城镇污水处理技术

1、城镇污水处理技术城镇污水处理技术 一、城镇污水处理概论一、城镇污水处理概论 v城市污水的组成：城市污水的组成：v生活污水生活污水v工业废水工业废水v入渗地下水入渗地下水v（合流制排水系统的初期雨水）（合流制排水系统的初期雨水）v城市污水的污染指标：城市污水的污染指标：v感观指标：浊、色、嗅、味、温感观指标：浊、色、嗅、味、温v物理化学指标：物理化学指标：pHpH、SSSS、BODBOD、CODCOD、毒物指标、毒物指标v生物指标：细菌总数、粪大肠菌群数、病毒生物指标：细菌总数、粪大肠菌群数、病毒水体污染分类和危害水体污染分类和危害 v水体物理性污染和危害（水温、色度、水体物理性污染和危害（水温

2、、色度、SS）v水体无机物污染和危害水体无机物污染和危害v氮、磷污染和水体富营养化氮、磷污染和水体富营养化v重金属污染和食物链的富集、迁移、转化重金属污染和食物链的富集、迁移、转化v水体有机物污染和危害水体有机物污染和危害v有机物污染（微生物耗氧导致水质恶化）有机物污染（微生物耗氧导致水质恶化）v油类污染（油膜覆盖导致水生态恶化）油类污染（油膜覆盖导致水生态恶化）v毒性有机物污染（对人类和水生物的危害）毒性有机物污染（对人类和水生物的危害）v水体病原微生物污染和危害水体病原微生物污染和危害城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水一级处理和一级强化处理污水一级处理和一级强化处理v处理对象

3、：悬浮物（处理对象：悬浮物（SS），部分有机物），部分有机物v处理方法：格栅截留，重力分离处理方法：格栅截留，重力分离v处理构筑物：处理构筑物：v格栅格栅v沉砂池沉砂池v沉淀池沉淀池城镇污水处理的基本方法城镇污水处理的基本方法 v污水二级处理（生物处理）污水二级处理（生物处理）v处理对象：胶体和溶解性有机物（处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD），氮，磷），氮，磷v处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法v处理构筑物：处理构筑物：v活性污泥法（传统法，活性污泥法（传统法，AAO法，氧化沟，法，氧化沟，SBR）v生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）生物膜

4、法（曝气生物滤池，接触氧化法）城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水三级处理（深度处理）污水三级处理（深度处理）v处理对象：进一步去除氮、磷、处理对象：进一步去除氮、磷、SS和有机物和有机物（BOD, COD）v处理方法：生物法，物化法，物理法处理方法：生物法，物化法，物理法v处理构筑物：处理构筑物：v生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBRv混凝沉淀过滤（混凝沉淀过滤（CMF）v活性炭吸附过滤活性炭吸附过滤v电渗析，反渗透电渗析，反渗透城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水处理厂污泥处理污水处理厂污泥处理v处理目的：减量化，无害化，稳定化，资

5、源化处理目的：减量化，无害化，稳定化，资源化v处理方法：物理法，化学法，生物法处理方法：物理法，化学法，生物法v处理构筑物：处理构筑物：v浓缩池，浓缩机械浓缩池，浓缩机械v消化池，沼气利用设备消化池，沼气利用设备v污泥脱水机械污泥脱水机械v污泥干化焚烧设备污泥干化焚烧设备城镇污水处理的基本方法城镇污水处理的基本方法 v典型污水二级处理工艺流程图典型污水二级处理工艺流程图二、二、 污水物理处理污水物理处理 v物理处理法去除对象：物理处理法去除对象：v粗大漂浮物粗大漂浮物v悬浮物（悬浮物（SS）v物理处理法常用工艺和设备物理处理法常用工艺和设备v筛滤截留筛滤截留格栅格栅，筛网，过滤，筛网，过滤v重

6、力分离重力分离沉淀沉淀，气浮，气浮格栅类型和构造特点格栅类型和构造特点 v位置（泵前，泵后）位置（泵前，泵后）v作用（保护水泵，去除作用（保护水泵，去除SS）v间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）v形状（平面，曲面）形状（平面，曲面）v清渣方式（手动，机械）清渣方式（手动，机械）格栅设计要点格栅设计要点n为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；n选用选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；n合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；的要求；n合理选择设

7、计参数，正确计算（确定）格栅断面合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；尺寸；n正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。沉淀分类沉淀分类 v自由沉淀（平流沉砂池）自由沉淀（平流沉砂池）v絮凝沉淀（初沉池）絮凝沉淀（初沉池）v拥挤沉淀（二沉池）拥挤沉淀（二沉池）v压缩沉淀（污泥浓缩池）压缩沉淀（污泥浓缩池）理想沉淀池和重要推论理想沉淀池和重要推论v表面负荷表面负荷(q0)与设计沉速与设计沉速(u0)数值相等，单位与数值相等，单位与物理意义不同。物理意义不同。v颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时间和沉淀高度无关间

8、和沉淀高度无关浅池理论浅池理论。v根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大幅度提高沉淀池表面负荷。幅度提高沉淀池表面负荷。00uAQq沉砂池类型和构造特点沉砂池类型和构造特点 v平流式沉砂池平流式沉砂池v浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；v多斗贮砂，重力、水力排砂。多斗贮砂，重力、水力排砂。v曝气沉砂池曝气沉砂池v方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡板隔渣；板隔渣；v坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。坡底、边槽集砂，移动式机

