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污水处理技术知识及运行管理物业管理部邓康第一章城市污水处理的基本知识1.城镇污水来源生活污水：生活污水指由家庭、学校、机关等排放的污水，如厨房污水、粪便污水、洗涤污水等的总称。工业废水：工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液。入渗地下水：在地下水位高的地区，地下水通过排水管的接口裂缝、管道破损位置以及管道与附属构筑物相连的不严密处渗入排水管道。降水：包括降雨和降雪。城市污水：生活污水、工业废水、被污染的降水和流入排水管渠的其他污染水的总称。2、城市污水的水质水量变化规律（1）在城镇中，自来水主要用于居民生活、服务业和工业生产等，这些水在使用之后，约有80%~90%的水变为污水排放。城镇污水在满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）的前提下，由污水管网汇流进入污水泵站，污水先经预处理：粗格栅将大块漂浮物、悬浮物拦截、初沉池去除悬浮物后，沉砂池除砂，再进行生化处理，达到国家规定的GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求，才能最终排放或回用。（2）城市污水流量随着城市活动的变化而不断变化，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。如白天的用水量和排污水量要大于夜间的用水量和排污水量。（3）老城市中下水道有很多是雨污分合流，在雨季雨水与污水合流，流量较大，可能会超过泵站和污水处理厂的设计能力，发生溢流或淹没泵房。综上所述，城市污水的水质、水量变化还与城市的发展状况、人民生活水平的高低、卫生器具的多少、城市的地理位置、气候和季节有关。城市污水的水质、水量变化还与城市的发展状况、人民生活水平的高低、卫生器具的多少、城市的地理位置、气候和季节有关。排水体制排水系统是指排出生活污水、雨水、工业企业废水而形成的管道系统。根据所排除污、废水的性质，可分为污水排水系统、雨水排水系统与合流制排水系统。根据排除的体制又可分为合流制排水系统和分流制排水系统。合流制排水系统：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。分流制排水系统：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道内排除的系统。分流制排水系统根据雨水排除方式的不同，可分为完全分流制、不完全分流制和半分流制三种排水系统。3.城市污水的性质与水质指标1.温度：由于城镇居民或工业热水排入污水系统，污水的温度通常高于给水的温度，而且由于城镇下水道系统铺设在地下，因此城镇污水的温度具有相对稳定的特性。随着地理位置和季节的不同，水温一般在10~30℃在污水处理中，环境温度对于微生物的生存和生长有着重要影响，细菌活动的最佳温度范围是25~35℃。水温升高会降低水体中的溶解氧浓度，也可能会引起收纳水体中鱼类种群的变化。（1）物理性指标2.色度：主要来源于金属化合物或有机化合物。所含杂质不同，色度不同。危害：色度升高，透光性下降，水生植物的光合作用受到影响，水体自净作用减弱。3.臭与味：主要来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等。4.固体物质固体物质按照不同的存在形态可分为：悬浮物、胶体物和溶解物质三种。危害：产生色度，堵塞鱼腮，消耗溶解氧，恶化水质，吸附其他物质随水流迁移。性质：有机、无机、生物水中各种固体物的形态：水样蒸发总固体（TS）TS：定量水样在105~110℃烘箱中烘干至恒重所得重量。水样沉降可沉降固体水样过滤可过滤固体FS（溶解性固体DS）悬浮固体SS挥发性可过滤固体VFS：尿素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质以及洗涤剂等有机物质非挥发性可过滤固体FFS：碳酸盐、氨盐、磷酸盐、氧化物等无机物挥发性悬浮固体VSS：在马福炉中灼烧至恒重所失去的重量非挥发性悬浮固体FSS：灰分水中的污染物按照化学性质分为无机物和有机物。无机物指标主要包括酸碱度、氮、磷、无机盐类及重金属离子等。1.PH值PH值是表示水体酸碱性的一般化学指标。当PH值超出6~9范围时，会对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响，尤其是PH6的酸性污水，对管渠、污水处理构筑物及设备产生腐蚀作用。2.酸度酸度是水中能与强碱发生中和反应的物质总量。构成酸度的物质主要包括①盐酸、硫酸和硝酸等强酸；②碳酸、氢硫酸以及各种有机酸等弱酸；③三氯化铁、硫酸铝等强酸弱碱盐。酸度是衡量水质变化的一项重要指标，含酸废水会破坏鱼类及其他水生生物和农作物的正常生存条件，造成鱼类和农作物死亡，含酸废水还可腐蚀管道损坏污水处理构筑物及设备。3.碱度碱度指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，按离子状态可分为三类：氮氧化合物碱度，碳酸盐碱度，重碳酸盐碱度。污水的碱度反映污水中和酸的能力。碱度较高的污水具有较强的缓冲能力，可使污水的PH值维持在适宜微生物繁殖的范围内，在污水处理的生化处理工序，可以满足硝化反应消耗碱度的要求；在硝化系统中碱度可以缓解超负荷运行带来的酸化作用，有利于硝化过程稳定运行。（2）化学性指标——无机物（2）化学性指标4.植物性营养元素：过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养化，导致水体植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。含氮化合物：氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。它消耗水体中的溶解氧，促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水花、赤潮，引起鱼类死亡，水质迅速恶化。关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素总氮（TN）一切含氮化合物以氮计的总称TKN：总氮中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮；氨氮：有机化合物的分解或直接来自含氮工业废水NOX-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮含磷化合物：磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素，主要来自于人体排泄物以及合成洗涤剂，牲畜饲养及含磷工业废水。