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整理人 戚飞 1 1 污水的来源及量的估算 一般的污水来源主要有以下三方面 agriculturalwastewater 工业污水 domesticsewage 生活污水 stormwater 暴雨降水 这是主要的三种污水来源 其他还有些都是具体到某一领域 比如矿井排水含有大量的重金属 高速公路径流含有大量的石油 重金属和油脂 还有一些如自来水经久置不能达到饮用标准 工业污水厂处理后的污水 达不到国家排放标准等 2 污水总量的估算 工业污水 根据使其用水量 实际用于生产 生活 办公 扣除回用水量得出的污水量一般不准确 特别是大量使用回用水的工厂 其实际排水量还是应以用水量计算 或以其排水流量计为准 例如 一洗车厂每天水表显示用水量为100吨 废水经多池沉淀 清液每天50吨回用于初洗 其一天的污水排放量仍为100吨 工业企业的中水回用 只是增加了水的利用率 降低了使用量 但是排放量跟使用量仍是一致的 日水表用量100吨 日新鲜水量100吨 日回用水量50吨 污水排放约等于100吨 实际日用水量为150吨 3 污水总量的估算 生活污水 生活污水一般采用 城市人口x单位人口综合用水量x污水收集率X污水管网漏损率 1 特大城市指市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市 大城市指市区和近郊区非农业人口50万及以上不满100万的城市 中等城市指市区和近郊区非农业人口20万及以上不满50万的城市 小城市指市区和近郊区非农业人口不满20万的城市 2 一区包括 贵州 四川 湖北 湖南 江西 浙江 福建 广东 广西 海南 上海 云南 江苏 安徽 重庆 3 用水人口为城市总体规划确定的规划人口数 4 本表指标为规划期最高日用水量指标 实际使用中 采用特大城市按1 1 1 3 大城市按1 2 1 4 中等城市按1 3 1 5 小城市按1 4 1 8的日变化系数 进行平均值换算 但在校验污水处理的最大处理能力时 可按最大量校核 5 本表指标已包括管网漏失水量 污水收集率 国务院办公厅关于印发 十二五 全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知 到2015年 污水处理率进一步提高 城市污水处理率达到85 直辖市 省会城市和计划单列市城区实现污水全部收集和处理 地级市85 县级市70 县城污水处理率平均达到70 建制镇污水处理率平均达到30 污水管网漏损率 管网漏损率这个概率在供水中经常提起 污水收集管道在输送污水过程中 也经常出现 在北方很多城市由于地下水位较低 污水管道存在接头漏水 该值一般低于1 南方由于地下水位高 同时存在过河等诸多原因 导致该值大于1 该值为设计与实际的修正系数 一般可研设计时 不予考虑 4 污水总量的估算 暴雨降水 暴雨降水对污水厂进水量的影响是相当巨大的 特别在很多城市雨污分流效果不佳情况下 体现更为明显 一般污水厂均采用溢流方式 进行超越排水 也有部分地区污水厂 特别是中水回用水量较大的地区 采用加药沉淀 但是由于较高的COD 可溶性COD较低 氨氮及总磷 导致出水波动严重 其量也不容易得到计算 5 污水处理工艺 污水处理方法及污水厂处理工艺方式 6 2 一般城市污水处理方式 一级处理 一般只是对原水进行简单的栏渣 出砂处理 设备主要有 粗细格栅 比氏 钟氏沉砂池 某些地方的曝气沉砂池也属于此 二级处理 