9、械刮吸排砂。v机械旋流沉砂池（比机械旋流沉砂池（比式沉砂池式沉砂池，多尔沉砂池），多尔沉砂池）v钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；v中心砂斗，气提排砂。中心砂斗，气提排砂。曝气沉砂池构造原理示意图曝气沉砂池构造原理示意图 空气管曝气头集砂槽I=0.1-0.5曝气沉砂池的设计与计算曝气沉砂池的设计与计算 n按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；n选定沉砂池水力停留时间选定沉砂池水力停留时间2min以上，计算总有效容积；以上，计算总有效容积；n选定沉砂池设计水平流速选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计

10、算总有效断面积；，计算总有效断面积；n选定沉砂池有效水深选定沉砂池有效水深(23m)，计算池长和总宽度；，计算池长和总宽度；n根据宽深比要求根据宽深比要求(11.5)，确定池数或分格数；，确定池数或分格数；n计算沉砂量计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；n选定气水比选定气水比(0.10.2)或曝气强度，计算曝气量；或曝气强度，计算曝气量；n设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。沉淀池类型和构造特点沉淀池类型和构造特点 v平流式沉淀池平流式沉淀池 【斜板（管）沉淀池】v

11、竖流式沉淀池竖流式沉淀池v辐流式沉淀池辐流式沉淀池v三种沉淀池的特点及适用条件（三种沉淀池的特点及适用条件（表273）v辐流式初沉池和二沉池的主要区别辐流式初沉池和二沉池的主要区别辐流式沉淀池设计和计算辐流式沉淀池设计和计算 n确定沉淀池个数（不少于确定沉淀池个数（不少于2个）；个）；n确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；n确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（612）；）；n计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底落差污泥斗高）；落差污泥斗高）；n计算污泥量，校核

12、污泥斗容积；计算污泥量，校核污泥斗容积；n设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统三、污水生物处理三、污水生物处理 v活性污泥法的基本理论和工艺设计活性污泥法的基本理论和工艺设计v生物除磷脱氮基本原理和工艺设计生物除磷脱氮基本原理和工艺设计v生物膜法的基本原理和工艺设计生物膜法的基本原理和工艺设计 活性污泥处理系统基本流程活性污泥处理系统基本流程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水曝气池曝气池空气空气二沉池二沉池处理水处理水回流污泥泵回流污泥泵活性污泥净化污水反应过程活性污泥净化污水反应过程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥

13、初期吸附初期吸附（捕食）（捕食）空气空气处理水处理水活性污泥活性污泥污水污水氧化分解氧化分解（代谢）（代谢）絮凝沉淀絮凝沉淀（回收）（回收）空气空气污泥污泥活性污泥生物代谢过程模式图活性污泥生物代谢过程模式图 分解代谢分解代谢O2合成代谢合成代谢代谢产物代谢产物H2O,CO2,NH3能量能量微生物微生物内源呼吸内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物微生物内源呼吸残留物内源呼吸残留物合成细胞物质合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物污水中有机物（CxHyOz）能量能量活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线 对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源

14、呼吸期S(BOD)S(BOD)O O2 2X(X(污泥污泥) )X X0 0量量时间时间0 0活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD负荷负荷 F/M F/M（N Ns s，N Nv v）v污泥龄（污泥龄（t ts s）生物固体停留时间生物固体停留时间v污泥容积指数（污泥容积指数（SVISVI）v污泥浓度（污泥浓度（X X，X Xr r） v污泥回流比（污泥回流比（R R）v剩余污泥量（剩余污泥量（Q Qw w）活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD污泥负荷（污泥负荷（kg BODkg BOD5 5/kg MLSS.d/kg MLSS.d）fSKtXS

15、VXSQNeaas2曝气池内污泥总量进水中污染物总量Q Q 设计流量设计流量V V 曝气池容积曝气池容积t t 水力停留时间水力停留时间S Sa a 进水进水BODBOD浓度浓度S Se e 出水出水BODBOD浓度浓度X X 曝气池混合液污泥浓度曝气池混合液污泥浓度K K2 2 有机物降解动力学常数有机物降解动力学常数f f MLVSS/MLSSMLVSS/MLSS0.750.75 BODBOD去除率去除率活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥龄（污泥龄（d d）生物固体停留时间生物固体停留时间(SRT)(SRT)(1)BOD/)(25100%)swrwrvwrVXVXVRtX

16、QXQRXa Q Sb VXQdXRrv3曝 气 池 内 污 泥 总 量每 日 新 增 污 泥 量活 性 污 泥 增 殖 量a 污 泥 产 率 (0.4-0.8) b 自 身 氧 化 率 (0.04-0.1)S 去 除 浓 度 X 挥 发 性 活 性 污 泥 浓 度剩 余 污 泥 量 (m回 流 污 泥 浓 度 (8000-12000 mg/L)污 泥 回 流 比活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD负荷与污泥龄的关系负荷与污泥龄的关系21)srsaersrevvra NbtSSQ SNKSVXXtSMLVSSv活性污泥去除负荷BOD去除浓度X挥发性活性污泥浓度(活性污泥

