城市污水处理常用工艺终课件

1、污水处理知识培训城市污水处理工艺简介水处理事业部 吴英 2011年8月4日第1页，共90页。13城市污水处理典型工艺流程实例5 活性污泥法工艺介绍 2城市污水处理厂污泥处理工艺4生物膜法工艺简介 污水处理基本方法介绍 1第2页，共90页。污水处理技术污水处理技术物理处理法化学处理法生物化学处理法利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法、反渗透法等利用微生物的代谢作用将有机污染物转化为稳定的无害物质。好氧法和厌氧法等。利用化学反应，分离回收污水中的污染物质中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、电渗析等第3页，共90页。城市污水的一级处

2、理（物理处理）处理对象：悬浮物（SS）处理方法：筛滤截留，重力分离处理构筑物：格栅 去除污水中粗大的漂浮固体沉砂池 去除污水中较大的砂砾等无机固体颗粒沉淀池 去除较细的胶体物质，也用于二级处理后较细颗粒的污泥与水的分离城市污水处理基本方法污水处理技术按处理程度可划分为一级、二级和三级处理。第4页，共90页。沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式、斜管斜板式等平流式：构造简单，沉淀效果好，工作性能稳定，使用广泛，但占地面积较大。 竖流式：池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中，进水的出口下设伞形挡板，使废水在池中均匀分布，然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物在重力作用下沉降入

3、池底锥形污泥斗中，澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。辐流式：池体平面多为圆形，废水自池中心进水管入池，沿半径方向向池周缓慢流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流入出水渠。斜管斜板式：在池中加设斜板或斜管，可以大大提高沉淀效率，缩短沉淀时间，减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢，长生物膜，产生浮渣，维修工作量大，管材、板材寿命低等缺点。 城市污水处理基本方法第5页，共90页。城市污水的二级处理（生化处理）处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD）处理方法：好氧生物法处理构筑物：活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR）生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）城市污水处理基

4、本方法第6页，共90页。城市污水处理基本方法城市污水的三级处理（深度处理，污水回用）处理对象：SS，脱色，除臭有机物（BOD, COD）氮、磷微生物，杀菌消毒处理方法：生化法，物化法处理构筑物：生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBR混凝沉淀过滤（CMF）污水中加入混凝剂PAM/PAC，与污泥进行混凝反应，使污泥脱稳，易于沉淀。活性炭吸附过滤电渗析，反渗透消毒第7页，共90页。污水消毒 1、原因：城市污水二级处理后，虽然水质得到改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对值仍较高，并存在有病原菌的可能。 2、目的：杀死水中残留的细菌和病原菌，降低细菌的绝对值。污水消毒应该连续运行。 3、方法：主要方

5、法是向污水中投加消毒剂，目前常用的消毒剂有：液氯、臭氧、氯酸钠、二氧化氯、紫外线等。城市污水处理基本方法第8页，共90页。城市污水处理基本方法污水处理一级处理（预处理）二级处理（主处理）三级处理（后处理）格栅、调节池、过滤、初沉池好氧生物法混凝、沉淀、过滤、消毒活性污泥法：A/O、SBR、氧化沟、CASS生物膜法：生物滤池、生物流化床、生物接触氧化第9页，共90页。城市污水处理厂的污泥处理处理目的：减量，稳定，综合利用处理方法：物理法，化学法，生物法处理构筑物：浓缩池消化池污泥脱水机械沼气利用设备城市污水处理基本方法第10页，共90页。城市污水处理典型工艺流程第11页，共90页。13城市污水处

6、理典型工艺流程实例5 活性污泥法工艺介绍 2城市污水处理厂污泥处理工艺4生物膜法工艺简介 污水处理基本方法介绍 1第12页，共90页。活性污泥法-基本概念活性污泥由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。(又称菌胶团或生物絮凝体)活性污泥法活性污泥法是以活性污泥为主体，使活性污泥均匀分散、悬浮于反应器中，与废水充分接触，在有溶解氧的情况下，除去废水中的有机废物的方法。第13页，共90页。活性污泥法-基本概念活性污泥轮虫线虫累枝虫城市污水处理厂活性污泥有机成分(微生物)：75%-85%无机成分：15%-25

