污水处理工艺介绍

1、污水处理工艺介绍授课人：教授目录:概述国内外污水处理主要技术、基本原理和工艺 流程污水处理工艺的关键技术、 基础知识指标分析及运行城镇污水处理设施建设中面临的主要问题、 运营管理、常见故障识别与处理概述水污染现状9 0 %以上的城市水域受到污染50%左右地下水水质受到污染5 0 %以上的重点城镇饮用水源不符合标准 特别严重的水系：三河：淮河、海河、辽河 湖泊富营养化严重：滇池.巢湖.太湖.! dF（負虽寻j ；&f!j f仔士各立脚曲戸彳二.-.y-r|. 1K4耳f 4r * 了 11 jd污水的种类及来源按其来源及产生途径污水主要分为生活污水.工业废水.雨 水与渗流.农业污水.自然界中其它

2、被污染水。工业污染源19生活污染源农业（面）污染源国内外污水处理主要技术.基本原理和工艺流程污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物 分离出来，或将其转化为无害和稳定购物质，从而使污水得 到净化。现代的污水处理技术，按其作用原理可分为物理处 理法.化学处理法和生物处理法三类。物理处理法利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中污染物质的化学性质不发生改变。主要有：利用污染物质与水的密度差异 借重力沉降作用使其从水中分离的沉淀法，利用筛滤介质截流污水中的悬浮物的筛滤法；利用气浮处理设备在污水中形成的微小气泡上浮时将 密度接近于水的微小颗粒状的污染物质粘附去除的气浮法

3、；利用反渗透 膜将污染物截留的反渗透法等。主要处理设施包括格栅.沉砂池、沉淀 池.气浮池等。物理处理法常用的处理设施图(1)格栅直棒式栅条格栅格栅工艺流程图(2 )沉砂池新建的污水处理厂多以曝气沉砂池为主曝气式沉砂池曝气式沉砂池工艺流程图增多的趋势，而竖流沉砂池一般彳艮少采用。(2)沉淀池主要包括平流式.竖流式.曝气式和涡流式沉砂池，过去的沉砂池大多釆用平流式，新建的处理厂则以曝气式为主。今年来涡流式沉砂池也有池型呈长方形，废水 从池的一端进入，水 平方向流过池子，从 池的另一端流出。在 池的进口处底部设贮 泥斗，其他部位池底 有坡度，倾向贮泥斗。平流沉淀池竖流沉淀池池型多为圆形，亦有 长方形

4、或多角形，废 水从设在池中央的中 心管进入，从中心管 下端经过反射板后均 匀缓慢地分布在池的 横断面上，由于出水 口设置在池面或池墙 故水的流向基本由下向上。污泥淤 积在底部的污泥斗。辐流沉淀池V A2/0.曝气生物滤池.生物接触氧化.生物流化床几种工艺在国内外应用的较广泛。活性污泥法活性污泥对有机物的降解主要在曝气阶段进行，可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的比表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移道活性污泥上的有机 物为微生物所利用。当污水中有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶 段很短，一

5、般在15-45min左右，而稳定阶段较长。曝气池活性污泥法的基本流剩余污泥氧化沟是一种简易的活性污泥系统，属于延时曝气法。其曝 气设备为转刷，设置在氧化沟的直段上，转刷旋转，推动混合液在池内循环流动，并使活性污泥处于悬浮状态。污水进 入反应池，通常需要循环几十圈，才能流出沟外。出水剩余污泥厂冋流污泥转刷梯形断血氧化渠进水二次沉淀池T氧化沟工艺布置T型氧化沟纟统工艺流程 SBR 法 SBR技术本身是活性污泥法的一种，去除污染物的机理与传 统的活性污泥法完全一致，但其操作过程又与活性污泥法完 全不同。 SBR作为序批式活性污泥法兼有推流、厌氧一好氧操作、间 断进水的特点。实际上，SBR是一种半连续