17、法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥容积指数（污泥容积指数（mL/gmL/g）)/(10(%)LgXSVSVI污泥量污泥所占容积vSVISVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常活性污泥的活性污泥的SVISVI应在应在8080150150之间，一般为之间，一般为120120左右；左右；vSVI80SVI150SVI150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥浓度（污泥浓度（g/Lg/L，kg/mkg/m3 3）)15080()/1200080

18、00()2 .1 ()0 .125.0(110101166污泥容积指数回流污泥浓度左右污泥沉降系数污泥回流比回流污泥浓度：混合液污泥浓度：SVILmgXrRXRRrSVIXrSVIRRXRRXrrr活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥回流比污泥回流比XXXQQRrrSVISVI，X X，XrXr，R R 之间的关系之间的关系活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v剩余污泥量剩余污泥量(m(m3 3/d)/d)155)/120008000()75.0( ,)1 (dttLmgXfMLSSMLVSSfRtRVXtXVXfXVbSQaXfXQssrsrsrvrrw污泥龄（一般

19、负荷时，回流污泥浓度城市污水活性污泥法常用运行方式活性污泥法常用运行方式n传统活性污泥法处理系统（普通曝气）传统活性污泥法处理系统（普通曝气）n阶段曝气活性污泥法处理系统阶段曝气活性污泥法处理系统 n吸附再生活性污泥法处理系统吸附再生活性污泥法处理系统n延时曝气活性污泥法处理系统延时曝气活性污泥法处理系统 n完全混合活性污泥法处理系统完全混合活性污泥法处理系统n深井曝气活性污泥法处理系统深井曝气活性污泥法处理系统n纯氧曝气活性污泥法处理系统纯氧曝气活性污泥法处理系统活性污泥法常用运行方式的活性污泥法常用运行方式的主要工艺特征主要工艺特征 氧化沟处理系统基本流程氧化沟处理系统基本流程 回流污泥回

20、流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水污泥污泥处理水处理水污泥泵房污泥泵房二沉池二沉池氧化沟氧化沟转刷转刷氧化沟处理系统主要特点氧化沟处理系统主要特点 常用工艺类型：（三沟式，常用工艺类型：（三沟式，Carrousel,Orbal)Carrousel,Orbal)v构造方面：构造方面：v环状沟渠型，池长可达百米以上，水深环状沟渠型，池长可达百米以上，水深2 25m5m；v多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置；多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置； v出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。v流态方面：流态方面：v循环流，介于完

21、全混合与推流之间；循环流，介于完全混合与推流之间； v独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。v工艺方面：工艺方面：vBODBOD负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强；负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强；v可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；v可不再单设二沉池，省却污泥回流设施。可不再单设二沉池，省却污泥回流设施。 SBR处理系统的工作原理处理系统的工作原理 空气空气处理水处理水进水时段进水时段进水进水曝气时段曝气时段沉淀时段沉淀时段排水时段排水时段闲置时段闲置时段空气空气SBR处理系统的

22、主要特点处理系统的主要特点 常用工艺类型：常用工艺类型：(CASS, ICEAS, DAT-IAT(CASS, ICEAS, DAT-IAT） v通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活性通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活性污泥处理过程；污泥处理过程；v工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设费用和运行费用降低；费用和运行费用降低；v污泥的污泥的SVISVI值低，沉淀性能好，不易膨胀；值低，沉淀性能好，不易膨胀；v通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除磷脱氮；磷脱氮；v应用电动阀门、液位

23、计和应用电动阀门、液位计和PLCPLC等自控仪表，可实现等自控仪表，可实现工艺过程自动化控制。工艺过程自动化控制。曝气系统曝气系统 v曝气的作用（供氧，混合搅拌）曝气的作用（供氧，混合搅拌）v双膜理论及影响氧转移效率的主要因素双膜理论及影响氧转移效率的主要因素 v曝气方式和曝气设备曝气方式和曝气设备v鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）v机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）v衡量曝气设备技术性能的主要指标衡量曝气设备技术性能的主要指标 v动力效率（动力效率（E EP P） v氧利用效率（氧利用效率（E EA A） v氧转移效率（氧转移效率

24、（E EL L）充氧能力）充氧能力鼓风曝气系统空气量计算鼓风曝气系统空气量计算 n需氧量计算：需氧量计算：VXbSSQaORvea )(2曝气池内溶解氧饱和度：曝气池内溶解氧饱和度：)4210026. 2(5tbssbOPCC标准状态下需氧量：标准状态下需氧量：)20()()20(0024. 1TTsbsCCRCR实际供气量：实际供气量：1003 . 00AsERG活性污泥处理系统工艺设计活性污泥处理系统工艺设计 n选定处理工艺方案选定处理工艺方案n确定主要工艺设计参数确定主要工艺设计参数 n生物反应池容积计算设计生物反应池容积计算设计n需氧量、供气量和曝气系统计算设计需氧量、供气量和曝气系统

