注册给排水工程师课件

第1章排水系统概论

排水工程的基本任务和主要内容城市污水的组成与最终出路排水系统的体制及其选择排水系统的组成与布置形式排水系统的规划设计原则排水系统的基建程序和设计阶段排水工程的基本任务和主要内容

排水工程的基本任务：保护生态环境免受污染污水的无害化和资源化保障工农业生产的发展和人民的健康与正常生活排水工程的主要内容：收集各种污水并及时将其输送至适当地点将污水妥善处理后排放或再利用城市污水的组成与最终出路

城市污水的组成：生活污水（人们生活中用过的水）工业废水（工业生产中排出的废水）大气降水（雨、雪、冰雹、霜、露）城市污水的最终出路：排放水体灌溉农田重复使用排水系统的体制及其选择

排水系统的体制：【雨水，污水（生活、生产）】分流制排水系统（新建城区，工业企业）完全分流制排水系统不完全分流制排水系统合流制排水系统（截流式合流制排水系统）排水体制的选择：环境保护要求经济造价分析维护管理费用城市排水系统的组成城市污水排水系统室内污水管道系统及设备室外排水管道系统污水泵站及压力管道城市污水处理厂出水口及事故排出口城市雨水排水系统：建筑物的雨水管道系统和设备居住小区或工厂雨水管渠系统街道雨水管渠系统排洪沟出水口城市排水系统的总平面布置城市排水系统总平面布置的任务：确定干管、主干管的走向确定污水处理厂和出水口的位置城市排水系统总平面布置的原则：管网密度合适，管道工程量小，水流畅通充分利用地形地势，顺坡排水，避免提升地形起伏较大的地区，采用高、低区系统分离尽量减少中途加压泵站的个数截流干管的布置要使全区污水管道能便捷、直接地接入城市排水系统的总平面布置城市排水系统总平面布置的常见形式：（教材图）直流正交式（适用于雨水）正交截留式（合流制）平行式（排水坡度过大、减小流速、避免冲刷）高低分区式（地形起伏过大，减少提升能耗）辐射分散式（城区大、中心地势高、出路分散）环绕式（中小城市、排水出路集中）第2章污水管道系统的设计

设计基础数据的收集污水管道系统的平面布置污水管道设计流量计算和水力计算污水管道衔接的原则和方式的确定污水管道在街道上位置的确定绘制污水管道系统平面图和纵剖面图污水设计流量的计算

污水设计流量：生活污水量＋工业废水量＋（地下水渗入量）最大日最大时（高日高时）污水流量流量单位－L/S（升/秒）污水量变化系数：污水设计流量的计算

污水量设计标准：居住区生活污水量标准：居民排水定额为居民生活用水定额的80－90％地域、生活习惯、生活水平、给排水系统完善程度工业企业生活污水和淋浴污水量标准工业废水量标准（单位产品排水定额）污水设计流量的基本计算公式：设计流量＝排水个体数×排水定额×变化系数排水时间×单位换算污水管道的水力计算

污水管道中的水流特征：重力、非满管流流量、流速、水流状态不断变化（明渠非稳定、非均匀流）为简化计算，设计管段内采用稳定均匀流公式进行计算污水管道按不满流设计的原因：为未预见水量的增长留有余地，避免污水外溢；利于管道通风，排除有害气体；便于管道的疏通和维护管理。污水管道的水力计算

污水管道水力计算的基本公式:污水管道的水力计算

污水管道水力计算的设计规定：管壁粗糙系数（n）－表2－2－7设计充满度（h/D）（0.55－0.75）——表2－2－8最小设计流速（vm）（管道:0.6m/s，明渠:0.4m/s）最大设计流速（vx）（金属管道:10m/s，非金属:5m/s）最小设计坡度（I）（街区内：0.004，街道下：0.003）最小管径（街区内：200mm，街道下：300mm）最大允许埋深（干燥土壤：7－8m）最小覆土厚度（冰冻，动荷载，支管衔接）——P252污水管道的水力计算

覆土厚度： 管道外壁顶部到地面的距离埋设深度： 管道内壁底部到地面的距离覆土厚度埋设深度管道地面污水管道的水力计算

污水管道水力计算的目的： 根据设计流量，确定管道断面尺寸和敷设坡度，并在满足设计规范的前提下，对设计参数进行经济优化。污水管道水力计算的原则：充分利用地面坡度，减小埋深和造价；控制设计流速，避免管道淤积和冲刷；控制设计充满度在规定范围内。污水管道的水力计算

污水管道水力计算的方法（图表法）：根据所选管材，使用相应粗糙系数(n)的水力计算图表；根据设计流量（Q），初步确定管径（D）；使用相应管径（D）的水力计算图表进行水力计算；设定1个未知参数（I，v，h/D），求定另外2个：坡度（I）控制法——尽量采用最小设计坡度，减小埋深；流速（v）控制法——流速逐段增大，参照上段流速；充满度（h/D）控制法——尽量采用最大允许充满度，以降低工程造价。污水管道系统的设计

管道定线和平面布置：任务：在总平面图上确定污水管道的位置和走向， 主干管干管支管原则：管线短，埋深小，自流排水考虑因素：地形：充分利用地形，顺坡排水，干管正交布置污水厂和排水口位置：主干管走向排水体制：雨、污水管道的平面、高程配合水文地质条件：地下水位，地下障碍物道路和交通条件：道路宽度>40m，可平行敷设两条管道集中排水点：工厂和大型建筑，干管起点污水管道系统的设计

控制点标高和泵站设置：控制点（最不利点）：对管道系统埋深起控制作用的地点离出水口最远的管道起点；大埋深支管接入点或低洼地区管道起点；大埋深的工厂排水口。污水泵站：（根据位置和功能分类）中途泵站；局部泵站；终点泵站。污水管道系统的设计

设计管段及设计流量的确定：设计管段的划分:流量、管径、坡度不变的直线管段设计管段的设计流量：本段流量(q1)：沿线街坊，起点进入转输流量(q2)：上游、旁侧管段集中流量(q3)：工厂，大型建筑污水管道系统的设计

污水管道的衔接：衔接方法：检查井管径、坡度、高程、方向发生变化和一定距离处衔接原则：经济、技术比较尽可能减小埋深，降低造价避免上游管段中形成回水而造成淤积水面和管底标高，下游不能高于上游衔接方式：水面平接：可减小埋深，易形成回水管顶平接：不产生回水，埋深增加快跌水连接：高差过大时采用污水管道系统的设计

污水管道在街道上的位置：污水管道的特点：输送污水，重力流，易渗漏管径大，埋深大连接支管和附属构筑物多污水管道的定位原则：保证安全：礼让关系，最小净距方便用户接管便于维护、清通污水管道系统的设计

