污水處理的方法和工藝流程介紹

一、污水處理工藝流程

污水處理按照處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。

一級處理，屬于物理處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。

二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。

三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。

整個過程為通過粗格柵的原污水通過污水提升泵提升后，流經格柵或者砂濾器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，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。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被*后利用。

二、典型的五種工藝

（1）間歇活性污泥法（SBR）

間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法（SequencingBateactor-SBR），它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉淀、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉淀用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應占40％，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。比連續流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強；由于底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現缺氧、好氧狀態，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利于生物脫氮除磷，又由于泥齡較短，絲狀菌不可能成為優勢，因此，污泥不易膨脹；與連續流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉淀池和調節池，不需要污泥回流，運行費用低。

（2）吸附再生(接觸穩定)法

這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85％～90％左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性；另一部分剩余污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉淀池。主要優點是可以大大節省基建投資，*適于處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如制革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由于吸附時間較短，處理效率不及傳統法的高。
（3）氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。

氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷（盤），也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優點。

（4）連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS）

ICEAS反應器前部設有預反應區（占池容積的10%）。反應池由預反應區和主反應區組成，并實現連續進水，間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態，有機物在此被活性污泥吸附，該區還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。反應連續進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉淀效果較差、凈化效果變差，易發生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。

（5）生物脫氮除磷工藝（A/A/O）

污水首先進入厭氧池與回流污泥混合，在兼性厭氧發酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物（如VFA），并以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨后，廢水進入缺氧區，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨回流混合液帶入的NO3-進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內，并以聚磷鏈的形式貯存起來，隨后以剩余污泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低，正有利于該區中自養硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能；工藝簡單，水力停留時間較短；SVI一般小于100，不會發生污泥膨脹；污泥中磷含量高，一般為2.5%以上；厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌，使之混合，而以不增加溶解氧為度；沉淀池要避免發生厭氧-缺氧狀態，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉淀；脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中挾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效果不可能提高。

污水處理項目建設過程

污水處理工程是城市市政建設、工業企業建設或排污達標治理的一個重要部分，其建設須按國家基本建設程序進行，現行的基本建設程序一般分編制項目建議書、項目可行性研究、項目工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收、運行調試和達標驗收幾個步驟。這些建設步驟基本包括了項目建設的全過程，它們也可劃分為三個階段。

*階段項目立項階段。該階段需根據城市市政規劃或環境保護部門要求，分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心，一般由建設單位或其委托的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告，通過國家計劃部門、投資銀行或企業計劃部門論證便可獲得立項，對于某些小規模項目，只編制污水處理工程方案設計，并通過投資部門的論證便可立項。第二階段工程建設階段。包括工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收等過程。
設計的前期工作

設計的前期工作主要是可行性研究，以可行性研究報告(大型、重要的項目)或工程方案設計(小型、簡單的項目)的文件形式表達，主要是論證污水處理項目的必要性、工藝技術的先進性與可靠性、工程的經濟合理性，為項目的建設提供科學依據�？尚行匝芯繄蟾媸菄�家投資決策的重要依據，主要內容如下。

①總論項目編制依據、自然環境條件(地理、氣象、水文地質)、城市社會經濟概況或企業生產經營概況;城市或企業的排水系統現狀、污染源構成、污水排放量現狀、污水水質現狀、項目的建設原則與建設范圍、污水處理廠建設規模、污水處理要求目標(設計進水、出水水質)。

②工程方案污水處理廠廠址選擇及用地;污水處理工藝方案比較(比較方案工藝技術與總體設計、工藝構筑物及設備分析、技術經濟比較)，處理水的出路(回用水深度處理工藝選擇);工程近、遠期結合問題;節能、安全生產與環境保護，推薦方案設計(污水污泥及回用水處理工藝系統平面及高程設計、主要工藝設備及電氣自控、土建工程、公用工程及輔助設施);生產組織及勞動定員。