25、计算设计 n回流污泥量、剩余污泥量和污泥回流系统的计回流污泥量、剩余污泥量和污泥回流系统的计算设计算设计 n沉淀池池型的选定、容积的计算设计沉淀池池型的选定、容积的计算设计 生物膜法生物膜法 v生物膜法的基本原理生物膜法的基本原理v生物膜法的典型工艺及工艺特征生物膜法的典型工艺及工艺特征 v生物膜法处理工艺的新发展生物膜法处理工艺的新发展v生物膜法处理系统的工艺设计生物膜法处理系统的工艺设计 生物膜法的典型工艺生物膜法的典型工艺 v生物滤池（滴洒滤池）生物滤池（滴洒滤池）v生物转盘（回转式生物接触器）生物转盘（回转式生物接触器）v生物接触氧化（浸没式生物滤池）生物接触氧化（浸没式生物滤池）v曝

26、气生物滤池曝气生物滤池v生物移动床生物移动床v生物流化床生物流化床生物膜法与活性污泥法的最大区别生物膜法与活性污泥法的最大区别v生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物生物载体（填料）载体（填料）的引入。的引入。v由于生物载体是人为提供的，所以载体的形由于生物载体是人为提供的，所以载体的形状、性质、填充方式等也可根据需要人为地状、性质、填充方式等也可根据需要人为地进行选定，这就使得生物膜法单元设施比活进行选定，这就使得生物膜法单元设施比活性污泥法更具有灵活性、多样性和创造性。性污泥法更具有灵活性、多样性和创造性。 生物膜法的主要工艺特征生物膜法的主要工艺特征 生

27、物膜形成的基本要素生物膜形成的基本要素v生物载体生物载体（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶粒，（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）v污水污水（营养物质）：（营养物质）：BOD, N, PBOD, N, Pv空气空气（溶解氧）：（溶解氧）：DODOv微生物微生物：细菌真菌原生动物后生动物小型昆虫：细菌真菌原生动物后生动物小型昆虫v在有氧的条件下，使污水与生物载体表面对流接触，经过一段在有氧的条件下，使污水与生物载体表面对流接触，经过一段时间后，生物载体表面被一层膜状活性污泥时间后，生物载体表面被一层膜状活性

28、污泥生物膜所覆生物膜所覆盖，这一过程工程上称为生物挂膜。生物膜从形成到成熟，经盖，这一过程工程上称为生物挂膜。生物膜从形成到成熟，经历潜伏和生长两个阶段。一般的城市污水，在历潜伏和生长两个阶段。一般的城市污水，在2020左右的温度左右的温度条件下，这一过程大致需要条件下，这一过程大致需要3030天左右。天左右。 生物膜的构造和代谢工况生物膜的构造和代谢工况 v生物载体、污水、空气的对流生物载体、污水、空气的对流接触：接触：v养料（污水中的有机物，空气养料（污水中的有机物，空气中的氧）的传递：中的氧）的传递：v好 氧 代 谢 产 物 的 传 递 ：好 氧 代 谢 产 物 的 传 递 ：（COCO

29、2 2，H H2 2O O，NHNH3 3+ +. .） v生物膜的增殖，厌氧层形成：生物膜的增殖，厌氧层形成：v厌 氧 代 谢 产 物 的 传 递 ：厌 氧 代 谢 产 物 的 传 递 ：（CHCH4 4，H H2 2S S，N N2 2） v生物膜的老化、脱落和更新：生物膜的老化、脱落和更新：生物膜脱落的主要原因生物膜脱落的主要原因 v生物膜过厚，营养物质不能到达，微生物处于内源生物膜过厚，营养物质不能到达，微生物处于内源呼吸或死亡，生物膜附着力减弱；呼吸或死亡，生物膜附着力减弱；v生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托作用；作用；v生物膜

30、中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱落；落；v水力剪切、冲刷作用造成生物膜松动脱落。水力剪切、冲刷作用造成生物膜松动脱落。 生物滤池的基本构造生物滤池的基本构造 n池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用 n滤料：生物载体，为微生物生长，微生物、滤料：生物载体，为微生物生长，微生物、污水、空气对流接触提供巨大表面积和孔隙污水、空气对流接触提供巨大表面积和孔隙 n布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定式，旋转式）式，旋转式） n集、排水装置：收集、排除处理后污水，保集、排水装置：收集、

31、排除处理后污水，保证良好通风条件证良好通风条件 生物滤池的类型与发展生物滤池的类型与发展 v生物滤池工艺发展的原因：生物滤池工艺发展的原因：v占地面积大占地面积大v滤料堵塞滤料堵塞v滤池蝇滤池蝇v干臭味干臭味 生物滤池生物滤池普通普通生物滤池生物滤池高负荷高负荷生物滤池生物滤池塔式塔式v生物滤池的工艺类型：生物滤池的工艺类型： 生物滤池的动力学特征生物滤池的动力学特征 v污水沿滤池高度自上而下滴落，污水污水沿滤池高度自上而下滴落，污水BODBOD浓度沿浓度沿滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污泥工艺。泥工艺。v有机物负荷：上高，下低有机物负荷：上高，

32、下低v生物膜分布：上厚，下薄生物膜分布：上厚，下薄v生物相分布：上低级，下高级生物相分布：上低级，下高级 生物滤池的主要工艺特征生物滤池的主要工艺特征 生物接触氧化法的生物接触氧化法的工作原理工作原理 v池内填充生物载体（填料），污水淹没填料，池底通池内填充生物载体（填料），污水淹没填料，池底通入空气曝气，充氧、搅拌、三相对流接触、传递，通入空气曝气，充氧、搅拌、三相对流接触、传递，通过填料表面生物膜的代谢作用，使污水得到净化。过填料表面生物膜的代谢作用，使污水得到净化。 v构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在水中，构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在水中，所以又称为所以又称为“淹没式

