污水处理工艺技术及运行管理

1、 城市污水处理工艺技术内容提要 总论 生物处理技术基本原理 传统活性污泥工艺 生物脱氮除磷工艺 总 论总 论 城市污水来源 污染物性质 水质指标 城市污水处理基本方法城市污水来源1、 工业废水 工业生产过程中排出的水。水质水量差异较大，浓度高，毒性大，不易通过一种通用技术或工艺来处理。 造纸废水、印染废水、化工、冶金 高浓度有机废水 含酚废水 含油废水城市污水来源2、生活污水 人们日常生活中排出的水。水质较稳定，浓度较低，易通过生化方法进行处理。3、城市污水 排入城市下水道系统的各种生活污水、工业废水等的混合污水。水质主要受到工业废水所占比例的影响。污染物性质 按化学性质分：有机物 无机物 按

2、物理形态分：悬浮物 胶体 溶解性物质污染物性质 按危害特征分有毒有害污染物 1、病原微生物： 致病菌、病毒、人寄生虫，生活污水、许多工业废水都有。 2、需氧耗氧有机物： 碳水化合物、蛋白质、油脂、脂肪酸、氨基酸等多种有机 物，在生物降解时需要耗氧。 3、营养性物质：氮、磷 生活污水、工业废水中含氮磷的物质污染物性质4、重金属 如汞、镉、铬、铅、镍、砷. 重金属可以通过食物链富集，是一类控制污染物，必须在源头控制5、难降解有机物：合成有机物 有机氯化合物：如多氯联苯（PCBs），在化工、食品、合成树脂、电气中广泛应用，非常稳定。 有机氯农药：DDT、六六六、狄式剂、艾式剂等 多环芳烃化合物（PA

3、Hs） 有机金属化合物污水指标 物理性质指标：色度、温度、氧化还原电位等 化学性质指标： pH、有机物、溶解性固体、有毒物、N、P 有机物综合指标：BOD5、COD、TOC、TOD 有机物单项指标 生物学指标：细菌总数、大肠菌数污水指标 生化需氧量（BOD): 水中有机物在微生物（主要是细菌）作用下，有机物分解时所需氧量。设定20下历时5天时的生化需氧量为BOD5。 化学需氧量（COD）： 水中有机物与强氧化剂（如重铬酸钾、高锰酸钾）作用所消耗的氧。CODcr, CODMn 总有机碳（TOC） 水中含碳有机物在高温燃烧下转化为CO2而测得所消耗的氧量。 总需氧量（TOD） 水中所有有机物（包括

4、含C、N、P、S等还原性物质）经燃烧生成稳定性氧化物（如CO2、NOx、SO2)所消耗的氧。污水指标 营养性物质（N） 氨氮：在水中以离子态（NH4）及非离子态（NH3）存 在 凯氏氮（TKN）：氨氮与有机氮的总和。 亚硝酸盐（NO2） 硝酸盐（NO3） 总氮：水中氨氮、有机氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和 营养性物质（P） ： 正磷酸盐 缩合磷酸盐 总磷:有机磷与无机磷的总和城市污水处理一般方法城市污水处理技术 物理处理技术：沉淀技术、过滤技术、气浮技术等 化学处理技术和物理化学处理技术： 中和、加药混凝、离子交换等 生物处理技术：好氧生物氧化分解、厌氧生物发酵技术城市污水一般处理流程设计规模

5、：一期工程104m3/d主体工艺：连续流微滤与反渗透组合工艺 原水：污水厂二级出水，氯离子含量和全盐量在旱季分别为1220mg/l和2990mg/l，在雨季分别为2250mg/l和5075mg/l出水水质：可广泛回用于工业纯水、工业冷却水、工业工艺、园林绿化以及市政生活杂用水。运行中主要问题：反渗透膜脱盐率下降较快，但是经清洗后恢复效果较好。高碑店污水处理厂工艺流程城市污水处理工艺 预处理工艺：格栅处理、泵房抽升、沉砂处理 一级处理工艺：初沉池 二级处理工艺：曝气池和二次沉淀池 三级或深度处理： 混凝沉淀和过滤 污泥处理和污泥最终处置：浓缩、消化、脱水、堆肥、 填埋等 生物处理技术基本原理基本

