城镇污水处理袁中军

1、城镇污水处理技术城镇污水处理技术 一、一、城城镇镇污水处理概论污水处理概论 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、病毒水体污染分类水体污染分类和和危害危害 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城镇镇污水处理基本方法污水处理基本方法 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沉淀池沉淀池城城镇镇污水处理的基本方法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）城城镇镇污水处理基本方法污水处理基本方法 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，反渗透城城镇镇污水处理基本方法污水处理基本方法 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城镇镇污水处理的基本方法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）沉砂池类型沉砂池类型和和构造特点构造特点 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

7、动式机械刮吸排砂。坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。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沉淀池类型沉淀池类型和和构造特点构造特点 v平流式沉淀池平流式沉淀池 【斜板（管）沉淀池】v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

8、和二沉池的主要区别处理目的处理目的去除去除SSSS回收活性污泥回收活性污泥SS浓度浓度200-400 mg/L200-400 mg/L2000-4000 mg/L2000-4000 mg/L沉淀类型沉淀类型絮凝沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀拥挤沉淀表面负荷表面负荷1.51.54.5 m4.5 m3 3/m/m2 2.h.h0.60.61.5 m1.5 m3 3/m/m2 2.h.h设计沉速设计沉速1.51.54.5 m/h4.5 m/h0.60.61.5 m/h1.5 m/h沉淀时间沉淀时间0.50.52.0 h2.0 h1.51.54.0 h4.0 h堰上负荷堰上负荷2.9 L/s.m2.9 L/s.

9、m1.7 L/s.m1.7 L/s.m排泥方式排泥方式间歇、重力间歇、重力连续、虹吸连续、虹吸排泥机械排泥机械半桥式刮泥机半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机全桥式刮、吸泥机污泥含水率污泥含水率959597%97%999999.2%99.2%浮渣挡板浮渣挡板必须设必须设可不设（宜）可不设（宜）辐流式沉淀池辐流式沉淀池不做解释不做解释三、三、污水生物处理污水生物处理 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 活性污

10、泥法的基本流程活性污泥法的基本流程n向生活污水注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它有巨大的表面积和很强的吸附性能，称为活性污泥。将活性污泥进行沉降分离，上清液出水达标排放，污泥进行回流，剩余污泥排放。活性污泥的组成活性污泥的组成 微生物是活性污泥的主要组成部分。活性污泥中的微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等多种微生物群体相结合所组成的一个生态系。n活性污泥通常为黄褐色絮状颗粒，其直径一般为0.022mm，含水率一般为99.299.8，密度因含水率不同而异，一般为1.0021.006g/cm3。 n细菌是活性污泥组

11、成和净化功能的中心，是微生物的最主要部分。 n污水中有机物的性质决定那些种属的细菌占优势。活性污泥净化活性污泥净化污水污水反应过程反应过程 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 ( (MLSSMLSS) )v混合液挥发性悬浮固体浓度（混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSSMLVSS）v污泥容积指数（污泥容积指数（SVISVI）v污泥沉降比（污泥沉降比（SVSV）v污泥龄（污泥龄（D D）活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 （1）混合液悬浮固体浓度）混合液悬浮固体浓度(MLSS) ，也称为污泥浓度。，也称为污泥浓度。n 单位为单位为mg/L或或g/L。它是计量

12、曝气池中活性污泥数量。它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标。一般活性污泥法中，多少的指标。一般活性污泥法中，MLSS浓度一般为浓度一般为25g/L。 （2）混合液挥发性悬浮固体混合液挥发性悬浮固体 (MLVSS) n指活性污泥中有机固体物质的浓度，单位为指活性污泥中有机固体物质的浓度，单位为mg/L或或g/L。活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 n（3）污泥体积指数）污泥体积指数 (SVI) n 也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液，经也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液，经30min静置沉降后，沉降污泥体积中静置沉降后，沉降污泥体积中1g干污泥所占的容积干污泥所占的容积的

13、毫升数，单位为的毫升数，单位为mL/g。 n它与污泥沉降比有如下关系：它与污泥沉降比有如下关系： SVI=(SV10)/MLSS 式中：式中：X的单位为的单位为g/L，SVI以百分数代入。以百分数代入。nSVI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SVI应在应在80150之间，一般为之间，一般为120左右；左右；nSVI150，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 n(4)污泥沉降比（污泥沉降比（SV）n 是指将混匀的曝气池活性污泥混合液迅