33、生物滤池淹没式生物滤池”。 v运行方式与曝气池相似，只是在池内人为提供微生物运行方式与曝气池相似，只是在池内人为提供微生物栖息生长的填料，所以又称为栖息生长的填料，所以又称为“接触曝气法接触曝气法”。 v实质上，生物接触氧化是一种介于活性污泥法和生物实质上，生物接触氧化是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术，兼具两者的特点，所以也滤池之间的生物处理技术，兼具两者的特点，所以也称为称为“悬浮附着生物接触氧化法悬浮附着生物接触氧化法”。 生物接触氧化法的主要特点生物接触氧化法的主要特点 v优点：优点：v兼具活性污泥法和生物膜法的主要优点，由于生物载体（填兼具活性污泥法和生物膜法的主要优点

34、，由于生物载体（填料）的不断革新、变化，使该工艺更具灵活性、多样性。料）的不断革新、变化，使该工艺更具灵活性、多样性。 v填料表面微生物固定生长，生物相丰富，食物链长，能够生填料表面微生物固定生长，生物相丰富，食物链长，能够生长氧化能力强的球衣菌属丝状菌而不发生污泥膨胀。长氧化能力强的球衣菌属丝状菌而不发生污泥膨胀。 v悬浮、附着微生物共存，生物浓度高（悬浮、附着微生物共存，生物浓度高（10000 mg/L10000 mg/L），处），处理能力大，耐冲击负荷能力强。理能力大，耐冲击负荷能力强。 v气、液、固三相混合接触，加之填料的分割作用，水流状态气、液、固三相混合接触，加之填料的分割作用，水

35、流状态好，氧利用率高。好，氧利用率高。 v不产生滤池蝇和臭气，操作简单，运行管理方便。不产生滤池蝇和臭气，操作简单，运行管理方便。 v适用于工业废水处理和污水深度处理。适用于工业废水处理和污水深度处理。 生物接触氧化法的主要特点生物接触氧化法的主要特点v缺点：缺点：v如果设计运行不当，填料易堵塞；如果设计运行不当，填料易堵塞； v布水、布气不易均匀；布水、布气不易均匀； v由于大量填料的使用，造价较高。由于大量填料的使用，造价较高。 v常用填料：常用填料：v刚性固定填料：塑料、玻璃钢，蜂窝管、波纹板，刚性固定填料：塑料、玻璃钢，蜂窝管、波纹板，v软性固定填料：有机合成纤维束软性固定填料：有机合

36、成纤维束v半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合填料），半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合填料），弹性填料，自旋转填料弹性填料，自旋转填料v轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废弃饮料瓶弃饮料瓶生物接触氧化池的设计计算生物接触氧化池的设计计算 vBODBOD容积负荷（容积负荷（NwNw）：）：1.01.05.0 kgBOD/m5.0 kgBOD/m3 3.d .d 填料有效容积填料有效容积 )(30mNQSWw式中：式中：Q Q 日平均污水量，日平均污水量，m m3 3/d/d S S0 0 原污水原污水BODBOD

37、浓度，浓度，mg/L mg/L v水力停留时间（水力停留时间（HRTHRT）：）：2.02.04.0 h 4.0 h 曝气生物滤池的曝气生物滤池的主要特点和工程应用主要特点和工程应用 v主要特点：主要特点：v气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消耗低。气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消耗低。 v具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。 v采用采用3 35 mm5 mm的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表面积大，生物浓度高（面积大，生物浓度高（8000800023000 m

38、g/L23000 mg/L），处理效果好。），处理效果好。 v无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，维护管理方便。无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，维护管理方便。 v工程应用：工程应用：v微污染水处理微污染水处理 v污水二级和三级处理污水二级和三级处理 v工业废水处理（造纸，食品，制药）工业废水处理（造纸，食品，制药） 污水脱氮除磷处理污水脱氮除磷处理 v污水常规二级生物处理（活性污泥法、生物膜污水常规二级生物处理（活性污泥法、生物膜法），还含有相当数量的污染物质，如：法），还含有相当数量的污染物质，如：BODBOD、CODCOD、SSSS、氮、磷、重金属等。、氮、磷、重金属等。v会导致水体的富营养化

39、；会导致水体的富营养化；v会导致水质恶化，使其遭到破坏；会导致水质恶化，使其遭到破坏；v不能满足回用要求。不能满足回用要求。v要使污水处理水质满足以上要求，必须进行脱氮要使污水处理水质满足以上要求，必须进行脱氮除磷处理。除磷处理。污水脱氮除磷处理的对象、污水脱氮除磷处理的对象、目标与技术目标与技术生物脱氮原理生物脱氮原理v生物脱氮过程：生物脱氮过程：含氮含氮化合物化合物硝化反应过程硝化反应过程氧氧NONO- -3 3N N2 2硝化细菌硝化细菌碳碳反硝化细菌反硝化细菌反硝化反应过程反硝化反应过程影响硝化反硝化反应过程的主要因素影响硝化反硝化反应过程的主要因素A/OA/O前置生物脱氮工艺前置生物