污水管道系统的设计步骤：总平面设计（管网定线，街区编号，街区面积）干、支管线的平面设计（管线定位，设计管段）确定设计标准（设计人口，排水定额）计算设计流量（总变化系数，管段流量，集中流量，转输流量）管道水力计算（选定控制点，依次逐段计算）绘制管道系统平面图和纵剖面图第3章雨水管渠系统的设计

确定当地暴雨强度公式和计算方法划分排水流域，进行雨水管渠定线划分设计管段，计算雨水设计流量进行雨水管渠的水力计算和高程计算，确定管渠的尺寸、坡度、标高及埋深绘制雨水管渠系统平面图和纵剖面图暴雨强度公式

暴雨强度公式是描述降雨量、降雨历时和重现期三者之间数学关系的经验公式式中：q——设计暴雨强度，L/s.hat——降雨历时，minP——设计重现期，aA1,b,c,n——地方参数，根据统计方法计算确定雨量分析的几个要素

降雨量（H）：mm，单位面积上的降雨体积降雨历时（t）：min，连续降雨的时间暴雨强度（q）：L/s.ha，单位时间内，单位面积上的降雨体积汇水面积（F）：ha，雨水管渠汇集雨水的面积暴雨强度的重现期（P）：a，等于或大于某特定值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间根据当地实际情况，正确选择设计参数，才能做出经济合理的设计。雨水管渠设计流量的确定

极限强度理论：当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大；当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的集流时间时，雨水管道需要排除的雨水量最大。雨水设计流量计算公式：式中：Q——雨水设计流量，L/sΨ

——径流系数，<1的经验数值q——设计暴雨强度，L/s.haF——汇水面积，ha雨水管渠设计流量的确定

径流系数Ψ的确定：加权平均法（按地面种类，表2－3－2）区域综合径流系数（市区：0.5－0.8，郊区：0.4－0.6）设计暴雨强度q的确定：设计重现期P：一般：1a，重要地段：2－5a集水时间（设计降雨历时）t：t=t1+mt2t1——地面集水时间，5－15mint2——管渠内流行时间，t2=∑L/60v(min)m——折减系数（暗管：m=2，明渠：m=1.2）雨水管渠设计流量的确定

折减系数m值的含义：采用增长管道中流行时间的办法，达到适当折减设计流量、减小管道断面尺寸、降低工程投资的目的。引入折减系数m值的依据：雨水管渠中的水流并非一开始就达到设计状况，而是随着降雨历时的增长才能逐渐形成满流，管渠内实际的雨水流行时间大于设计计算的流行时间；整个管道系统并不是同一时间任何断面都处于满流状态，管道系统存在一定的调蓄能力。雨水管渠设计流量的确定

一般情况雨水设计流量的计算：ACB1234雨水管渠设计流量的确定

特殊情况雨水设计流量的确定：汇水面积呈畸形增长；汇水面积、地形坡度变化大；汇水面积中，各部分径流系数有显著差异。 特殊情况时，管段的最大设计流量往往不是发生在全部面积参与径流时，而是发生在部分面积参与径流时，应根据具体情况分析，采用不同方法计算可能出现的最大设计流量。（P275，例题3－1）雨水管渠系统的设计管道定线和平面布置：任务：在总平面图上确定雨水管渠的位置和走向， 主干管干管支管原则：管线短，及时，通畅主要特点：充分利用城市河、湖、洼、淀调蓄雨水充分利用地形，就近排入水体平行道路敷设，避开快车道合理布置雨水口，保障路面雨水排除畅通考虑防洪，保证安全雨水管渠系统的设计

雨水管渠水力计算的设计规定：重力，满管流最小设计流速:（暗管:0.75m/s，明渠:0.4m/s）最大设计流速:（金属管:10m/s，非金属管:5m/s）最小设计坡度:（雨水管道：0.003，雨水口连接管：0.01）最小管径:（雨水管道：300mm，连接管：200mm）管道衔接方式：管顶平接最小覆土厚度：（车行道下：0.7m）雨水管渠系统的设计

雨水管渠系统的设计步骤：划分排水流域，管道定线；划分设计管段；划分、计算各设计管段的汇水面积；确定各排水流域的平均径流系数ψ；确定设计重现期P，地面集水时间t1及起点埋深；根据当地暴雨强度公式，计算单位面积径流量q0，（根据需要，可绘制q0－t2曲线图；列表进行雨水干管及支管的水力计算；绘制管道系统平面图和纵剖面图。雨水管渠系统的设计

立体交叉道路排水设计要点：设计标准高于一般道路；设计重现期P：1－5a，重要部位采用较高值；地面集水时间t1：5－10min；径流系数ψ：0.8－1.0；尽量缩小汇水面积，减少设计流量；立体交叉地道排水设独立排水系统，出水可靠；注意地下水的排除；雨水口布设的位置要便于拦截径流。雨水管渠系统的设计

排洪沟设计要点：根据当地条件，合理确定设计防洪标准；排洪沟应尽量采用明渠，尽可能利用原有山洪沟；排洪沟不宜穿过建筑群并应保持一定距离；排洪沟纵坡一般不小于1％；排洪沟的弯道曲率半径不小于10倍水面宽度；要有足够泄水能力，处理好与相交河沟的关系；地质良好，水流畅通，防止冲刷；注重对原有排洪沟的改造和养护；防止冲刷，铺砌加固，最大流速控制（表2－3－8）。第4章合流制管渠系统的设计

合流制管渠系统：常用形式：截流式合流制管渠系统组成：支管——干管——溢流井——截流干管优点：管线单一，总长度减少，易布置缺点：雨污合流，流量大，管径大，埋深大旱季流速低，易淤积， 暴雨时，污水溢流进入水体，造成污染第4章合流制管渠系统的设计

合流制管渠系统的使用条件：排水区域内水体的流量、流速大，环境容量大；街道横断面窄，管渠布置受限制；地面坡度大，污水中途不需提升。合流制管渠系统的布置原则：合理汇集所有雨、污水，以最短距离排向水体；与水体平行布置截流干管，溢流水就近排入水体；合理确定溢流井的数量和位置，尽可能减少水体污染；充分利用地面街道边沟，降低造价。第4章合流制管渠系统的设计

溢流井上游管渠设计流量的确定：1234水体56第4章合流制管渠系统的设计

溢流井后截流干管管段设计流量的确定：1234水体56第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

常用的管渠断面形式：圆形：水力性能好，便于预制，节省材料，受力好；半椭圆形：荷载大时受力好，可减小管壁厚度，适用于水量变化小的大直径管道；马蹄形：可减少管道埋深，降低造价，稳定性依靠还土的坚实性；卵形：小流量时可维持较大流速，减少淤积；清通困难，制作复杂；矩形：可以就地浇铸或砌筑，施工方便，造价低，适用于暗渠、明渠和排洪沟道。第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