③工程投資估算及資金籌措工程投資估算原則與依據;工程投資估算表;資金籌措與使用計劃。

④工程進度安排。

⑤經濟評價總論(工程范圍及處理能力、總投資、資金來源及使用計劃);年經營成本估算;財務評價。⑥研究結論、存在問題及建議。

初步設計

初步設計的主要目的如下：①提供審批依據，進一步論證工程方案的技術先進性、可靠性和經濟合理性;②投資控制，提供工程概算表，其總概算值是控制投資的主要依據，預算和決算都不能超過此概算值;③技術設計，包括工藝、建筑、變配電系統、儀表及自控等方面的總體設計及部分主要單元設計，各*所采用的新技術論證及設計;④提供施工準備工作，如拆遷、征地三通(水、電、路)一平(墻)并與有關部門簽訂合同;⑤提供主要設備材料訂貨要求，即設備與主材招標合同的技術規格書的依據，包括污水、污泥、電氣與自控、化驗等方面設備與主材的工藝要求、性能、技術規格、數量。初步設計的任務包括確定工程規模、建設目的、投資效益，設計原則和標準、各*個體設計及主要工藝構筑物設計、工程概算、拆遷征地范圍和數量、施工圖設計中可能涉及的問題及建議。初步設計的文件應包括設計(計算)說明書、工程量、主要設備與材料、初步設計圖紙、工程總概算表。初步設計文件應能滿足審批、投資控制、施工圖設計、施工準備、設備訂購等方面工作依據的要求。
1.初步設計

(1)設計依據①可行性研究報告的批準文件;②建設單位(甲方)的設計委托書;③其他有關部門的協議和批件;④建設單位(甲方)提供的設計資料清單(名稱、來源、單位、日期)。

(2)城市或企業概況及自然條件①城市現狀與總體規劃，或企業生產經營現狀及發展。②自然條件方面資料a.氣象，包括氣溫、濕度、雨量、蒸發量、冰凍期及凍土深度冰溫、風向等;b.水文，包括地表水體的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等，地下水的分布埋深、利用等。工程地質，包括污水處理廠建址地區的地質鉆孔柱狀圖、地基承載能力、地震等級等。③有關地形資料，包括污水處理廠及相關地區的地形圖。˙④城市污水排放現狀及環境污染問題。

(3)處理要求污水排放應達到國家的排放標準或環境保護部門要求。

(4)工程設計①設計污水處理水質水量在分析排水系統污水的平均流量、高峰流量、現狀流量、預期流量等水量資料基礎上，確定污水處理廠設計規模(包括2012年處理能力和總處理能力);根據城市或企業排污狀況，在分析主要污染源(必要時作一定時間污染源監測)和混合污水現狀監測資料的基礎上，確定污水廠設計進水水質指標。②廠址選擇說明結合城市現狀和總體規劃，具體說明廠址選擇的原則和理由，并說明已選廠址的地形、地質、用地面積及外圍條件(即三通一平)③工藝流程的選擇說明主要說明所選工藝方案的技術先進性、合理性，尤其要說明所采用新技術的優越性(技術經濟方面)和可靠性(技術方面)o④工藝設計說明說明所選工藝方案初步設計的總體設計(平面和高程布置)原則，并說明主要工藝構筑物的設計(技術特征、設計數據、結構形式、尺寸)⑤主要處理設備說明說明主要設備的性能構造、材料及主要尺寸，尤其是新技術設備的技術特征、構造形式、原理、施工及維護使用注意事項等。

(5)處理廠內輔助建筑(辦公、化驗、控制、變配電、藥庫、機修等)和公用工程(供水、排水、采膠、道路、綠化)的設計說明

(6)處理廠自動控制和監測設計說明

(7)處理廠污水和污泥的出路

(8)存在的問題及對策建議

2.工程量列出本工程各項構(建)筑物及廠區總圖所涉及的混凝土量、鋼筋混凝土土量、建筑面積等。

3.設備和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的設備和主要材料清單(名稱、規格、材料、數量)。

4.工程概算書說明概算編制依據、設備和主要建筑材料市場供應價格、其他間接費情況等。列出總概算表和各單元概算表。說明工程總概算投資及其構成。

5.設計圖紙各*(工藝、建筑、電氣與自控)總體設計圖(總平面布置圖、系統圖)，比例尺(1：200)~(1：1000)，主要工藝構筑物設計圖(平面、豎向)，比例尺(1：100)~(1：200)。
施工圖

