水污染处理基本工艺流程教材

8.4水污染处理基本工艺流程（P188）1

按处理方法的性质分：物理方法：格栅过滤、沉淀法、浮选法、离心分离、膜分离法等化学方法：混凝、化学沉淀、中和、萃取、氧化还原、电解等生物方法：好氧、厌氧法污水处理的基本方法2按照水质状况及处理后水的去向分：一级处理：机械处理（预处理阶段）二级处理：主体工艺为生化处理（主体）三级处理：控制富营养化和重新回用3污水处理基本工艺流程4方法：物理处理方法设备：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、隔油池等构筑物目标污染物：废水中的悬浮物、浮油，初步调整pH值效果：减轻废水的腐化程度。污水的一级处理5污水一级处理的工艺调节池格栅沉砂池沉淀池6调节池

为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节。酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，可达到中和的目的。短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。7格栅平面曲面粗格栅（50~100mm）中格栅（10~40mm）细格栅（3~10mm）人工清除格栅机械清除格栅是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取决于缝隙宽度和水的性质。

8GF回转式格栅除污机9沉砂池池1.作用用从污水水中分离密密度较较大的的无机机颗粒粒，保护护水泵泵和管管道免免受磨磨损，，缩小小污泥泥处理理构筑筑物容容积，，提高高污泥泥有机机组分分的含含率，，提高高污泥泥作为为肥料料的价价值。。102.沉沉砂池池类型型平流式式（重重力式式）沉沉砂池池曝气式式沉砂砂池11平流式式沉砂砂池实实际上上是一一个比比人流流渠道道和出出流渠渠道宽宽而深深的渠渠道，，当污污水流流过时时，由于过过水断断面增增大，，水流流速度度下降降，废废水中中夹带带的无无机颗颗粒在在重力力的作作用下下下沉沉，从而而达到到分离离水中中无机颗粒粒的目目的。。平流式式沉砂砂池12曝气沉沉砂池池曝气沉沉砂池池是在在长方方形水水池的的一侧通入空气，，使污污水旋旋流运运动，，流速速从周周边到到中心逐渐减减小，，砂粒粒在池池底的的集砂砂槽中中与水水分离离，污水水中的的有机机物和和从砂砂粒上上冲刷刷下来来的污污泥仍仍呈悬悬浮状状态，，随着着水流流进人人后面面的处处理构构筑物物。1314普通沉沉砂池池的最最大缺缺点就是在在其截截留的的沉砂砂中夹夹杂有有一些些有机机物，，这些些有机机物的的存在在，使沉砂易易于腐腐败发发臭，夏季季气温温较高高时尤尤甚，，这样样对沉沉砂的的处理理和周周围环环境产产生不不利影影响。。普通通沉砂砂池的的另一一缺点点是对对有机机物包包裹的的砂粒粒截留留效果果较差差。曝气沉沉砂池池的优优点是除砂砂效率率稳定定，受受进水水流量量变化化的影影响较较小。。水力力旋转转作用用使砂粒粒与有有机物物分离离效果果较好好，从曝曝气沉沉砂池池排出出的沉沉砂中中，有有机物物只占占5％％左右右，长长期搁搁置也也不会腐败败发臭臭。曝气沉沉砂过过程的的同时时，还还能起起到气浮油油并吹脱挥挥发性性有机机物的作用用和预预曝气气充氧氧并氧化部部分有有机物物的作用用。15沉淀池池沉淀池池是利利用重重力沉沉降作作用将将密度度比水水大的的悬浮浮颗粒粒从水水中去去除的的处理理构筑筑物。