污水处理工培训教程

污水处理工培训教程2008年8月编制第一部分污水处理基础知识•1.污水处理常识•1.1城市污水的来源与组成•城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常有生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。•1）生活污水：指人们日常生活中的排水包括粪便污水、洗涤污水、沐浴污水。主要由有机物、无机物和微生物组成。•2）工业废水：是从工业生产过程中排出的废水。其成分复杂、主要由产品种类、原材料、工艺过程所决定。•工业废水按照污染程度的不同，可分为：生产废水和生产污水两类。生产废水是指在使用过程中受到轻度沾污或水温增高的水；通常经某些处理后即可在生产中重复使用，或直接排入水体。生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水；需经适当处理后才能排放或在生产中使用。•1.2城市污水流量的变化规律•城市污水流量是随着城市活动的变化而不断变化的。一般来说，大多数的城市随着经济的发展，人口不断地增加，用水量及污水量也在逐年增长。污水处理厂所接纳的污水量随汇水面积内的企事业单位的增减和服务人口的多少而变化。污水量还随着居民的生活习惯而变化。通常，城市污水流量的时变化特征是：大城市的流量时变化相对较小，中小城市流量时变化很大。•城市污水流量的日变化则主要取决于城市下水道系统体制（合流制或分流制）、城市的气候特点、城市的工业类别、城市类型（工业化城市、文化城市还是旅游城市等）。•1.3排水系统基础知识•1.3.1排水系统的体制及其选择•排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。•1）合流制排水系统•是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。•2）分流制排水系统•是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。•1.3.2排水系统的布置形式•一般的几种布置形式如下，可根据当地条件，因地制宜采用，综合布置。•1）正交布置•2）截流式布置•3）平行式布置•4）分区布置•5）辐射状分散布置•6）环绕式布置•1.3.3排水工程主要结构物•1）排水管道•①排水管的材质•常用排水管材有钢管、铸铁管、陶土管、钢筋混凝土管及混凝土管，此外还有PCCP管、PVC-U双壁波纹管等新型管材。•②排水管道基础•排水管道的基础，分为地基、基础和管座三个部分。•③排水管道的接口•A.刚性接口•B.柔性接口•2）排水沟渠•①钢筋混凝土渠涵•②砖、石砌体沟渠•③拱形渠道•（3）各类排水检查井•①圆形检查井•②方形检查井•③扇形检查井•④跌水井•⑤雨水口•（4）排水管道出水口•1.4城市污水处理方法与原理简介•现代的污水处理技术，按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。•1.4.1物理法•污水的物理处理法，就是利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。属于物理法的处理技术有以下几种。•1）沉淀（重力分离）•2）筛滤（截留）•3）气浮•4）离心与旋流分离•5）反渗透•1.4.2化学法•污水的化学处理法，就是通过投加化学物质，利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物，或使其转化为无害的物质。•1）混凝法•2）中和法•3）氧化还原法•4）电解法•5）吸附法•6）离子交换法•7）化学沉淀法•8）电渗析法•属于化学法处理技术的还有汽提法、吹脱法和萃取法等。•1.4.3生物法•污水的生物处理法，就是利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。属于生物处理法的工艺有以下几种。•1）活性污泥法•这是目前使用很广泛的一种生物处理法。将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有大量好氧性微生物的絮凝体——活性污泥，活性污泥能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长繁殖，有机物被分解、去除，污水得以净化。从曝气池流出的含有大量活性污泥的污水——混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分地回流曝气池。•活性污泥法自出现以来，经过80多年演变，出现了各种活性污泥的变法，但其原理和工艺过程没有根本性的改变。•①普通活性污泥法•这种方法被广泛使用，是许多污水厂的主流工艺。传统活性污泥法是将污水和回流污泥从池首端引入，呈推流式至池末端流出。此法适于处理要求高、水质较稳定的污水，但对负荷的变动适应性较弱。后来在此基础上产生了一些改良形式。•②多点进水法•为了使槽内有机负荷接近一定值，把废水从几个地点分开流入，有利于解决超负荷问题。•③吸附再生法•使接触槽内活化的活性污泥吸附污染物质，污泥与水分离后，在再曝气槽内把吸附的污染物质进行氧化。该法有利于增加处理量，并有一定的抗冲击负荷能力。•④延时曝气法•延长曝气时间，有利于完全氧化，污泥产量少，适于小型污水厂。•⑤厌氧——好氧活性污泥法•为了在去除有机物质（BOD）的同时有效地去除氮、磷等营养物质，人们把厌氧状况组合到活性污泥法中，使厌氧和好氧状况在反应池内同时存在或反复周期地实现，形成了厌氧——好氧活性污泥（A/O）法，甚至缺氧—厌氧—好氧活性污泥(A2/O)法。•⑥间歇式活性污泥法（SBR）•污水不是顺次流经各处理单元，而是放流到单一反应池中，按时间通过程序控制各过程，在反应池的一个工作周期内，运行程序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机等过程。该法日常维护管理非常简便，可获得高质量的出水，有利于自动化控制，通过对运行的调整，该池可进行除磷脱氮及化学处理，有利污水回用。•近年来，SBR工艺发展很快，尤其随着仪表、自动控制技术与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺、ICEA工艺、MSBR工艺及UNITANK工艺等。•⑦AB法•该法是吸附降解工艺的简称，属超高负荷活性污泥法，它是两个活性污泥系统的串联系统，两者各有独立的二次沉淀池。该法抗冲击负荷能力强，有利于除磷脱氮，特别适于处理浓度较高、水质水量变化大的污水。•⑧氧化沟法•氧化沟为连续环形曝气池，其池体较长，深度较浅。氧化沟系统是一种成本低廉、构造简单、易于维护管理的处理技术，其出水水质好，可进行脱氮，有利于延时曝气。•氧化沟工艺也发展迅速，如Carrousel2000型、DE型、Orbal型及转刷曝气氧化沟等。