施工圖設計在初步設計或方案設計批準之后進行，其任務是以初步設計的說明書和圖紙為依據，根據土建施工、設備安裝、組(構)件加工及管道(線)安裝所需要的程度，將初步設計精確具體化，除污水處理廠總平面布置與高程布置、各處理構筑物的平面和豎向設計之外，所有構筑物的各個節點構造、尺寸都用圖紙表達出來，每張圖均應按一定比例與標準圖例精確繪制。施工圖設計的深度，應滿足土建施工、設備與管道安裝、構件加工，施工預算編制的要求。施工圖設計文件以圖紙為主，還包括說明書、主要設備材料表。

1.施工圖設計說明書

①設計依據初步設計或方案設計批準文件，設計進出水水質。②設計方案扼要說明污水處理、污泥處理及氣體利用的設計方案，與原初步設計比較有何變更，并說明理由，設計處理效果。③圖紙目錄、引用標準圖目錄。④主要設備材料表。⑤施工安裝注意事項及質量、驗收要求。必要時另外編制主要工程施工方法設計

2.設計圖紙

(1)總體設計①污水處理廠總平面圖比例尺(1：100)~(1：500)，包括風玫瑰圖、坐標軸線、構筑物與建筑物、圍墻、道路、連接綠地等的平面位置，注明廠界四角坐標及構(建)筑物對角坐標或相對距離，并附構(建)筑物一覽表、總平面設計用地指標表、圖例。②工藝流程圖又稱污水污泥處理系統高程布置圖，反映出工藝處理過程及構(建)筑物間的高程關系，應反映出各處理單元的構造及各種管線方向，應反映出各構(建)筑物的水面、池底或地面標高、池頂或屋面標高，應較準確地表達構(建)筑物進出管渠的連接形式及標高。繪制高程圖應有準確的橫向比例，豎向比例可不統一。高程圖應反映原地形、設計地坪、設計路面、建筑物室內地面之間的關系③污水處理廠綜合管線平面布置圖應標示出管線的平面布置和高程布置，即各種管線的平面位置、長度及相互關系尺寸、管線埋深及管徑(斷面)、坡度、管材、節點布置(必要時做詳圖)、管件及附屬構筑物(閘門井、檢查井)。必要時可分別繪制管線平面布置和縱斷面圖。圖中應附管道(渠)、管件及附屬構筑物一覽表。

(2)單體構(建)筑物設計圖各*(工藝、建筑、電氣)總體設計之外，單體構(建)筑物設計圖也應由工藝、建筑、結構(土建與鋼)、電氣與自控、非標準機械設備、公用工程(供水、排水、采暖)等施工詳圖組成。①工藝圖比例尺(1：50)~(1：100)，表示出工藝構造與尺寸、設備與管道安裝位置與尺寸、高程。通過平面圖、剖面圖、局部詳圖或節點構造詳圖、構件大樣圖等表達，應附設備、管道及附件一覽表，必要時對主要技術參數、尺寸標準、施工要求、標準圖引用等做說明。②建筑圖比例尺(1：50)~(1：100)，表示出水平面、立面、剖面的尺寸、相對高程，表明內、外裝修材料，并有各部分構造詳圖、節點大樣、門窗表及必要的設計說明。③結構圖比例尺(1：50)~(1：100)，表達構(建)筑物整體及構件的結構構造、地基處理、基礎尺寸及節點構造等，結構單元和匯總工程量表，主要材料表，鋼筋表及必要的設計說明，要有綜合埋件及預留洞詳圖。鋼結構設計圖應有整體裝配、構件構造與尺寸、節點詳圖，應表達設備性能，加工及安裝技術要求，應有設備及材料表。④主要建筑物給水排水、采暖通風、照明及配電安裝圖。
(3)電氣與白控設計圖①廠(站)區高、低壓變配電系統圖和一、二次回路接線原理圖包括變電、配電、用電、啟動和保護等設備型號、規格和編號。附材料設備表，說明工作原理，主要技術數據和要求。②各種控制和保護原理圖與接線圖包括系統布置原理圖。引出或列入的接線端子板編號、符號和設備一覽表以及運行原理說明。③各構筑物平、剖面圖包括變電所、配電間、操作控制間電氣設備位置、供電控制線路鋪設、接地裝置、設備材料明細表和施工說明及注意事項。④電氣設備安裝圖包括材料明細表、制作或安裝說明。⑤廠(站)區室外線路照明平面圖包括各構筑物的布置、架空和電纜配電線路、控制線路和照明布置。⑥儀表自動化控制安裝圖料明細表，以及安裝調試說明⑦非標準配件加工詳圖

