污水处理指南

污水处理指南污水处理是通过物理、化学、生物等综合技术手段去除污水中污染物，使其达到排放标准或回用要求的系统工程。完整的处理流程通常包括预处理、一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理处置等环节，各环节协同作用，需根据进水水质、处理目标及运行条件动态调整参数。以下从各关键环节详细阐述技术要点与操作规范。一、预处理：去除大颗粒杂质与干扰物质预处理是污水处理的首道屏障，主要目标是去除污水中大块漂浮物、悬浮物及影响后续处理的无机颗粒（如砂粒、油脂），避免堵塞管道、磨损设备或抑制微生物活性。1.格栅除污格栅是预处理的核心设备，按栅条间距分为粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（3-10mm），需根据进水水质选择组合。粗格栅多设置于泵站前，拦截树枝、塑料瓶等大块杂物；中、细格栅通常串联于沉砂池前，去除碎布、纤维等较小悬浮物。运行要点：-栅条间距需与后续工艺匹配，如活性污泥法前宜采用中格栅（10-20mm），避免纤维类物质缠绕曝气头；-清渣频率根据进水量及杂物量调整，雨季或合流制系统需增加巡检频次，防止栅前水位过高导致溢流；-机械格栅需定期检查链条、齿轮润滑情况，栅渣含水率控制在70%-80%，及时外运填埋或焚烧，避免二次污染。2.沉砂池除砂沉砂池通过控制水流速度（0.15-0.3m/s）使密度较大的无机颗粒（如砂粒）沉淀，同时避免有机物（如食物残渣）过度沉降。常见类型包括平流式、曝气式和旋流式沉砂池，需根据处理规模及除砂精度选择。-平流式沉砂池：结构简单，停留时间1-3min，有效水深0.25-1m，适用于小型污水厂。需定期排砂（每日1-2次），避免砂粒板结；-曝气式沉砂池：通过底部曝气（0.1-0.2m³空气/m²·min）使水流呈螺旋状，分离砂粒与有机物（有机物随水流进入后续单元），除砂效率高（可去除0.2mm以上砂粒），停留时间1-3min，适用于大中型污水厂；-旋流式沉砂池：利用机械搅拌或水力旋流产生离心力，砂粒在池中心沉淀，停留时间30-60s，占地小、除砂效率稳定，需控制搅拌转速（15-30r/min）防止砂粒重新悬浮。3.隔油与除油含油污水（如餐饮废水、工业废水）需增设隔油池或气浮装置。隔油池利用油与水的密度差（油密度0.8-0.95g/cm³），通过斜板或斜管加速油滴上浮，停留时间1.5-2h，表面负荷0.6-1.2m³/m²·h。气浮装置则通过释放微气泡（直径20-100μm）附着油滴，使其快速上浮，需投加混凝剂（如PAC）提高油滴聚集效果，溶气压力控制在0.3-0.5MPa，回流比20%-30%。二、一级处理：强化悬浮物与部分有机物去除一级处理以物理沉淀为主，通过初沉池去除污水中可沉降的悬浮物（SS）及部分有机物（COD去除率30%-50%），减轻后续生物处理负荷。1.初沉池类型与设计初沉池分为平流式、辐流式、竖流式，其中平流式和辐流式应用最广。-平流式初沉池：长宽比4-5:1，有效水深2-3m，表面负荷1.5-3.0m³/m²·h，停留时间1.5-2.5h，池底设刮泥机（链板式或桁车式），排泥周期4-8h，污泥含水率95%-97%；-辐流式初沉池：直径20-60m，中心进水、周边出水，表面负荷1.0-2.5m³/m²·h，停留时间2-4h，采用中心驱动或周边驱动刮泥机，刮泥板转速0.1-0.3r/min，排泥管流速≥0.6m/s防止堵塞。2.运行控制与异常处理-表面负荷需根据进水SS浓度调整，高浓度进水（SS＞300mg/L）宜降低表面负荷至1.5m³/m²·h，避免短流；-污泥上浮常见于排泥不及时（污泥厌氧发酵产生沼气），需缩短排泥周期或增大排泥量；若因进水中含油过多导致污泥松散，可投加少量PAC（5-10mg/L）改善沉降性能；-出水堰需保持水平（误差≤±2mm），避免水流分布不均，堰上负荷控制在1.5-2.9L/s·m，防止堰口流速过高带起悬浮物。