關(guān)于城市生活污水處理工藝的研究報告.doc

關(guān)于城市生活污水處理工藝研究報告關(guān)于城市生活污水處理工藝研究報告研究人：南師附中江寧分校 高一（10）班 朱曉璇南師附中江寧分校 高一（10）班 盛 鳴沛縣中學(xué) 高一（19）班 李 楊研究涉及學(xué)科：化學(xué)、生物選題背景：城市污水主要包括生活污水和工業(yè)污水，由城市排水管網(wǎng)匯集并輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。生活污水指由家庭、學(xué)校、機(jī)關(guān)等排放的污水，如廚房污水、糞便污水、洗滌污水等的總稱（也叫城市下水）。城市污水處理是指為改變污水性質(zhì)，使其對環(huán)境水域不產(chǎn)生危害而采取的措施。城市污水處理工藝的確定，是根據(jù)城市水環(huán)境質(zhì)量要求、來水水質(zhì)情況、可供利用的技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、城市經(jīng)濟(jì)狀況和城市管理運行要求等諸方面的因素綜合確定的。工藝確定前一般都要經(jīng)過周密的調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補(bǔ)充地下水，都必須符合國家頒發(fā)的有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 城市污水處理技術(shù)就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水則得到凈化，并使資源得到充分利用。研究條件：環(huán)境問題越來越得到人們的關(guān)注，成為熱點問題。研究目的：1、 意識到環(huán)境問題的重要性，在生活中學(xué)會節(jié)約水資源。了解污水處理的工藝，為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題獻(xiàn)智獻(xiàn)策，為建設(shè)節(jié)水型社會做出貢獻(xiàn)。2、 在了解污水處理工藝的過程中，與所學(xué)知識結(jié)合，并進(jìn)行相關(guān)拓展，體驗學(xué)科交叉滲透的知識魅力。研究方法：文獻(xiàn)查找法實地調(diào)查法研究的基本過程：上網(wǎng)查資料或查文獻(xiàn)資料，搞清原理，用圖片資料和文字說明實地考察，文字說明，可附圖片摘要中文： 活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)污水的一類好氧生化處理方法?；钚晕勰嗍侨斯づ囵B(yǎng)的生物絮凝體，如果往一桶糞便污水中不斷地打入空氣（即曝氣），使水中有足夠的溶解氧，為好氧微生物創(chuàng)造良好的生長條件，經(jīng)過一段時間后，就會產(chǎn)生褐色絮狀體。把它放在顯微鏡下觀察，可以看到里面充滿各種微生物。除微生物外，還含有一些無機(jī)物和分解中的有機(jī)物，這就是活性污泥，它有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物的能力。關(guān)鍵詞：活性污泥法 a2/ocodbod論文：人類生活和生產(chǎn)要從大自然水體中取用大量的水，水災(zāi)自然界周而復(fù)始的循環(huán)。水經(jīng)過利用以后，便產(chǎn)生生活污水和工業(yè)廢水，污水最終要排入天然水體中。污水是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的降水和流入排水管渠的其他污水的總稱。根據(jù)cb8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，污水指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。污水處理概述：污水處理的主要原則，首先是從清潔生產(chǎn)的角度出發(fā)，改革生產(chǎn)工藝和設(shè)備，減少污染物，防止污水外排，進(jìn)行綜合利用的回收。必須外排的污水，其處理方法隨水質(zhì)和要求而異。一級處理，主要分離水中的懸浮固體物、膠狀物、浮油或重油等，可以采用水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、自然沉淀、上浮、隔油等方法。二級處理，主要是去除可生物降解的有機(jī)溶解物和部分膠狀物的污染，用以減少廢水的bod bod：生化需氧量，見論文后“水質(zhì)指標(biāo)”部分。和部分cod cod：化學(xué)需氧量，見論文后“水質(zhì)指標(biāo)”部分。，通常采用生物化學(xué)法處理?；瘜W(xué)混凝和化學(xué)沉淀池是二級處理的方法，如含磷鹽廢水和含膠體物質(zhì)的廢水必須用化學(xué)混凝法處理。