水的生物化學(xué)處理方法課件

1、水的生物化學(xué)處理方法水的生物化學(xué)處理方法內(nèi)容1、微生物基礎(chǔ)2、好氧懸浮生長技術(shù)（重點(diǎn)）3、好氧附著生長技術(shù)4、厭氧生物處理技術(shù)5、生物脫氮除磷技術(shù)（難點(diǎn)）6、水處理廠污泥處理技術(shù)7、廢水土地處理技術(shù)內(nèi)容1、微生物基礎(chǔ)微生物的代謝過程微生物代謝產(chǎn)物（H2O,CO2,NH3等）能細(xì)胞物質(zhì)（C5H7NO5)凈增物質(zhì)有機(jī)物O2微生物的代謝過程微生物代謝產(chǎn)物（H2O,CO2,NH3等）細(xì)菌的生長曲線：時(shí)間細(xì)菌數(shù)對(duì)數(shù)生長期二、細(xì)菌生長曲線及Monod公式細(xì)菌的生長曲線：時(shí)間細(xì)菌數(shù)對(duì)數(shù)生長期二、細(xì)菌生長曲線及Mon由于基質(zhì)按一定比例轉(zhuǎn)化為細(xì)胞，因此細(xì)菌的增長與基質(zhì)的消失有以下關(guān)系：Y 為產(chǎn)率系數(shù)微生物代謝產(chǎn)

2、物（H2O,CO2,NH3等）能細(xì)胞物質(zhì)（C5H7NO5)凈增物質(zhì)有機(jī)物O2(3-5)（2）基質(zhì)的利用速率由于基質(zhì)按一定比例轉(zhuǎn)化為細(xì)胞，因此細(xì)菌的增長與基質(zhì)的消失有以第二節(jié) 好氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù) 生物處理過程分為好氧懸浮生長生物處理工藝和附著生長生物處理工藝。好氧懸浮生長生物處理活性污泥法曝氣氧化塘好氧消化法高負(fù)荷氧化塘第二節(jié) 好氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù) 生物處理過程本章概要（一）活性污泥法基本原理（二）普通活性污泥法的運(yùn)行方式及其演變（三）活性污泥法主要設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)（四）好氧懸浮生長處理工藝質(zhì)量平衡方程（本章重點(diǎn)）（五）曝氣方法與曝氣機(jī)理（六）活性污泥法處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算本章概要（一

3、）活性污泥法基本原理一、活性污泥法活性污泥法是處理城市污水最廣泛使用的方法。自1912年開始至今，活性污泥法的研究經(jīng)過近百年的發(fā)展，在理論和實(shí)踐上都取得了很大的進(jìn)步?；钚晕勰喾ū举|(zhì)上與天然水體（江、湖）的自凈過程相似。一、活性污泥法活性污泥法是處理城市污水最廣泛使用的方法。自1 大量微生物形成的絮凝團(tuán)，外形呈黑色污泥狀。與污水混合完全，在有氧條件下，將污水中有機(jī)物分解，凈化水體。（一）活性污泥法基本原理活性污泥法的基本流程 大量微生物形成的絮凝團(tuán)，外形呈黑色污泥狀。與污水混合完活性污泥法基本原理污泥吸附有機(jī)物氧化分解有機(jī)物絮凝體形成，沉降對(duì)數(shù)生長期，有機(jī)物分解最快，但不易形成絮凝體減數(shù)生長期，

4、有機(jī)物分解變慢，易形成絮凝體，吸附能力強(qiáng)活性污泥法基本原理污泥吸附有機(jī)物氧化分解有機(jī)物絮凝體形成，沉2 曝氣方法：鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣2 曝氣方法：鼓風(fēng)曝氣機(jī)械曝氣鼓風(fēng)曝氣裝置：鐘罩式擴(kuò)散器管式擴(kuò)散器穿孔式擴(kuò)散器倒盆式射流式鼓風(fēng)曝氣裝置：鐘罩式擴(kuò)散器機(jī)械曝氣裝置：葉輪式轉(zhuǎn)刷式機(jī)械曝氣裝置：葉輪式水的生物化學(xué)處理方法（六）活性污泥法處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算系統(tǒng)組成：曝氣池，曝氣設(shè)備，污泥回流設(shè)備， 二次沉淀池（六）活性污泥法處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算系統(tǒng)組成：曝氣池，曝氣1、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 選定工藝流程；曝氣池的容積的計(jì)算及曝氣池工藝設(shè)計(jì)；計(jì)算需氧量、供氣量以及曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)；計(jì)算回流污泥量、剩余污泥量