6、一间歇式装置， 它与传统的充放式曝气池不同。从进水方式看，可以是间歇 的，也可以是连续的。而排水一般是间歇的；从曝气方式看, 可以来用充水期不曝气的限制曝气方式、充水期曝气的非限 制曝气方式或充水后期曝气的半限制曝气方式。沉淀池SBR反应池排放1浓缩脱水制肥进水f 初格栅 泵房细格栅SBR法工艺流程图 A?/0 法在厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统原理的基础上，人们提出的 A2/0污水处理系统，即将两个处理系统结合起来，使污水经过厌氧 (Anaerobic) 缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三个生物处理过程(简祐 A2/0),达到同时去除BOD、氮和磷的目的。除磷原理胞厌氧释放的前

7、提是水中既无分子态氧又无结合态氧，在厌氧状态下。除磷是通过磷的厌氧释放和好氧吸附两个过程完成的。污水进入厌氧池 使污泥中的好氧微生物处于压抑状态，以释放出贮存在菌体内的多聚磷 酸盐，同时释放出能量，可供处于压抑状态下生物活动的需要。聚磷细聚磷细胞中磷的释放越充分，体内贮存的聚一B凳基丁酸盐也越多，进 入好氧状态后磷的吸收量也越大。有试验资料表明，厌氧状态下每释放 lmg磷，进入好氧状态后就可吸收2. 02. 4mg确。细胞肉吸收了去童磷 的高磷污泥最后以剩余污泥的形式排出系统，从而完成除磷过程。它同缺氧A/0法一样。脱氮过程为零级反应，反硝化速率与水中硝态氮 浓度无关，因此为充分利用水中有机质

8、，一般均采用前置缺氧脱氮流程。硝态氮由硝化后的混合液回流提供O释放磷、氨化脱氮硝化吸收磷.去除BOD沉淀池內歸回滾回流污泥（含磷污泥）T剩余污泥4处理水A2/0法工艺流程图曝气生物滤池污水通过补水设备连续地.均匀的喷洒道滤床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗析，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水 到达排水系统，流出滤池。污水流经滤床时，有一部分污水.污染物和 细菌附着在滤床表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一 层充满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起始阶段通常叫“挂膜”,是 生物滤池的成熟期。污水流经成熟滤床时，污水中有机污染物呗生物膜 重的微生物吸附.降解，从而得到净化

9、。生物膜法基本工艺流程图曝气生物滤池的工艺组成曝气生物滤池主体可分为布水系统.布气系统.承托层.生物填料 层.反冲洗等五个部分。生物曝气滤池(BAF)的构造图曝气生物滤池的运行方式曝气生物滤池的流向(a)采用滤头的下向流滤池(b)不采用滤头的下向流滤池 (c)上向流的曝气生物滤池升流式和下向流方式的曝气生物滤池工艺图曝气生物滤床的串联带回流的升流式曝气生物滤池工艺图生物接触氧化法生物接触氧化池内设置填料，填 料淹没在废水中，填料上长满生 物膜，废水与生物膜接触过程中,水中的有机物被微生物吸附.氧化分解和转化为新的生物膜。从 填料上脱落的生物膜，随水流到 二沉池后被去除，废水得到净化。 在接触氧

10、化池中，微生物所需要 的氧气来自水中，而废水则自鼓 入的空气不断补充失去的溶解氧。 空气是通过设在池底的穿孔布气 管进入水流，当气泡上升时向废 水供应氧气，有时并借以回流池水。棲触氣化池基本构老图初次沉淀池生物瑚触氧化池二次沉淀池生物接触氧化法基本流程生物流化床以砂、焦炭或活性炭等细小惰性材料作为生物膜载体，废水（先经充氧 或床内充氧）自下向上流过滤床使载体层呈流动状态，加大了生物膜表 面积与废水和氧的接触，提高了处理效率。出水污泥排放污泥排放流化A工艺流程图一次沉淀池The biological fluidized bed reactor is an important part of br