40、脱氮工艺N2污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥原污水原污水曝气池曝气池空气空气沉淀池沉淀池处理水处理水脱氮池脱氮池内回流内回流A/OA/O生物脱氮工艺特点生物脱氮工艺特点v流程简单，装置少，勿需外加碳源，适用于现有推流式曝气流程简单，装置少，勿需外加碳源，适用于现有推流式曝气池的改造，建设费用和运行费用均较低。池的改造，建设费用和运行费用均较低。v反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左右，处理城市污水时，不必投碱调节右，处理城市污水时，不必投碱调节pHpH值。值。v硝化曝气池在后，反硝化反应过程残留的有机物在硝化段进硝化曝气池在后，反

41、硝化反应过程残留的有机物在硝化段进一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。v在处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。v如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。v内循环液溶解氧较高，破坏内循环液溶解氧较高，破坏A A段缺氧状态，影响脱氮效果。段缺氧状态，影响脱氮效果。AnOAnO生物脱氮工艺设计参数生物脱氮工艺设计参数v水力停留

42、时间（水力停留时间（HRTHRT）：硝化反应需时较长，一般不应该低）：硝化反应需时较长，一般不应该低于于6h6h；反硝化需时较短（；反硝化需时较短（2h2h），两段容积比一般为），两段容积比一般为3 3：1 1。v内循环比（内循环比（R R）：内循环回流比不仅影响脱氮效果，而且影）：内循环回流比不仅影响脱氮效果，而且影响动力消耗，是一项非常重要的设计参数。为了保证脱氮效响动力消耗，是一项非常重要的设计参数。为了保证脱氮效果，一般内循环回流比不宜低于果，一般内循环回流比不宜低于200200，最高为，最高为600600。vMLSSMLSS值：反应池内值：反应池内MLSSMLSS应在应在3000mg

43、/L3000mg/L以上，低于此值，脱氮以上，低于此值，脱氮效果显著降低。效果显著降低。v生物固体停留时间（污泥龄）：生物固体停留时间（污泥龄）：15d15d以上以上v氮负荷（氮负荷（N/MLSSN/MLSS）：）：0.03kg N/kg MLSS.d0.03kg N/kg MLSS.dv进水总氮浓度：进水总氮浓度： 30 mg/L30 mg/LApO生物除磷原理v聚磷菌对磷的摄取和释放过程：聚磷菌对磷的摄取和释放过程：厌氧放磷过程厌氧放磷过程H H3 3POPO4 4能量能量好氧积磷过程好氧积磷过程H H3 3POPO4 4积磷菌积磷菌能量能量好氧条件好氧条件厌氧条件厌氧条件AAO生物脱氮除

44、磷工艺N2污泥回流（含磷污泥）污泥回流（含磷污泥）剩余污泥剩余污泥原污水原污水曝气池曝气池空气空气沉淀池沉淀池处理水处理水缺氧池缺氧池厌氧池厌氧池氨化、放磷氨化、放磷脱氮脱氮除除BOD、硝化、吸收磷、硝化、吸收磷内回流（内回流（200）污水消毒处理污水消毒处理污水消毒技术的优缺点比较及选择污水消毒技术的优缺点比较及选择城市污水的再生与回用城市污水的再生与回用 v为了解决困扰人类发展的水资源短缺问题，开发新为了解决困扰人类发展的水资源短缺问题，开发新的可利用水源成为世界各国普遍关注的问题。的可利用水源成为世界各国普遍关注的问题。v再生水的城市回用再生水的城市回用v城市景观城市景观v城市绿化城市绿

45、化v市政杂用水市政杂用水v再生水的工业回用再生水的工业回用v工业冷却水工业冷却水v锅炉补给水锅炉补给水v工艺用水工艺用水v再生水的农业回用再生水的农业回用v农业灌溉农业灌溉v渔牧用水渔牧用水常用污水处理工艺检测项目常用污水处理工艺检测项目n二级处理n生物反应池:活性污泥浓度（MLSS）、溶解氧（DO）、供气量、氧化还原电位（ORP）、混合液回流量、污泥回流量、剩余污泥量n二次沉淀池：泥水界面四、污泥的处理四、污泥的处理v污水处理过程中产生的污泥量大（城市二级污水处理厂产生污水处理过程中产生的污泥量大（城市二级污水处理厂产生的污泥量约占处理水量的的污泥量约占处理水量的0.3%0.3%0.5%0.