5、與污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二次沉淀池的選定與工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：2、應(yīng)確定的主要各項(xiàng)參數(shù)2、應(yīng)確定的主要各項(xiàng)參數(shù)水的生物化學(xué)處理方法首先解決需氧量和供氣量。需氧量的計(jì)算：O2（2）曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)R需氧量首先解決需氧量和供氣量。需氧量的計(jì)算：O2（2）曝氣系統(tǒng)的（3）二次沉淀池，污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)污泥回流量可以從沉淀池的質(zhì)量平衡方程來確定。假設(shè)二次沉淀池的污泥量保持不變（穩(wěn)定狀態(tài)）穩(wěn)定狀態(tài)下，污泥的質(zhì)量平衡方程為：累積污泥量污泥流入量出水污泥量廢棄生物量0（Q0+QR)*X-(Q0-QW)*Xe-(QR+QW)*XuV，X，S曝氣池二次沉淀池Q0+QR，X，S出水Q0-QW，Xe，S污泥底

6、流QW+QR，Xu剩余污泥QW，Xu污泥回流QR，Xu（3）二次沉淀池，污泥回流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)污泥回流量可以從沉淀池的第四節(jié) 厭氧生物處理技術(shù)一、概述二、厭氧生物處理機(jī)理三、厭氧生物處理系統(tǒng)四、厭氧生物處理的新發(fā)展請(qǐng)大家?guī)е鴨栴}學(xué)習(xí)這一節(jié)：與好氧相比厭氧生物處理的優(yōu)、缺點(diǎn)第四節(jié) 厭氧生物處理技術(shù)一、概述請(qǐng)大家?guī)е鴨栴}學(xué)習(xí)這一節(jié)一、概述1906年德國學(xué)者Imhoff開發(fā)雙層沉淀池 處理有機(jī)污泥.(化糞池）1970年代由荷蘭學(xué)者G.Lettinga等人研究成功上流式厭氧污泥床（UASB)。20世紀(jì)90年代，EGSB及IC 一、概述1906年德國學(xué)者Imhoff開發(fā)雙層沉淀池二、厭氧生物處理機(jī)理厭氧生物

7、處理機(jī)理：在無分子氧條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）消化作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。與好氧不同之處在于厭氧過程不以分子氧為受氫體。好氧過程厭氧過程厭氧過程的受氫體可以是有機(jī)物（厭氧狀態(tài)），也可以是含氧有機(jī)物（NO3-，SO42- ，CO2等，缺氧狀態(tài)）。二、厭氧生物處理機(jī)理厭氧生物處理機(jī)理：在無分子氧條件下通過厭厭氧生物處理是復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，由三大主要類群的細(xì)菌完成。水解產(chǎn)酸細(xì)菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌含纖維素，半纖維素，果膠和脂類的污水中，水解成為速度限制；簡單的糖類，淀粉，氨基酸的廢水中，產(chǎn)甲烷成為限制步驟。厭氧生物處理是復(fù)雜的微生物化學(xué)過程，

8、由三大主要類群的細(xì)菌完成常溫消化中溫消化高溫消化水溫1030水溫2538水溫5055影響厭氧處理的主要因素1、甲烷細(xì)菌對(duì)溫度的變化十分敏感。2、甲烷細(xì)菌的繁殖速度很慢。3、甲烷細(xì)菌的專一性很強(qiáng)。常溫消化中溫消化高溫消化水溫1030水溫2538水溫4、甲烷細(xì)菌對(duì)pH的要求很嚴(yán)格產(chǎn)酸菌要求環(huán)境介質(zhì)pH在4.58，產(chǎn)甲烷菌要求在中性附近。在6.67.4較適宜。有機(jī)物質(zhì)中炭氮比（C/N）過高，則pH易下降，緩沖能力弱；炭氮比（C/N）過低，則pH易上升，脂肪酸的胺鹽積累，會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害。4、甲烷細(xì)菌對(duì)pH的要求很嚴(yán)格產(chǎn)酸菌要求環(huán)境介質(zhì)pH在4.5三、厭氧生物處理系統(tǒng)分為厭氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)和