對于環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求高，而廢水的色、臭、味污染嚴(yán)重，或bod和cod比值甚?。ㄐ∮?.20.25），則須采用三級處理方法予以深度凈化。三級處理，主要是去除生物難降解的有機(jī)污染物和廢水中溶解的無機(jī)污染物，常用的方法有活性炭吸附和化學(xué)氧化，也可以采用離子交換或膜分隔技術(shù)等。含多元分子結(jié)構(gòu)污染物的污水，一般先用物理方法部分分離，然后用其他方法處理。城市污水處理工藝普遍采用的是成熟而有效的處理工藝，如傳統(tǒng)性污泥法、純氧曝氣法、深井曝氣法、粉末活性碳-活性污泥法、兩級活性污泥法、活性污泥法脫氮、sbr sbr：間歇曝氣活性污泥工藝，也稱序批式活性污泥工藝，屬于活性污泥法處理工藝的成熟工藝。其特點是：工藝流程簡單，運行維護(hù)量??；運行穩(wěn)定，操作靈活；投資省，占地少。、氧化溝等，在世界各地被廣泛應(yīng)用。一般生活污水處理廠，可采用傳統(tǒng)的活性污泥法為主的二級生化處理?；钚晕勰喾ǜ攀?活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)污水的一類好氧生化處理方法?；钚晕勰嗍侨斯づ囵B(yǎng)的生物絮凝體，如果往一桶糞便污水中不斷地打入空氣（即曝氣），使水中有足夠的溶解氧，為好氧微生物創(chuàng)造良好的生長條件，經(jīng)過一段時間后，就會產(chǎn)生褐色絮狀體。把它放在顯微鏡下觀察，可以看到里面充滿各種微生物。除微生物外，還含有一些無機(jī)物和分解中的有機(jī)物，這就是活性污泥，它有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物的能力。活性污泥法處理過程活性污泥法凈化污水包括三個主要過程。 吸附 在很多活性污泥系統(tǒng)里，當(dāng)污水與污泥接觸后很短時間（1040min）內(nèi)就出現(xiàn)了很高的有機(jī)物（bod）去除率。這個初期高速去除現(xiàn)象是吸附作用所引起的。由于污泥表面積很大（介于200010000m2/m3混合液），且表面具有多糖類黏質(zhì)層，因此可以認(rèn)為污水中懸浮的和膠體的物質(zhì)是被絮凝和吸附去除的。通過吸附作用，有機(jī)物只是從水中轉(zhuǎn)移到污泥上，其性質(zhì)并未立即發(fā)生變化?；钚晕勰嗟奈侥芰㈦S著吸附量的增加而減弱。 微生物代謝作用 活性污泥微生物以污水中各種有機(jī)物作為營養(yǎng)，在悠揚的條件下，將其中的一部分有機(jī)物合成新的細(xì)胞物質(zhì)（原生質(zhì)）；對另一部分有機(jī)物則進(jìn)行分解代謝，即氧化分解以獲得合成新細(xì)胞所需要的能量，并最終形成co2和h2o等穩(wěn)定物質(zhì)?；钚晕勰辔⑸飶奈鬯腥〕鲇袡C(jī)物的代謝過程，主要是由微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成（活性污泥增長）、有機(jī)物（包括一部分細(xì)胞物質(zhì)）的氧化分解和氧的消耗組成。當(dāng)氧供應(yīng)充足時，活性污泥的增長與有機(jī)物的去除是并行的；污泥增長的旺盛時期，也就是有機(jī)物去除的快速時期。 絮凝體的形成與凝聚沉淀 絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，它能夠防止微型動物對游離細(xì)菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水的分離。水中能形成絮凝體的微生物很多，它們可形成大塊菌膠團(tuán) 菌膠團(tuán)：莢膜是有些細(xì)菌在含糖分多的條件下，分泌出的粘液性膠狀物質(zhì)使細(xì)胞壁膠質(zhì)化形成的。當(dāng)莢膜互相融合成一團(tuán)塊，內(nèi)含許多細(xì)菌時，稱為菌膠團(tuán)。能夠形成菌膠團(tuán)的細(xì)菌稱為菌膠團(tuán)細(xì)菌。沉淀是混合液中固相活性污泥顆粒同污水分離的過程。固液分離的好壞，直接影響出水水質(zhì)。如果處理水夾帶生物體，出水bod和ss ss：懸浮物，見論文后“水質(zhì)指標(biāo)”部分。將增大。工藝流程圖：格 柵沉砂池初次沉淀池曝氣池二次沉淀池接觸池污泥消化池污泥濃縮池污泥脫水水投氯出水剩余活性污泥回流活性污泥濃縮活性污泥有機(jī)肥料至農(nóng)田圖1 二級處理廠典型流程圖（來源：水污染控制技術(shù)王燕飛.化學(xué)工業(yè)出版社）為了更好的了解城市生活污水處理廠的污水處理過程，研究性學(xué)習(xí)小組于2010年8月16日至江蘇沛縣污水處理廠進(jìn)行考察。圖2 沛縣污水處理廠景通過參觀，了解到該廠采用a2/o工藝進(jìn)行污水處理。a2/oa2/o工藝是厭氧-缺氧-好氧（anaerobic/anoxic/oxic）生物脫氮除磷工藝的簡稱，它是在a/o（anoxic-oxic）工藝基礎(chǔ)上增設(shè)了一個缺氧區(qū)，具有同步脫氮除磷的功能，是二十世紀(jì)七十年代由美國專家開發(fā)出來的，該工藝使污水經(jīng)過厭氧、缺氧、好氧三個生物處理過程，同時達(dá)到去除cod、氮、磷的目的。