常用管道材料及制品：混凝土管和钢筋混凝土管：承插式，企口式，平口式陶土管：耐酸抗腐蚀性能好，适用于排除酸性废水或管外有侵蚀性地下水的污水管道；金属管：铸铁管，钢管；用于耐压高、对渗漏要求高、地质条件差的地方；塑料管：PVC，UPVC；管材性能好，重量轻，便于施工、运输，价格高；大型排水管渠：直径>2m，现场建造，砖、石、混凝土、钢筋混凝土。第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

排水管道的接口：柔性接口：石棉沥青卷材接口：管道轴向地基不均匀沉降的地区橡胶圈接口：土质差，地基硬度不均匀，地震多发区刚性接口：水泥砂浆抹带接口：适用于雨水管道和地下水位以上的污水支管钢丝网水泥砂浆抹带接口：地基土质好，有带形基础半柔半刚性接口预制套环石棉水泥（或沥青砂浆）接口：第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

排水管道的基础：砂土基础：弧形素土基础：干燥土壤，小直径污水管道砂垫层基础：干燥多石土壤，小直径污水管道混凝土枕基：(C8混凝土)管道接口处设置的局部基础，适用于干燥土壤，雨水管和不太重要的污水支管混凝土带形基础：(C8混凝土)沿管道全长铺设的基础，适用于地震区和土质松软地区，根据管顶覆土厚度，选择不同断面形状（90°，135°，180°）的管座基础。(P294）第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

排水管渠系统上的构筑物：雨水口：收集雨水，包括进水篦、井筒和连接管连接暗井：排水管径>800mm时，替代检查井溢流井：截流干管上的重要构筑物检查井：管道交汇、转弯、变径、变坡、跌水跌水井：消能，降速，防止冲刷水封井：隔绝易燃易爆气体，水封深度0.25m倒虹管：穿越河流、山涧、洼地和地下障碍物出水口：排水管渠进入水体的最终出口第5章排水管渠的材料、接口、基础及构筑物

排水管渠系统的清通方法：水力清通：操作简便，效率高，劳动条件好；机械清通：管渠淤塞严重，淤泥密实，水力清通效果不好时采用；管道清通车管道清通机器人排水管渠的养护与安全：经常检查、冲洗或清通，维持通水能力；严防有毒气体、易燃易爆气体对养护人员的伤害第6章城市污水处理概论

城市污水的组成：生活污水工业污（废）水初期雨水城市污水的污染指标：感观指标：浊、色、嗅、味、温物理化学指标：pH、SS、BOD、COD、毒物指标生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒水体污染的分类及其危害

水体的物理性污染及危害（水温、色度、SS）水体的无机物污染及危害氮、磷污染与水体富营养化重金属污染及食物链的富集、迁移、转化水体的有机物污染及危害有机物污染－微生物耗氧导致水质恶化油类污染－油膜覆盖导致水生态恶化毒性有机物污染－对人类和水生物的危害水体的病原微生物污染及危害城市污水处理的基本方法

城市污水的一级处理（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：格栅沉砂池沉淀池城市污水处理的基本方法

城市污水的二级处理（生物处理）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）城市污水处理的基本方法

城市污水的三级处理（深度处理）处理对象：氮、磷、SS和有机物（BOD,COD）处理方法：生物法，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）活性炭吸附过滤电渗析，反渗透城市污水处理的基本方法

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的基本方法

典型的城市污水二级处理工艺流程图第7章污水的物理处理

物理处理法的去除对象：粗大漂浮物悬浮物（SS）物理处理法常用工艺与设备筛滤截留——格栅，筛网，过滤重力分离——沉淀，上浮离心分离——离心机，旋流分离器格栅的类型及构造特点

位置（泵前，泵后）作用（保护水泵，去除SS）间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）形状（平面，曲面）清渣方式（手动，机械）城市污水处理厂格栅的设计要点为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。沉淀的现象与分类

自由沉淀（平流沉砂池）絮凝沉淀（初沉池）拥挤沉淀（二沉池）压缩沉淀（污泥浓缩池）Stokes公式及意义颗粒沉淀速度与密度差成正比，采用金属盐混凝剂使密度差增大有利于沉淀过程。颗粒沉淀速度与水的粘滞度成反比，水温增高有利于沉淀过程。颗粒沉淀速度与颗粒直径的平方成正比，通过混凝使颗粒直径增大是改善沉淀过程的最有效途径。理想沉淀池及重要推论表面负荷(q0)与设计沉速(u0)数值相等，单位与物理意义不同。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——浅池理论。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。沉砂池的类型及构造特点

平流式沉砂池浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；多斗贮砂，重力、水力排砂。曝气沉砂池方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡板隔渣；坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。机械旋流沉砂池（钟式沉砂池，多尔沉砂池）钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；中心砂斗，气提排砂。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

按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；选定沉砂池水力停留时间(1~3min)，计算总有效容积；选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积；选定沉砂池有效水深(2~3m)，计算池长和总宽度；根据宽深比要求(1~1.5)，确定池数或分格数；计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；选定气水比(0.1~0.2)或曝气强度，计算曝气量；设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。沉淀池的类型及构造特点

平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】竖流式沉淀池辐流式沉淀池三种沉淀池的特点及适用条件（表2－7－3）辐流式初沉池与二沉池的主要区别初沉池二沉池处理目的去除SS回收活性污泥SS浓度200-400mg/L2000-4000mg/L沉淀类型絮凝沉淀拥挤沉淀表面负荷1.5～3.0m3/m2.h1.0～1.5m3/m2.h设计沉速1.5～3.0m/h1.0～1.5m/h沉淀时间1.0～2.0h1.5～2.5h堰上负荷≤2.9L/s.m≤1.7L/s.m排泥方式间歇、重力连续、虹吸排泥机械半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机污泥含水率95～97%99～99.2%浮渣挡板必须设可不设辐流式沉淀池的设计与计算

确定沉淀池个数（不少于2个）；确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（6～12）；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）；计算污泥量，校核污泥斗容积；设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统第8章污水的生物处理

活性污泥法的基本概念与工艺设计生物膜法的基本原理与工艺厌氧生物处理法的基本原理与工艺

生物除磷脱氮的基本原理与工艺城市污水的深度处理与再生回用

8.1活性污泥法

活性污泥法的基本原理活性污泥法的主要设计参数

活性污泥法常用运行方式及工艺特征

活性污泥法处理工艺的新发展活性污泥法处理系统的工艺设计活性污泥处理系统的基本流程

回流污泥剩余污泥预处理后的污水曝气池空气二沉池处理水回流污泥泵活性污泥净化污水的反应过程

回流污泥剩余污泥初期吸附（捕食）空气处理水活性污泥污水氧化分解（代谢）絮凝沉淀（回收）空气污泥活性污泥生物代谢过程模式图

分解代谢O2合成代谢代谢产物H2O,CO2,NH3能量微生物内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物内源呼吸残留物合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物（CxHyOz）能量活性污泥增长曲线