结构（水区、沉淀区区、污泥区区、缓冲区区和出水区区）进水区区和出出水区区：使水流流均匀匀地流流过沉沉淀池池，避避免短短流和和减少少紊流流对沉沉淀产产牛的的不利利影响响，同同时减减少死死水区区、提提高沉沉淀池池的容容积利利用率率沉淀区区也称澄澄清区区，即即沉淀淀池的的工作作区：沉淀颗颗粒与与废水水分离离的区区域污泥区区：是污泥泥贮存存、浓浓缩和和排出出的区区域缓冲区区：是分隔隔沉淀淀区和和污泥泥区的的水层层区域域，保保证已已经沉沉淀的的颗粒粒不因因水流流搅动动而再再行浮浮起。。16沉淀池池和沉沉砂池池的区区别沉砂池池一般是是设在在污水水处理理厂生生化构构筑物物之前前的泥泥水分分离的的设施施。分离的的沉淀淀物质质多为为颗粒粒较大大的砂砂子，沉淀淀物质质比重重较大大，无无机成成分高高，含含水量量低。。污水水在迁迁移、、流动动和汇汇集过过程中中不可可避免免会混混入泥泥砂。。污水水中的的砂如如果不不预先先沉降降分离离去除除，则则会影影响后后续处处理设设备的的运行行。最最主要要的是是磨损损机泵泵、堵堵塞管管网，，干扰扰甚至至破坏坏生化化处理理工艺艺过程程。沉淀池池一般是是在生生化前前或生生化后后泥水水分离离的构构筑物物，多为分分离颗颗粒较较细的的污泥泥。在生生化之之前的的称为为初沉池池，沉淀淀的污污泥无无机称称为较较多，，污泥泥含水水率相相对于于二沉沉池污污泥低低些。。位于于生化化之后后的沉沉淀池池一般般称为为二沉池池，多为为有机机污泥泥，污污泥含含水率率较高高。17沉淀原原理沉淀池池是利利用水水流中中悬浮浮杂质质颗粒粒向下下沉淀淀速度度大于于水流流向下流动速速度、、或向向下沉沉淀时时间小小于水水流流流出沉沉淀池池的时时间时时能与与水流流分离离的原原理实实现水水的净净化。18常见的的几种种沉淀淀池类类型平流式式沉淀淀池竖流式式沉淀淀池幅流式式沉淀淀池斜流式式沉淀淀池19平流式式沉淀淀池构造简简单，，沉淀淀效果果较好好，但但占地地面积积较大大，排排泥存存在的的问题题较多多，目目前大大、中中、小小型污污水处处理厂厂均有有采用用。20竖流式式沉淀淀池占地面面积小小，排排泥较较方便便，且且便于于管理理，然然而池池深过过大，，施工工困难难，造造价高高，因因此一一般仅仅适用用于中中小型型污水水处理理厂使使用21幅流式式沉淀淀池最适宜宜于大大型水水处理理厂采采用，，有定定型的的排泥泥机械械，运运行效效果较较好，，但要要求较较高的的施工工质量量和管管理水水平22斜流式式沉淀淀池主要适适用于于初沉沉池，，在给给水处处理中中应用用较广广，沉沉淀效效率高高，停停留时时间短短，占占地少少，缺缺点是是容易易滋生生藻类类等，，排泥泥困难难、易易堵塞塞，维维护不不便。。2324废水经经一级级处理理后，，一般般达不到到排放放标准准（BOD去去除率率仅25%~40%）。。故通通常为为预处处理阶阶段，，以减减轻后后续处处理工工序的的负荷荷和提提高处处理效效果。。25方法：：生物处处理方方法及及某些些化学学方法法目标污污染物物：废水中中的可可溶性性有机机物和和部分分胶体体污染染物。。效果：：通过二二级处处理后后，废废水中中BOD的的去除除率可可达80%~90%，即即BOD含含量可可低于于30mg/L。污水的的二级级处理理（生生物处处理））26经二级级处理理后的的水，，一般般可达到到农灌灌标准准和废废水排排放标标准，故二级级处理是是废水处处理的主主体。27污水的生生物处理理就是利利用微生生物的氧氧化分解解及转化化功能，，以污水的的有机物物(少数数以无机机物)作作为微生生物的营营养物质质，采取一一定的人人工措施施，创造造一种可可控制的的环境，，通过微生生物的代代谢作用用，使污污水中的的污染物物质被降降解、转转化，污污水得以以净化。一、污水的生生物处理理概述28二、污水生物物处理分分类好氧生物处理厌（兼）氧生物处理29好氧生物物处理原理：在充分供供氧的条条件下，，利用好好氧微生生物的生生命活动动过程，，将有机机污染物物氧化分分解成较较稳定的的无机物物的处理理方法，，在工程程上称为为污水的的好氧生生物处理理。