四维生物脱氮处理陈娟1省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

四维生物脱氮处理医院废水开题汇报1/26医院废水概括

医院污水是指医院、疗养院等排放被病源体污染水。不一样性质医院其污水性质有所不一样，我国医院大致可分为综合医院、传染病医院、结核病医院及专业医院（如：精神病医院、肿瘤医院等）。依据通例，肝炎医院可纳入传染病医院，中医院、妇幼医院可纳入综合性医院系统。其它专科医院，如口腔医院、整形医院等污水，应依据污水污染程度，由卫生监督单位和相关部门详细确定。医院污水中通常含有大量病菌、病毒、寄生虫卵和放射性元素，假如不经处理直接排放，将会对人类生存环境造成严重污染，直接危害人民群众健康。依据卫生部年统计年报数据[2]，全国15451家县及县以上医院，床位总数为2176154张，其污水排放总量约为160万m^3／d。依据国家环境保护总局年对全国28个省(区、市)50床以上医院污水处理调查，50床以上医院共计8515家，床位总数为1333109张，有污水处理设施医院4935家，占总数58％；被调查8515家医院污水排放总量为82.34m^3／d，实际处理量为67.95m^3／d，处理率为82％,按现行排放标准达标排放量58.15m^3／d，达标率为70.6％。地域不一样拥有率存在较大差异，北京、江苏等地医院污水处理设施拥有率较高,在90％以上,而内蒙、西和西藏等地污水处理设施则较低,在10％一30％。发达国家对医院污水管理非常严格，有严格卫生安全管理体系。欧洲、北美和日本等国家在医院污水管理与处理方面都执行世界卫生组织要求，有还严于该要求。发达国家在医院相关科室内对接触到病菌、病毒以及有毒有害物质污水和污物在发生源处即进行了严格控制和分离。在任何情况下，不允许将医院污水和污物随意弃置或排人下水道。欧洲和美洲一些国家在污水排放标准中都要求了生物学指标。同时，绝大多数发达国家城市污水处理厂都设有污泥消化和无害化甚至。2/26

医院废水起源

医院各部门功效、设施和人员组成情况不一样，产生污水主要部门和设施有：诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X光照像洗印、动物房、同位素治疗诊疗、手术室等排水；医院行政管理和医务人员排放生活污水，食堂、单身宿舍、家眷宿舍排水。不一样部门科室产生污水成份和水量各不相同，如重金属废水、含油废水、洗印废水、放射性废水等。而且不一样性质医院产生污水也有很大不一样。医院污水较普通生活污水排放情况复杂。3/26医院废水特点

医院污水水质特点是含有大量病原体──病菌、病毒和寄生虫卵。如结核病医院污水，每升可检出结核杆菌几十万至几百万个。医院污水还含有消毒剂、药剂、试剂等各种化学物质。利用放射性同位素医疗伎俩医院污水还含有放射性物质。医院污水水量与医院性质、规模及所在地域气候等原因相关，按每张病床计普通为天天200～1000升。

4/26医院废水危害

医院污水起源及成份复杂，含有病原性微生物、有毒、有害物理化学污染物和放射性污染等，含有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征，不经有效处理会成为一条疫病扩散主要路径和严重污染环境。1、医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染，含有传染性，能够诱发疾病或造成伤害。医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质。2、牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消毒剂、有机溶剂等，部分含有致癌、致畸或致突变性，危害人体健康并对环境有久远影响。3、同位素治疗和诊疗产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生a-、β-和γ-放射性，在人体内积累而危害人体健康。5/26医院废水处理标准

1、

全过程控制标准。对医院污水产生、处理、排放全过程进行控制。

2、减量化标准。严格医院内部卫生安全管理体系，在污水和污物发生源处进行严格控制和分离，医院内生活污水与病区污水分别搜集，即源头控制、清污分流。禁止将医院污水和污物随意弃置排入下水道。3、就地处理标准。为预防医院污水输送过程中污染与危害，在医院必须就地处理。4、

分类指导标准。依据医院性质、规模、污水排放去向和地域差异对医院污水处理进行分类指导。5、

达标与风险控制相结合标准。全方面考虑综合性医院和传染病医院污水达标排放基本要求，同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理等方面提升应对突发性事件能力。6、