6、原理 微生物在生物处理中的作用 去除有机物（以COD或BOD 表示），去除其它无机营 养元素如N、P等 絮凝沉淀和降解胶体状固体物基本原理 污水生物处理中的重要微生物基本原理 细菌： 是废水生物处理工程中最主要的微生物 根据需氧情况不同： 好氧细菌、兼性细菌、厌氧细菌； 根据能源碳源利用情况的不同： 光合细菌光能自养菌、光能异养菌； 非光合细菌化能自养菌、化能异养菌 根据生长温度的不同： 低温菌(-10 15oC)、中温菌(15 45oC)、高温菌(45oC)基本原理 真菌： 特点： 1) 能在低温和低pH值的条件生长 2) 在生长过程中对氮的要求较低（1/2） 3) 能降解纤维素。 应用：

7、1) 处理某些特殊工业废水 2) 固体废弃物的堆肥处理基本原理 原生动物： 原生动物主要以细菌作为食物；种属与数量的变化，与出水水质相关，可作为指示生物。 后生动物： 后生动物以原生动物和细菌作为食物；也可作为指示生物。基本原理 微生物的新陈代谢 是微生物不断从外界环境摄取其生长与繁殖所必须的营养物质，同时又不断将自身产生的代谢产物排泄到体外环境中的过程。 污水生物处理过程中，微生物进行新陈代谢的营养物质就是污水中大量的污染物质。微生物在进行新陈代谢的生命活动中将营养物质消耗掉，也就是污染物质被处理掉的过程 1、 同化作用：细菌消耗能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质 2、 异化

8、作用：细菌将细胞内的营养物质和自身的细胞物质分解的过程，放出能量基本原理基本原理 微生物的营养1、异养菌：利用有机污染物作为营养物质，并利用这些物质分解过程中产生的能量作为生命活动所需的能量来源。2、自养菌：利用无机物质作为营养。 化能自养微生物：以无机化学反应所产生的能量作为能源 光能自养微生物：能进行光合作用，利用光能作为能源 生物处理法的分类影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素影响好氧生物处理的主要因素传统活性污泥工艺 活性污泥法的基本原理 活性污泥法的运行方式 活性污泥法的运行管理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原

9、理活性污泥系统的主要组成 曝气池：生化反应的主体，有机物被降解，微生物增殖； 二沉池：1）泥水分离，保证出水水质； 2）浓缩污泥，保证污泥回流，维持曝气池内的污泥浓度 回流系统：1）维持曝气池内的污泥浓度； 2）改变回流比，可调整曝气池的运行工况。 剩余污泥：1）去除有机物的途径之一； 2）维持系统的稳定运行。 供氧系统： 为微生物提供溶解氧，并保证活性污泥处于悬浮状态。活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理活性污泥系统有效运行的基本条件： 废水中含有足够的可溶性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流，剩余污泥剩余污泥及时排

10、放， 维持曝气池内稳定的活性污泥浓度； 进水中不含有对微生物有毒有害物质活性污泥法的基本原理 活性污泥的性质及性能指标 1、物理性质： “菌胶团”“生物絮凝体” 颜色：褐色、（土）黄色、铁红色 气味：泥土味（城市污水） 比重：略大于1 （1.0021.006） 粒径：0.020.2 m 比表面积：20100cm /ml活性污泥法的基本原理2、组成成分： 水： 活性污泥的含水率： 99.299.8% 固体物质：活性污泥的含固率： 0.20.8% 有机物：活细胞（Ma）： 微生物内源代谢的残留物（Me）： 吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）： 无机物：无机物质（Mii）：活性污泥法的基本原

11、理3、活性污泥中的微生物：A细菌： 是活性污泥净化功能最活跃的成分B、原生动物-在活性污泥中大约为103 个/ml活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理4、活性污泥的性能指标： （1）混合液悬浮固体浓度（MLSS） 可近似表示曝气池内微生物的浓度，包括污泥絮体内的微生物量、非活性的有机物和无机物。 (2)混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS） 条件一定时， MLVSS/MLSS 较稳定； 对于处理城市污水的活性污泥系统，一般0.750.85活性污泥法的基本原理（3）污泥沉降比（SV）（Sludge Volume） 定义：将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一