7、%第14页，共90页。活性污泥法-基本概念轮虫 轮虫分布均匀表明活性污泥性能良好，处理效果好。但数量太多则表明污泥老化，易使污泥松散而上浮累枝虫、钟虫 活性污泥优质而成熟，沉降性能好，处理效果好线虫 线虫大量出现是污泥开始老化的征兆第15页，共90页。 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、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 无有毒有害的物质流入。活性污泥法-基本概念活性污泥系统有效运行的基本条件：第16页，共90页。活性污泥法-传统活性污泥工艺二沉池污泥回流系统剩余污泥排放系统曝气系统曝气池传统活性污泥法

8、第17页，共90页。传统活性污泥工艺各部分作用：活性污泥法-传统活性污泥工艺曝气池：反应主体，微生物在此降解有机物二沉池：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曝气系统： 提供足够的溶解氧，并起到水力搅拌作用第18页，共90页。 活性污泥法-传统活性污泥工艺曝气池推流式完全混合式池子大小不受限制不易短流出水质量高适于城市污水处理池容不能太大易短流对水质的适应能力较强适于工业废水处理第19页，共90页。 推流式曝气 活

9、性污泥法-传统活性污泥工艺 完全混合式曝气 第20页，共90页。活性污泥法-传统活性污泥工艺曝气系统鼓风曝气机械曝气(表面曝气)空气净化系统鼓风机管路系统空气扩散器罗茨风机(风量小，适用于中小型污水处理厂)离心风机(噪声小、效率高、适用于大型污水处理厂)第21页，共90页。活性污泥法-传统活性污泥工艺二沉池：分为平流式、竖流式、辐流式，城市污水厂大多采用辐流式平流沉淀池竖流沉淀池辐流沉淀池第22页，共90页。活性污泥法-脱氮除磷工艺基本概念亚硝态氮氨氮硝态氮有机氮废水中氮的基本存在形式生活污水中以有机氮和氨氮为主，两者统称为总凯氏氮(TKN)生物脱氮机理生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨

10、态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括氨化、硝化和反硝化三个反应过程。 第23页，共90页。活性污泥法-生物脱氮机理硝化反应是在好氧条件下，将NH4转化为NO2和NO3的过程。 由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。 这两种菌属于化能自养型微生物，对环境条件变化比较敏感。硝化反应反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3 )和亚硝酸盐氮（NO2）还原为氮气的过程，该过程产生碱度。 反硝化反应反硝化菌属异型兼性厌氧菌，在无氧时以NO3和NO2为电子受体进行反硝化作用，有氧时以氧气为电子受体进行好氧呼吸。因此要使反硝化过程顺利进行，必须严格控制水体中溶解氧浓度。氨化反应微生物将有机氮

11、转化为NH4的过程。第24页，共90页。活性污泥法-生物脱氮机理生物反硝化影响因素生物硝化影响因素温度：30.C左右硝化菌活性最大 pH：8-9时活性最大(需要碱度)有机负荷F/M:低负荷时硝化效率高 污泥龄SRT：硝化细菌增殖慢，需较长的泥龄溶解氧DO：2.0-3.0mg/L BOD5/TKN:比值越高硝化作用越小，最适值2-3有毒物质：会抑制硝化作用温度、pH、缺氧段溶解氧DO、BOD5/TKN第25页，共90页。活性污泥法-生物除磷机理 在好氧条件下，聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物，产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分则使ADP与H3PO4结合，转化为ATP而储存起来。细菌以

12、聚磷的形式在细胞中储存磷，其量可以超过生长所需，这一过程为聚磷菌磷的摄取。处理过程中，通过从系统中排除高磷污泥以达到去除磷的目的。 在厌氧和无氮氧化物存在的条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP。这一过程称为聚磷菌磷的释放。好氧吸磷，厌氧释磷第26页，共90页。活性污泥法-脱氮A/O工艺缺氧-好氧工艺(Anoxic-Oxic,简称A/O)第27页，共90页。工艺原理 A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=24mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物

13、分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。 活性污泥法-脱氮A/O工艺第28页，共90页。活性污泥法-脱氮A/O工艺特点流程简单，构筑物少，节省基建费用反硝化池不需外加碳源，降低运行费用好

