谁能系统讲解一下污水处理系统的原理和步骤？

污水处理系统污水处理是使污水达到排放水体或回用的水质要求，并对其进行净化的过程。污水处理广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等领域，也越来越多的进入了普通人的日常生活。以下是一些常见的污水处理系统。一、SPR高浊度污水处理系统多年来使用的传统“一级处理”和“二级处理”水处理技术和设备，已经难以满足当今高浊度、高浓度污水的净化要求。新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利)，将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合二为一，进入一个SPR污水净化罐，30分钟内，允许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度)；允许直接吸入CODcr为200mg/L ~ 800mg/L的高浓度有机污水，处理后出水的CODcr可降至40 mg/L以下，仅用相当于常规一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用，即可获得三级处理水平的效果，实现城市污水的再生回用。SPR污水处理系统首先利用化学方法将溶解的污染物从真实溶液中分离出来，形成具有固体界面的胶体颗粒或微小悬浮颗粒；选择高效、经济的吸附剂分离污水中的有机污染物和色度；然后通过微观物理吸附的方法将污水中的各种胶体颗粒和悬浮颗粒凝聚成大而密的絮体；然后依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器中，实现絮体和水的快速分离。清水经池体内自形成的致密悬浮泥层过滤后，达到三级处理水平，出水回用；污泥在浓缩室中高度浓缩，定期加压排出。由于含水率低，脱水性能好，污泥可以直接送入机械脱水装置，脱水后的泥饼还可以用来制作人行道瓷砖，避免了二次污染。新发明的SPR污水净化技术以其工艺简单可靠、投资和运行成本低、占地少、净化效果好等优点，将为当今世界城市污水的再利用开辟一条新的途径。城市污水回用后，为城市提供了第二淡水水源，为城市的可持续发展提供了不可或缺的条件，其经济效益和社会效益不可估量。SPR污水处理系统的显著技术特征是1。城市污水与处理药剂的混合主要是在泵前吸药管、污水泵叶轮、蛇形反应管和陶瓷球反应池的共同作用下完成的。根据紊流速度、混合时间和水力结构数据的设计，使混合物得到充分混合，为获得最佳的混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处理和二级处理的水工建筑物所无法做到的。2.SPR系统处理城市污水时，五种以上的污水处理剂及其最佳配方组合使用，污水中溶解的有机污染物、重金属离子和有害盐类通过化学反应从水中分离出来，成为具有固体界面的微小颗粒(它包含了污水三级处理的功能)。其中还选择了一种吸附效果好、价格低的吸附剂来吸附有机污染物和色度。消毒剂可在30分钟内杀灭细菌和大肠杆菌。悬浮物和各种杂质通过混凝的物理和化学吸附作用凝聚成大而密的絮体。这样，利用药物发挥各药物独立作用的方式以及它们之间的交联作用，就不同于常规的物理化学方法。而且SPR系统中使用的组合药剂配方只能在SPR污水净化器及其具有非常精细的流体动力学参数设计的系统中充分发挥作用，而在常规液压系统中是无法使用的。3.SPR系统装置可以在大气压和流量计的帮助下，根据模拟试验得到的配方准确投加混凝剂和絮凝剂，使药剂不会因过量投加而残留在净化后的出水中，并且功耗很小。4.SPR污水净化器的内部结构是根据混凝机理精确设计的。形成的涡流和各部分合适的水流速度使胶粒碰撞次数最多，存在一个混凝吸附所需的最佳流速环境。因此，在非常小的体积内获得了非常充分的凝结效果。这也是传统液压装置无法比拟的。5.根据混凝形成絮体的实际情况，精确确定SPR污水净化器内部的水动力数据，使罐体中上部形成一层厚达几十厘米的致密悬浮泥层。所有凝结的污水必须经过悬浮泥浆层的过滤，然后才能流向位于水箱上部的清水收集区。它在污水深度处理过程中成功地发挥了极其重要的作用。这种浓密的悬浮泥层是由污水中的污泥和混凝剂本身形成的絮体组成的。随着絮体自下而上的移动，泥层下表面增大增厚；同时，利用过滤水力学原理形成的罐体旁通流，引导悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层不断减薄。这样悬浮泥层的厚度就达到了动态平衡。当混凝后的出水自下而上通过悬浮泥层时，絮体滤层凭借界面的物理吸附和电化学特性以及范德华力的作用，拦截悬浮泥层上的悬浮胶粒、絮体、细菌细胞等所有杂质，使出水水质达到三级处理水平。