生活污水处理工艺.ppt

生活污水处理工艺 主讲人 李伟制作人 刘海洋 常见的生活污水分类 小区生活污水学校生活污水商场生活污水医院污水简单工业废水复杂工业废水 关于生活污水你知道多少 人类生活过程中产生的污水 对水体产生十分严重的污 主要是粪便和洗涤污水 城市每人每日排出的生活污水量为150 400L 其量与生活水平有密切关系 生活污水中含有大量有机物 如纤维素 淀粉 糖类和脂肪蛋白质等 也常含有病原菌 病毒和寄生虫卵 无机盐类的化合物 总的特点是含氮 含硫和含磷高 在厌氧细菌作用下 使水质恶化 生活污水同时也是低温热源和甲烷发生源 生活污水的危害性 病原物污染 主要来自城市生活污水 医院污水 垃圾等方面 病原微生物的特点是 数量大 分布广 存活时间较长 繁殖速度快 易产生抗性 很难消灭 传统的二级生化污水处理及加氯消毒后 某些病原微生物 病毒仍能大量存活 此类污染物实际上通过多种途径进入人体 并在体内生存 引起人体疾病 需氧有机物污染 有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后 通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水 在分解过程中需要消耗水中的溶解氧 在缺氧条件下污染物就发生腐败分解 恶化水质 常称这些有机物为需氧有机物 水体中需氧有机物越多 耗氧也越多 水质也越差 说明水体污染越严重 生活污水的危害性 富营养化污染 是一种氮 磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象 恶臭 恶臭是一种普遍的污染危害 它也发生于污染水体中 人能嗅到的恶臭多达4000多种 危害大的有几十种 恶臭的危害表现为 妨碍正常呼吸功能 使消化功能减退 精神烦躁不安 工作效率降低 判断力 记忆力降低 长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍 损伤中枢神经 大脑皮层的兴奋和调节功能 某些水产品染上了恶臭无法食用 出售 恶臭水体破坏了水的用途和价值 还能产生硫化氢 甲醛等毒性危害 生活污水的危害性 酸 碱 盐污染 酸 碱污染使水体pH发生变化 破坏其缓冲作用 消灭或抑制微生物的生长 妨碍水体自净 还可腐蚀桥梁 船舶 鱼具 酸与碱往往同时进入同一水体 中和之后可产生某些盐类 从pH值角度看 酸 碱污染因中和作用而自净了 但产生各种盐类 又成了水体的新污染物 因为无机盐的增加能提高水的渗透压 对淡水生物 植物生长有不良影响 在盐碱化地区 地面水 地下水中的盐将进一步危害土壤质量 地下水硬度升高 高硬水 尤其是永久硬度高水的危害表现为多方面 难喝 可引起消化道功能紊乱 腹泻 孕畜流产 对人们日用不便 耗能多 影响水壶 锅炉寿命 锅炉用水结垢 易造成爆炸 需进行软化 纯化处理 酸 碱 盐流失到环境中又会造成地下水硬度升高 形成恶性循环 有毒物质污染 有毒物质污染是水污染中特别重要的一大类 种类繁多 但共同的特点是对生物有机体的毒性危害 我国污水处理的近况 我国污水处理产业发展进步较晚 建国以来到改革开放前 我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主 改革开放后 国民经济的快速发展 人民生活水平的显著提高 拉动了污水处理的需求 进入二十世纪九十年代后 我国污水处理产业进入快速发展期 污水处理需求的增速远高于全球水平 1990年以来 全球污水处理表观消费量以年均6 的速度增长 而九十年代的十年间 我国污水处理表观消费量年均增长率达到17 73 是世界年均增长率的2 9倍 进入二十一世纪 我国污水处理产业高速增长 2000年 2004年 我国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨 增加了2 3倍 年平均增长率在27 以上 其中 2001年 我国污水处理表观消费量达到225万吨 超过美国成为世界第一污水处理消费大国 从九十年代后期起 我国太钢 宝钢以及宝新 张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造 先后建成了一系列污水处理生产线 污水处理工艺技术装备达到国际先进水平 污水处理生产初具规模 污水处理品种结构也发生了积极的变化 污水处理产品质量迅速提高 特别是国内污水处理冷轧板增长迅速 2003年 国内冷轧板产量达到170万吨 首次超过进口量 自给率达到66 2004年 国内冷轧板产量达到200万吨 自给率达到70 以上 从2004年底到2005年底 国内冷轧污水处理产量将增加约150万吨 基本满足国内市场需求 从总体上看 我国污水处理正在经历由规模小 水平低 品种单一 严重不能满足需求到具有相当规模和水平 