11、eaking down perchlorate contamination. (Photo courtesy of Tulsa District)污水处理工艺的关键技术、指标分析关键技术G8曝气理论、设备及曝气池指标分析G8技术指标分析G8经济指标分析曝气理论、设备及曝气池一、气体传递原理二、曝气设备三、曝气池池型一. 戟传递原理dmdt= KlA(cs-cl)dm/ d t气体传递速率;Kl气体扩散系数；A气液界面接触面积,Cs 液相氧的饱和浓度,mg/L;c液相内氧的实际浓度,mg/Lde。=AKLa总的传质系数一、氧传递原理一些废水的a及。值废水名称a纸板废水 牛皮纸浆 木纸浆废水 漂染

12、废水 印染废水 炼油废水0. 53-0. 640. 45-0. 790. 60. 3-0. 50. 50. 720. 8-0. 85生活污水（新鲜）0. 26-0. 460. 9 （一般生活生活污水（腐化）0. 16-0. 19污水）二、曝气设备In 紐一 Co)/(c$-c氧传递原理N _ M“(2o) (0八“ 一仪)1024心。N qKs20)(Cs )二-5)1.0242= aK La(/3c s-c L)其中K“（污水） K“ （清水）二C污水） 卩、（清水）温度、气压的影响供氧速度=耗氧速度匚de匚=五=必(巧 (0处-5)若 Rr =Vrr Ro= Vr0_Rrcs则 。=a(s

13、(T)-cL)1.02Km）=Ks2）严0二所在地实际气圧Pa）P 1.013x10s轧吸收率REa =X1OO%A Ww实际供气量二、曝气设备二、曝气设备衡量曝气设备曝气效率的两个指标1) 氧吸收率(或利用率)：向混合液供给1千克氧时, 水中所能获得的氧千克数，多用于鼓风曝气装置评 价；2) 动力效率：单位动力在单位时间内所转移的氧量， 多用于机械曝气设备评价2、机械曝气(1)竖式曝气机(2 )卧式曝气刷曝气设备的类型1、鼓风曝气(1)小气泡扩散器(2 )中气泡扩散器(3)大气泡扩散器(4 )微气泡扩散器1.鼓风曝气小气泡扩散器特 点是氧利用率高， 但阻力大，易阻 塞。中气泡扩散器其特点是氧

14、利用率低但空气压力损失较旷散板工作液大气泡扩散器特L _.1 一吸气室ibjd儿种曝气装鹫简图a扩散板寒吒 b.穿孔曝气 c.竖管曝气d.射流曝U点是气泡大，分布 不匀，氧利用率低， 不易堵塞；二、曝气设备鼓风曝气设备性能资料气泡大小(mm)氧传递速率 (mg/L- h)氧吸收率(%)动力效率 (kgO2/kWh)小气泡(3) 微气泡(标准状态现场扩散空气系统 小气泡4660122.00.7-1.4中气泡20-301.0-1.60610大气泡10 200.6-1.20.3-0.9射流曝Y器40 1201.2-2.40.7-1.4低逮茨面曝牡器10-901.2-2.40.7-1.3低速表而聯气器

15、加导伶60-901.2-2.40.7-1.4胡速浮动曝气机1.2-2.4.0.7-1.3转刑式曝气机1.2-2.40.7-1.3注:标准状态是用清水，水温20C,大气压力为101325kP&,最初水中的溶解氧浓 度为0。现场试验用的是污水，水温15 C ,海拔150m, a=0. 85, P=0.9o三、曝气池池型E鼓风曝气与推流式曝气池退水出水平面流态示意气泡空气B小气泡曝气 装置满铺池底横断面示意旋转推流式三、曝气池池型曝气池廊道型式1、鼓风曝气与推流式曝 气池推流式曝气池长宽 比一般大于45 ,宽 深比不大于2，深度 一般取3一5111。鼓风曝 气系统由空气净化器， 鼓风机，空气输配管