由于泥层由高密度的絮体组成，过滤效率远高于常规砂层过滤；由于采用悬浮絮体泥层作为过滤层，过滤的水头(阻力)损失很小，因此电耗远低于常规砂层过滤、微孔过滤或反渗透膜过滤；由于滤泥层是在净化过程中被污水中的污泥自动加入，自动带走，即滤泥层本身不断更新，滤泥层始终保持稳定的厚度，始终保持稳定的物理吸附和电化学吸附性能，因此可以获得稳定的过滤效果。而且完全消除了传统系统中必不可少的过滤层反冲洗以及反冲洗带来的许多麻烦。这种结构和原理与污水三级处理的常规过滤装置完全不同。这里没有昂贵的反渗透膜过滤，微孔过滤，或者活性炭过滤装置。因此，节省投资、低功耗、低运行成本是SPR系统的必然优势。6.SPR系统选用的絮凝剂也是一种很好的污泥助滤剂，所以最终从系统中排出的污泥浆具有很好的脱水性能，可以直接泵入压滤机脱水，不需要另外添加助滤剂。泥饼可以做成人行道地砖再利用，不会带来二次污染的问题。它没有传统生化方法产生的污泥含水率高、脱水性能差的致命弱点。7.该型污水净化器已开启处理含有大量有机污染物和氨氮的污水，如养猪场污水、养鸡场污水、煤矿隧道污水、生猪屠宰场污水、高粱酒厂酒糟污水、纺织印染污水、再生纸造纸污水、城市生活污水等；还成功应用于高悬浮物含量污水的净化回用，如陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石打磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗涤污水等。各地权威检测部门对污水净化器进出水的相关数据进行了检测。检测报告显示，氨氮去除率可达85%，总氮去除率可达95%，有机氮去除率可达96%，BOD去除率可达95%，悬浮物去除率可达98.3%~99.6%，出水浊度可达3度(3 mg/L)以下。这是这套净水系统在投资少、运行成本低的前提下，得到的出水指标。这是常规物化法和生化法的一级和二级处理系统所不能达到的。除了发达国家有专门的城市生活污水管道系统外，实际的城市污水中往往混有大量的工业污水。生物可降解性差，污染物成分变化无规律、快是我们面临的现实，但降解部分有机污染物的微生物生长繁殖过程太长。因此，传统的生化系统难以适应当今日益工业化城市的污水。SPR系统具有处理多种工业污水的适应性和物理化学方法的快速响应能力。易于通过自动化手段应对系统入口处污水水质的变化，保持稳定的净化效果。8.在SPR系统中投加杀菌消毒剂时，只要增加氯的投加量(不需要额外的设备)，氨就可以被氯氧化，进一步提高污水处理系统中氨氮的去除效率。9.如果SPR系统处理后的出水氨氮含量没有达到严格的要求(如一些发达国家或地区的排放标准设定在1mg/L以下)，可以串联设置一级离子交换装置，通过斜发沸石离子交换柱最终去除氨氮。因为斜发沸石离子交换系统要求进口水的悬浮物含量应小于35 mg/L，否则会影响离子交换柱的功能和寿命，从而大大增加离子交换的运行成本。过去，常规的一级和二级污水处理装置很难长时间稳定达到这样的预处理水平，从而限制了离子交换法去除氨氮的广泛应用。现在SPR污水处理系统肯定能保证净化后的出水悬浮物含量低于3mg/L(实际运行中，出水悬浮物含量多为1mg/L)，使得后续斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷大大降低，交换柱的使用寿命将大大延长，即离子交换的运行成本将大大降低，充分发挥离子交换法去除氨氮的优势。10.实际上SPR污水净化系统处理后的出水悬浮物含量小于3 mg/L，浊度小于3度(mg/L)，符合自来水标准，不会再堵塞输水管道，并且已经做好了消毒处理。将这种出水送回城市各地，作为城市草坪绿地和树木绿化的灌溉用水，是非常安全可靠的。SPR系统处理后的出水残余氮含量已经很低了，所以作为植物生长养分的氮不需要去除，或者说不需要去除的那么干净。因此，可以避免脱氮深度处理的投资和运行费用，既保证了环境质量，又为社会节约了大量资金。用这种再生水代替自来水作为城市绿化用水，将大大节约城市的淡水资源，减轻城市市政部门的供水压力，也必将对城市整体经济发展产生巨大效益。这是城市污水回用的新概念。11.众所周知，这种纯物理化学的污水处理系统受天气、环境和人为因素的影响较小，操作人员对处理系统的控制能力和灵活性要比生化法好得多。二、连续循环曝气污水处理系统(CCAS)(一)CCAS工艺简介CCAS工艺，即连续循环曝气系统，是一种连续进水SBR曝气系统。该工艺是在SBR(序批式反应器)的基础上改进而来的。SBR工艺早在1914就已开发成功，但由于人工操作管理繁琐、监控手段落后、曝气器易堵塞等原因，难以在大型污水处理厂推广应用。SBR工艺通常被认为适合于小型污水处理厂。20世纪60年代以来，自动控制技术和监控技术发展迅速，新型无堵塞微孔曝气器也研制成功，为间歇式处理的广泛使用创造了条件。65438-0968澳大利亚新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“连续进水、周期排水、延长曝气好氧活性污泥工艺”。