30有机物的的好氧分分解图示示31注意：在污水好好氧处理理过程中中，必须不间间断地供供给溶解解氧。因为氧氧是有机机物的最最后氢受受体，正正是由于于这种氢氢的转移移，才使使能量释释放出来来，成为为细菌生生命活动动和合成成新细胞胞物质的的能源。。要保证污污水处理理的效果果，首先先必须有足够数数量的微微生物，同时，，还必须须有足够数数量的营营养物质质。32好氧生物物处理的方法传统活性性污泥法法氧化沟序批式活活性污泥泥法生物滤池池、生物物转盘流化床、、气提式式反应器器（BAS）活性污泥泥法生物膜法法33活性污泥泥活性污泥泥(activesludge)是微生物物群体及及它们所所依附的的有机物物质和无无机物质质的总称称。微生物群群体主要要包括细细菌，原原生动物物和藻类类等。其中，细细菌和原原生动物物是主要要的二大大类。活性污泥泥主要用用来处理理污废水水。34活性污泥泥的特征征与微生生物①特征a、形态：在显微微镜下呈呈不规则则椭圆状状，在水水中呈“絮状””。b、颜色：正常呈呈黄褐色，但会随随进水颜颜色、曝曝气程度度而变（（如发黑黑为曝气气不足，，发黄为为曝气过过度）。。c、理化性质质：ρ=1.002～1.006，含含水率99%，，直径大大小0.02～～0.2mm，，表面积积20～～100cm2/ml，，pH值值约6.7，有有较强的的缓冲能能力。其其固相组分分主要为为有机物物，约占75～85%。。d、生物特性性：具有一一定的沉降性能能和生物活性性。（理解：：自我繁繁殖、生生物吸附附与生物物氧化））。e、组成：由微生物群群体Ma，微生物残残体Me，难降解有有机物Mi，无机物Mii四四部分组组成。35②微生物物组成及及其作用用组成：包括细菌菌、真菌菌、原生生动物、、后生动动物。细菌：以异养型型原核生生物(细细菌)为为主，数数量107～108个/mL，自养养菌数量量略低。。其优势势菌种：：产碱杆杆菌属等等，它是是降解污染染物质的的主体，，具有分分解有机机物的能能力。真菌：由细小的的腐生或或寄生菌菌组成，，具分解碳水水化合物物，脂肪肪、蛋白白质的功功能，但丝状菌菌大量增增殖会引引发污泥泥膨胀。。原生动物物：肉足虫，，鞭毛虫虫和纤毛毛虫3类类、捕食食游离细细菌。其其出现的顺顺序反映映了处理理水质的的好坏（（这里的好好坏是指指有机物物的去除除），最最初是肉肉足虫，，继之鞭鞭毛虫和和游泳型型纤毛虫虫；当处处理水质质良好时时出现固固着型纤纤毛虫，，如钟虫虫、等枝枝虫、独独缩虫、、聚缩虫虫、盖纤纤虫等。。后生动物物(主要指指轮虫、、线虫、、甲壳虫虫如水骚骚类），，捕食菌菌胶团和和原生动动物，是水质稳稳定的标标志。36活性污泥泥法工艺艺流程初次沉淀池曝气池空气进水回流污泥剩余污泥污泥出水二次沉淀池3738曝气池曝气池（（aerationtank）是利用活性性污泥法法进行污污水处理理的构筑筑物。池内提供供一定污污水停留留时间，，满足好好氧微生生物所需需要的氧氧量以及及污水与与活性污污泥充分分接触的的混合条条件。曝气气池主要要由池体体、曝气气系统和和进出水水口三个个部分组组成。池池体一般般用钢筋筋混凝土土筑成，，平面形形状有长长方形、、方形和和圆形等等。39曝气方法法主要有有鼓风曝气气和机械曝气气鼓风曝气气又称压缩空气气曝气,主要由曝曝气风机机及专用用曝气器器组成。。采用这这种方法法的曝气气池，多多为长方方形混凝凝土池，，池内用用隔墙分分为几个个单独进进水的隔隔间，每每一隔间间又分成成几条廊廊道。污污水入池池后顺次次在廊道道内流动动，至另另一端排排出。