入手。他們提出的節(jié)

能措施既包括改善機(jī)電的電氣性能，也包括解決運(yùn)轉(zhuǎn)的工藝

問題，還包括污水廠產(chǎn)物中的能量回收(Energy

Recovery)。

曝氣系統(tǒng)的能耗相當(dāng)大，對曝氣系統(tǒng)能耗能效的研究總是涉

及到曝氣設(shè)備的改造和革新。新型的曝氣設(shè)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(kuò)散

頭或者空氣噴嘴產(chǎn)生空氣泡將氧氣傳遞進(jìn)水溶液的方法，第2

種是采用機(jī)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(kuò)散頭的布局和曝氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)這些都是節(jié)

能的有效措施。在傳統(tǒng)活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭

氧區(qū)，用淹沒式攪拌器混合的節(jié)能、生物除磷方案。這一簡

單的改造可以節(jié)省近20%的曝氣能耗,如果算上混合用能,節(jié)

能也達(dá)到12%。自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用于污水處理節(jié)能，曝氣

系統(tǒng)進(jìn)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。

5.二次沉淀池

二次沉淀池中對排泥設(shè)備的研究和排泥方式的改善是降低

能耗的有效方法。

6.污泥處理

污泥處理系統(tǒng)節(jié)能研究主要集中于污泥處理的能量回收。從

污水污泥有機(jī)污染物中回收能量用于處理過程早在上世紀(jì)

初就已投入實(shí)踐，但能源危機(jī)之前向來不受重視。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。

消化氣性質(zhì)穩(wěn)定、易于貯存，它可通過內(nèi)燃機(jī)或者燃料電池轉(zhuǎn)

化為機(jī)械能或者電能,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(fā)機(jī)電和燃料電池兩種利用形式，認(rèn)為燃料電

池能量利用率高,具有很好的發(fā)展前途。對消化氣的最大化

利用是提高能效的主要方式。沼氣發(fā)機(jī)電組并網(wǎng)發(fā)電的研究

和應(yīng)用在國內(nèi)已有應(yīng)用實(shí)例，是大型污水處理廠的沼氣綜合

利用的可行途徑。

此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(yùn)轉(zhuǎn)。

城市污水處理的能耗分析研究與節(jié)能技術(shù)和手段的發(fā)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(jié)能措施的制訂和實(shí)施往往超前。而多數(shù)節(jié)能途徑和手段常

常由處理廠的操作管理人員結(jié)合各處理設(shè)施實(shí)際情況提出，

具有經(jīng)驗(yàn)性和個別性，不一定能合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(xué)科領(lǐng)域

的技術(shù)創(chuàng)新、新材料和新設(shè)備的使用都蘊(yùn)涵著節(jié)能增效的潛

力，于是節(jié)能的途徑和手段往往是很寬泛的。

四.結(jié)論

污水處理是能源密集(energyintensity)型的綜合技術(shù)。一

段時(shí)期以來，能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高一定程度上妨礙了我國城

市污水處理廠的建設(shè)，建成的一些處理廠也因能耗原因處于

停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)。在今后相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，能耗問題

將成為城市污水處理的瓶頸。能否解決耗污水廠的能耗問

題，合理進(jìn)行能源分配，已經(jīng)成為決定污水處理廠運(yùn)行效益

好壞的關(guān)鍵因素。能耗是否較低，也是未來新的污水處理廠

可行性分析的決定性因素，開辟能效較高的污水處理技術(shù)，

合理設(shè)計(jì)及運(yùn)行污水處理廠，勢必是未來污水處理廠設(shè)計(jì)和

運(yùn)行的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

1.《污水處理能耗與能效》