它易导致藻类等浮游生物大量繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，使水质迅速恶化，危害水产资源。5.硫化物水中的硫化物有三种存在形式，即H2S（硫化氢）、S2-（硫离子）、HS-，各自的数量与PH值有关，在酸性条件下，主要以H2S形式存在，PH8时主要以S2-（硫离子）、HS-（硫化氢）形式存在。6.重金属：微量金属元素（汞、镉、铅、铬、砷等）危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。（2）化学性指标——有机物1.有机污染物分类污水中的有机物组成复杂，主要包括：碳水化合物、蛋白质与尿素、脂肪和油类，酚类、有机酸（碱）、表面活性剂、有机农药、取代苯类化合物。2.有机物污染综合指标（1）BOD（生化需氧量）：在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的氧量。反映了在有氧的条件下水中可生物降解的有机物的量，主要污染特性（以mg/L为单位）。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天－100天完成。实际中，常以5天作为测定生化需氧量的标准时间，称五日生化需氧量（BOD5）。（2）COD（化学需氧量）：用强氧化剂在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量。※BOD/COD：可生化性指标，比值越大越容易被生物处理。（3）TOD：（4）ThOD：（5）TOC：以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。※对于同一种污水来说，ThOD﹥TOD﹥CODCr﹥BOD5﹥TOC（3）生物性指标（1）来源及危害：生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革、屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病、影响卫生、导致水体缺氧（2）细菌总数：水中细菌总数反映了水体有机污染物程度和受细菌污染的程度。常以：细菌个数/mL计。如：饮用水小于100个/mL，医院排水小于500个/mL（3）大肠菌群：可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以：大肠菌群数/L计如：饮用水小于3个/L，城市排水小于10000个/L，游泳池小于1000个/L。第二章污水处理程度及污水处理主要工艺概述1.污水处理程度现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。⑴、一级处理：去除污水中呈悬浮状态的固体物质，它是二级处理的预处理。所以，一级处理又叫预处理。经一级处理以后，污水中的BOD可去除30％，仍达不到排放标准。⑵、二级处理：主要去除呈胶体和溶解状态的有机物，去除率达90％左右，已达到排放标准。⑶、三级处理：位于一、二级处理之后，进一步处理难生物降解的有机物，N和P等。主要方法有：生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、活性炭吸附、离子交换等。经三级处理后，污水可以回用。2.污水处理排放与利用1988年出台了《污水综合排放标准》，1996年进行了修订。2002年颁布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918。污水经过净化处理后，有两种出路：①排放水体，作为水体的补给水；②回用，途径包括农、林、牧、渔业用水；城市杂用水；工业用水；环境用水；补充水源水。3.污水处理主要工艺概述污水处理的基本方法就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分离去除，回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化。现代污水处理技术，按原理可分为：⑴物理处理方法：利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。方法主要有：筛滤法、沉淀法、气浮法等。⑵化学处理法：利用化学反应的作用，分离回收污水中的各种呈溶解、悬浮或胶体状态的污染物。方法：中和、混凝、吸附离子交换等。化学处理方法多用于处理工业废水。⑶生物化学处理方法：利用微生物代谢作用，将污水中呈溶解或胶体状态的有机污染物转化为无害物质。污水处理方法的分类见下表：处理方法基本原理单元技术物理法物理或机械的分离过程过滤，沉淀，离心分离，上浮等化学法加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程中和，氧化，还原，分解，混凝，化学沉淀等物理化学法物理化学的分离过程汽提，吹脱，吸附，萃取，离子交换，电解电渗析，反渗透等生物法微生物在污水中对有机物进行氧化，分解的新陈代谢过程活性污泥，生物滤池，生物转盘，氧化塘，厌气消化等20污水处理基本工艺流程21方法：物理处理方法设备：格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、隔油池等构筑物目标污染物：废水中的悬浮物、浮油，初步调整pH值效果：减轻废水的腐化程度。污水的一级处理22污水一级处理的工艺调节池格栅沉砂池沉淀池231、调节池为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节。酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，可达到中和的目的。短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。2、格栅按栅条形式分按栅条净间距分直棒式栅条格栅弧形格栅辐射式格栅转筒式格栅活动栅条格栅粗格栅栅距40mm中格栅栅距10～40mm细格栅栅距4～10mm功能分类拦截污水中的大块污物，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。24粗格栅回转式粗格栅（回转式固液分离机）高链式粗格栅三索式粗格栅25细格栅回转式细格栅（转鼓式细格栅）弧形细格栅阶梯式细格栅26格栅工作过程273、沉砂池功能：避免砂粒在后续处理单元或渠道内沉积，并造成设备过度磨损。分类：平流沉砂池竖流沉砂池曝气沉砂池漩流沉砂池（1）美国Smith&LovelessInc.Pista漩流除砂系统（2）英国Jones&AttwoodInc.Jeta漩流除砂系统（3）加拿大JohnMeunierInc.Mectan漩流除砂系统（4）新西兰DormargEquipmentLimitedDormarg除砂系统28平流沉砂池平流式沉砂池的水流部分，实际上是一个加深加宽的明渠29曝气沉砂池工作过程示意实际应用30污水厂的旋流沉砂池漩流沉砂池排砂口螺旋砂水分离机砂泵31沉砂池的日常测量与记录