a2/o系統(tǒng)一般采用推流式活性污泥系統(tǒng)。原污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，兼性厭氧的發(fā)酵細(xì)菌將廢水中的可生物降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為vfa（揮發(fā)性脂肪酸）這一類小分子發(fā)酵產(chǎn)物。聚磷菌可將菌體內(nèi)積貯的聚磷鹽分解，所釋放的能量可供專性好氧的聚磷細(xì)菌在厭氧的“壓抑”環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可供聚磷細(xì)菌主動吸收環(huán)境中vfa一類小分子有機(jī)物，并以phb 聚-羥丁酸(poly-hydroxybutyrate,phb),是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色,具有貯藏能量,碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用.形式在菌體內(nèi)貯存起來。 隨后廢水進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌 反硝化細(xì)菌是一種能引起反硝化作用的細(xì)菌。多為異養(yǎng)、兼性厭氧細(xì)菌，如反硝化桿菌、斯氏桿菌、螢氣極毛桿菌等。就利用好氧區(qū)中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解無機(jī)物進(jìn)行反硝化 反硝化，也稱脫氮作用。反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（n2）或一氧化二氮（n2o）的過程。，達(dá)到同時去碳和脫氮的目的。厭氧區(qū)和缺氧區(qū)都設(shè)有攪拌混合器，以防污泥沉積。接著廢水進(jìn)入曝氣的好氧區(qū)，聚磷菌除了可吸收、利用廢水中殘剩的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯積的phb，放出的能量可供本身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶磷，并以聚磷鹽的形式在體內(nèi)貯積起來。這時排放的廢水中溶磷濃度已相當(dāng)?shù)?。好氧區(qū)中有機(jī)物經(jīng)厭氧區(qū)，缺氧區(qū)分別被聚磷菌很反硝化細(xì)菌利用后，濃度已相當(dāng)?shù)?，這有利于自養(yǎng)的硝化細(xì)菌 硝化細(xì)菌 ( nitrifying ) 是一種好氧性細(xì)菌，包括亞硝化菌和硝化菌。生活在有氧的水中或砂層中，在氮循環(huán)水質(zhì)凈化過程中扮演著很重要的角色。生長繁殖，并將nh4+經(jīng)硝化作用 硝化作用是硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過程。通常發(fā)生在通氣良好的土壤、廄肥、堆肥和活性污泥中。轉(zhuǎn)化為no3-。非聚磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但它在厭氧區(qū)中受到嚴(yán)重的壓抑。在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在與其他生理類群的微生物競爭中處于劣勢。排放的剩余污泥中，由于含有大量能過量積貯聚磷鹽的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此可較一般的好氧活性污泥系統(tǒng)大大地提高了磷的去除效果。圖3 a2/o的一般處理流程該污水處理廠處理工藝流程圖：圖4圖5 深井下面是污水 圖6 未經(jīng)處理的污水 圖7 厭氧池 圖8 好氧池圖9 沉淀池 圖10 好氧池處理水、沉淀池水及其處理水圖11 接觸過濾池 圖12 過濾后污水 最后經(jīng)過加氯間進(jìn)行最后消毒，之后排入河道，用于河道兩側(cè)農(nóng)田灌溉。排出水每天早晨8:00都要取樣進(jìn)行檢測。該廠設(shè)計污水進(jìn)水水質(zhì)及處理后水質(zhì)主要達(dá)到的指標(biāo)：圖13水質(zhì)指標(biāo)：化學(xué)需氧量（cod） 所謂化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand,cod）是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣是，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（cod）有往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)?