1986年，美国国家环保局正式认可CCAS为创新替代技术(I/A)，成为最先进的计算机控制生物除磷脱氮工艺。CCAS工艺对污水预处理要求低，仅设置机械格栅和沉砂池，间距15mm。生物处理的核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物和悬浮物的功能全部完成，出水可以达标。预处理后的污水连续进入反应池前部的预反应池，污水中大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，以低流速(0.03-0.05米/分钟)从主反应区和预反应区隔墙下部的孔进入反应区。在主反应区按“曝气、闲置、沉淀、滗水”的程序周期性运行，使废水在“好氧-缺氧”的重复中脱碳、脱氮，在“好氧-厌氧”的重复中除磷。每个过程的持续时间和相应设备的运行都是由计算机根据预先编制好的可调节的程序来控制的。CCAS工艺独特的结构和运行方式使其在技术上具有独特的优势:(1)曝气时，污水和污泥处于完全理想的混合状态，保证了BOD和COD的去除率，去除率高达95%。(2)“好氧-缺氧”和“好氧-厌氧”的重复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化，使氮磷去除率达到80%以上，出水指标合格。(3)沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想的沉淀状态，出水悬浮物(SS)极低，低SS值也保证了除磷效果。CCAS工艺的缺点是每个池同时间歇运行，手动控制几乎不可能。依靠计算机控制，对处理厂管理人员素质要求高，对设计、培训、安装、调试要求严格。(二)国内外城市污水处理厂发展概况水是经济发展和社会可持续发展的重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水污染已成为一个主要问题。城市污水是目前江河湖泊水污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是中国的基本国策。2000年中国可持续发展战略与对策目标要求城市污水集中处理率达到20%。目前，我国正处于城市污水处理的大发展时期，特别是随着国家西部大开发战略的实施，中西部地区的环境和生态保护已被提上议事日程。自200年前的工业革命以来，人们越来越重视城市生活污水的处理。城市污水处理率已经成为一个地区文明与否的重要标志。在过去的200年中，城市污水处理从最初的自然处理和简单的初级处理发展到利用各种先进技术对污水进行深度处理和回用。处理工艺也从传统的活性污泥法、氧化沟法发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS法)等工艺，以满足不同的出水要求。与国外发达国家相比，我国城市污水处理起步较晚，目前城市污水处理率仅为6.7%。我们在大力吸引国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合中国的发展，特别是当地的实际情况，探索适合中国实际情况的城市污水处理系统。结合我国实际情况，借鉴国外先进技术和经验，城镇污水处理厂建设应符合以下发展方向:(1)总投资省。中国作为发展中国家，经济发展需要巨额资金，因此严格控制投资总量对国民经济大有裨益。(2)运营成本低。运行费用是污水处理厂正常运行的重要因素，也是判断一套工艺好坏的主要指标之一。(3)它占据了一个省。中国人口众多，人均土地资源极其稀缺。土地资源是中国许多城市发展和规划的重要因素。(4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水环境的富营养化，污水脱氮除磷已成为一个亟待解决的问题。我国最新的国家污水综合排放标准(GB8978-1996)也明确规定适用于所有排污单位，并且非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这意味着未来大部分城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。(5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，特别是计算机技术和自动控制系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了强有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大多采用先进的计算机管理和自动控制系统，以保证污水处理厂的正常运行和稳定合格的出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也将是我国城市污水处理厂的发展方向。