12、般以%表示； 功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀； 正常范围： 2030%活性污泥法的基本原理活性污泥法的基本原理（4）污泥体积指数（SVI）（Sludge Volume Index） 定义：曝气池出口处混合液经30分钟静沉后，1g干污泥所形成的污泥体积，( ml/g) SVI =SV(ml/l)/MLSS(g/l) 功能：能更准确地评价污泥的凝聚性能和沉降性能，其值过低，说明泥粒小，密实，无机成分多； 其值过高，说明其沉降性能不好，将要或已经发生膨胀； 正常范围：50150 ml/g（处理城市污水时）活性污泥法的基本原理高质量的活性污

13、泥主要体现在四个方面： 良好的吸附性能 较高的生物活性 良好的沉降性能 良好的浓缩性能活性污泥法的运行方式 1)传统活性污泥法推流式活性污泥法； 2)完全混合活性污泥法； 3)阶段曝气活性污泥法； 4)吸附再生活性污泥法； 5)延时曝气活性污泥法； 6)高负荷活性污泥法； 7)纯氧曝气活性污泥法； 8)浅层低压曝气活性污泥法； 9)深水曝气活性污泥法； 10)深井曝气活性污泥法。传统活性污泥法传统活性污泥法传统活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法阶段曝气活性污泥法吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法吸附再生活性污

14、泥法吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法高负荷活性污泥法高负荷活性污泥法纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气活性污泥法浅层低压曝气法浅层低压曝气法深水曝气活性污泥法深水曝气活性污泥法深水曝气活性污泥法深水曝气活性污泥法深水曝气活性污泥法活性污泥系统的工艺参数 曝气池的工艺参数：水力停留时间、MLSS、有机负荷 二沉池的工艺参数：停留时间、水力表面负荷、污泥 层浓度、固体表面负荷 整个工艺系统的参数：入流水质水量、回流污泥量和回流比、回流污泥浓度、剩余污泥排放量、泥龄 以上工艺参数之间相互联系紧密，任一参数的变化都会影响到其他参数。活性污泥系统的工艺参

15、数1、入流水质水量（Q、BOD)：运行控制的基础2、回流污泥量(QR): 回流比（R）：回流污泥量与污水量之比（25-100%） 保持R的相对恒定，是一种重要的运行方式3、MLSS：1500-3000mg/l RSS: 当入流污水BOD增高时，一般应提高MLSS，即增大曝气池内的微生物量，去处理增多了的有机污染物质。活性污泥系统的工艺参数4、活性污泥的有机负荷（F/M):0.2-0.4kgBOD/kgMLVSS.d 指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量 F/M = 较大时，食物充足，微生物增长速率较快，有机污染物去除速率也较快，但此时的活性污泥的沉降性能

16、可能较差，同理反之。运行管理中应选择合适的值，在有机物去除速率满足要求的前提下，污泥的沉降性能最佳。活性污泥系统的工艺参数5、混合液溶解氧浓度（RO):2.0mg/l6、剩余污泥排放量(QW):决定污泥龄的长短 污泥龄（SRT):3-5d 控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物种类的一种方法，不同种类的微生物具有不同的世代期。 污泥龄也直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小，通过调节SRT，可以选择合适的微生物年龄，使活性污泥既有较强的分解代谢能力，又有良好的沉降性能。 SRT=活性污泥系统的工艺参数7、曝气池和二沉池的水力停留时间：T=V/Q8、二沉池的水力表面负荷：单位二沉池面积在单位时间

17、内所能沉降分离的混合液流量。固液分离能力指标 二沉池的固体表面负荷：单位二沉池面积在单位时间内所能浓缩的混合液悬浮固体。浓缩能力指标 出水堰溢流负荷；单位长度的出水堰板单位时间内溢流的污水量9、二沉池的泥位和污泥层厚度活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理活性污泥法的运行管理生物脱氮除磷工艺 生物脱氮除磷原理 生物脱氮除磷工艺 运行分析生物脱氮原理生物脱氮原理生物脱氮原理生物脱氮原理生物脱氮原理生物脱氮原理生物脱