对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量时间0活性污泥法的主要设计参数

BOD负荷F/M（Ns，Nv）污泥龄（ts）——生物固体停留时间污泥容积指数（SVI）污泥浓度（X，Xr）污泥回流比（R）剩余污泥量（Qw）活性污泥法的主要设计参数

BOD污泥负荷（kgBOD5/kgMLSS.d）Q－设计流量V－曝气池容积t－水力停留时间Sa

－进水BOD浓度Se

－出水BOD浓度X－曝气池混合液污泥浓度K2

－有机物降解动力学常数f－MLVSS/MLSS＝0.75η

－BOD去除率活性污泥法的主要设计参数

污泥龄（d）——生物固体停留时间(SRT)活性污泥法的主要设计参数

BOD负荷与污泥龄的关系低负荷一般负荷高负荷污泥负荷<0.10.2~0.5>1.5污泥龄20～305～150.2～2.5活性污泥法的主要设计参数

污泥容积指数（mL/g）SVI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80－150之间，一般为120左右；SVI<80，说明活性污泥中无机成分增多，活性降低；SVI>150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，设计时应尽量避开这一负荷范围。活性污泥法的主要设计参数

污泥浓度（g/L，kg/m3）活性污泥法的主要设计参数

污泥回流比SVI，X，Xr，R之间的关系SVIXr(mg/L)下列X值(mg/L)时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要设计参数

剩余污泥量(m3/d)活性污泥法常用运行方式传统活性污泥法处理系统（普通曝气）阶段曝气活性污泥法处理系统吸附－再生活性污泥法处理系统延时曝气活性污泥法处理系统完全混合活性污泥法处理系统深井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主要工艺特征

类别主要工艺特征普通曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与二沉池分建，鼓风曝气阶段曝气推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧--供氧失调的弊端吸附再生推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积延时曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，污泥负荷低，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，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉池合建，表面曝气深井曝气圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷纯氧曝气多室串联，密闭纯氧曝气，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，剩余污泥量少活性污泥增长曲线与运行方式

对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量时间0延时曝气完全混合普通曝气氧化沟处理系统的基本流程

回流污泥剩余污泥预处理后的污水污泥处理水污泥泵房二沉池氧化沟转刷氧化沟处理系统的主要特点

常用工艺类型：（三沟式，Carrousel,Orbal)构造方面：环状沟渠型，池长可达百米以上，水深2～6m；多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置；出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。流态方面：循环流，介于完全混合与推流之间；独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。工艺方面：BOD负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强；可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；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

空气处理水进水时段进水曝气时段沉淀时段排水时段闲置时段空气SBR处理系统的主要特点

常用工艺类型：(CASS,ICEAS,DAT-IAT）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；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；污泥的SVI值低，沉淀性能好，不易膨胀；通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除磷脱氮；应用电动阀门、液位计和PLC等自控仪表，可实现工艺过程自动化控制。活性污泥法的曝气系统

曝气的作用（供氧，混合搅拌）双膜理论及影响氧转移效率的主要因素曝气方式与曝气设备鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）衡量曝气设备技术性能的主要指标动力效率（EP）氧利用效率（EA）氧转移效率（EL）－充氧能力鼓风曝气系统空气量计算

需氧量计算：曝气池内溶解氧饱和度：标准状态下需氧量：实际供气量：活性污泥处理系统的工艺设计

选定处理工艺及流程确定主要工艺设计参数曝气池容积计算与工艺设计需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系统的计算与工艺设计二沉池池型的选定、容积的计算与工艺设计8.2生物膜法

生物膜法的基本原理生物膜法的典型工艺及工艺特征

生物膜法处理工艺的新发展生物膜法处理系统的工艺设计生物膜法的典型工艺

生物滤池（滴洒滤池）生物转盘（回转式生物接触器）生物接触氧化（浸没式生物滤池）曝气生物滤池生物移动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最大的区别在于生物载体（填料）的引入。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。生物膜法的主要工艺特征

生物膜法活性污泥法起源土壤自净的人工化水体自净的人工化生长方式附着在填料表面，固定生长分散在水中，悬浮生长生物群体外观膜状覆盖絮状污泥生物相种类多，食物链长，微生物生长不受世代时间限制种类少，食物链短，微生物生长受泥龄限制生物量10000－60000mg/L，抗冲击负荷能力强，单位池容处理能力大2000－3000mg/L，抗冲击负荷能力差单位池容处理能力低摄食方式移动、接触、传递分散、混合、接触二沉池作用澄清回收活性污泥运行管理简单，能耗低复杂，能耗高生物膜形成的基本要素生物载体（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）污水（营养物质）：BOD,N,P空气（溶解氧）：DO微生物：细菌＋真菌＋原生动物＋后生动物＋小型昆虫在有氧的条件下，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——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，经历潜伏和生长两个阶段。一般的城市污水，在20℃左右的温度条件下，这一过程大致需要30天左右。生物膜的构造和代谢工况

生物载体、污水、空气的对流接触：养料（污水中的有机物，空气中的氧）的传递：好氧代谢产物的传递：（CO2，H2O，NH3+…….）生物膜的增殖，厌氧层形成：厌氧代谢产物的传递：（CH4，H2S，N2……）生物膜的老化、脱落和更新：生物膜脱落的主要原因

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；生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托作用；生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱落；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

池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用滤料：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布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定式，旋转式）集、排水装置：收集、排除处理后污水，保证良好通风条件生物滤池的类型与发展

生物滤池工艺发展的原因：占地面积大滤料堵塞滤池蝇干臭味

生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池的工艺类型：

生物滤池的动力学特征

污水沿滤池高度自上而下滴落，污水BOD浓度沿滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污泥工艺。有机物负荷：上高，下低生物膜分布：上厚，下薄生物相分布：上低级，下高级

生物滤池的主要工艺特征

工艺特征普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池池体构造圆形，砖石砌筑圆形，砖石砌筑或钢筋混凝土结构圆形，矩形，钢筋混凝土结构滤料材料砾石，炉渣，焦炭天然或塑料滤材轻型塑料滤材波纹板蜂窝管粒径25－40mm(工作层)40－70mm(工作层)70－100mm(承托层)70－100mm(承托层)高度1.5－2.0m2.0m8－24m布水方式固定喷嘴，间歇旋转布水器，连续固定或旋转供氧方式自然通风自然通风自然通风处理水回流不回流回流回流负荷特征低负荷高负荷高负荷容积负荷0.15－0.3kg/m3.d0.5－1.2kg/m3.d1－2kg/m3.d水量负荷1－3m3/m2.d10－30m3/m2.d80－200m3/m2.d高负荷生物滤池的主要特征