14、氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到去处缺氧池在前，可减轻好氧池的有机负荷反硝化产生的碱度可补偿硝化的碱度需求缺点脱氮效率不高，一般为70%-80%沉淀池内易产生污泥上浮第29页，共90页。活性污泥法-除磷A/O工艺进水格栅厌氧池好氧池沉淀池出水污泥回流剩余污泥A/O工艺除磷影响因素高F/M，低SRT，回流比R要足够(50%-70%)，HRT,厌氧段停留1.5-2.0h，好氧段4-6h，溶解氧，厌氧段DO20pH，低pH释放磷，高pH吸收磷第30页，共90页。活性污泥法-脱氮除磷A/A/O工艺 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A/A/O污水处理系统，即将两

15、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(简称A/A/O, A2/O)，达到同时去除BOD、氮和磷的目的。第31页，共90页。活性污泥法-脱氮除磷A/A/O工艺回流污泥（含磷污泥）剩余污泥释放磷、氨化硝化吸收磷、去除BOD脱氮沉淀池A/A/O法工艺流程图第32页，共90页。工艺特点： （1）本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺 （2）在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100 （3）污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效 （4）运行

16、中勿需投药，两个A断只用轻缓搅拌，并不增加溶解氧浓度，运行费用低 活性污泥法-脱氮除磷A/A/O工艺第33页，共90页。活性污泥法-脱氮除磷倒置A/A/O工艺 聚磷菌有效释磷水平的充分与否 对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义， A2/O工艺中厌氧区在前可以使聚磷菌优先获得碳源并得以充分释磷。但该工艺有以下几点不利因素：1、由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少部分经历了完整的释磷-吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于除磷是不利的。 2、由于缺氧区位于系统中部， 反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果。3、由于厌氧区居前

17、，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。倒置A/A/O工艺提出的缘由第34页，共90页。1、缺氧区位于厌氧区之前，硝酸盐在这里消耗殆尽，厌氧区ORP较低，有利于微生物形成更强的吸磷动力2、 微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分利用 3、 缺氧段位于工艺的首端，允许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统的脱氮能力 活性污泥法-脱氮除磷倒置A2/O工艺缺 厌 好氧 氧 氧取消初沉池分点进水污泥回流（150%250%）剩余污泥出水二沉池短时初沉池进水特点第35页，共90页。 活性污泥法-脱氮除磷倒置A2/O工艺常规A/A/O工艺与倒置A/A/O工艺

18、比较第36页，共90页。 活性污泥法-氧化沟工艺 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。氧化沟工艺布置 第37页，共90页。 活性污泥法-氧化沟工艺特点流程简单，可不设初沉池和污泥消化设备结合了推流和完全混合流两种流态，可实现生物脱氮能耗低有机负荷低，污泥龄长，处理效果好第38页，共90页。 活性污泥法-氧化沟工艺T型氧化沟由，三沟组成，三沟可以交替工作，两沟用于曝气和混合，另一条用作沉淀，具备同时去除COD，BOD及除磷脱氮效果第3

19、9页，共90页。 活性污泥法-氧化沟工艺奥贝尔氧化沟一般由三个同心椭园形沟道组成，污水由外沟道进入，与回流污泥混合后，由外沟道进入中间沟道再进入内沟道，在各沟道循环达数百到数十次。最后经中心岛的可调堰门流出，至二次沉淀池。第40页，共90页。 活性污泥法-氧化沟工艺 奥贝尔氧化沟一般适用于20万立方米/日以下规模的城市污水处理厂，尢其推荐应用于中小规模的城市污水处理厂。第41页，共90页。 活性污泥法-SBR工艺 SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理

20、技术，又称序批式活性污泥法。 SBR兼有推流、厌氧好氧操作、间断进水的特点。实际上，SBR是一种半连续间歇式装置，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。第42页，共90页。 活性污泥法-SBR工艺SBR的运行周期充水曝气反应沉淀排水排泥闲置第43页，共90页。 活性污泥法-SBR工艺泵房细格栅沉淀池SBR 反应池初格栅脱水浓缩制肥排放进水SBR法工艺流程图第44页，共90页。 活性污泥法-SBR工艺第45页，共90页。 活性污泥法-C

21、ASS工艺CASS工艺是SBR技术的一种改良型工艺，它在进水前设置生物选择区，可创造合适的微生物生长条件并选择出絮凝性细菌，可有效抑制丝状菌繁殖，客服污泥膨胀，提高系统稳定性。第46页，共90页。活性污泥法-CASS工艺工作周期：充水-曝气阶段充水-沉淀阶段滗水阶段充水-闲置阶段CASS工艺主要技术特征：连续进水，间断排水运行上的时序性运行过程的非稳态性溶解氧周期性变化，浓度梯度高第47页，共90页。 与SBR工艺相比CASS可实现连续进水。与常规活性污泥法相比，CASS工艺具有以下特点： 建设费用低 CASS工艺省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10-25%。工艺流程

