污水廠工藝流程—物理處理

污水廠處理工藝流程圖，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

處理過程為：進(jìn)水—格柵分離—沉砂—沉淀。

前三個(gè)部分在空間布設(shè)上是合在一起的。沉淀池由16個(gè)長(zhǎng)方形的初沉池組成，分為兩組排列。其中6個(gè)為一組，10個(gè)為另一組。無雨時(shí)，污水的停留時(shí)間約為18小時(shí)。

沉淀的污泥為混合污泥（包括初沉池產(chǎn)生的污泥和生化處理產(chǎn)生的剩余污泥），在刮泥機(jī)的作用下，與水流運(yùn)動(dòng)方向相反進(jìn)入污泥管中，然后輸送到污泥處理車間。

經(jīng)沉淀后的污水按相等體積的負(fù)荷分配給每個(gè)曝氣池，其中一部分還需要通過泵進(jìn)行加壓。污水經(jīng)初沉池處理后BOD5達(dá)250～300mg/L。

污水廠工藝流程—生物處理

通過微生物的新陳代謝將污水中的懸浮物質(zhì)、不溶性有機(jī)物和無機(jī)物去除。通過特殊的生物處理和化學(xué)處理，污水中的無機(jī)物還可以得到進(jìn)一步去除。

Ruhleben污水處理廠通過較長(zhǎng)的流程和不同曝氣區(qū)域的曝氣，使出水的總磷濃度低于0.5mg/L的排放要求，氨氮小于5mg/L，總無機(jī)氮小于18mg/L。

在除磷過程中，微生物先經(jīng)過曝氣池前端的厭氧段，然后在經(jīng)過后面的好氧段時(shí)，將吸附污水中90％的含磷化合物。

缺氧區(qū)，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

在好氧狀態(tài)，通過硝化過程（亞硝酸鹽被氧化為硝酸鹽），將污水中的氨氧化。為了使硝酸鹽的還原率為80％，要求從好氧狀態(tài)回流到缺氧狀態(tài)的污水量是進(jìn)水的3～4倍。

無雨時(shí)，曝氣池中污水的停留時(shí)間約為18小時(shí)。其中，厭氧段3小時(shí)，缺氧段6小時(shí)，好氧段9小時(shí)。曝氣池中三段的有效體積比為2：3：5。

厭氧段由4個(gè)池子組成，水流狀態(tài)就好像個(gè)小型瀑布，每個(gè)池中有攪拌裝置，使污水與污泥充分混合。在缺氧段，污水和污泥是通過水平攪拌裝置進(jìn)行攪拌。

好氧段與傳統(tǒng)的好氧曝氣相似，空氣中的氧以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入曝氣池，與污水和污泥相混合，隨著污水向曝氣池尾流動(dòng)，曝氣量逐漸降低。

在好氧段尾，曝氣池內(nèi)留有一段非曝氣區(qū)，以防止氣泡進(jìn)入二沉池后造成溢流而將污水和污泥帶出，以提高污泥的沉淀效果。在非曝氣區(qū)沉淀下來的污泥要立即清除。大量脫除了氣泡和氧的污水和污泥匯流至缺氧段，進(jìn)行反硝化反應(yīng)。

好氧區(qū)底部，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

如果生物除磷達(dá)不到排放要求，則加入一些硫酸亞鐵進(jìn)行沉淀處理。

二次沉淀：在生物處理之后，污水進(jìn)人二沉池，污泥通過沉淀與水相分離。二沉池共有三種形式：

1）Dortmund式沉淀池（靜力，升流式）

共24個(gè)，深埋在地下，采用豎流式進(jìn)水，池平面為圓形，泥斗為錐形。清水從低于水面0.5米的穿孔管中流出，污泥沉入池底由泵抽出。水面浮渣采用機(jī)械方式清除。

多特蒙德池型，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

2）圓形沉淀池

共6個(gè)，采用水平式進(jìn)水，底部為緩坡狀，污泥通過刮泥機(jī)的不斷旋轉(zhuǎn)而集中在池中央，然后排出。清水也是從低于平面0.5米處的穿孔管中流出。水面浮渣由刮泥板刮入收集管道中，然后根據(jù)處理過程，進(jìn)入污泥處理廠或曝氣池。