9、厭氧附著生長系統(tǒng)處理技術(shù)。厭氧接觸法普通消化池厭氧生物濾池厭氧流化床厭氧生物轉(zhuǎn)盤厭氧污泥層工藝UASB工藝厭氧隔板反應(yīng)器厭氧移動(dòng)層反應(yīng)器三、厭氧生物處理系統(tǒng)分為厭氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)和厭氧附著生1. 厭氧接觸法工藝特點(diǎn)：類似活性污泥法，廢水經(jīng)消化池?cái)嚢璺纸夂?，流入沉淀池進(jìn)行固液分離，污泥流回消化池內(nèi)回用。運(yùn)行參數(shù)：按消化池容積負(fù)荷計(jì)算，COD負(fù)荷為26kg/m3d，消化池高度：寬度1：1；池內(nèi)水上升流速約0.5mm/s，停留時(shí)間約2h。（一）厭氧懸浮生長系統(tǒng)處理技術(shù)1. 厭氧接觸法工藝特點(diǎn)：類似活性污泥法，廢水經(jīng)消化池?cái)嚢璺制胀ㄏ赜址Q常規(guī)消化池或傳統(tǒng)消化池。常用密閉的圓柱型。高濃度廢水或

10、污泥定期排入，消化后的污泥和廢水分別由池底和上部排除，產(chǎn)生的沼氣從頂部排出。攪拌方式：機(jī)械攪拌，沼氣攪拌，消化液攪拌加熱方式：熱蒸汽直接在池內(nèi)加熱；消化池內(nèi)裝熱交換管；池外加熱2、普通消化池普通消化池又稱常規(guī)消化池或傳統(tǒng)消化池。常用密閉的圓柱型。高濃消化池設(shè)計(jì)參數(shù)投配率p：每天加入消化池的新鮮污泥體積與消化池容積的比率。污泥有效容積：Wi-濕污泥投配量，m2p值中溫消化一般用68，高溫消化用1016。消化池設(shè)計(jì)參數(shù)投配率p：每天加入消化池的新鮮污泥體積與消化池（）厭氧污泥層工藝. 升流式厭氧污泥床法（工藝）厭氧隔板反應(yīng)器厭氧移動(dòng)層反應(yīng)器（）厭氧污泥層工藝. 升流式厭氧污泥床法（工藝）. 升流式

11、厭氧污泥床法工藝特點(diǎn)：反應(yīng)器內(nèi)沒有載體，由反應(yīng)區(qū)，沉淀區(qū)和氣室三部分組成。廢水在上升時(shí)被微生物分解產(chǎn)生氣體，攪動(dòng)污泥床的上部形成懸浮污泥層，在三相分離器內(nèi)沼氣與水，污泥分離，在重力作用下，污泥和水在沉淀區(qū)內(nèi)分離，污泥下落回到反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度平均為3040g/L，底部污泥床高達(dá)6080g/LCOD容積負(fù)荷達(dá)到1020kg/m3d，去除率達(dá)到90以上。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，一般無污泥回流設(shè)備，無混合攪拌設(shè)備，進(jìn)水懸浮物應(yīng)該比普通消化池低，對(duì)水質(zhì)變化比較敏感。. 升流式厭氧污泥床法工藝特點(diǎn)：反應(yīng)器內(nèi)沒有載體，由反應(yīng)區(qū)升流式厭氧污泥床法設(shè)計(jì)參數(shù)池高一般為38米，污泥床高12米，污泥懸浮層高24

12、米三相分離器沉淀區(qū)斜壁角度大于50度，使污泥迅速滑落回反應(yīng)區(qū)。沉淀區(qū)表面負(fù)荷應(yīng)在0.7m3/m2h，混合液進(jìn)入沉淀區(qū)前，通過入流孔道的流速不大于2m/h。升流式厭氧污泥床法設(shè)計(jì)參數(shù)池高一般為38米，污泥床高12厭氧隔板反應(yīng)器 利用隔板引導(dǎo)廢水水流以升流方式通過一系列的污泥層反應(yīng)器。進(jìn) 水出水氣體回流厭氧隔板反應(yīng)器 利用隔板引導(dǎo)廢水水流以升流方式通過一系（）厭氧附著生長系統(tǒng)處理技術(shù)1、厭氧生物濾池2、厭氧膨脹床和厭氧流化床3、厭氧生物轉(zhuǎn)盤（）厭氧塘（）厭氧附著生長系統(tǒng)處理技術(shù)1、厭氧生物濾池四、厭氧生物處理的新發(fā)展（一）多級(jí)厭氧生物處理系統(tǒng)（二）兩相厭氧處理系統(tǒng)（三）厭氧、好氧聯(lián)合處理系統(tǒng)四、厭