处理水回流处理水回流的主要作用：稀释进水，控制进水BOD浓度（<200mg/L），保证处理效果。增大水力负荷，强化水力冲刷作用，防止填料堵塞，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性。抑制滤池蝇的孳生和臭味的散发。高负荷生物滤池的主要特点优点：简单易行，造价低自然通风，运行费用低负荷高，处理效果好，滤料堵塞、滤池蝇等问题得到改善缺点：占地面积大（由于通风供氧的需要，滤料高度受限）处理水大量回流，运行成本增大滤料堵塞，工作环境差的问题有所改善，但未能根除高负荷生物滤池的典型工艺流程

高负荷生物滤池

进水浓度的确定

物料衡算：

两边除Q：

代入回流比：

进水浓度：

高负荷生物滤池的设计计算

滤池面积：（水力负荷NQ）

滤池容积：（BOD容积负荷NV）

滤池高度：

辅助设备设计：布水装置排水装置通风装置

生物转盘的工作原理生物膜的形成（载体－污水－溶解氧－微生物）污水的净化（接触－吸附－传递－生物代谢）生物膜的增殖代谢（增厚－分层－脱落更新）盘片转动的作用充氧搅拌混合增强传质携带水

生物转盘的主要优点生物浓度高（40000－60000mg/L），处理效果好生物相分级生长，各级可培育相应的优势菌群，可进行深度处理污泥龄长，生物多样化，食物链长，剩余污泥量少，无污泥膨胀耐冲击负荷能力强，可承受高浓度污水可改变转速调节充氧效果，控制生物膜厚度，运行管理简便能耗低

生物转盘的主要缺点占地大（盘片直径限制氧化槽深度）盘片内外缘线速度不均，生物膜厚度，充氧、接触、水力冲刷不均衡不宜建在室外，特别是北方寒冷地区造价高（材料多，价格贵），对生产加工要求高（转轴易挠曲变形）生物转盘的设计计算负荷计算法：BOD负荷（NA）：10－40gBOD5/m2.d容积面积比（G）：5－9L/m2

水力停留时间（t）：>2.5h经验公式计算法：经验图表计算法：（教材、设计手册）

生物接触氧化法的

工作原理

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，通过填料表面生物膜的代谢作用，使污水得到净化。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“淹没式生物滤池”。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“接触曝气法”。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，所以也称为“悬浮－附着生物接触氧化法”。生物接触氧化法的主要特点

优点：兼具活性污泥法和生物膜法的主要优点，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。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。悬浮、附着微生物共存，生物浓度高（>10000mg/L），处理能力大，耐冲击负荷能力强。气、液、固三相混合接触，加之填料的分割作用，水流状态好，氧利用率高。不产生滤池蝇和臭气，操作简单，运行管理方便。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缺点：如果设计运行不当，填料易堵塞；布水、布气不易均匀；由于大量填料的使用，造价较高。常用填料：刚性固定填料：塑料、玻璃钢，蜂窝管、波纹板，软性固定填料：有机合成纤维束半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合填料），弹性填料，自旋转填料轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废弃饮料瓶生物接触氧化池的设计计算

BOD容积负荷（Nw）：1.0－5.0kgBOD/m3.d填料有效容积

式中：Q——

日平均污水量，m3/d S0——

原污水BOD浓度，mg/L水力停留时间（HRT）：2.0－4.0h生物接触氧化法的工程应用

小区生活污水处理：地埋式污水处理设备中水回用工业废水处理：印染废水处理食品酿造废水处理石油化工废水处理生物制药废水处理畜禽养殖废水处理生物接触氧化法的发展

生物接触氧化法工艺发展的原因：采用颗粒滤料，增大比表面积，提高处理能力解决滤料堵塞问题提高处理效率，设备小型化、工业化接触氧化池生物生物滤池曝气生物移动床生物接触氧化法的工艺进展：

生物流化床曝气生物滤池的

主要特点和工程应用

主要特点：气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消耗低。具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。采用3－5mm的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表面积大，生物浓度高（8000－23000mg/L），处理效果好。无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，维护管理方便。工程应用：微污染水处理污水深度处理工业废水处理（造纸，食品，制药）

8.5污水的深度处理与回用

城市污水经二级生物处理（活性污泥法、生物膜法）后的出水中，还含有相当数量的污染物质，如：BOD、COD、SS、氮、磷、重金属等。二级处理出水排入湖泊、水库、景观河道等缓流水体，会导致水体的富营养化；二级处理出水排入水产养殖等具有较高经济价值的水体，会导致水质恶化，使其遭到破坏；二级处理出水水质不能满足回用要求。要使污水处理水质满足以上要求，必须在二级生物处理的基础上，进行深度处理。污水深度处理的对象、

目标与技术处理目的处理对象水质指标主要处理技术排放水体再生回用有机物悬浮状态SS混凝沉淀、过滤溶解状态BODCODTOC膜生物反应器活性炭吸附臭氧氧化防止富营养化植物性营养盐类氮T－NNH3－N吹脱、折点氯化生物脱氮磷PO4－PT－P混凝沉淀生物除磷再生回用微量成分溶解性无机物无机盐类电导率Mg、Ca、Cl离子反渗透、电渗析离子交换微生物细菌、病毒氧化、消毒悬浮物的去除混凝沉淀过滤

砂滤微滤反渗透1A10A100A1000A1µ10µ100µ1mm离子高分子粒子蛋白质细菌悬浮物粒径与处理技术的选择溶解性物质的去除溶解性有机物的去除膜－生物反应器（MBR）活性炭吸附臭氧氧化溶解性无机盐类的去除反渗透电渗析离子交换

