污水处理技术及案例分析

1.污水处理技术2.城镇污水厂适用技术及案例分析3.小城镇、农村污水处理技术及案例分析4.污水深度处理及再生技术1.1活性污泥法（1）活性污泥法的基本概念和流程活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。活性污泥法的系统主要包括以活性污泥反应器—曝气池为核心处理设备，还有二沉池、污泥回流系统和曝气与空气扩散系统所组成。1-经预处理后的污水；2-曝气池；3-从曝气池流出的混合液；4-二沉池；5-处理水；6-污泥井；7-污泥回流系统；8-剩余污泥；9-来自空气压缩机的空气；10-曝气系统与空气扩散装置（2）活性污泥法的组成正常处理城市生活污水的活性污泥在外观上呈黄褐色的絮绒状颗粒状。活性污泥主要由以下四部分组成：①具有代谢功能活性的微生物群体（Ma）；②微生物自身氧化、内源代谢的残留物（Me）；③由原污水挟带的难以生化降解的惰性有机物（Mi）；④由原污水挟带的无机物质（Mii）。（3）活性污泥净化的影响因素pH:酸碱度直接影响着微生物酶系统的催化功能。有毒物质：如重金属离子、酚、氰等，使菌体蛋白变性。其他因素：例如有机物的化学结构。营养物质平衡：C源、N源、无机盐类和某些生长素。溶解氧量：参与处理的多为好氧菌，其浓度不易低于2mg/L.影响因素水温：和微生物的生理活动密切相关。（4）活性污泥的评价指标①混合液悬浮固体浓度（MLSS,mg/L混合液）②混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）f=MLVSS/MLSS（生活污水f为0.75）③污泥沉降比（SV，%）混合液在量筒内静置30min后所形成的沉淀污泥容积占原混合液的百分率。④污泥容积指数（SVI）此值一般介于70~100为宜。⑤污泥龄（θc）又称为“生物固体平均停留时间”每日排出系统外的活性污泥量表达式为：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排出系统外的活性污泥量之比，为污泥龄，即：⑥BOD-污泥负荷（Ns）表示的是曝气池内单位重量（Kg)活性污泥，在单位时间内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。其中F/M是有机污染物量与活性污泥量的比值。⑦BOD-容积负荷（Nv）表示的是单位曝气池容积（m³），在单位时间（1d）内，能够接受并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。Ns与Nv之间的关系为：⑧污泥增长活性污泥微生物的增殖是微生物合成反应和内源代谢二项生理活动的综合结果，即二者的差值：⑨需氧量活性污泥微生物的需氧量主要包括微生物对有机污染物的氧化分解和其本身在内源代谢期的自身氧化：（5）活性污泥法的新工艺氧化沟SBRAB法1.2污水生物膜法（1）生物膜基本概念和构造生物膜法的实质是微生物和微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成的膜状污泥—生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物被生物膜上的微生物摄取，水质得到净化，微生物自身也得到繁衍。生物滤池滤料上生物膜的构造（剖面图）（2）生物膜处理法的主要特征主要特征微生物相方面处理工艺方面参与净化微生物的多样化生物的食物链长能够存活世代时间较长的微生物分段运行与优占种属对水质、水量变动有较强的适应性污泥沉降性好，易于固液分离能够处理低浓度的污水易于维护、运行和节能（3）生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池曝气生物滤池（4）生物转盘生物转盘构造图生物转盘净化过程和物质传递示意图（5）生物接触氧化标准分流式接触氧化池（6）生物流化床1.3污水脱氮除磷技术（1）生物除氮的基本原理氨化与硝化反应过程HOHNO3/2O：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO1/2ONO硝酸菌HOHNO2ONH2-323硝化菌3222NHCORCOOHO)COOH：RCH(NH氨化菌氨化-2223-36OHO7H3N5COOH5CH：6NO反硝化菌反硝化（2）生物除磷的基本原理聚磷菌厌氧环境好氧环境小型革兰式阴性短杆菌,它能在细胞内贮存聚β羟基丁酸（PHB）和聚磷酸盐（Ploy-P）。