(4)輔助設施設計圖輔助與附屬建筑物建筑、結構、設備安裝及公用工程，如辦公、倉庫、機修、食堂、宿舍、車庫等施工設計圖。

(5)非標準設備設計圖某些簡單金屬構件的設計詳圖可附于工藝設計圖中。但由幾種不同形式的零配件、構件組成的成套設備，又沒有現成的設備可使用，其功能較獨立，構造較復雜，加工不簡單的設備或大型鋼結構處理裝置，應視為非標準設備，專門進行施工(制作、安裝)圖設計。①總裝圖表明構件零配件相互之間組裝位置、制作加工與安裝的技術要求、設備性能、使用須知及其他注意事項，必要時應有節點詳圖，附構件、零配件一覽表。②部件圖表明構件加工制作詳圖、組裝圖、制作和裝配精度要求。③零件圖零件的加工制作詳圖，須說明加工精度、技術指標、材料、數量等。

①工程設計項目立項后，設計單位根據審批的可行性研究報告進行施工圖設計，其任務是將可行性研究報告確定的設計方案的具體化，要將污水處理廠(站)區、各處理構(建)筑物、輔助構(建)筑物等的平面和豎向布置，精確地表達在圖紙上，其設計深度應能滿足施工、安裝、加工及施工預算編制要求。在施工圖設計之前，可能還需進行擴大初步設計，進一步論證技術的可靠性、經濟合理性和投資的準確性。

②工程設備招投標是經過比較投標方的能力、技術水平、工程經驗、報價等，來選定工程施工單位和設備供應單位的過程，該過程是保證工程質量和節省工程投資的基礎

③工程施工是項目建設的實現階段，包括土建施工、設備加工制造及安裝的全過程。本階段設計人員應向施工單位和設備供應單位進行技術交底，施工單位要按設計圖紙施工，施工人員發現問題或提出合理化建議，應經過一定手續才能變動，施工時，為了總結設計經驗，應及時解決施工中出現的技術問題，或根據具體情況對設計作必要的修改和調整，設計人員要有計劃地配合參加施工。對一般設計項目，指派主要設計人員到施工現場，解釋設計圖紙，說明工程目的、設計原則、設計標準和依據，提出新技術的特殊要求和施工注意事項;對重大或新技術項目，必要時應派現場設計代表，隨時解決施工中存在的設計問題。

④竣工驗收是全面檢查設計和施工質量的過程，其核心是質量，不合格工程必須返工或加固。第三階段項目驗收階段，包括聯動試車、運行調試、達標驗收等過程。聯動試車由施工單位、設備供應單位、建設單位共同完成，檢查設備及其安裝的質量，以確保能正常投入使用。試運行的目的是要確保處理系統達到設計的處理規模和處理效果，并確定*佳的運行條件，對于生物處理系統，往往要用較長時間來完成“培菌”任務。達標驗收是由環境保護部門檢驗處理系統出水是否達到排放標準。污水處理工程的設計內容設計工作按建設項目所處理的對象不同可劃分為城市污水處理廠工程設計和工業企業廢水處理站工程設計，由于污水來源、性質、水量及處理工藝方面差別較大，使其設計工作亦有所不同。設計工作按建設項目技術的復雜程度可劃分為兩個階段(初步設計和施工圖設計)或一個階段(施工圖設計);同樣可按污水處理規模大小或重要性劃分為兩階段設計或一階段設計。技術復雜、處理規模大、重要的項目一般按兩階段設計，技術復雜程度、處理規模、重要性均小的按一階段設計。兩階段設計時，必須在上階段設計文件得到上級主管部門批準后方允許進行下階段的設計工作。