46、5%，按含水率，按含水率9797计）、计）、浓度高（含水率浓度高（含水率999995%95%）、成分复杂（有机物、无机物、细）、成分复杂（有机物、无机物、细菌、病原微生物、重金属）、危害大（腐化发臭，二次污菌、病原微生物、重金属）、危害大（腐化发臭，二次污染），必须及时有效地进行处理和处置。染），必须及时有效地进行处理和处置。v污泥处理的目的是使污泥减量化、无害化及资源化。污泥处理的目的是使污泥减量化、无害化及资源化。v保证污水处理厂的正常运行；保证污水处理厂的正常运行；v使易腐化发臭的有机物得到稳定处理并妥善处置；使易腐化发臭的有机物得到稳定处理并妥善处置； v使有毒有害物质得到妥善处置；使

47、有毒有害物质得到妥善处置；v使有用物质得到回收或综合利用。使有用物质得到回收或综合利用。 污泥处理的工艺流程污泥处理的工艺流程 污泥污泥浓缩浓缩机械脱水机械脱水最终处置最终处置污泥污泥浓缩浓缩自然干化自然干化堆肥堆肥农肥农肥污泥污泥浓缩浓缩自然干化自然干化最终处置最终处置消化消化污泥污泥浓缩浓缩机械脱水机械脱水最终处置最终处置消化消化污泥污泥浓缩浓缩机械脱水机械脱水干燥焚烧干燥焚烧消化消化最终处置最终处置污泥的来源与分类污泥的来源与分类 v栅渣和沙砾：格栅、沉砂池、初沉池（浮栅渣和沙砾：格栅、沉砂池、初沉池（浮渣）、气浮池（浮渣）渣）、气浮池（浮渣）v污泥：污泥： v初沉污泥：初次沉淀池初沉污

48、泥：初次沉淀池 v剩余污泥：二次沉淀池（活性污泥法）剩余污泥：二次沉淀池（活性污泥法） v腐殖污泥：二次沉淀池（生物膜法）腐殖污泥：二次沉淀池（生物膜法） v消化污泥：消化池消化污泥：消化池 v化学污泥：化学沉淀池（混凝沉淀，物化除磷）化学污泥：化学沉淀池（混凝沉淀，物化除磷） 污泥的性质指标污泥的性质指标 v污泥的含水率污泥的含水率；v污泥的比重（一般情况下以污泥的比重（一般情况下以1 1计）；计）；v污泥中的挥发性固体与灰分；污泥中的挥发性固体与灰分；v污泥中的重金属离子含量；污泥中的重金属离子含量；v污泥中的肥分；污泥中的肥分；v污泥的可消化程度。污泥的可消化程度。 污泥的含水率污泥的含

49、水率 式中：式中：V V1 1，V V2 2分别表示污泥浓缩前后的体积，分别表示污泥浓缩前后的体积，m m3 3W W1 1，W W2 2分别表示污泥浓缩前后的固体重量，分别表示污泥浓缩前后的固体重量，kgkgC C1 1，C C2 2分别表示污泥浓缩前后的固体浓度，分别表示污泥浓缩前后的固体浓度，g/mg/m3 3P P1 1，P P2 2分别表示污泥浓缩前后的含水率，分别表示污泥浓缩前后的含水率，% % v含水率的定义：污泥中所含水分的重量与污泥总重量含水率的定义：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数（之比的百分数（P P）。）。物料衡算，污泥比重按物料衡算，污泥比重按1 1计。计

50、。 12122121100100CCPPWWVV常见污泥的含水率常见污泥的含水率 常用污泥浓缩脱水技术常用污泥浓缩脱水技术 间歇式污泥重力浓缩池间歇式污泥重力浓缩池 v间歇式浓缩池具有构造简单，运行可靠，浓缩效间歇式浓缩池具有构造简单，运行可靠，浓缩效果好的特点，特别适用于中小型污水处理厂。果好的特点，特别适用于中小型污水处理厂。 v间歇式浓缩池的主要设计参数是浓缩时间，时间间歇式浓缩池的主要设计参数是浓缩时间，时间太短，则不能保证浓缩效果；时间太长，池容增太短，则不能保证浓缩效果；时间太长，池容增大且可能由于污泥厌氧而破坏浓缩过程。一般，大且可能由于污泥厌氧而破坏浓缩过程。一般，浓缩时间取浓

51、缩时间取10101212小时。小时。 连续式污泥重力浓缩池连续式污泥重力浓缩池 v连续式污泥重力浓缩池的池型类同于污水处理中连续式污泥重力浓缩池的池型类同于污水处理中的二次沉淀池，一般采用竖流式或辐流式，适用的二次沉淀池，一般采用竖流式或辐流式，适用于大型污水处理厂。于大型污水处理厂。 v浓缩池高度：一般采用浓缩池高度：一般采用4m4m。v浓缩池水力停留时间：不宜小于浓缩池水力停留时间：不宜小于1212小时。小时。v固体通量：固体通量：303060 kg/m60 kg/m2 2.d.d 连续式污泥重力浓缩池连续式污泥重力浓缩池 v连续式污泥重力浓缩池工况示意图连续式污泥重力浓缩池工况示意图上清

52、液区上清液区阻滞区阻滞区固体浓度固体浓度压缩区压缩区QeCeQ0C0QuCuuii污泥的机械脱水污泥的机械脱水 v污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为推动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤动力，使污泥水分被强制通过过滤介质，形成滤液，而固体颗粒则被过滤介质截留，形成滤饼，液，而固体颗粒则被过滤介质截留，形成滤饼，从而达到污泥脱水的目的。从而达到污泥脱水的目的。 v造成压力差推动力的方法有四种：造成压力差推动力的方法有四种： v污泥自身重力，如带式压滤机的重力脱水段。污泥自身重力，如带式压滤机的重力脱水段。 v在过滤介质的一面造成负压，如真空吸