16、系统和扩散器组成。1、鼓风曝气与推流式曝气池浅层曝气池浅层曝气池与一般曝气池相比，空气量增大了，而风压仅为在氧转移率相同的情况下， 浅层曝气耗电省。一般在曝气池 中设垂直导流板，上缘与曝气管 齐，下缘距池底06 08m。曝气 时混合液饶导流板循环流动。浅 层曝气的供气量为30 40m3/m3( 1,甚至达到5。三、曝气池池型鼓风曝气与叶轮曝气的优缺点和适用条件 一般地说，表面机 械曝气的氧吸收率高（约为1525%）,鼓风曝气低（仅为6 10%），所以前者耗电较后者少。鼓风曝气所用设备较多。但是当 废水量很大，曝气池需要设置相当多的曝气叶轮时，则费用剧增， 超过鼓风曝气。因此，叶轮曝气适用于水量

17、较小的小型曝气池， 鼓风曝气适用于大水量的大型曝气池。当废水中存在大量的产生泡沫的物质（如表面活性剂，碱等）时，若无有效的消沫措施，则不宜采用表面曝气。安装曝气叶轮时，安装深度要适当：浸没深度过小，水面扰 动虽然剧烈，但提升作用小；浸没深度过大，其结果正好相反， 两者均要降低充氧效果。叶轮的周边线速度一般为36m/s，线 速度过小，充氧能力减弱；线速度过大，易破坏污泥絮体，影响 沉降分离。三、曝气池池型三、曝气池池型3.两种池形的结合圏14-13屮间设有隔扳的濯曝机充氧推应式喙气池污水处理工艺的指标分析城镇污水污水处理厂常用的工艺有8大类：普通活性污泥 工艺、水解一好氧工艺、AB工艺、A/0工

18、艺、A2/0工艺、氧 化沟工艺、SBR及其改进工艺、土地处理工艺。针对这8大 类工艺进行了技术经济指标分析。技术指标指普通污染物去除效率、除磷脱氮效果、运行稳定性及自控要求等；经济指标评价包括能耗、投资、运行费用以及占地面积。技术指标普通污染物去除效率对COD，BOD和SS的去除效率进行了调查。普通曝气工艺、水解 一好氧工艺、A/0工艺、A/A/O工艺、氧化沟系列工艺、SBR系列工艺、 AB工艺相差不多，土地处理效率最低，但各工艺在合理的设计下都 能够达到出水达标排放要求。H W 8 6 4 2 O 8 &O 9 9 9 9 0 8 f 11 tlooooooABCDEFGIirJKLMNOP

19、各工艺BOD去除效率对比A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；C为AB工艺；D为A/0工艺；E为尸/0工艺；F为卡式氧化 沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；I为SBR工艺；K为MSBR工艺；I 为IDEA工艺；M为I CEAS工艺；N为CASS工艺；0为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。技术指标运行稳定性从下图可以看出，A/0工艺、A/A/O工艺明显具有优势；氧化 沟系列工艺、SBR系列工艺、水解一好氧工艺、芦苇湿地工艺 相对来讲也可以根据实际情况选择采用；AF;工艺和普通曝气工 艺在这方面显得相对不足。图2各工艺脱氮效果评价对比A为普通曝气工艺；B为水解一好氧工艺；

20、C为AB工艺；D为A/0工艺；E为尸/0工艺；F为卡式氧化 沟；G为奥式氧化沟；H为交替式氧化沟；I为一体化氧化沟；I为SBR工艺；K为MSBR工艺；I 为IDEA工艺；M为I CEAS工艺；N为CASS工艺；0为UNITANK工艺；P为芦苇湿地处理。普通曝气工艺运行经验积累丰富，运行稳定性最高；A/ 0 工艺、A/A/O工艺、氧化沟系列工艺（除一体化氧化沟）,SBR系 列工艺（除UN I TANK工艺）、芦苇湿地工艺运行稳定性良好，相 对的，水解-好氧工艺与AB工艺、一体化氧化沟工艺和UNITANK 工艺的运行稳定性尚无确切保证。图3各工艺运行檢定性评价对比工艺的自控要求高低直接影响运行稳定