14、速倒进1000ml量筒中至满刻度，静置沉淀30分钟后，沉淀污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比（%）n 因为污泥沉降30分钟后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的标准时间。也可以15分钟为准。 n污泥沉降比SV30是一个很重要的指标，通过观察沉降比可以发现污泥性状的很多问题，上清液是否清澈，是否含有难沉悬浮絮体，絮体粒径大小及紧凑程度等等。一般曝气池中SV正常值为20%30% 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v（5）泥龄（泥龄（c）n 也称细胞平均停留时间（MCRT）或污泥滞留时间（SRT）。n 指每日新增长的活性污泥在曝气池的平均停留时间，即曝气池全部活

15、性污泥平均更新一次所需要的时间，或曝气池内活性污泥的总量与每日排放污泥量之比，单位：d。n普通活性污泥法的泥龄一般采用515d。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

16、泥法常用运行方式的主要工艺特征主要工艺特征 类类 别别主要工艺特征主要工艺特征普通曝气普通曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段污泥增长曲线上某一段，曝气池与，曝气池与二沉池分建，鼓风曝气二沉池分建，鼓风曝气 阶段曝气阶段曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气多点进水或渐减曝气，改善传统活，改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧性污泥法存在的负荷不均和需氧-供氧失调的弊端供氧失调的弊端 吸附再生吸附再生推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点进水口在曝气池中部某一点，充分，充分利用活性污泥的初期吸

17、附能力，提高效率，减少体积利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积 延时曝气延时曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端污泥增长曲线末端，污泥负荷低，污泥负荷低，停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定 完全混合完全混合完全混合，圆或方形，完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉，曝气池与二沉池合建，表面曝气池合建，表面曝气 深井曝气深井曝气圆形深井构造圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷纯氧曝气纯氧曝气多室串联，多室串联，

18、密闭纯氧曝气密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓，气体循环，氧利用率高，混合液浓度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少氧化沟处理系统氧化沟处理系统 不常用，不做讲解不常用，不做讲解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, CAST,ICEAS(CASS, CAST,ICEAS等等 ） v通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活性通

19、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、液位计等自控仪表，可实现工艺过应用电动阀门、液位计等自控仪表，可实现工艺过程自动化控制。程自动化控制。生物膜法生物膜法 不做解释不做解释污水污水脱氮除磷脱氮除磷处理处理 v污水常规二级生物处理（活

20、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；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处理目的处理目的处理对象处理对象水质指标水质指标主要处理技术主要处理技术排放

21、水体排放水体再生回用再生回用有机物有机物悬浮状态悬浮状态SS混凝沉淀、过滤混凝沉淀、过滤溶解状态溶解状态BODCODTOC膜生物反应器膜生物反应器活性炭吸附活性炭吸附臭氧氧化臭氧氧化防止富营防止富营养化养化植物性营植物性营养盐类养盐类氮氮TNNH3N生物脱氮生物脱氮磷磷PO4PTP化学除磷化学除磷生物除磷生物除磷再生回用再生回用微量成分微量成分溶解性无机物溶解性无机物无机盐类无机盐类电导率电导率Mg、Ca、Cl离子离子反渗透、电渗析反渗透、电渗析离子交换离子交换微生物微生物细菌、病毒细菌、病毒氧化、消毒氧化、消毒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

22、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A/OA/O前置生物脱氮工艺前置生物脱氮工艺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AAO生物脱氮除磷工艺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

23、优缺点比较及选择消毒方法消毒方法优点优点缺点缺点适用条件适用条件臭氧臭氧消毒效率高消毒效率高去除有机物、色、味去除有机物、色、味投资大、成本高投资大、成本高设备管理复杂设备管理复杂卫生条件要求高卫生条件要求高的污水处理厂的污水处理厂次氯酸钠次氯酸钠现场生产，直接投配，现场生产，直接投配，使用方便，易于控制。使用方便，易于控制。次氯酸钠发生器和投配设备次氯酸钠发生器和投配设备设备管理复杂设备管理复杂中、小型中、小型污水处理厂污水处理厂紫外线紫外线消毒效率高消毒效率高安全方便安全方便电能消耗大电能消耗大管网中再污染问题管网中再污染问题污水处理厂污水处理厂四、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%0.5%，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（