聚磷菌在其后的好氧池中，它将吸收的有机物PHB氧化分解，同时能从污水中过量地摄取磷，在数量上远远超过其细胞合成所需磷量，将磷以聚合磷酸盐的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，通过剩余污泥排出。聚磷菌在厌氧环境中，它可成为优势菌种，吸收低分子的有机酸形成PHB，并将贮存于细胞中的聚合磷酸盐中的磷水解释放出来。（3）生物脱氮的基本工艺二级活性污泥生物脱氮工艺处理水回流污泥反硝化反应器BOD去除硝化氨化沉淀池碱N3(好氧)III回流污泥CH2OH剩余污泥剩余污泥回流污泥图21-1两级生物脱氮系统三级活性污泥生物脱氮工艺缺氧—好氧活性污泥法（A1/O工艺）回流污泥回流污泥处理水内循环（硝化液回流）回流污泥反硝化反应器BOD去除、硝化反应反应器(缺氧)沉淀池碱N2(好氧)图21-3分建式缺氧-好氧活性污泥脱氮系统（4）生物脱磷的基本工艺A2/O除磷工艺进水厌氧缺氧好氧沉淀混合液回流出水剩余污泥污泥回流图21-6AS1,70S1,70S1,702/O工艺流程图Phostrip除磷工艺流程）解磷池（））（（污水好氧缺氧混合液回流（400%）剩余污泥回流污泥（50%）含磷污泥上清液高磷混凝沉淀石灰出水至初沉池二沉池出水图24-5phostrip工艺流程图污水的处理程度工程造价和运行费用当地的各项条件原污水的水量和污水流入工况处理工艺流程选定应考虑的因素城市污水厂的典型处理工艺流程（1）该流程的一级处理由格栅、沉砂池和初次沉淀池组成，其作用是去除污水中的固体污染物，从大块垃圾道颗粒数粒径为数mm的悬浮物，可去除BOD20%~30%。（2）二级处理系统是处理核心，它的主要作用是去除水中呈胶体和溶解状的有机物（BOD和COD）。通过处理，污水的BOD5可降至20~30mg/L，一般可以达到排放水体和灌溉农田的需要。城市污水厂的国内实例（1）天津纪庄子污水处理厂该厂位于天津市区西南部，占地350000㎡，当量人口127万，单位4412个，日处理能力为26×104m³/d。该厂的水质指标为：进水BOD5200mg/L；SS250mg/L处理后的水BOD525mg/L；SS60mg/L该厂采用渐减曝气式活性污泥法处理工艺。污泥采用中温厌氧二级消化处理，消化后的污泥通过机械脱水后，运往农村做肥料。消化过程中产生的消化气用于本厂发电和生活区生活用气。发电产生的余热用于污泥消化的加热。污水处理厂污水污泥处理工艺流程幅流式幅流式，自动吸刮泥方式排泥推流式渐减曝气污水处理厂平面布置图污水处理厂主要处理构筑物各项技术参数（2）邯郸市东污水处理厂该厂位于邯郸市区东部，占地50003㎡，服务面积26km2，服务人口35万，日处理能力为10×104m³/d。该厂是我国首次采用三沟式氧化沟处理城市污水的污水处理厂。工艺流程由三部分组成，第一部分是由格栅和曝气沉砂池组成的物理处理系统，第二部分是以三沟式氧化沟为处理构筑物的生物处理，第三部分是污泥处理系统，氧化沟内的混合液经污泥泵抽送至浓缩池后经均质池送入脱水间，经带式压滤机脱水后外运。污水处理厂平面布置图污水处理厂污水污泥处理工艺流程进水和处理水的水质（3）北京市高碑店污水处理厂一期工程高碑店污水处理厂位于东郊高碑店村,其污水系统的总流域面积为9661公顷。其中居住区为7558公顷,工业区为1085公顷,覆盖了大部分城区和东郊的排水面积，服务人口220万。其一期规划流域范围内的污水量为80余万m³/d，其中生活污水和工业废水各占50%。高碑店污水处理厂的设计规模为日处理污水100万m³,工程分两期实施,一期工程为日处理50万m³。污水处理工艺为二级生物处理。污水处理厂污水污泥处理工艺流程污水处理设计出水水质指标（一期工程，1993）3.1小城镇、农村污水的特点（1）随着城市化进程的加快，污水排放量日益增加。