品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变 污水处理需求将逐步实现自给 污水处理的难题 人口增加 污水增多 在我国 随着城市人口的增加和工农业生产的发展 污水排放量也日益增加 水体污染相当严重 而且几乎遍及全国各地 到2000年底 全国设市的663个城市中有310个建有污水处理设施 建设污水处理厂427座 年污水处理量113 6亿立方米 但污水处理率只有34 23 加快发展 急需资金 在社会主义市场经济条件下 污水处理是从一定量的资金投入开始的 污水处理资金的规模决定着污水处理的规模 污水处理资金自身的发展速度决定着污水处理发展的速度和污水处理技术进步的速度 现实的污水处理中 技术先进 处理费用低的决策方案通常是预付资金量较大的方案 从这个意义上说 资金自身的发展速度越快 污水处理技术的进步和应用才能越快 污水处理也才能越快 处理资金 来源困难 污水处理厂 视频 普通生活污水处理工艺 普通生活污水 小区生活污水 学校生活污水 商场生活污水特点 生活废水污染程度低 较易进行处理 主要组成为洗衣废水 餐厅废水 冲厕及淋浴废水 约占用水量的70 80 污水水质CODCr 化学耗氧量 在2000mg L左右 氨氮在800mg L左右 SS 悬浮物 在50g L左右 适于生物处理 普通生活污水处理方案 SBR法SBR又称是序批式活性污泥法 与传统污水处理工艺不同 SBR技术采用时间分割的操作方式 非稳定生化反应替代稳态生化反应 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作 SBR技术的核心是SBR反应池 该池集均化 初沉 生物降解 二沉等功能于一池 无污泥回流系统 SBR的操作流程 SBR法的特点 1 运行效果稳定 污水在理想的静止状态下沉淀 需要时间短 效率高 出水水质好 2 耐冲击负荷 池内有滞留的处理水 对污水有稀释 缓冲作用 有效抵抗水量和有机污物的冲击 3 工艺过程中的各工序可根据水质 水量进行调整 运行灵活 4 处理设备少 构造简单 便于操作和维护管理 5 脱氮除磷 适当控制运行方式 实现好氧 缺氧 厌氧状态交替 具有良好的脱氮除磷效果 医疗废水处理工艺 医疗废水 医院废水是医院产生的含有病原体 消毒剂 有机溶剂 重金属 酸碱及放射性物质的废水 主要来源包括 诊疗室 化验室 病房 洗衣消毒房 X光冲洗 手术室 医院行政部 诊疗部和住院部排放的生活污水 不同科室排放的医疗废水等 医院废水成分复杂 含有病原微生物 有毒有害物 化学污染物及放射性污染物等 具有空间污染 急性传染和潜伏性传染等特征 医疗废水的处理 主要工艺方法有三种 加强处理效果的一级处理 二级处理 简易生物处理 生物接触氧化法 是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法 即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料 利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气 通过生物氧化作用 将废水中的有机物氧化分解 达到净化目的 生物接触氧化法 生物接触氧化法的优点 1 净化效率高 2 处理所需时间短 3 对进水有机负荷的变动适应性较强 4 不必进行污泥回流 同时没有污泥膨胀问题 5 运行管理方便 活性污泥法 活性污泥法 活性污泥法的基本工艺流程 活性污泥法基本组成 曝气池 反应主体 二沉池 1 进行泥水分离 保证出水水质 2 保证回流污泥 维持曝气池内的污泥浓度 回流系统 1 维持曝气池的污泥浓度 2 改变回流比 改变曝气池的运行工况 剩余污泥排放系统 1 是去除有机物的途径之一 2 维持系统的稳定运行 供氧系统 提供足够的溶解氧 处理流程 活性污泥法的基本工艺流程由曝气池 二沉池 曝气系统 污泥回流及剩余污泥排放五部分组成 废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液 曝气池是一个生物反应器 通过曝气设备充入空气 空气中的氧溶入混合液 产生好氧代谢状态 随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池 进行泥水分离 活性污泥絮体沉入池底 泥水分离后的水作为处理水排出二沉池 二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池 称为回流污泥 其余的则从沉淀池中排除 这部分污泥称为剩余污泥 神奇的活性污泥 一 物理性能 菌胶团 生物絮凝体 生化性能 1 活性污泥的含水率 99 2 99 8 2 固体物质的组成 有机物75 85 活细胞 