13、氧生物處理的新發(fā)展（一）多級(jí)厭氧生物處理系統(tǒng)發(fā)展方向高效率厭氧處理系統(tǒng)必須滿足的條件之一是： 能夠保持大量的活性厭氧污泥。第二個(gè)條件， 是使得進(jìn)水和保持的污泥之間的良好接觸。今后厭氧反應(yīng)器的發(fā)展方理效果， 向應(yīng)該圍繞這兩個(gè)基本條件， 開發(fā)啟動(dòng)周期短、使用范圍廣， 耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)， 出水水質(zhì)進(jìn)一步提高的高效厭氧反應(yīng)器。發(fā)展方向高效率厭氧處理系統(tǒng)必須滿足的條件之一是： 能夠保持大討論：與好氧相比厭氧生物處理的優(yōu)、缺點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)（1）需要的能量和營養(yǎng)物少。（2）產(chǎn)生的生物污泥較少。（3）產(chǎn)生甲烷，是一種潛在的能源。（）需要的反應(yīng)器容積較小2、缺點(diǎn)（1）處理程度往往達(dá)不到排放要求。（2）厭氧生物技術(shù)不

14、能除磷。（3）厭氧生物處理過程反應(yīng)速度較慢。（）為培養(yǎng)必需的的生物污泥總量，起動(dòng)時(shí)間較長（）需要補(bǔ)充堿度討論：與好氧相比厭氧生物處理的優(yōu)、缺點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)第五節(jié) 生物脫氮除磷技術(shù) 水環(huán)境中的氮與磷過多，會(huì)造成地表水富營養(yǎng)化，使水環(huán)境惡化。水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽與有機(jī)磷三種形態(tài)存在，生活污水中，后兩種占總數(shù)的70%左右，約10%左右以固體形式存在。第五節(jié) 生物脫氮除磷技術(shù)第三節(jié) 廢水的深度處理技術(shù)一、污水脫氮處理技術(shù)生物脫氮機(jī)理：硝化過程：NH4+3/2O2 NO2-+2H+H2O NO2-+1/2O2 NO3-反硝化過程：厭氧菌將NO3-和NO2-還原為N2需要電子供體第三節(jié) 廢水的深度處理

15、技術(shù)一、污水脫氮處理技術(shù)需要電子供體McCarty經(jīng)驗(yàn)甲醇投加量計(jì)算公式：Cm：要求的甲醇濃度N0：NO3-的起始濃度N1：NO2-的起始濃度D0：溶解氧的初始濃度McCarty經(jīng)驗(yàn)甲醇投加量計(jì)算公式：Cm：要求的甲醇濃度 生物脫氮處理工藝： 生物脫氮，一般在好氧條件下進(jìn)行硝化處理，然后在缺氧條件下進(jìn)行反硝化處理脫去氮。 BOD5與總氮的比例制約了污水中反硝化菌的量，BOD5與總氮的比在13之間時(shí)，好氧可相當(dāng)于單獨(dú)硝化； BOD5與總氮的比在5以上時(shí)，完成反硝化需外加炭源。 生物脫氮處理工藝： 生物脫氮，一般在好氧條件水的生物化學(xué)處理方法物理化學(xué)脫氮技術(shù)空氣吹脫折點(diǎn)氯氧化當(dāng)pH為11時(shí)，水中N

16、H3占總氨的98物理化學(xué)脫氮技術(shù)空氣吹脫當(dāng)pH為11時(shí)，水中NH3占總氨的9二、廢水中磷的處理技術(shù)生物脫磷工藝化學(xué)除磷工藝磷合成細(xì)胞物質(zhì)沉淀到污泥中投石灰乳PO43-+Ca2+投鋁鹽或鐵鹽PO43-+Al3+二、廢水中磷的處理技術(shù)生物脫磷工藝磷合成細(xì)沉淀到投石灰乳PO 本節(jié)內(nèi)容生物脫氮機(jī)理生物脫磷機(jī)理同步脫氮除磷處理技術(shù) 本節(jié)內(nèi)容生物脫氮機(jī)理一、生物脫氮機(jī)理氨化細(xì)菌硝化菌厭氧菌將有機(jī)氮化合物分解，轉(zhuǎn)化為氨氮將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽將NO3-轉(zhuǎn)化為N2污水中有充足的氫源和碳源溶解氧嚴(yán)格低于0.5mg/L反硝化過程水溫35pH值7.59溶解氧不低于0.5mg/L硝化過程一、生物脫氮機(jī)理氨化細(xì)菌硝化菌厭氧