生态安全标准。有效去除污水中有毒有害物质，降低处理过程中消毒副产物产生和控制出水中过高余氯，保护生态环境安全。6/26

废水生物脱氮原理

即使废水脱氮有各种方法，但普通来说，化学或物理化学法所需要运行费用较高，而生物脱氮技术在近20年来得到了飞速发展，并已应用在生产实践中。废水中含氮化合物在微生物作用下，相继产生以下各项反应：有机氮在氨化菌作用下，分解转化为氨氮；氨氮经过硝化菌作用转化为硝酸氮；硝酸氮再经过反硝化菌作用还原为气态氮，从水中逸出。⑴脱氨基作用废水中有机氮化合物在微生物作用下，分解产生氨过程称为脱氨基作用。如：RCH(NH2)COOH+HOH→RCH(OH)COOH+NH3⑵硝化反应在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-过程称为硝化反应。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌两种化能自养型微生物共同完成。其反应总方程式为：NH+4+2O2消化细菌→

NO3-N+2H++H2O⑶反硝化反应在无氧或缺氧条件下，反硝化菌将NO2-和NO3-还原为N2过程，称为反硝化反应，如：6NO3-+5CH3OH反硝化细菌→

5CO2+3N2+7H2O+6OH-在反硝化反应中，最大问题就是污水中可用于反硝化有机碳多少及其可生化程度。当BOD5/TKN≥3～5时，可认为碳源充分。7/26医院废水处理工艺

依据医院规模、性质和处理污水排放去向，进行工艺选择。医院分为传染病医院和综合医院。医院污水处理后排放去向分为排入自然水体和经过市政下水道排入城市污水处理厂两类。医院污水处理所用工艺必须确保处理出水达标，主要采取三种工艺有：加强处理效果一级处理、二级处理和简易生化处理。8/26一级强化处理工艺

对于综合医院(不带传染病房)污水处理可采取“预处理→一级强化处理→消毒”工艺。经过混凝沉淀(过滤)去除携带病毒、病菌颗粒物，提升消毒效果并降低消毒剂用量，从而防止消毒剂用量过大对环境产生不良影响。

医院污水经化粪池进入调整池，调整池前部设置自动格栅，调整池内设提升水泵。污水经提升后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀，沉淀池出水进入接触池进行消毒，接触池出水达标排放。9/2610/26工艺特点加强处理效果一级强化处理能够提升处理效果，可将携带病毒、病菌颗粒物去除，提升后续深化消毒效果并降低消毒剂用量。其中对现有一级处理工艺进行改造可充分利用现有设施，降低投资费用。11/26二级处理工艺

二级处理工艺流程为“调整池→生物氧化→接触消毒”。医院污水经过化粪池进入调整池。调整池前部设置自动格栅。调整池内设提升水泵，污水经提升后进入好氧池进行生物处理，好氧池出水进入接触池消毒，出水达标排放。传染病医院污水和粪廉价分别搜集。生活污水直接进入预消毒池进行消毒处理后进入调整池，病人粪便应先独立消毒后，经过下水道进入化粪池或单独处理（如虚线所表示）。各构筑物须在密闭环境中运行，经过统一通风系统进行换气，废气经过消毒后排放，消毒可采取紫外线消毒系统。医院污水采取生物处理，首先是降低水中污染物浓度，到达排放标准；另首先可保障消毒效果。生物处理工艺主要有活性污泥法、生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池和CASS工艺等。12/26活性污泥法活性污泥法是以悬浮生长微生物在好氧条件下对污水中有机物、氨氮等污染物进行降解废水生物处理工艺。13/26工艺特点和适用范围活性污泥工艺优点是对不一样性质污水适应性强，建设费用较低。活性污泥工艺缺点是运行稳定性差，轻易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。传统活性污泥法适合用于800床以上水量较大医院污水处理工程。对于800床以下、水量较小医院常采取活性污泥法变形工艺——序批式活性污泥法（SBR）。14/26生物接触氧化工艺

生物接触氧化工艺采取固定式生物填料作为微生物载体，生长有微生物载体淹没在水中，曝气系统为反应器中微生物供氧。因为生物接触氧化法微生物固定生长于生物填料上，克服了悬浮活性污泥易于流失缺点，在反应器中能保持很高生物量。生物接触氧化是一个介于活性污泥法与生物滤池二者之间生物处理技术。15/26工艺特点（1）生物接触氧化法对冲击负荷和水质改变耐受性强，运行稳定。（2）生物接触氧化法容积负荷高，占地面积小，建设费用较低。（3）生物接触氧化法污泥产量较低，无需污泥回流，运行管理简单。（4）生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜，沉淀性能较差造成出水中悬浮固体浓度稍高，普通可到达30mg/L左右。16/26膜生物反应器

膜-生物反应器(MembraneBioReactor，MBR)是将膜分离技术与生物反应器结合在一起新型污水处理工艺。依据膜分离组件设置位置，可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。17/26工艺特点（1）