53、滤脱水机。在过滤介质的一面造成负压，如真空吸滤脱水机。 v加压污泥使水分通过过滤介质，如压滤脱水机。加压污泥使水分通过过滤介质，如压滤脱水机。 v造成离心力使固造成离心力使固- -液分离，如离心脱水机。液分离，如离心脱水机。 污泥的机械脱水污泥的机械脱水 v污泥脱水机械：污泥脱水机械：v板框压滤机：板框压滤机：构造简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。构造简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。不能连续生产。不能连续生产。 污泥的机械脱水污泥的机械脱水 v污泥脱水机械：污泥脱水机械： v滚压带式过滤机：滚压带式过滤机：连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好。连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好

54、。对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。 v离心脱水机：离心脱水机：连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好，连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好，占地面积小。占地面积小。对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。 污泥的干化和焚烧污泥的干化和焚烧 v污泥经脱水后，含水率仍较高，体积较大，为便于污泥经脱水后，含水率仍较高，体积较大，为便于污泥最终处置，可进行干化和焚烧。污泥经干化处污泥最终处置，可进行干化和焚烧。污泥经干化处理后，含水率可降至理后，含水率可降至40%-20%40%-20%左右。污泥经焚烧处理左右。污泥经

55、焚烧处理后，含水率可降至后，含水率可降至0 0，体积很小，性质稳定，便于运，体积很小，性质稳定，便于运输，可进行综合利用或最终处置。输，可进行综合利用或最终处置。 v污泥干化主要是设备。污泥干化主要是设备。v常用的污泥焚烧设备有回转焚烧炉、多段焚烧炉和常用的污泥焚烧设备有回转焚烧炉、多段焚烧炉和流化床焚烧炉等。流化床焚烧炉等。 污泥的稳定处理污泥的稳定处理v污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化v污泥的好氧消化污泥的好氧消化v污泥堆肥污泥堆肥v污泥的石灰稳定污泥的石灰稳定污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化 v污泥一般都采用厌氧消化法处理，即在无氧的条件下，由兼性污泥一般都采用厌氧消化法处理，即在无氧的条件下，

56、由兼性菌及专性厌氧细菌降解有机污染物，分解的最终产物主要是二菌及专性厌氧细菌降解有机污染物，分解的最终产物主要是二氧化碳和以甲烷为主的消化气（沼气），污泥经厌氧消化得以氧化碳和以甲烷为主的消化气（沼气），污泥经厌氧消化得以稳定。污泥厌氧消化过程也称为污泥厌氧生物稳定过程。稳定。污泥厌氧消化过程也称为污泥厌氧生物稳定过程。v污泥厌氧消化是一个极其复杂的过程，多年来，厌氧消化被概污泥厌氧消化是一个极其复杂的过程，多年来，厌氧消化被概括为两阶段过程，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。随着对厌括为两阶段过程，即酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。随着对厌氧消化微生物研究的不断深入，厌氧消化过程中不产甲烷细菌氧消化

57、微生物研究的不断深入，厌氧消化过程中不产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系更加明确，和产甲烷细菌之间的相互关系更加明确，19791979年，伯力特年，伯力特（BryantBryant）等人根据微生物不同的生理类别和作用，提出了厌）等人根据微生物不同的生理类别和作用，提出了厌氧消化三阶段理论，成为目前较为公认的理论模式。氧消化三阶段理论，成为目前较为公认的理论模式。 污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化 v厌氧消化池的基本池型：厌氧消化池的基本池型： v圆柱形圆柱形v卵形卵形 污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化 v厌氧消化池的设计要点：厌氧消化池的设计要点： 设设消化池体积消化池体积: :污泥量：初沉池污泥，

58、剩余污泥，含水率污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率投配率：投配率：3 35 5（一般（一般5 5）挥发性固体容积负荷：挥发性固体容积负荷：0.60.61.5kgVSS/m1.5kgVSS/m3 3.d(.d(一般取一般取1.0)1.0)投配与排泥：间歇式，连续式投配与排泥：间歇式，连续式混合搅拌设备混合搅拌设备: :（循环，搅拌，沼气，联合）（循环，搅拌，沼气，联合）加热保温设备：（体外热交换间接加热）加热保温设备：（体外热交换间接加热） 沼气收集利用设备：（沼气柜，沼气锅炉）沼气收集利用设备：（沼气柜，沼气锅炉）污泥堆肥污泥堆肥 v污泥堆肥的基本原理污泥堆肥的基本原理 ： v在有氧的条件下在有氧的条件下，利用，利用嗜温菌嗜温菌和和嗜热菌嗜热菌的作用，分的作用，分解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与解污泥中的有机物质并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒，使污泥达到稳定并提高污泥肥分。病毒，使污泥达到稳定并提高污泥肥分。v为了改善堆肥效果，一般采用膨胀剂（如已堆熟的为了改善堆肥效果，一般采用膨胀剂（如已堆熟的污泥，稻草，麦秸、木屑或城市垃圾等）与污泥混污泥，稻草，麦秸、木屑或城市垃圾等）与污泥混合，以便增加堆料的孔隙度，使通风良好。同时，合，以便增加堆料的孔隙度，使通风良好。同时，膨胀剂可降低污泥含水率并改善堆料的碳氮比。膨胀剂可降低污泥含水率并改善堆料的碳氮比。 污