；瘜W(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。 化學(xué)需氧量（cod）的測定，隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀法與重鉻酸鉀氧化法，但人們?yōu)檫_(dá)到節(jié)省試劑、減少耗能、操作簡便、快速、準(zhǔn)確可靠為目的展開了大量研究工作?？焖傧夥止夤舛扔嫹▌t綜合了上述優(yōu)點，越來越普及。生化需氧量（bod） 生化需氧量（biochemical oxygen demand,bod）,指在有氧的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機(jī)物質(zhì)完全氧化分解時所消耗氧的量成為生化需氧量。它是以水樣在一定的溫度下（如20）下，在密閉容器中，保存一定時間后溶解氧所減少的量（mg/l）來表示的。當(dāng)溫度在20時，一般的有機(jī)物質(zhì)需要20天左右時間就能基本完成氧化分解過程，而要全部完成這一分解過程就需要100天。但是，這么長時間對于實際生產(chǎn)控制來說就失去了使用價值。因此，目前規(guī)定在20下，培養(yǎng)5天作為測定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)。這時候測得生化需氧量就成為五日生化需氧量，用bod5表示。懸浮物（ss） 懸浮物指不能通過過濾器（濾紙或濾膜）的固體物質(zhì)。污水中的固體物質(zhì)包括懸浮固體和溶解固體兩類。懸浮固體指懸浮于水中的固體物質(zhì)。懸浮固體（suspended solid,ss）也稱懸浮物質(zhì)或懸浮物，通常用ss表示。懸浮物透光性差，使水質(zhì)混濁，影響水生生物的生長，大量的懸浮物還會造成河道阻塞?？偭?總磷是水樣經(jīng)消解后將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測定的結(jié)果，以每升水樣含磷毫克數(shù)計量。水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合硫酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機(jī)團(tuán)結(jié)合的磷酸鹽等形式存在。其主要來源為生活污水、化肥、有機(jī)磷農(nóng)藥及近代洗滌劑所用的磷酸鹽增潔劑等。磷酸鹽會干擾水廠中的混凝過程。水體中的磷是藻類生長需要的一種關(guān)鍵元素，過量磷是造成水體污穢異臭，使湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化和海灣出現(xiàn)赤潮的主要原因。有機(jī)氮有機(jī)氮是反映水中蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等含氮有機(jī)化合物總量的一個水質(zhì)指標(biāo)。若使有機(jī)氮在有氧的條件下進(jìn)行生物氧化，可逐步分解為nh3、nh4+、no2-、no3-等形態(tài)，nh3和nh4+稱為氨氮，no3-稱為硝酸氮，這幾種形態(tài)的含量均可作為水質(zhì)指標(biāo)，分別代表有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)物的各個不同階段?？偟╰n）則是一個包括從有機(jī)氮到硝酸氮等全部含量的水質(zhì)指標(biāo)。研究結(jié)果：通過研究，了解了生活污水的含義、生活污水的基本處理工藝及其成熟工藝和水質(zhì)指標(biāo)等內(nèi)容。并且將所學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。心得體會：通過本次研究性學(xué)習(xí)，掌握了研究性學(xué)習(xí)的基本過程，學(xué)會了基本的研究性學(xué)習(xí)方法，鍛煉了組織領(lǐng)導(dǎo)能力。在忙碌的過程中，體會了暑假的快樂。水，污水，與我們的生活息息相關(guān)。隨著水污染的越來越嚴(yán)重，人們已深受其害。為了確保人類生存可持續(xù)發(fā)展，人類在利用水資源的同時，還必須有效地防治水體污染。人類只有一個地球，呵護(hù)一滴水，就奔騰出生命的血液。參考文獻(xiàn)：1 王燕飛.水污染控制技術(shù)m.2. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.4:4-5，6-7,88,101,2302 顏陳依.關(guān)于城市污水處理的研究報告r/ol.溫嶺中學(xué),2009(7.11)2010.8.30. /yanjiu/yxbaogao/jtbg/200907/8896.html3 楓葉t知秋.硝化作用db/o