抗冲击负荷能力强，出水水质优质稳定，能够完全去除SS，对细菌和病毒也有很好截留效果。（2）

实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)完全分离，使运行控制愈加灵活稳定；生物反应器内微生物量浓度高，可高达10g/L以上，处理装置容积负荷高，占地面积小，减小了硝化所需体积。（3）

有利于增殖迟缓微生物截留和生长，系统硝化效率提升。可延长一些难降解有机物在系统中水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率提升。（4）

MBR剩下污泥产量低，甚至无剩下污泥排放，降低了污泥处理费用。18/26曝气生物滤池

曝气生物滤池(BAF)是生物膜处理工艺一个。采取一个新型粗糙多孔粒状滤料含有很大比表面积，滤料表面生长有生物膜，池底提供曝气，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，进而被滤料表面微生物氧化分解。当前BAF已从单一工艺逐步发展成系列综合工艺，有去除悬浮物、COD、BOD

、硝化、脱氮等作用。

19/26工艺特点（1）

出水水质好。BAF可去除污水中悬浮物、COD、细菌和大部分氨氮，出水SS小于10mg/L。（2）

微生物生长在粗糙多孔滤料表面，不易流失，对有毒有害物质有一定适应性，运行可靠性高，抗冲击负荷能力强。无污泥膨胀问题。（3）

BAF容积负荷高于常规处理工艺，并可省去二沉池和污泥回流泵房，占地面积通常为常规工艺1/3～1/5。（4）

需进行反冲洗，反冲水量较大，且运行方式复杂，但易于实现自控。20/26

气提升交替循环流复合滤料滤池（ALCBF）

气提升交替流复合滤池（ALCBF）是在气提升循环流化床(ALR)和曝气生物滤池(BAF)研究基础上创造一个新型生化反应器，充分发挥了曝气生物滤池和气提升循环流化床工艺优点，利用了复合滤料和交替循环，该反应器主要特点有：(1)含有曝气生物滤池生物处理和过滤功效，但不需反冲洗和沉淀池。(2)采取由颗粒滤料和悬挂式纤维滤料组成复合滤料，过滤颗粒滤料不会堵塞，悬挂式滤料采取加密布置，在水处理中形成优势互补，提升了容积负荷。(3)经过交替供气，循环流方向交替改变，处理工况下自动更新，水力条件得到优化。(4)滤池内形成完全混合型升流区和推流型降流区，提供了不一样局部氧浓度，符合碳化、硝化、反硝化生物反应对环境要求，同时进行碳和氮去除。(5)开工和管理简便，工作状态稳定，而且低能耗，高效率。21/26ALBCF运行主要技术参数1、对于生活污水，原水水质COD300～500mg／L，BOD5为150～300mg／L，氨氮15～40mg／L，能够同时去除有机物和氮。出水水质满足(GBl8918-)一级标准。2、交替循环流曝气方式，30分钟切换一次，颗粒滤料层按反应器水深而异，高度为400～700mm，进水段颗粒直径为6～9mm，其它段颗粒直径为3～5mm。3、曝气区域为全平面面积1／3～1／2，气水比1.5～4.5，氧利用率>30%，曝气动力消耗<25w/m3。4、水力停留时间为2～4小时，容积负荷率以COD计3～5kg/d.m3；以氨氮计0.2～0.4kg/d.m3；总氮去除60～80%。图22/26四维生物反应器

四维生物脱氮反应器(4DBNR)

是将一系列气提升交替循环流复合滤池(AALCF)

反应单元，沿纵向按折返流方式串联，形成一体化装置。所谓“四维”是指经过时间域上曝气改变控制三维水流，从而形成滤池内交替循环流动和局部区域充分混合，并在水处理沿程产生好氧和缺氧环境，满足硝化和反硝化需要。以体积60m34DBNR处理某度假区20

m3/h生活污水六个月连续流试验表明，有机和营养污染物同时得到去除。其COD和NH3-N负荷分别为2.11和0.24kgd-1.m-3,进水浓度为252mgL-1和29.73mgL-1，出水浓度到达29.7和6.6mgL-1；COD和NH3-N平均去除率分别为88%和80.6%；提供曝气气水比仅为0.95。作为生物脱氮工艺，4DBNR不需要额外设置沉淀池和系统回流，也不以好氧和缺氧操作单元组合流程，所以其完整一体化结构形式和低处理费用优点十分显著。23/26四维生物反应器工作原理

图中风机（1）开动后，经过两个切换阀（2）和（3）交替向位于