•2）生物膜法•使污水连续流经固体填料（碎石、炉渣或塑料蜂窝），在填料上就能够形成污泥状的生物膜，生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物。从填料上脱落下来的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池被澄清净化。•生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化以及生物流化床等。•①生物滤池•生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内设固定填料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜，净化污水。装置由提供微生物生长栖息的滤床、使污水均匀分布的布水设备及排水系统组成。生物滤池操作简单，费用低，适用于小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池（滴滤池）、高负荷生物滤池、塔式生物滤池及活性生物滤池（ABF）等。•②生物转盘•通过传动装置驱动生物转盘以一定的速度在接触反应塔内转动，交替地与空气和污水接触，每一周期完成吸附—吸氧—氧化分解的过程，通过不断转动，使污水中的污染物不断分解氧化。生物转盘流程中除了生物转盘外，还有初次沉淀池和二次沉淀池。生物转盘的适应范围广泛，除了应用在生活污水的处理外，还用在各种行业生产污水的处理。生物转盘的动力消耗低，抗冲击负荷能力强，管理维护简单。•③生物接触氧化•在池内设置填料，使已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应力，污泥生产量少，可保证出水水质。•④生物流化床•采用相对密度大于1的细小惰性颗粒如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作为载体，微生物在载体表面附着生长，形成生物膜。充氧污水自下而上流动使载体处于流化状态，生物膜与污水充分接触。生物流化床处理效率高。能适应较大冲击负荷，占地小。•3）自然生物处理法•利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理污水，形成水体（土壤）—微生物—植物组成的生态系统，对污染物进行一系列的物理、化学和生物净化。生态系统可对污水中的营养物质充分利用，有利于绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该法工艺简单、费用低、效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式，但容易受自然条件影响，占地较大。主要有稳定塘、水生植物塘、水生动物塘、湿地、土地处理系统及上述工艺的组合系统。•4）厌氧生物处理法•利用兼性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物。主要用于处理高浓度、难降解的有机工业废水及有机污泥。近年来开发的工艺有厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等高效反应装置。厌氧生物处理法能耗低且能产生能量，污泥产量少。•近年来，水解酸化工艺也逐步得到应用。其原理是利用水解产酸菌，并将厌氧反应控制在水解酸化阶段，将难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。•1.4.4物理化学法•采用物化原理处理污水的一些工艺。一般用于污水的深度处理，处理目的是污水回用。方法有：混凝沉淀、过滤、消毒等。•按处理程度划分，污水处理技术还可分为一级、二级、和三级处理。•一级处理：主要是去除污水中成悬浮状态的固体污染物质。物理处理法大部分只能完成一级处理的需要。经过一级处理后的污水，SS去除率为40~55%，BOD一般只能去除20~30%，达不到排放标准。一级处理是二级处理的预处理。•二级处理：主要是去除污水中成胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD的物质），去除率可达90%以上，使有机污染物质达到排放标准的要求。•三级处理或深度处理：是在一级、二级处理后进一步处理难降解的有机物，氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理之后，而深度处理则以污水回收、再生为目的，在一级处理或二级处理后增加的处理工艺。•1.5污水的性质与污染指标•1.5.1污水的物理性质及指标•表示污水物理性质的主要指标是水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。•1）水温•城市污水的水温具有相对稳定的特征，均约在10~20℃之间，冬季较气温高，夏季较气温低。•2）色度•水的颜色用色度作为指标。色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质组成。生活污水的颜色常呈灰色，但当污水中的溶解氧降低，污水所含有机物腐烂，发生厌氧反应，则水色转呈黑褐色并有臭味。生产污水的色度视工矿企业的性质而异，差别极大，如印染、造纸、农药、焦化、冶金及化工等的生产污水，都有各自的颜色。•暗黄色——下水道中停留时间过长。•绿色、蓝色、橙色——电镀废水排入。•红色、蓝色、黄色——印染废水排入。•白色——洗涤废水排入。•3）臭味•正常的城市污水有霉臭味。生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成。工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。•4）固体含量•固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标（TS）。•悬浮固体（SS）或叫悬浮物是指在污水中呈颗粒状的污染物质。粒径在1.0μm以上的称为粗分散性悬浮固体（包括乳化物质和油珠）；粒径在0.1~1.0μm之间的称为细分散性悬浮固体。•胶体(粒径在0.001~0.1μm之间)和溶解固体(DS)或称为溶解物也是由有机物与无机物组成。•5）氧化还原电位（ORP）•正常的城市污水具有约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位或负值氧化还原电位说明污水己经厌氧发酵或有工业还原剂的大量排放。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水的大量排入。•1.5.2污水的化学性质及指标•污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态与