二级处理一般采用生物处理 又以活性污泥法居多 工艺类型纷繁 名称叫法较多 一般以英文缩写 如SBR 或英文读法 百乐克BIOLAKE 但都不外乎活性污泥和泥水分离 三级处理 三级处理是对二级处理的深度处理 主要为了提升水质 最先是为了中水回用而采用的过滤工艺 但现在普遍应用于一级A的达标保障上 7 一级处理 一级处理对于一般城市污水厂很重要 也是设备故障最多得区域 粗格栅 细格栅 钟氏沉砂池 比氏沉砂池 8 一级处理 曝气沉砂池 旋流沉砂池 斜管沉砂池 9 一级处理 一级处理是污水厂比较头疼的区域 受到臭味 脏物 设备故障率高 自控效果差等因素影响 小问题或处理效果不好容易被忽视 最终导致较大故障发生 格栅由于属于非标产品 基本属于国内仿造 为降低成本 在材质使用 保险系数 长时间稳定运行上 均有差强人意的表现 而进口的确实很贵 市场竞争力不强 一般粗格栅后设置有厂内提升泵房 个别污水厂利用地势 未设置 污水泵的寿命受格栅影响极大 细格栅一般为不锈钢或塑料耙齿型 长期运行 耙齿容易弯折 折断 轴容易磨损 沉砂池故障主要是不能出砂 现场运行中可能出现提砂泵堵塞 或者砂水分离器的螺旋磨损 导致出砂效果不佳 总的来说 一级处理的好坏 主要体现在设备运行效果的好坏 给厂内机电维修人员带来较大挑战 10 二级处理 工艺 二级处理 主要体现在活性污泥利用以及泥水分离上 就现有的工艺来说 基本都能实现 不能简单的说某个工艺好 二级处理目前使用较多的工艺有氧化沟 改良型氧化沟 SBR SBR改进型 MBR 以及跟此类似的高污泥浓度工艺 A2O等等 这几种也是目前应用最多得工艺类型 不同的工艺 在运行中有各自的优缺点 再加上不同的设计院 在不同工艺对污染物的去除的把握上不同 导致就是同一个工艺 不同设计院设计的尺寸 参数 均有不同 同一个设计院 同工艺的一 二期也会有不同 处理效果也不一样 但目前二级处理的趋势基本都围绕着 厌氧 缺氧 好氧这三种方式变化 辅助回流加以实现 11 二级处理 工艺 厌氧 目前由于生物脱氮除的要求提高 厌氧在生物处理中的作用被更多的重视 个别废水处理更是作为主要处理流程 高分子有机物如石化废水 制糖废水 由于纯粹厌氧菌生命周期长 培养困难 在有氧条件下不能存活 故一般我们目前使用的工艺中 更多的为兼性厌氧菌 这种厌氧菌在无氧或缺氧条件下 比在有氧环境更适宜生长 第一阶段为水解发酵阶段 即酸性消化 此阶段利用的是兼性水解发酵细菌 即产酸菌 将复杂有机物 碳水化合物 蛋白质和脂类等发酵成为有机酸 醇类 CO2 H2 NH3 N和H2S等 第二阶段为产氢产乙酸阶段 此阶段利用的是专性厌氧的产氢产乙酸细菌 将第一阶段细菌的代谢产物 丙酸及其它脂肪酸 醇类和某些芳香酸转化为乙酸 CO2和H2 第三阶段为产甲烷阶段 此阶段利用产甲烷菌将第一 第二阶段产生的乙酸 CO2和H2为主要基质 还有甲酸 甲醇及甲胺 最终转化为甲烷和CO2 厌氧三阶段 12 二级处理 工艺 厌氧 厌氧阶段的磷 处于释放的过程 包括有效释放和无效释放 有效释放是指磷被释放的同时有机物被吸收到细胞内并在胞内贮存 即磷的释放是有机物吸收转化和贮存这一耗能过程的耦联过程 无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存 内源损耗 pH值变化 毒物作用引起的磷的释放均属无效释放 活体死亡 在有效释放过程中 磷的厌氧释放可使微生物的好氧吸磷能力大大提高 好氧吸磷速度的不同是由厌氧放磷速度不同引起的 厌氧段的作用1 水解酸化2 反硝化脱氮3 放磷 