(三)几种处理系统的工艺比较为了选择技术上最可靠、投资最经济、管理最方便的城市污水处理系统，结合当地实际情况，我们调查比较了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势。目前，国内外城市污水处理厂大多采用一级处理和二级处理。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中的大悬浮物和沙粒。这种处理工艺国内外都比较成熟，差别不大。二级处理采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段去除废水中的悬浮物、溶解性有机物、氮、磷等营养物质。目前，这种处理过程有多种方法。综上所述，有代表性的工艺主要有传统活性污泥法、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR和CCAS工艺。目前，这些代表性工艺在国内外都有实际应用。3.农村生活污水无动力多级厌氧复合生态处理系统农村生活污水无动力多级厌氧复合生态处理系统技术适用于零售店的厨房、洗衣、洗浴等低浓度农村生活污水的处理，尤其适用于不同地形或2-5户的零售店的农村生活污水。该技术可在眉山市青神县黑龙镇罗褚村和龙女村推广使用。厌氧生物学专家G.lettinga教授断言，厌氧处理生物技术如果配以合适的后处理方法，可以成为分散式生活污水处理模式的核心手段。这种模式比传统的集中处理方式更具可持续性和生命力，特别适合发展中国家。1.基本原理针对我国资金短缺、能源短缺、污染日益严重的现状，厌氧处理技术是一项特别适合我国国情的技术。但由于厌氧本身没有去除氮磷等营养物质的能力，污水中的氮磷会使水体富营养化。同时，单纯厌氧处理不能很好地去除病菌，厌氧出水总体上不能达到国家排放标准。因此，单独的厌氧处理只能作为预处理，必须选择合适的后续处理单元。基于上述背景，针对单户或联户生活污水的处理，基本形成了一套成熟的厌氧处理与生态床相结合的系统，简称无动力多级厌氧复合生态处理系统。该系统主要由2 ~ 3格厌氧池和65，438+0格砾石、细土等大比表面积复合生态床组成，其中各池之间用管道连接，污水在池内停留5 ~ 7天。经过厌氧处理后，生活污水中的悬浮物可以沉淀下来，难降解的有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。复合生态床表面可以种植水生生物。复合生态床除了过滤外，还可以提高有机物的处理效果。一是植物的生长改变了生态床的流态，生长中的植物根、茎对水流的阻碍有利于均匀布水，延长水力停留时间；第二，植物的根部创造了有利于各种微生物生长的微环境。植物根系的延伸会在植物根部附近形成一个好氧微区，同时远离根部的厌氧区含有大量可利用的碳源，提供了反硝化条件；第三，植物生长可以吸收各种养分，尤其是硝态氮。污水经过厌氧“粗”处理后，后续“精”处理单元的负荷相对较小，可以节省生态床的占地面积。污水经过厌氧反应器处理后，可以有效去除大部分悬浮物，还可以防止生态床堵塞。因此，这种组合不仅能有效去除有机物，还能有效解决目前污水处理中氮磷均不能达标的问题。2.工艺流程无动力多级厌氧复合生态处理系统工艺流程如下:污水-污水收集系统(管道)-3格厌氧发酵处理池-复合生态床。工艺说明如下:(1)污水收集系统一般用于处理厨房和卫生间产生的污水。下水道和污水管道通过暗沟连接，井口设置格栅，去除较大颗粒。(2)处理池由厌氧发酵罐和复合生态床组成，一体化结构厌氧发酵罐由三个单元组成。厌氧发酵的1格主要用于调节水量，也有一定程度的水质均匀和初沉作用；第二、三格能有效降解污水中的有机物，有利于复合生态床的处理。处理池总容积的计算:V=Q*T，其中V-升流式池的设计容积(m) Q-升流式池的预计处理水量(m /h) T-污水在升流式池中的停留时间(h) T一般为6-7天，V-目前农村已有3米和4.5米池型示范成功。(3)复合生态床结构复合生态床是处理系统中的主体结构，是由一个或两个渗滤池组成的长方形砖结构。池中充满了基质，如砾石和人造土壤。(4)砂和人工土ⅰ的成分和厚度。砂层由不同粒径的砂组成，一般分为3 ~ 4层，砂由多孔无机基体组成，比表面积大。ⅱ人工土壤的选择有很多种细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物等。它们是维持土壤和完成生态系统功能中物质和能量转化不可缺少的组成部分。它们是土壤生态系统中物质和能量循环的分解者和转换器。因此，人造土壤应选择沙子、高肥力表土和泥炭为原料。人工土厚度一般为10 ~ 20 cm。3.技术特点该处理系统工艺流程简单，出水水质好，抗冲击能力强，无需采用人工曝气、污泥回流、混合搅拌等措施，因此没有大型处理机械和复杂的运行控制系统，操作极其简单，不需要大量经过培训的运行管理人员，非常适合我国农村地区对经济、高效、节能、技术先进可靠的污水处理技术的迫切需求。