目前小城镇居民人均生活用水在0.1~0.2t/d，人均产生污水为40~70L/d。一座15万人的县级城市，每天生活污水的排放量达3×104t左右。（2）粪便水占排放污水比例较大，但却是严重的污染源。3.2小城镇、农村污水的处理工艺应满足的条件（1）处理工艺具有较强的适应冲击负荷的能力，去除效率高，且产生的污泥量较少。（2）处理工艺简单易行、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能正常运行。（4）基建投资和运行费用低、节省能耗，基本上不投加药剂或者量很少。（3）处理工艺应具有能方便地改变其处理流程的能力。3.3小城镇、农村污水适用的处理工艺活性污泥法普通活性污泥法间歇式活性污泥法（SBR）氧化沟工艺吸附生物降解工艺（AB法）厌氧-好氧活性污泥法（A/O或A2/O）3.4应用案例CAST工艺处理城镇污水的实例浙中地区某污水处理厂该厂规划用地25000㎡，服务人口25万，污水处理厂设计总规模为8×104m³/d，分两期建设，一期4×104m³/d。其进水指标为CODcr为410mg/L，BOD5为160mg/L，SS为150mg/L，氨氮为33mg/L，总磷为2mg/L。设计出水指标为CODcr为60mg/L，BOD5为20mg/L，SS为20mg/L，氨氮为15mg/L，总磷为0.5mg/L。采用CAST工艺对该城市污水进行处理。CAST工艺主要由生物选择器、主曝气区、污泥回流和排泥系统、撇水装置四部分组成。其主要优点主要有三点：1具有推流型活性污泥法的优点，即系统中存在较大的基质浓度梯度和较高的絮体负荷。2具有完全混合型活性污泥法较强的抗冲击负荷能力的优点。3采用鼓风曝气的方式，具有曝气效率高的特点。曝气阶段沉淀阶段撇水阶段闲置阶段运行工艺流程图改良型DE氧化沟工艺处理城镇污水的实例四川新都金海污水处理厂采用了改良型DE氧化沟工艺处理城镇污水，该污水处理厂不但在工艺流程上进行了上述改进，而且对工艺参数进行了严格控制，因污水处理厂进水BOD、COD浓度不高，故不需外加碳源。具体的运行参数如下：污水负荷为0.05~0.15kgBOD/（kgMLVSS.d）；氧化沟水力停留时间为8~12h；污泥龄为12~18d；污泥浓度为2000~4000mg/L；沟内流速为0.3~0.5m/s；溶解氧为2~3mg/L（好氧）、0.2~0.5mg/L（缺氧）、0.2mg/L（厌氧）；缺氧区水力停留时间为0.76h；生物选择区的水力停留时间为0.17h，二沉池的水力停留时间为4.85h。SBR工艺处理城镇污水的实例山区某县城#四周环山，中横一水，海拔高程在191~200m之间，地形高差显著，适宜建设的地块面积极为有限，为典型的山区城市地貌。整个县城的污水由污水管网收集并经污水总泵站提升后由一根压力管送至污水处理厂。县城新建一座污水处理厂，根据水量的测算结果，污水处理厂远期规模为6.0×104m³/d，分三期建设#一期建设规模为2.0×104m³/d。污水处理厂进水中生活污水水量约占总水量60%，一类工业污水水量约占总水量的25%二类、三类工业污水水量约占总水量的15%。LIPP卷罐技术是德国发明家萨瓦·利浦先生发明的专利技术，已在全世界60多个国家被应用。此技术利用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备将一定规格的钢板，应用“螺旋、双折边、咬合”工艺来建造圆形的LIPP池、罐。由于是机械化、自动化制作和采用薄钢板作为建筑材料，LIPP技术具有施工周期短#造价较低、质量好等优点，在同等建筑规模的情况下其施工周期比采用传统制作方式缩短50%以上#罐壁自重为钢筋混凝土的10%左右，为传统碳钢板焊接罐体的40%左右。4.1污水的深度处理工艺目标物溶解性无机盐难降解有机物离子交换法膜分离法活性炭吸附电催化氧化化学及光氧化酶处理技术4.2污水深度处理的工艺组合（1）传统深度处理组合工艺二级出水砂滤消毒二级出水混凝沉淀过滤消毒二级出水混凝沉淀过滤活性炭吸附消毒（2）以膜分离为主的组合工艺二级出水混凝沉淀、砂滤膜分离消毒二级出水砂滤微滤纳滤消毒二级出水臭氧超滤或微滤消毒（3）活性炭、滤膜分离为主的组合工艺二级出水→活性炭吸附或氧化铁微