该阶段主要还是以水解酸化为主 主要原因就是原水中含有的硝态氮有限 对于条件适合反硝化过程的厌氧段来讲 反硝化的原料硝态氮不足 直接导致反硝化作用受限 故一般实际中 增加回流 可提高反硝化效果 但反硝化主要发生在缺氧环境 13 二级处理 工艺 缺氧 脱氮 缺氧段存在氧 但是氧供给不足 给该段主要的反硝化提供了极好条件 反硝化菌属于兼性厌氧生物 在该段处于有利环境条件下 在缺氧段 厌氧段的氨氮会部分消化成硝酸或者亚硝酸 同时氨氮也会在反硝化菌的作用下生成N2 N2o排到空气中 回流的污泥中存在大量的硝酸盐 在反硝化菌作用下 会大量转化成N2 N2o排到空气中 NO3 NO2 N2 N2o 对于整个处理系统 消化反硝化反应属于可逆过程 伴随着活性污泥处理的全过程 受生物体接受外部环境的影响 而总体表现为消化或反硝化 缺氧是主要除氮方式 总氮会得到去除 但是氨氮也可能会继续增加 这跟实际控制生物生长环境有直接的关系 14 二级处理 工艺 缺氧 对磷的影响 缺氧段对于目前我们普遍使用的工艺来说 由于厌氧段过短 高回流污泥设计的引入 在缺氧段存在着大量聚磷菌团的释磷 但是释磷与反硝化存在矛盾 如采用外回流中含有硝态氮 回流至厌氧区 缺氧区 会优先利用碳源进行反硝化 然后再进行释磷 释磷就会不充分 这样就会影响除磷效果 所以我们可以看到 倒置A2O 缺氧 厌氧 好氧 是针对强化除磷来改进的 但是脱氮效果一般 还有就是改良的A2O工艺 在厌氧区前面设置预厌氧区 先将回流的硝态氮去除 然后充分释磷 15 二级处理 工艺 好氧 好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游离氧 分子氧 存在的条件下 消化 降解污水中的有机物 使其稳定化 无害化的处理装置 好氧过程中 有机物被生物分解吸收 作为自身生物体增长的营养物质 氨氮等含氮物质被硝化成硝酸盐 磷被聚磷菌团吸收 好氧段的效果 一方面取决于细菌群体的活性和总量 另一方面取决于外加环境 好氧效果的好坏 很大程度上取决于工艺技术人员对现有生化环境的把握 以及外加环境的掌控 难度较高 16 二级处理 泥水分离 二沉 圆形二沉池 平流二沉池 17 三级处理 三级处理是对二沉池出水进行的深度处理主要去除ss 总磷 个别滤池还具有除氮效果 对于自然沉淀 存在20um左右的颗粒污泥 随水排出 这些污泥在增高出水SS以及总磷上 存达标隐患 故目前的一级A标设计时 设计院均考虑了滤池 或者具有去除低粒径功能的其他沉淀池 18 三级处理 深度处理的方式 D型滤池 纤维转盘滤池 V型砂滤池 活性砂滤灌 19 三级处理 深度处理的方式 高密滤池 精密过滤器 20 3 污水处理厂运行控制 溶氧 对于溶氧的控制 可以参考经典理论 但是也不一定非经典数值就不能运行 合理的根据生化池中污泥量 进水负荷 推流搅拌效果 污泥性状来调整 才能达到给优势菌群创造有利生长条件 让生物的繁殖速度大于死亡速度 污泥浓度 污泥浓度是污水处理的重要指标 也是设计院设计处理负荷的主要设定值 正常的污泥增长 也是污泥性状的直观表现 污泥浓度的mlvss值 有机性固体物质部分的浓度 除了可以判定污泥构成 还可以佐证预处理的除砂效果 21 3 污水处理厂运行控制 污泥龄 污泥龄可以一般设计时 为一设定值 该值和设定的正常污泥浓度确定了处理负荷 并计算出生化池各工艺段的尺寸及参数 污泥龄偏低或偏高均会对生化系统产生影响 根据不同的工艺 有不同的设定取值范围 搅拌推流效果 大部分工艺 曝气及具有搅拌效果 进出水起到推流作