致病微生物的去除（消毒）污水消毒技术的优缺点比较及选择消毒方法优点缺点适用条件液氯效果可靠，设备简单，投量准确，价格便宜。余氯和氯化合物对水生物有毒害作用，部分氯化合物有致癌作用大、中型污水处理厂臭氧消毒效率高去除有机物、色、味投资大、成本高设备管理复杂卫生条件要求高的污水处理厂次氯酸钠现场生产，直接投配，使用方便，易于控制。次氯酸钠发生器和投配设备设备管理复杂中、小型污水处理厂紫外线消毒效率高安全方便电能消耗大管网中再污染问题小型污水处理厂生物脱氮原理生物脱氮过程：含氮化合物硝化反应过程氧NO-3N2硝化细菌碳反硝化细菌反硝化反应过程影响硝化反硝化反应过程的主要因素硝化反应反硝化反应细菌特征硝化菌是化能自养菌，生理活动不需要有机性营养物质反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在无氧条件下进行生命代谢活动反应机理从CO2获取碳源，从无机物的氧化中获取能量以硝酸氮为电子受体，以有机碳为电子供体，使硝酸盐还原碳源要求混合液中有机物含量不应过高，BOD＜20mg/L混合液中有机物含量不应过低，BOD/T-N≮3－5，当碳源不足时，应考虑外加碳源（甲醇）溶解氧要求氧是硝化反应的电子受体，DO≮1mg/L反应器内溶解氧较高时，反硝化菌将利用氧进行呼吸，阻碍硝酸氮的还原，DO≯0.5mg/LpH要求硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH值：8.0－8.4反硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH值：6.5－7.5，当pH值高于8或低于6时，反硝化速率降低温度要求适宜温度：20－30℃，低于5℃时，硝化反应停止适宜温度：20－40℃，低于15℃时，反硝化速率降低污泥龄增殖缓慢，污泥龄30d以上污泥龄无特殊要求A/O前置生物脱氮工艺N2污泥回流剩余污泥原污水曝气池空气沉淀池处理水脱氮池内回流A/O前置生物脱氮工艺的主要特点流程简单，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。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pH值。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一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。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。如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。内循环液溶解氧较高，破坏A段缺氧状态，影响脱氮效果。A/O前置生物脱氮工艺的主要设计参数水力停留时间（HRT）：硝化反应需时较长，一般不应该低于6h；反硝化需时较短（2h），两段容积比一般为3：1。内循环比（R）：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。为了保证脱氮效果，一般内循环回流比不宜低于200％，最高为600％。MLSS值：反应池内MLSS应在3000mg/L以上，低于此值，脱氮效果显著降低。生物固体停留时间（污泥龄）：30d以上氮负荷（N/MLSS）：≯0.03kgN/kgMLSS.d进水总氮浓度：≯30mg/L生物除磷原理聚磷菌对磷的摄取和释放过程：厌氧放磷过程H3PO4能量好氧聚磷过程H3PO4聚磷菌能量好氧条件厌氧条件Phostrip生物除磷工艺剩余污泥原污水曝气池空气沉淀池处理水污泥回流脱磷污泥回流石灰沉淀池脱磷水混凝池除磷池含磷污泥含磷污泥脱磷水回流A2/O同步生物脱氮除磷工艺N2污泥回流（含磷污泥）剩余污泥原污水曝气池空气沉淀池处理水缺氧池厌氧池氨化、放磷脱氮除BOD、硝化、吸收磷内回流（200％）城市污水的再生与回用

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。再生废水的城市回用城市景观城市绿化市政杂用水再生废水的工业回用工业冷却水锅炉补给水工艺用水再生废水的农业回用农业灌溉渔牧用水污水再生回用水质标准

《城市污水再生利用景观环境用水水质》 (GB/T18921-2002)《城市污水再生利用城市杂用水水质》 (GB/T18920-2002)《农田灌溉水质标准》 (GB5084-92)污水再生回用处理技术以二级处理出水为原水的传统处理工艺:二级处理出水消毒剂沉淀池混凝剂回用水混凝池污泥清水池滤池污水再生回用处理技术以二级处理出水为原水的CMF处理工艺:二级处理出水消毒剂沉淀池混凝剂回用水混凝池污泥清水池连续微滤装置污水再生回用处理技术直接处理污水的MBR处理工艺:空气MBR生物池污水消毒剂回用水清水池调节池MembraneBio-Reactor第9章污泥的处理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0.3%－0.5%，按含水率97％计）、浓度高（含水率99－95%）、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，二次污染），必须及时有效地进行处理和处置。污泥处理的目的是使污泥减量化、无害化及资源化。保证污水处理厂的正常运行；使易腐化发臭的有机物得到稳定处理并妥善处置；使有毒有害物质得到妥善处置；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浓缩机械脱水最终处置污泥浓缩自然干化堆肥农肥污泥浓缩自然干化最终处置消化污泥浓缩机械脱水最终处置消化污泥浓缩机械脱水干燥焚烧消化最终处置污泥的来源与分类泥渣：格栅、沉砂池、初沉池（浮渣）、气浮池（浮渣）污泥：初次沉淀污泥：初次沉淀池剩余活性污泥：二次沉淀池（活性污泥法）腐殖污泥：二次沉淀池（生物膜法）消化污泥：消化池化学污泥：化学沉淀池（混凝沉淀，物化除磷）污泥的性质指标污泥的含水率；污泥的比重（一般情况下以1计）；污泥中的挥发性固体与灰分；污泥中的重金属离子含量；污泥中的肥分；污泥的可消化程度。污泥的含水率式中：V1，V2——分别表示污泥浓缩前后的体积，m3W1，W2——分别表示污泥浓缩前后的固体重量，kgC1，C2——分别表示污泥浓缩前后的固体浓度，g/m3P1，P2——分别表示污泥浓缩前后的含水率，%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（P）。物料衡算，污泥比重按1计。

常见污泥的含水率污泥种类含水率（%）范围代表值初沉污泥88－9695剩余活性污泥（二沉污泥）98.5－99.599.2重力浓缩后的初沉污泥88－9492重力浓缩后的混合污泥90－9796气浮池污泥94－9796消化池污泥93－97.596常用污泥脱水方法及效果脱水方法脱水装置脱水后含水率(%)脱水后状态浓缩法重力、气浮、离心95－97近似糊状自然干化法自然干化场、晒砂场70－80泥饼状机械脱水真空吸滤法真空转鼓、真空转盘60－80泥饼状压滤法板框压滤机45－80泥饼状滚压带滤法滚压带式压滤机78－86泥饼状离心法离心脱水机80－85泥饼状干燥法各种干燥设备10－40粉状、粒状焚烧法各种焚烧设备0－10灰渣状间歇式污泥重力浓缩池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。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，池容增大且可能由于污泥厌氧而破坏浓缩过程。一般，浓缩时间取10－12小时。

间歇式污泥重力浓缩池间歇式污泥重力浓缩池示意图进泥排泥上清液连续式污泥重力浓缩池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，适用于大型污水处理厂。浓缩池高度：一般采用4m。浓缩池水力停留时间：一般采用10－16小时。固体通量：30－60kg/m2.d水力负荷：0.2-0.4m3/m2.h（剩余污泥）连续式污泥重力浓缩池连续式污泥重力浓缩池工况示意图上清液区阻滞区固体浓度压缩区QeCeQ0C0QuCuuii污泥的自然干化污泥在自然条件下，由于渗滤、蒸发等作用而使污泥脱水干化的方法称为自然干化，用于污泥自然干化的构筑物称为污泥干化场。污泥自然干化法简便易行，投资少，运行管理费用低。但是，污泥干化场占地面积大，卫生条件差，对周围环境影响较大。污泥的机械脱水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。造成压力差推动力的方法有四种：污泥自身重力，如带式压滤机的重力脱水段。在过滤介质的一面造成负压，如真空吸滤脱水机。加压污泥使水分通过过滤介质，如压滤脱水机。造成离心力使固-液分离，如离心脱水机。