三、二级处理：生物降解核心环节二级处理通过微生物代谢作用去除溶解性有机物（COD、BOD）、氮、磷等污染物，是污水处理的核心。主要工艺包括活性污泥法和生物膜法，需根据水质（B/C比＞0.3宜用生物法）、处理目标（是否脱氮除磷）及占地条件选择。1.活性污泥法活性污泥法以悬浮生长的微生物絮体（污泥）为核心，通过控制溶解氧（DO）、污泥龄（SRT）、污泥负荷（F/M）等参数实现污染物降解。（1）传统推流式曝气池适用于水质稳定的城市污水，池型为长条形（长宽比5-10:1），前段DO0.5-1.0mg/L（缺氧区），后段DO2-3mg/L（好氧区），污泥浓度（MLSS）2000-4000mg/L，污泥负荷0.2-0.4kgBOD5/kgMLSS·d，污泥回流比50%-100%。（2）氧化沟属于循环流式活性污泥法，池型呈闭合环状（如Carrousel、Orbal），停留时间16-24h，污泥龄20-30d（利于硝化菌生长），DO分段控制（好氧区2-3mg/L，缺氧区0.5mg/L以下），可同步脱氮（总氮去除率70%-80%）。需控制沟内流速≥0.3m/s防止污泥沉淀，曝气设备（转碟、转刷）充氧效率1.8-2.5kgO₂/kW·h。（3）SBR（序批式活性污泥法）通过“进水-反应-沉淀-排水-闲置”周期运行（周期4-12h），灵活性高，适合水量波动大的小型污水厂。反应阶段可通过控制DO实现好氧/缺氧交替（如进水阶段不曝气，利用原水碳源反硝化），总磷去除率可达80%以上。关键参数：污泥负荷0.1-0.3kgBOD5/kgMLSS·d，排水比（周期排水量/池容）0.3-0.5，需设置滗水器（排水速度≤0.5m/h）防止扰动污泥层。（4）A/O与A²/O工艺A/O（缺氧/好氧）用于脱氮：缺氧区DO≤0.5mg/L，反硝化菌利用污水中碳源将NO₃⁻-N还原为N₂，好氧区DO2-3mg/L，氨氮氧化为NO₃⁻-N，内回流比200%-400%（将好氧区硝化液回流至缺氧区）。A²/O（厌氧/缺氧/好氧）用于同步脱氮除磷：厌氧区DO≤0.2mg/L，聚磷菌释放磷（吸收低分子有机物合成PHB）；缺氧区反硝化脱氮；好氧区聚磷菌过量吸磷（污泥含磷量≥6%）。需控制污泥龄5-15d（兼顾聚磷菌与硝化菌生长），污泥回流比50%-100%，内回流比200%-300%。常见问题与对策-污泥膨胀（SVI＞150mL/g）：多因丝状菌（如球衣菌）过度繁殖，可能原因为低DO（＜0.5mg/L）、低F/M（＜0.1kgBOD5/kgMLSS·d）或营养失衡（N/P＜100:5:1）。应急措施：投加PAC（50-100mg/L）或次氯酸钠（1-3mg/L）抑制丝状菌；长期调整：提高DO至2mg/L以上，增加BOD负荷或补充氮磷（尿素、磷酸二氢钾）。-泡沫问题：若为白色粘性泡沫（微生物老化），需降低污泥龄（排泥）；若为棕黄色泡沫（污泥浓度过高），需减少回流比；若为黑色泡沫（污泥厌氧），需检查曝气系统是否堵塞。2.生物膜法生物膜法利用附着在载体（填料）上的微生物膜降解污染物，抗冲击负荷能力强，无需污泥回流，适合小型分散式污水处理。（1）生物滤池包括普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池。普通生物滤池负荷低（0.1-0.4kgBOD5/m³·d），需设置回流（回流比1-3）防止堵塞；高负荷生物滤池负荷0.8-1.2kgBOD5/m³·d，采用塑料或陶粒填料（粒径40-100mm），需定期反冲洗（周期1-2周）；塔式生物滤池高度8-20m，负荷2-3kgBOD5/m³·d，利用自然通风，适合用地紧张的场景。