空气是用用空气压压缩机通通过管道道输送到到设在池池底的空空气扩散散装置，，成为气气泡弥散散逸出，，在气液液界面把把氧气溶溶入水中中。扩散装置置有多孔孔管、固固定螺旋旋曝气器器、水射射器和微微孔扩散散板等四四种不同同型式。。40机械曝气一般是利用装装在曝气池内内的机械叶轮轮转动，剧烈烈搅动池内废废水，使空气气中的氧溶入入水中。叶轮装在池内内废水表面进进行曝气的，，称为表面曝曝气。这种装装置通过叶轮轮的提水作用用,促使池内内废水不断循循环流动,不不断更新气液液接触面以增增大吸氧量。。叶轮旋转时时在周缘形成成水跃，可有有效地裹入空空气；叶片后后侧产生负压压，可吸入空空气，所以充充气效果较好好。叶轮浸水水深度和转速速可以调节，，以保证最佳佳效果。典型型的机械曝气气池有圆形表表面加速曝气气池、标准型型加速曝气池池、IO型加加速曝气池和和方形加速曝曝气池等。鼓鼓风曝气和机机械曝气两种种方法有时也也可联用，以以提高充氧能能力，这适用用于有机物浓浓度较高的污污水。41曝气原理曝气是使空气气与水强烈接接触的一种手手段，其目的在于将将空气中的氧氧溶解于水中中，或者将水中不不需要的气体体和挥发性物物质放逐到空空气中。换言之，它它是促进气体体与液体之间间物质交换的的一种手段。。它还有其他他一些重要作作用，如混合合和搅拌。空空气中的氧通通过曝气传递递到水中，氧氧由气相向液液相进行传质质转移，这种种传质扩散的的理论，目前前应用较多的的是刘易斯和和惠特曼提出出的双膜理论论。42曝气池一般和和沉淀池组成成联合工艺流流程。设置在在曝气池前面面的称初次沉淀池，设置在曝气气池后面的称称为二次沉淀池。43生物膜法生物膜法是利利用附着生长长于某些固体体物表面的微微生物（即生生物膜）进行行有机污水处处理的方法。。生物膜是由高高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态态系统，其附着的固体体介质称为滤滤料或载体。生物膜自滤料料向外可分为为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。44生物膜法的原原理生物膜法的原原理是，生物物膜首先吸附附着水层层有机物，由好气层的好气菌将其其分解，再进入厌气气层进行厌气分解，流动水层则则将老化的生生物膜冲掉以以生长新的生生物膜，如此此往复以达到到净化污水的的目的。45与活性污泥法法比较从好氧微生物物对有机物降降解过程的基基本原理上分分析，生物膜膜法和活性污污泥法是相同同的，两者主主要不同在于于活性污泥法是是靠曝气池中中悬浮流动着着的活性污泥泥来分解有机机物的，而生物膜法则是是主要依靠固固着于载体表表面的微生物物膜来净化有有机物。46生物滤池生物膜法中最最常用的一种种生物器。使使用的生物载载体是小块料料(如碎石块块、塑料填料料)或塑料型型块，堆放或或叠放成滤床床，故常称滤滤料。与水处处理中的一般般滤池不同，，生物滤池的滤滤床暴露在空空气中,废水水洒到滤床上上。4748生物转盘是随着塑料的的普及而出现现的。数十片片、近百片塑塑料或玻璃钢钢圆盘用轴贯贯串，平放在在一个断面呈呈半圆形的条条形槽的槽面面上。盘径一般不超超过4米,槽槽径约大几厘厘米。有电动动机和减速装装置转动盘轴轴，转速1.5～3转/分左右，决决定于盘径，，盘的周边线线速度在15米/分左右右。废水从槽的一一端流向另一一端。盘轴高高出水面，盘面约40%浸在水中，，约60%暴暴露在空气中中。49生物转盘工作作原理盘轴转动时,盘面交替与与废水和空气气接触。盘面为微生生物生长形成成的膜状物所所覆盖，生物物膜交替地与与废水和空气气充分接触，，不断地取得污污染物和氧气气，净化废水水。