微生物内源代谢的残留物 吸附的原废水中难于生物降解的有机物 无机物质 二 活性污泥中的微生物 细菌 是活性污泥净化功能最活跃的成分 主要菌种有 动胶杆菌属 假单胞菌属 微球菌属 黄杆菌属 芽胞杆菌属 产碱杆菌属 无色杆菌属等 基本特征 1 绝大多数都是好氧或兼性化能异养型原核细菌 2 在好氧条件下 具有很强的分解有机物的功能 3 具有较高的增殖速率 世代时间仅为20 30分钟 4 其中的动胶杆菌具有将大量细菌结合成为 菌胶团 的功能 其它微生物 原生动物 后生动物 在活性污泥中大约为103个 ml 活性污泥法优缺点 污水厂工艺流程展示 主要构造 化粪池 化粪池设在各主要建筑物排出污水干管上 按国家医院污水处理设计规范 污水在化粪池中的停留时间不小于36小时 污水中的粪便 虫卵等悬浮杂质 以及污泥池回流的浓缩污泥被化粪池截流下来并进行厌氧分解 污水达到初步处理 格栅池 医院污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂流物 格栅的作用就是截留并去除上述污物 对水泵及后续处理单元起保护作用 主要构造 调节沉淀池 污水经格栅拦截大颗料杂物后自流入调节沉淀池 排出的污泥进入污泥浓缩池进行沉淀浓缩 污水自流入调节池调节水质水量 生物接触氧化池 调节池出水通过自流或用提升泵使污水进入生物接触氧化池进行生化处理 根据污水的性质 设计停留时间为3小时以上 填料选用悬浮填料 此种填料挂膜容易 不会堵塞和结球 耐冲击 完全适应医院污水较大的冲击负荷 二沉池 污水经生化处理后 流入二沉池 进行泥水分离 主要构造 定量池 污水进入定量池后 在此进行水量调节 为进行后续处理 消毒杀菌处理 做好前期准备工作 接触消毒池 污水在此池中投加二氧化氯进行消毒处理 从而杀灭病原菌和病毒 污泥池 调节沉淀池和二沉池的污泥由电动阀定期控制 通过自重压力排入污泥池 并在污泥池内浓缩 生活污水回用工艺 生活污水回用工艺 主要针对村镇生活污水 村镇生活污水不同于包括部分工业废水的城市污水 其水质水量特征为 水质 水量小时变化系数较大 污染物浓度通常比城市污水低 污水可生化性好 处理难度较小 且由于其污染来源比较简单 从处理技术和处理成本角度考虑 具有相当的技术可行性和很高的回用价值 资料显示 以生活用水为例 用于烹饪 饮用的水约占5 而对占20 30 不与人体直接接触的生活杂用水如冲厕用水等 加上绿化浇灌用水 地面冲洗水以及车辆清洗等用水也可归入生活杂用水的范畴 并无高水质要求 这种用水分布为小区生活污水的回用去向提供了可能 根据村镇的特点 生活污水回用方向 主要应该是厕所冲洗水 绿化浇灌水 地面冲洗水 车辆冲洗水 非接触风景景观用水等 生活污水回用不仅可以为水资源匮乏地区提供了新的 水源 即使对水源丰沛的地区 也可以起到防治污染的作用 减轻城市下水管网和污水处理的压力 强化生物除磷 污水处理过程中 我国的主要河流和湖泊由于受磷污染 富营养化严重 国家环保局为控制和减低磷污染 对磷排放制定了比较严格的标准 化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主 此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化 通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸 作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物 使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖 并将其回流到生物系统中 使生物污水处理系统工作在高效除磷状态 同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放 通过化学除磷消除 这是一种高效市政污水处理工艺技术 满足了我国现阶段 为解决水体富营养化 需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求 循环间歇曝气 我国经济发展水平各地相差较大 经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理 因此 怎样利用有限的资金 降低环境污染 是很多城市政府面临的问题 在污水处理方面 直到不久前 一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术 出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求 循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点 