圓形池，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

3）Berlin式沉淀池

共24個(gè)，采用豎流式進(jìn)水，池平面為方形。為節(jié)省占地面積，沉淀池的布設(shè)方式如同棋盤。污泥由刮泥機(jī)刮入泥斗中，然后泵出。清水從低于水平面0.5米的穿孔管中流出，浮渣由行車式刮泥機(jī)刮出，每6個(gè)沉淀池共有一部行車。

柏林池型，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

污水廠工藝流程—污泥處理

從1985年開始，污泥分成機(jī)械脫水和焚燒處理。沉淀池的所有污泥泵入污泥處理車間進(jìn)行脫水，然后焚燒。

處理廠每天大約能產(chǎn)生含固體3％～3.5％的混合污泥3000～3500m3，相當(dāng)于105噸干污泥。包括柏林市Tegel地面水處理廠含磷酸鹽的污泥和水網(wǎng)中的鐵錳污泥。

污泥處理包括四部分，污泥的離心脫水、污泥在硫化床焚燒爐中焚燒、廢熱在鍋爐中的回收、煙氣凈化并產(chǎn)生副產(chǎn)品石膏。

1）廢熱的利用

煙氣離開焚燒爐時(shí)的溫度大約為850℃～870℃，然后進(jìn)入廢熱鍋爐，加熱預(yù)燃燒空氣，以及加熱鍋爐用水。通過熱量交換將水變成水蒸汽，水蒸汽可用于提供壓縮空氣或者用于發(fā)電。這些加熱裝置表面的爐灰用吹風(fēng)機(jī)來清掃，使用的就是壓縮空氣。

整個(gè)焚燒裝置是在負(fù)壓下工作，該負(fù)壓由煙氣引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，以避免煙氣中的塵進(jìn)入環(huán)境中。

2）電除塵煙氣凈化

煙氣通過廢熱鍋爐后，溫度降為170～210℃，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入電除塵裝置，除塵凈化后，經(jīng)96m高的煙囪排入大氣。每天約產(chǎn)生30噸爐灰，可作為某些礦物的替代品。

3）爐灰的運(yùn)輸

爐灰和電除塵器所收集的灰塵，通過氣體輸送至4個(gè)灰塵貯存?zhèn)}中，然后經(jīng)多孔個(gè)灰塵貯存?zhèn)}中，然后經(jīng)多孔閥裝入運(yùn)輸車中運(yùn)走，必要時(shí)可加入一些水分。

4）濕法煙氣凈化

自1989年以來，煙氣一直采用濕法進(jìn)行處理，用石灰作為吸收劑。煙氣中二氧化硫濃度平均為25000mg/m3，每天大約使用2.5噸石灰（98％CaO），產(chǎn)生約7噸的石膏，其中水分含量低于10％。

煙氣處理，來自德中環(huán)境與能源促進(jìn)中心，侵刪

煙氣經(jīng)處理后，二氧化硫的濃度降至3～5mg/m3。石膏作為商品提供給建筑業(yè)和水泥制造業(yè)。

總結(jié)

其實(shí)，單看Ruhleben污水廠，只能記住的是德國(guó)污水處理流程。而要關(guān)注德國(guó)的污水處理技術(shù)方面發(fā)展趨勢(shì)，更具代表性的反而是Duisburg—KaBlerfeld污水廠。

如圖所示，Duisburg—KaBlerfeld污水廠1984年以前其采用機(jī)械物理凈化，1984年至1989年期間采用化學(xué)凈化，而從1994年開始新建后，開始采用生物凈化。德國(guó)從20世紀(jì)70年末開始污水處理廠采用生物處理措施比例逐年提高，至20世紀(jì)末可達(dá)90％以上。

1991年，機(jī)器處理廠、不帶營(yíng)養(yǎng)物分離的生物處理廠、帶營(yíng)養(yǎng)物分離的生物處理廠處理的污水總量分別占7％、39％、54％；到2007年時(shí)，這三者占的比率分別為0.1％、1.9％、98％。

自從德國(guó)執(zhí)行歐盟“城市污水處理指令”，大大提升了污水處理質(zhì)量，2009年市政污水處理工廠氮化物、磷化物平均清除率達(dá)到至81％、91％（目前歐盟指令要求清除程度為75％）。

隨著人們對(duì)水利的舒適性需求的不斷增加，對(duì)污水處理的要求不斷升級(jí)，污水處理廠也逐漸隨著增多，處理能力更強(qiáng)，而國(guó)外的一些污水處理經(jīng)驗(yàn)相信也能為國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)提供一些改進(jìn)參考。