（2）生物转盘由多个塑料圆盘（直径2-3m）串联组成，约40%盘面浸没于污水中，转速2-5r/min，生物膜厚度0.1-0.3mm（过厚需通过剪切力脱落）。BOD5去除率85%-90%，需控制进水SS≤100mg/L（防止堵塞盘面间隙），冬季需加盖保温（水温＞10℃）。（3）MBBR（移动床生物膜反应器）采用密度接近水的聚乙烯填料（填充率30%-70%），通过曝气或搅拌使填料流化，生物膜与活性污泥协同作用（称为复合生物处理）。负荷1.5-3.0kgBOD5/m³·d，DO2-4mg/L，需控制填料碰撞强度（曝气强度5-8m³/m²·h），避免生物膜过度脱落。四、深度处理：提标或回用的关键深度处理用于进一步去除二级处理出水中的悬浮物（SS）、溶解性有机物（COD）、氮（TN）、磷（TP）及病原微生物，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或再生水回用要求（如景观用水、工业冷却水）。1.过滤技术（1）砂滤池：采用石英砂（粒径0.5-1.2mm）或无烟煤（粒径1.0-2.0mm）作为滤料，滤速5-10m/h，截留SS和部分胶体，出水SS≤5mg/L。需定期反冲洗（气冲强度15-20L/s·m²，水冲强度5-8L/s·m²，总历时10-15min），反冲洗废水回流至预处理段。（2）纤维滤池：利用纤维束或纤维球（密度＜1g/cm³）作为滤料，孔隙率高（90%以上），滤速15-25m/h，对SS和COD的去除效果优于砂滤。运行时纤维束被压实（上松下密），反冲洗时通过气水混合冲洗使纤维松散，恢复过滤能力。2.消毒技术（1）氯消毒：投加液氯或次氯酸钠（有效氯投加量8-15mg/L），接触时间30min，对细菌（如大肠杆菌）灭活率＞99%。需控制余氯（0.5-1.0mg/L）防止致癌副产物（如三卤甲烷）生成，脱氯可投加亚硫酸钠（投加量1.5-2倍余氯量）。（2）紫外线消毒：利用254nm波长紫外线破坏微生物DNA，无化学残留，适用于再生水回用。需根据水量选择灯管数量（单管流量≤10m³/h），定期清洗灯管（每月1次），监测紫外线强度（≥30mJ/cm²）。（3）臭氧消毒：臭氧（O₃）氧化能力强（氧化还原电位2.07V），可同时降解COD和脱色，投加量5-10mg/L，接触时间10-15min。需设置尾气破坏装置（加热分解或催化分解），防止O₃泄漏（安全浓度≤0.1ppm）。3.脱氮除磷技术（1）反硝化滤池：用于深度脱氮，填充石英砂或陶粒滤料，投加碳源（甲醇、乙酸钠），缺氧环境下反硝化菌将NO₃⁻-N还原为N₂。碳源投加量按C/N=3-5:1计算，滤速6-10m/h，出水TN≤10mg/L（一级A标准）。（2）化学除磷：投加铝盐（如PAC，投加量按Al/P=1.5-3:1）或铁盐（如FeCl₃，投加量按Fe/P=1.5-2.5:1），与磷酸盐反应生成沉淀（如AlPO₄、FePO₄）。需在混凝反应池（停留时间15-30min）完成，后续通过沉淀或过滤分离，出水TP≤0.5mg/L。（3）高级氧化：针对难降解有机物（如抗生素、农药），采用芬顿（H₂O₂+Fe²⁺）、臭氧催化（O₃+催化剂）或光催化（UV+TiO₂）技术。芬顿反应pH控制3-4，H₂O₂与Fe²⁺摩尔比10-20:1，COD去除率可达50%-80%；臭氧催化需填充活性炭或金属氧化物（如MnO₂），提高O₃利用效率。五、污泥处理处置：减量化与无害化污水处理过程中产生的污泥（含水率99%以上）需经浓缩、稳定化、脱水及最终处置，实现减量化（体积减少80%-90%）、稳定化（有机物分解）和无害化（病原微生物灭活）。1.污泥浓缩（1）重力浓缩池：利用污泥自重沉降，停留时间12-24h，表面负荷0.5-1.0m³/m²·h，浓缩后含水率95%-97%。