污泥的机械脱水污泥预处理的主要方法：化学调节法：向污泥中投加混凝剂，使污泥颗粒脱稳凝聚，提高脱水性能。混凝剂投量应通过实验筛选确定。热处理法：在高压下加热污泥，破坏结合水与污泥颗粒之间的联系，使污泥颗粒在高温高压下溶解或水解，从而把细胞破坏并释放胞内水分，改善污泥脱水性能。 加热温度：180－200℃，加热时间：20－60分钟其它预处理方法：冻-融法；淘洗法；惰性物质添加法：煤灰，锯末，纤维等。污泥的机械脱水污泥脱水机械：

真空转鼓过滤机： 可连续生产，可自动控制，操作方便，运行平稳。 附属设备多，工序复杂，滤布易堵塞。板框压滤机： 构造简单，过滤推动力大，适用于各种污泥。 不能连续生产。污泥的机械脱水污泥脱水机械：滚压带式过滤机： 连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好。 对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。

离心脱水机： 连续生产，操作方便，自动控制，卫生条件好，占地面积小。 对预处理要求高，必须使用高分子絮凝剂。

污泥的干燥与焚烧污泥经脱水、干化后，含水率仍较高，体积较大，为便于污泥最终处置，可进行干燥处理或焚烧。污泥经干燥处理后，含水率可降至20%左右。污泥经焚烧处理后，含水率可降至0，体积很小，性质稳定，便于运输，可进行综合利用或最终处置。污泥干燥的主要设备是回转圆筒式干燥器。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。污泥的稳定处理污泥的厌氧消化污泥的好氧消化污泥堆肥污泥的石灰稳定厌氧生物处理的基本原理厌氧消化（AnaerobicDigestion）过程存在于某些自然生态系统中，例如：沼泽、湖泊和海洋的沉积物、瘤胃动物的胃液等。在非自然的生态系统中，人们利用这种厌氧消化过程处理污水和污泥，防止大量有机物在环境中的有害积累，同时，回收厌氧消化过程中产生的甲烷作为能源再利用。在无氧条件下，污水中所含的碳水化合物、脂肪、蛋白质等复杂有机物被水解、发酵细菌厌氧分解转化成短链脂肪酸等物质。此时，如果条件合适，产甲烷细菌将开始繁殖活动，继续进行厌氧氧化，有机物最终形成甲烷（沼气）。厌氧生物处理技术的优缺点主要优点：与好氧生物处理法相比，废水处理成本低。适于处理高浓度废水，能耗低，且能够产生大量能源。厌氧废水处理设备负荷高（5－10kgBOD/m3.d），占地少。剩余污泥量少，污泥稳定，脱水性能好。对营养物的需求量少（BOD:N:P=300:5:1）厌氧污泥生物活性可保留一年以上，可间断或季节性运行厌氧生物处理技术的优缺点主要缺点：与好氧生物处理法相比，处理后出水水质较差，难以直接达标，一般需要进行后处理。厌氧微生物对有毒物质和环境条件较为敏感，操作不当可能导致反应器运行条件的恶化。由于厌氧细菌增殖缓慢，厌氧反应器初次启动过程需时较长，一般需要8～12周时间才能完成。污泥的厌氧消化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稳定。污泥厌氧消化过程也称为污泥厌氧生物稳定过程。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和产甲烷细菌之间的相互关系更加明确，1979年，伯力特（Bryant）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。三阶段厌氧消化过程示意图H2+CO2乙酸复杂有机物脂肪酸(>C2)水解、发酵产氢产乙酸CH4+CO2产甲烷产甲烷三阶段厌氧消化过程示意图H2+CO2乙酸复杂有机物脂肪酸(>C2)水解、发酵第一阶段：在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质及脂肪经水解与发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳和氢等。

三阶段厌氧消化过程示意图H2+CO2乙酸复杂有机物脂肪酸(>C2)水解、发酵产氢产乙酸第二阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段产物转化为氢、二氧化碳和乙酸。

三阶段厌氧消化过程示意图H2+CO2乙酸复杂有机物脂肪酸(>C2)水解、发酵产氢产乙酸CH4+CO2产甲烷产甲烷第三阶段：通过两组生理机能不同的产甲烷细菌的作用，将上阶段产物转化为甲烷。一组（乙酸歧化菌）将乙酸脱羧产生甲烷，即：2CH3COOH

2CH4+2CO2另一组（嗜氢甲烷菌）将氢和二氧化碳转化成甲烷，即：4H2+CO2

CH4+2H2O厌氧消化过程各大类细菌的位置H2+CO2乙酸CH4+CO2有机物脂肪酸、有机酸、醇产氢产乙酸菌产甲烷菌水解、发酵细菌产甲烷菌同型乙酸菌厌氧消化的微生物学基础不产甲烷细菌：产甲烷阶段以前所有降解有机物或产酸的微生物种类多，数量大，其中专性厌氧菌数量最多产甲烷细菌：主要形态（甲烷杆菌，甲烷球菌，八叠球菌，甲烷螺旋菌）主要特点：对温度敏感（中温：33－36℃，高温：50－53℃）对pH敏感（中性偏碱，pH6.6－7.8）增殖缓慢（世代时间长，能量水平低，启动时间长）污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：温度：

甲烷菌对温度的适应性很差，根据其生存的适宜温度范围，甲烷菌可分为两类，即中温甲烷菌（适宜温度30－36℃）和高温甲烷菌（适宜温度50－53℃）。当温度超出适宜温度范围时，厌氧消化反应速率则急剧下降。厌氧消化的允许温度波动范围为±1.5－2.0℃。当波动范围为±3℃时，就会严重抑制消化速率。当波动范围超过±5℃时，就会使有机酸大量积累而破坏厌氧消化过程的正常运行。污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：污泥投配率与负荷： 消化池的容积一般按污泥投配率（污泥消化时间）或固体容积负荷设计。 城市污水处理厂污泥中温消化的污泥投配率以3－5%为宜，相应的水力停留时间为20－30d。 固体容积负荷定义为单位时间单位消化池容积所承担的挥发性固体（VSS）污泥量，一般以0.6-1.5kgVSS/m3.d为宜。污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：pH值、酸碱度和消化液的缓冲作用：

pH值与酸碱度是厌氧消化过程中的重要控制因素。如前所述，产甲烷细菌对pH值的适应性很差，其适宜范围为pH6.6－7.8。如果消化系统中的水解发酵阶段和产酸阶段的反应速率超过产甲烷阶段，则有机酸会积累，pH值下降，从而对产甲烷细菌产生抑制作用。但是，由于消化液具有缓冲作用，在一定范围内可避免发生这种情况。消化液的缓冲作用是由有机物分解产生的碳酸和氨氮提供的。消化系统的碱度应保持在2000mg/L以上。