22、短，占地面积少 采用CASS工艺的污水厂占地面积可减少20-35% 管理简单，运行可靠 采用CASS工艺的污水处理厂由于设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不发生污泥膨胀 活性污泥法-CASS工艺第48页，共90页。 节能效果显著耐冲击负荷强运行方式灵活，脱氮除磷效果好 自动化程度较高，操作简便 活性污泥法-CASS工艺运转费用可节省10-25% 有机物去除率高，出水水质可达到一级B标准第49页，共90页。 活性污泥法-临潼污水厂CASS工艺 临潼污水厂建成于2007年，采用二级B处理城市生活污水，主要处理工艺是CASS。该厂的主工艺流程为：进水粗格栅集水池提升泵细格栅旋流沉沙

23、池CASS池消毒排放第50页，共90页。 活性污泥法-临潼污水厂CASS工艺第51页，共90页。 活性污泥法-临潼污水厂CASS工艺第52页，共90页。活性污泥法-AB法工艺 AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理技术。 第53页，共90页。 1 开放式系统原理 AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。 2 微生物的生物相及其特性 A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。 微生物密度高，选择性、变异性强，对污染物主要以

24、絮凝吸附的作用进行降解。B段主要是世代期长的真核微生物，泥龄长，能够保证出水水质，是AB工艺的核心部分。活性污泥法-AB法工艺AB法工艺原理第54页，共90页。 对有机底物去除效率高。 系统运行稳定。 出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。 有较好的脱氮除磷效果。 节能。 运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。活性污泥法-AB法工艺AB法工艺特点第55页，共90页。13城市污水处理典型工艺流程实例5 活性污泥法工艺介绍 2城市污水处理厂污泥处理工艺4生物膜法工艺简介 污水处理基本方法介绍 1第56页，共90页。 生物膜法-基本概念生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧

25、生物处理技术。利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落处理污水或废气的方法。常见的工艺有生物滤池法、生物接触氧化法和生物转盘法等。第57页，共90页。生物膜法-基本概念前提条件：起支撑作用的载体物 填料或称滤料； 营养物质：有机物、N、P以及其它； 接种微生物生物膜的形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的形成第58页，共90页。生物膜法-曝气生物滤池曝气生物滤池(biologic aerated filter, BAF) 池内装填有高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，污水由上向下或者由下往上

26、流过滤料层，滤料层下部设有鼓风曝气，空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面的生物膜发生生化反应得以降解，填料同时起到物理过滤阻截作用。曝气生物滤池基本工艺流程图第59页，共90页。 生物膜法-曝气生物滤池曝气生物滤池(BAF)的构造图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、反冲洗等五个部分第60页，共90页。生物膜法-曝气生物滤池池体承托层轻质圆形陶粒滤料第61页，共90页。生物膜法-曝气生物滤池布水系统-长柄滤头第62页，共90页。生物膜法-曝气生物滤池大阻力穿孔管布气小阻力专用空气扩散器第63页，共90页。 占地面积小，投资省出水水质高运行灵活方便，易于

27、管理抗冲击负荷能力强生物膜法-曝气生物滤池曝气生物滤池的特点第64页，共90页。生物膜法-生物接触氧化法生物接触氧化法 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。第65页，共90页。 生物膜法-生物接触氧化法第66页，共90页。 生物流化床 以砂、焦炭或活性炭等细小惰

28、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。流化床工艺流程图 生物膜法-生物流化床第67页，共90页。 生物膜法-生物流化床 生物膜载体载体上生长的生物膜生物流化床现场照片第68页，共90页。 生物膜法-生物流化床生物流化床的特点1 填料比表面积大，微生物活性高 2 污泥负荷率高，占地面积小有较好的脱氮除磷效果 耐冲击负荷能力强5 产生的污泥量少第69页，共90页。13城市污水处理典型工艺流程实例5 活性污泥法工艺介绍 2城市污水处理厂污泥处理工艺4生物膜法工艺简介 污水处理基本方法介绍 1第70页，共90页。污泥处理工艺城市污泥的组成及特征城市污泥水：95%-99.5