需设置刮泥机（转速0.1-0.3r/min），防止污泥厌氧发酵（可投加少量石灰调节pH至7-8）。（2）气浮浓缩：适用于疏水性污泥（如剩余活性污泥），通过微气泡附着污泥颗粒上浮，浓缩后含水率94%-96%。溶气压力0.3-0.5MPa，回流比30%-50%，需投加PAM（阳离子型，投加量2-5mg/L）提高上浮效果。（3）离心浓缩：利用离心机（转速3000-5000r/min）产生离心力，分离泥水，浓缩后含水率92%-95%。需控制进泥流量（≤额定处理量的80%），定期清洗转鼓防止堵塞。2.污泥稳定化（1）厌氧消化：在无氧条件下（35±1℃中温或55±1℃高温），微生物将有机物分解为沼气（CH4占50%-70%），污泥有机物减少30%-50%，病原微生物灭活率＞90%。需控制pH6.8-7.2（投加碳酸钠调节），有机负荷1.5-3.0kgVS/m³·d（VS为挥发性固体），搅拌强度（沼气搅拌或机械搅拌）确保物料均匀。（2）好氧发酵（堆肥）：污泥与调理剂（秸秆、木屑，C/N比调至25-30:1）混合，通过强制通风（0.05-0.2m³/min·m³）维持好氧环境（DO＞5mg/L），温度升至55℃以上并持续5-7d，杀灭病原菌。发酵周期20-30d，产物含水率≤40%，可作为土壤改良剂。3.污泥脱水（1）带式压滤机：由滤带（聚酯或聚丙烯）挤压脱水，需投加PAM（阳离子型，分子量800-1200万，投加量3-8kg/tDS）。运行参数：滤带速度2-5m/min，压榨压力0.3-1.0MPa，脱水后含水率75%-80%。需定期清洗滤带（水压0.5-1.0MPa），防止滤孔堵塞。（2）板框压滤机：通过板框挤压（压力1.0-2.0MPa）脱水，适用于高含固率污泥（如化学污泥），脱水后含水率60%-70%。需控制进料压力（0.6-1.0MPa），进料时间30-60min，卸饼时检查滤布是否破损。（3）离心脱水机：利用转鼓与螺旋推料器的差速（2-5r/min）分离泥饼，转速3000-4000r/min，脱水后含水率75%-80%。需调整差速和扭矩（防止堵料），PAM投加量2-6kg/tDS。4.污泥处置（1）土地利用：堆肥产物用于园林绿化或农田（需符合《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（GB/T23486-2009），重金属（如Cd≤3mg/kg）、病原微生物（蛔虫卵死亡率＞95%）达标。（2）焚烧：脱水污泥（含水率≤60%）与辅助燃料（煤、天然气）混合焚烧（温度850-1100℃），减容率＞90%，灰渣可制砖或填埋（需符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014），二噁英≤0.1ngTEQ/Nm³）。（3）填埋：需进入专用污泥填埋场（符合《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》（GB/T23485-2009），含水率≤60%，有机质≤50%），避免与生活垃圾混合填埋。六、运营管理：保障系统稳定运行的核心1.水质监测与调控-常规监测指标：进水（COD、BOD5、SS、NH3-N、TP、pH、水温）、出水（COD、NH3-N、TN、TP、SS、粪大肠菌群），每日监测2-4次；-在线仪表维护：COD在线监测仪（定期校准，消解池每月清洗）、氨氮电极（每季度更换电解液）、DO仪（每周清洗膜头，校准零点和满度）；-工艺参数调整：根据进水负荷变化，动态调整曝气量（DO控制2-4mg/L）、污泥回流比（50%-100%）、碳源投加量（脱氮时C/N比≥4:1）。2.设备维护-格栅机：每日检查栅条变形情况，链条润滑（