又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点 保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求 在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30 左右 是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术 生物转盘工艺 生物转盘工艺是污水灌溉和土地处理的人工强化 这种处理法使细菌和菌类的微生物 原生动物一类的微型动物在生物转盘填料载体上生长繁育 形成膜状生物性污泥 生物膜 污水经沉淀池初级处理后与生物膜接触 生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物作为营养 使污水得到净化 在气动生物转盘中 微生物代谢所需的溶解氧通过设在生物转盘下侧的曝气管供给 转盘表面覆有空气罩 从曝气管中释放出的压缩空气驱动空气罩使转盘转动 当转盘离开污水时 转盘表面上形成一层薄薄的水层 水层也从空气中吸收溶解氧 生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器 可以说是随着塑料的普及而出现的 反应器由水槽和一组圆盘构成 数十片 近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串 平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上 盘径一般不超过4米 槽径约大几厘米 有电动机和减速装置转动盘轴 转速1 5 3转 分左右 决定于盘径 盘的周边线速度在15米 分左右 废水从槽的一端流向另一端 盘轴高出水面 盘面约40 浸在水中 约60 暴露在空气中 盘轴转动时 盘面交替与废水和空气接触 盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖 生物膜交替地与废水和空气充分接触 不断地取得污染物和氧气 净化废水 膜和盘面之间因转动而产生切应力 随着膜的厚度的增加而增大 到一定程度 膜从盘面脱落 随水流走 生物转盘一般用于水量不大时 同生物滤池相比 生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长 而且有一定的可控性 水槽常分段 转盘常分组 既可防止短流 又有助于负荷率和出水水质的提高 因负荷率是逐级下降的 生物转盘如果产生臭味 可以加盖 旋转接触氧化 旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上 结合生物接触氧化技术优势发展起来的新一代好氧生物膜处理技术 旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法 整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分 一旦机器出了故障 一般机械人员都可以进行维修 系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿 附在转盘上的微生物是有生命的 当污水中的有机物增加时 微生物随之增加 相反 当污水中的有机物减少时 微生物随之减少 所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响 运行费用低 只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一 占地面积仅相当常规活性污泥法一半 由于生物系统中生长的微生物种类多 能够高效处理各种难降解工业污水 连续循环曝气 CCAS工艺 即连续循环曝气系统工艺 ContinuousCycleAerationSystem 是一种连续进水式SBR曝气系统 这种工艺是在SBR SequencingBatchReactor 序批式处理法 的基础上改进而成 SBR工艺早于1914年即研究开发成功 但由于人工操作管理太烦琐 监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用 SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂 进入60年代后 自动控制技术和监测技术有了飞速发展 新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功 为广泛采用间歇式处理法创造了条件 1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了