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1、污水处理基本理论知识2、污水处理主要工艺城市污水的组成城市污水的污染指标水污染的危害水处理基本方法污水生物处理生活污水工业废水入渗地下水合流制排水系统的初期雨水物理指标浊度、色度、嗅味、SS、水温等化学指标无机物污染指标：pH、氮、磷、无机盐、重金属离子有机物污染指标：BOD、COD、TOC、毒物生物指标细菌总数、粪大肠菌群数、病毒水体物理性污染和危害水温、色度、SS水体无机物污染和危害氮、磷污染水体富营养化重金属污染通过食物链的富集，对人类、动植物产生毒害作用水体有机物污染和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产生危害水体病原微生物污染和危害污水一级处理（包括强化一级处理，物理方法）污水二级处理（以生物处理为主体的处理工艺）污水深度处理（进一步去除二级处理不能完全去除的污染物）处理对象漂浮物、悬浮物、比重较大的无机颗粒、部分有机污染物处理方法格栅截留、重力分离、离心分离处理构筑物格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池处理对象胶体和溶解性有机物（BOD,COD），氮，磷处理方法生物法（利用微生物降解有机污染物、脱氮除磷）化学法（通过加药去除相关污染物，如加药除磷）处理构筑物活性污泥法（传统活性污泥法，A2/O法，氧化沟，SBR等）生物膜法（生物滤池，生物转盘，接触氧化，生物流化床）处理对象进一步去除氮、磷、SS和有机物（BOD，COD）处理方法生物法，物化法，物理法处理构筑物生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池BAF，MBR混凝＋沉淀＋过滤（CMF）活性炭吸附过滤电渗析，反渗透污水处理过程中产生的污泥量大、含水率高、成分复杂、易腐化发臭，造成二次污染，必须及时有效地进行处理和处置。污泥处理的目的：污泥减量化、无害化及资源化。常用的污泥处理方法污泥浓缩、污泥消化（好氧消化和厌氧消化）、污泥脱水等常用的污泥处理流程生污泥浓缩消化机械脱水最终处理生污泥浓缩消化自然干化最终处理生污泥浓缩消化机械脱水干燥焚烧最终处理污泥浓缩机械脱水最终处理污泥机械脱水最终处理污泥最终处理方式农田利用与土地处理（要求污泥进行无害化处理）、污泥堆肥、污泥制造建筑材料、污泥填地、污泥焚烧等带式脱水机污泥匀质池污泥浓缩池离心脱水机污泥性质指标污泥的含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分（P）；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。污泥种类含水率（%）范围代表值初沉污泥88－9695剩余污泥（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常见污泥的含水率常用的消毒方法紫外线消毒二氧化氯消毒臭氧消毒紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果，紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，具有广谱性。二氧化氯是一种水溶性的强氧化剂，在水中以二氧化氯单体存在，不聚合生成ClO2气体，不与有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物。如果以氯气的氧化能力为100％，那么二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，次氯酸钠的2.0倍，双氧水的1.3倍。所以二氧化氯是氧化类消毒剂消毒效果最好的消毒剂。同时二氧化氯可以氧化水中多种有机物、无机物，具有脱色的效果。臭氧分子很不稳定，在常温常压下，容易分解为氧（O2）和氧原子（O），单个氧原子具有很强的活性，能够氧化分解细菌内部的生物活性酶、破坏细胞器和核糖核酸，还可以渗透到细胞膜组织、侵入细胞膜内使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解死亡。并将死亡细菌内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源等溶解变性死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂，即可以达到“彻底、永久地”消灭物体内部所有微生物。活性污泥法的基本理论生物膜法的基本理论生物除磷脱氮基本原理活性污泥法实质上是经过强化的自然界水体自净的人工模拟。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体，包括细菌类、真菌类、原生动物、后生动物等，在微生物群体新陈代谢功能的作用下，有机污染物被转化为稳定的无机物质。正常的城市污水的活性污泥外观呈黄褐色絨絮状，具有较大的比表面积，含水率很高，一般在99%以上。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净化污水过程：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）空气污泥生物代谢过程模式：活性污泥增长曲线：活性污泥法主要参数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、污泥回流比、剩余污泥量BOD负荷F/M（Ns，kgBOD5/kgMLSS.d）污泥龄（d）—生物固体停留时间(SRT)曝气池内污泥总量进水中污染物总量sN低负荷一般负荷高负荷污泥负荷0.10.2~0.41.5污泥龄20～305～150.2～2.5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；一般SVI80，说明活性污泥中无机成分增多，活性降低；一般SVI150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；)/(10(%)LgXSVSVI污泥量污泥所占容积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法典型工艺氧化沟工艺：环状沟渠，介于完全混合型和推流型之间，溶解氧梯度明显；SBR工艺：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，无需二沉池；设置生物选择区，污泥不易膨胀；A2/O工艺：功能分区明显，分厌氧区、缺氧区及好氧区，根据不同水质可设计不同的流程组合。下一章节内容将详细介绍这几种工艺生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术，两者最大的区别在于膜法引入了“载体”，微生物在载体上生长繁殖，并形成了膜状生物污泥—生物膜。在生物膜表面和内部生长着大量的各种类型的微生物和微型动物，形成有机污染物-细菌-原生动物（后生动物）的食物链，有机污染物通过传质作用进入膜表面和内部，并通过细菌的代谢活动而被降解。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。生物膜法典型工艺生物滤池生物接触氧化生物转盘生物滤池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曝气曝气生物滤池主要特点：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：微污染水处理污水二级和三级处理工业废水处理（造纸，食品，制药）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”。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。污水经常规二级生物处理后，还含有相当数量的污染物质，如：BOD、COD、SS、氮、磷等，这些污染物会导致：水体富营养化；水质恶化；不能达标排放；不能满足回用要求；必进行脱氮除磷处理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10d以上污泥龄无特殊要求聚磷菌在厌氧条件下释放磷，好氧条件下过量吸磷，然后通过排泥的方式将磷从系统中去除。厌氧放磷过程H3PO4能量好氧积磷过程H3PO4聚磷菌能量好氧条件厌氧条件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、吸收磷硝化液回流通常按处理程度分类（1）一级处理（预处理）以沉淀为主体的处理工艺，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，一级处理属于二级处理的预处理。包括：粗细格栅、沉砂池、初沉池、水解池、混凝沉淀池（一级强化）等通常按处理程度分类（2）二级处理（生物处理）以生物降解为主体的处理工艺，主要去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，是城镇污水厂的核心部分。二级处理主要分为两大类：活性污泥法和生物膜法活性污泥法氧化沟A2/OSBR活