膜和盘面之之间因转动而而产生切应力力，随着膜的的厚度的增加加而增大，到到一定程度，，膜从盘面脱脱落，随水流流走。同生物滤池相相比，生物转转盘法中废水水和生物膜的的接触时间比比较长。而且且有一定的可可控性。水槽槽常分段，转转盘常分组，，既可防止短短流，又有助助于负荷率和和出水水质的的提高，因负负荷率是逐级级下降的。生生物转盘如果果产生臭味，，可以加盖。。生物转盘一般般用于水量不不大时。5051污水的厌氧生生物处理概述厌氧生物处理理机理52概述厌氧生物处理理是指利用厌厌氧微生物的的代谢过程，，在无氧条件下下把污水中的有有机污染物转转化为无机物物和少量细胞胞物质的污水水处理方法。。53与好氧生物处处理技术相比比，有以下突突出优点：能耗低(约为为好氧的10％～15％％）可回收生物能能源（沼气））产生的剩余污污泥量少（相相当于好氧的的1/10~1/6）可承受的有机机负荷高，占占地少54厌氧生物处理理自身的缺点点，主要是：：厌氧处理后出出水COD、、BOD值较较高，难以达达标（需好氧氧处理作为后后处理）厌氧水力停留留时间一般较较长，厌氧的的启动时间一一般也较长受温度等影响响大，有恶臭臭55厌氧生物处理理的机理厌氧生物降解解过程可分为为四个阶段：：水解阶段酸化阶段(也叫发酵阶阶段)产乙酸阶段产甲烷阶段56水解阶段水解细菌将不不溶性有机物物转变成可溶溶性有机物,将高分子溶性性有机物转变变成小分子有有机物(通过过细菌胞外酶酶作用)纤维素被纤维维素酶水解成成纤维二糖和和葡萄糖淀粉被淀粉酶酶水解成麦芽芽糖和葡萄糖糖蛋白质被蛋白白酶水解成短短酞和氨基酸酸脂肪被脂肪酶酶水解成丙二二醇和脂肪酸酸Return57酸化阶段水解阶段产生生的小分子水水解产物在酸酸化菌的细胞胞内转化为更更简单的化合合物并分泌到到细胞外,这这一阶段的主主要产物有VFA\醇类类\乳酸\CO2\NH3\H2S等。与此同同时，酸化菌菌也利用部分分物质合成新新的细胞物质质。58产乙酸阶段在此阶段，酸酸化阶段的产产物被进一步步转化为乙酸酸、H2、碳酸等以及及新的细胞物物质。59产甲烷阶段在此阶段，乙乙酸、H2、碳酸、甲酸酸和甲醇等被被转化为CH4、CO2和新的细胞物物质。整个厌氧降解解的速率取决决于以上四个个阶段中速度度最慢的那个个阶段，因为产甲烷烷菌的生长缓缓慢,所以产产甲烷的反应应较慢,所以以一般产甲烷烷阶段是整个个厌氧降解过过程的速率限限制性阶段.60小结

(厌氧氧生物处理反反应机理图)原酸化阶段和和产乙酸阶段段可合并为一一个阶段61经二级生物处处理后，其出出水一般含有有：BOD30mg/L左右，COD60mg/L左右，，NH315-25mg/L，P3-8mg/L，SS30mg/L左右，以以及细菌、重重金属等，必必须经过处理理，否则易导导致水体富营营养化，并对对鱼类，农作作物、淡水水水质及处理成成本等带来影影响。三级处理的方方法包括：砂砂滤、混凝、、微滤、反渗渗透、电渗析析、离子交换换、消毒、活活性炭吸附、、脱氮除磷等等。62污水的三级处处理62部分深度处理理工艺一悬悬浮物的去除除1）颗粒粒径径：二级出水SS是以1um~1mm的生物絮凝凝体和未被絮絮凝的胶体物物质。一般通通过混凝、砂砂滤、微滤和和反渗透去除除。2）混凝沉淀淀：通过投加混凝凝剂，并经快快速搅拌混凝凝，慢速搅拌拌絮凝，使微微小颗粒和胶胶体物质脱稳稳而凝聚，成成为较大颗粒粒絮体而沉淀淀去除。6363二溶解解性有机物去去除1）活性碳吸吸附：活性碳具有巨巨大的表面积积和细小的孔孔隙，能吸附附有机物，重重金属离子等等。2）O3氧化处理：对二级处理水水进行以回用用为目的的处处理，力求去去除污水中存存在的有机物物、色度和杀杀菌、消毒。。6464三溶解解性性无机盐盐的去除危害：具有腐蚀性，，易结垢，SO42－还原产生H2S，造成土