21、性、工程投资、员工素 质等。自控要求低（定性评价分值高）相对工艺来讲稳定性高，投资 省，员工素质要求较低，反之亦然。由图可见氧化沟系列工艺自控 水平要求相对低，而SBR系列工艺无一例外自控水平要求高；普通曝 气工艺自控水平要求非常高，因为目前普通曝气工艺主要应用于大 型和超大型污水处理项目中的缘故。图4各工艺自控要求宦性评价对比经济指标能耗各工艺能耗本身相差不大，这是因为能耗很大部分在于提 升泵房和鼓风机房的电耗，而提升泵房的电耗主要取决于受纳 水体水面高程，进水管底标高以及工艺水力损失，鼓风机房的 电耗主要取决于进出水水质情况。相对而言，土地处理工艺能 耗较低。经济指标投资在投资方面，各种工

22、艺除芦苇湿地工艺以及Biolak工艺和 多级A/0工艺采用土工构筑物较小外，其他工艺相差不大。这 是因为工艺研究伊始，经济性是决定其能否被广泛使用的最根 本也是最关键的因素之一。经济指标运行费用运行费用与投资一样，是决定该工艺能否被广泛使用最 根本也是最关键的因素之一。除芦苇湿地工艺外，其他工 艺运行费用相差无几。经济指标占地面积占地面积是制约工艺适用范围的关键因素之一，尤其是 对于城市用地紧张的特点，占地面积对于城市污水处理工 艺的选择至关重要。SBR系列工艺也正是因为占地面积节 省的突出特点，在近几年被广为采用。从图5中可以看出，除SBR系列工艺外，水解一好氧工艺、A/0工艺、A/A/O工

23、艺、一体化氧化沟工艺等占地城镇污水处理设施建设中面临的主要问题、运营管理、常见故障识别与处理城镇污水处理设施建设中面临的主要问题 一是污水处理设施建设滞后，能力不足，水平不高，适应不 了发展需求；二是污水管网与污泥处理等配套设施建设不同步，环境效 益没有充分发挥；三是污水处理费征收不到位，运行机制尚未完善，运营效率需要提高O:运营管理、常见故障识别与处理污水处理厂想取得良好的处理效果，必须使各类设备经常处于良好的工 作状况和保持应有的技术性能，正确操作.保养.维修设备是污水处理厂正常运转的先决条件。设备管理应注意以下几个方面:(1)使用好设备 严格按照说明书和操作规程进行操作。(2)保养好设备

24、 各种设备都应根据出厂说明书和现场情况制定保养条例。保养条例要包括清洁.调整.紧固.润滑金和防腐等内容。 (3)检修好设备 对主要设备制定检修标准，通过检修，恢复技术 (4)管理好设备做好设备购置、安装.调试.验收.使用、保养、 检修.报废以及更新全过程的管理工作。在污水处理厂，格栅、除砂设备.刮泥机污泥浓缩机. 表面曝气机.吸泥机.潜水推流器.滝水器等为运行工 艺上重要的大型设备。只有保证这些设备安全.正常运 行.充分发挥这些设备的工作潜能，才能使整个污水处 理厂正常运行起来。这些设备在运行管理和维护方面应 注意以下几个问题。 (1)熟悉所管理的设备 (2)确定设备运行最佳方案 (3)做好设备的巡回检查 (4)保持设备良好的润滑状态 (5)做好设备日常维护与管理格栅除污机运行管理确定工作台数、定时淸除栅渣、定