污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：搅拌和混合：厌氧消化过程是通过细菌体的内酶和外酶与有机底物的接触反应完成的，因此，为保证厌氧消化过程的顺利进行，必须采用一定的措施使两者充分混合接触。 污泥厌氧消化通常采用的搅拌方式有：泵循环水力搅拌、机械搅拌、沼气循环搅拌或联合搅拌。

污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：营养与碳氮比（C/N）：在厌氧消化过程中，细菌生长所需的营养由污泥提供。厌氧消化所需的碳源担负着双重任务，其一是作为反应过程的能源，其二是合成新细胞。合成细胞所需的C/N约为5:1，此外还要考虑作为能源的碳，因此，适宜的C/N应为（10－20）:1。如C/N太高，合成细胞的氮量不足，消化液的缓冲能力低，pH值降低，抑制消化过程。如C/N太低，氮量过多，pH值升高，铵盐容易积累，也会抑制消化过程。

污泥的厌氧消化厌氧消化的影响因素：有毒物质：对于厌氧消化过程来说，任何物质的所谓“有毒”都是相对的，关键在于这些物质的浓度界限，即毒阈浓度。

物质名称毒阈浓度界限(mol/L)碱金属和碱土金属Ca2+，Hg2+，Na+，K+重金属Cu2+，Ni2+，Zn2+，Hg2+，Fe2+H+和OH-胺类有机物质10-1~10+610-5~10-310-6~10-410-5~10010-6~100

污泥的厌氧消化厌氧消化池的基本池型：圆柱形卵形

污泥的厌氧消化厌氧消化池的设计要点：设消化池体积:

污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率 投配率：3－5％（一般5％） 挥发性固体容积负荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d(一般取<1.0)

投配与排泥：间歇式，连续式 混合搅拌设备:（循环，搅拌，沼气，联合） 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）厌氧消化技术的发展两级厌氧消化：

根据中温消化的运行经验，在消化的前8天，产生的沼气量占全部产气量的80%左右，而一般中温消化的水力停留时间为20天左右，在整个消化过程中，为维持产甲烷细菌所需的适宜温度（33－35℃），则需耗费大量的热能。因此，污泥中温消化常按两级消化进行设计，即在消化池总容积不变的前提下，将消化池按容积比例（1:1,2:1,3:2）分为两级。第一级消化池按普通消化池设计，采用加热和搅拌设备。第二级消化池不加热，不搅拌，依靠剩余热量继续消化。厌氧消化技术的发展两级厌氧消化：

两级厌氧消化工艺的主要特点：

1）总容积不增加，且第二级消化池被简化，建设费用大幅度降低。

2）第二级消化池不加热，不搅拌，能耗和运行费用大幅度降低。

3）第二级消化池沼气产量低，可不设沼气收集设施。

4）第二级消化池不搅拌，可兼作污泥后浓缩池。厌氧消化技术的发展两相厌氧消化：

如前所述，厌氧消化过程可分为水解发酵、产氢产乙酸和甲烷发酵三个阶段，各阶段的菌种、对环境的要求、分解过程、分解速度及最终产物都不相同，造成运行管理方面的诸多不便。近来出现的两相厌氧消化工艺是根据消化机理，将消化过程的第一、第二阶段（酸性发酵阶段）与第三阶段（碱性发酵阶段）分别在两个消化池中进行。

厌氧消化技术的发展两相厌氧消化：

两相厌氧消化工艺的主要特点：厌氧消化分段在最佳环境条件下进行，消化速度快，效果好。由于效率提高，水力停留时间缩短（第一相约1d，第二相6－6.5d），消化池总容积可减少一半，建设费用大幅度降低。由于消化池容积大幅度减小，加热、搅拌等能耗和运行费用大幅度降低。两相环境条件互不干扰，便于运行管理。

厌氧生物处理技术的发展20世纪60年代以来，随着生物发酵工程中固定化技术的发展，人们认识到提高反应器中污泥浓度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厌氧反应器取得突破性进展，研究开发出一系列新型高速厌氧反应器。厌氧滤池(AnaerobicFilter,AF)升流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厌氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厌氧挡板式反应器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)厌氧生物转盘(AnaerobicRotatingBiologicalContactor,ARBC)升流式厌氧污泥床（UASB）升流式厌氧污泥床（UpflowAnaerobicSludgeBed，简称UASB）反应器是荷兰农业大学1974－1978年间研制出来的一种高效厌氧生物反应器。据1993年的报道，国外至少已有300多座生产规模处理装置在运行，其中设备最大容积达15600m3。UASB反应器的工作原理工作原理示意图：升流式厌氧污泥床（UASB）UASB反应器运行的三个重要前提：反应器内培养、形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥层（床）通过产气和进水的均匀分布，能够形成良好的自然搅拌作用设计合理的三相分离器，使颗粒污泥能够保留在反应器内升流式厌氧污泥床（UASB）UASB反应器的主要特点：UASB产生的剩余颗粒污泥在常温下可保存很长时间而不损失活性，因此，UASB采用剩余污泥接种，可使反应器启动时间缩短到几天之内。产气的搅拌作用使污泥床不断运动而与废水良好混合，因此，UASB一般不易形成沟流。由于没有填料，UASB有更大的空间容纳污泥，容积负荷比其它厌氧处理工艺更高。由于没有填料，UASB在投资和运行成本上更节省，能耗低，操作维护相对简易。UASB的工艺设计反应器容积进液系统三相分离器水封高度反应器形状、排泥和回流设施材料与防腐防臭与除臭辅助设备厌氧－好氧生物处理工艺水解（酸化）－好氧生物处理工艺的应用：难降解工业废水处理（印染废水，石油化工废水）城市污水处理（新建，改造，取代初沉池）水解（酸化）工艺的主要功能：溶解性有机物比例显著增加；BOD5/COD比值提高，可生化性改善；缩短好氧生物处理时间，减少曝气量；改变有机物组成，改善处理效果；可去除部分有毒有害物质（萘、卤代烃）。污水处理与综合利用优化体系污水污水厌氧生物处理生物、物理、化学后处理污水排放沼气：发电、燃料污泥：农肥、土壤改良出水：灌溉、养鱼、杂用氮、磷、硫回收利用污泥堆肥污泥堆肥的基本原理：在有氧的条件下，利用嗜温菌和嗜热菌的作用