17、菌將有機(jī)氮化合物分解，轉(zhuǎn)化生物脫氮工藝兩段工藝流程初沉池曝氣氧化硝化池缺氧反硝化池二沉池污泥回流排泥原污水曝氣排放空氣空氣氮?dú)馍锩摰に噧啥喂に嚵鞒坛醭脸仄貧庋趸毖醴炊脸匚勰嗷亓髋臕/O工藝（缺氧/好氧脫氮工藝）初沉池缺氧池好氧池二沉池污泥回流排泥原污水堿回流混合液硝化池體積 反硝化池體積A/O工藝（缺氧/好氧脫氮工藝）初沉池缺氧池好氧池二沉池污泥生物脫磷機(jī)理快速降解有機(jī)物提供能量磷酸鹽O2提供能量磷酸鹽CO2厭氧條件下好氧條件下生物脫磷機(jī)理快速降解有機(jī)物提供能量磷酸鹽O2提供能量磷酸鹽C生物脫磷機(jī)理1.聚磷菌磷的攝?。涸诤醚鯒l件下，聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機(jī)物，產(chǎn)生的能量一部分用于磷

18、的吸收和聚磷的合成，一部分則使ADP與H3PO4結(jié)合，轉(zhuǎn)化為ATP而儲(chǔ)存起來，細(xì)菌以聚磷的形式在細(xì)胞中儲(chǔ)存磷，其量可超過生長所需，這一過程成為聚磷菌磷的攝取。 2 .聚磷菌磷的釋放：在厭氧和無氮氧化物存在的條件下，聚 磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP，這一過程成為聚磷菌磷的釋放。是通過上述兩個(gè)過程，在好氧和厭氧的間歇作用下，進(jìn)行除磷的生物脫磷機(jī)理1.聚磷菌磷的攝取：在好氧條件下，聚磷菌不斷攝取生物脫氮處理工藝厭氧-好氧除磷工藝（A/O工藝）初沉池厭氧池好氧池二沉池污泥回流排泥原污水堿回流混合液生物脫氮處理工藝初沉池厭氧池好氧池二沉池污泥回流排泥原污水堿Phostrip

19、 除磷工藝曝氣池（吸磷和除BOD）二沉池沉淀池石灰沉淀池厭氧吸磷池出水剩余污泥沖洗水石灰和混凝劑含磷水剩余化學(xué)污泥上清液回流直接回流污泥脫磷回流污泥進(jìn)水Phostrip 除磷工藝曝氣池二沉池沉淀池石灰沉淀池厭氧吸三、同步脫氮除磷處理技術(shù)厭氧段缺氧段好氧段沉淀池進(jìn)水回流污泥內(nèi)循環(huán)出水富磷剩余污泥三、同步脫氮除磷處理技術(shù)厭氧段缺氧段好氧段沉淀池進(jìn)水回流污Bardenpho工藝沉淀池第一缺氧反應(yīng)器好 氧反應(yīng)器第二缺氧反應(yīng)器快速好氧反應(yīng)器沉淀池硝化混合液回流反硝化去處BOD釋放磷，反吸磷，硝化，排泥原污水排泥污泥回流Bardenpho工藝沉淀池第一缺氧好 氧第二缺氧快速好氧作業(yè)想一想： 脫氮除磷工藝是

20、如何在工藝中實(shí)現(xiàn)的？作業(yè)想一想：horedox法由于在最初的除磷系統(tǒng)的運(yùn)行中，在不曝氣區(qū)不能保證產(chǎn)生嚴(yán)格厭氧條件，放在第一缺氧池之前增設(shè)一個(gè)厭氧發(fā)酵區(qū)，沉淀池污泥回流入?yún)捬醭兀瑓捬醭刂谢旌弦哼M(jìn)入缺氧池由于回流污泥所含硝酸鹽甚少，故在發(fā)酵區(qū)中厭氧條件易達(dá)到，該法即稱為horedox法horedox法由于在最初的除磷系統(tǒng)的運(yùn)行中，在不曝氣區(qū)不horedox法厭氧池缺氧池好氧池缺氧池好氧池二沉池回流回流進(jìn)水出水horedox法厭氧池缺氧池好氧池缺氧池好氧池二沉池回流回除磷的影響因素:碳源的濃度和種類溶解氧硝酸鹽和亞硝酸鹽溫度PH工藝的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方式除磷的影響因素:碳源的濃度和種類一、污泥的性質(zhì)二

21、、污泥的處理和處置技術(shù)第六節(jié) 水處理廠污泥處理技術(shù)一、污泥的性質(zhì)第六節(jié) 水處理廠污泥處理技術(shù)污泥分類生物固體固體有機(jī)物無機(jī)物初沉污泥 腐殖污泥 剩余污泥 熟污泥 化學(xué)污泥污泥指標(biāo)：含水率， 污泥比重，污泥的脫水性能一、污泥的性質(zhì)污泥分類生物固體固體有機(jī)物無機(jī)物初沉污泥 腐殖污泥 自學(xué)課本269272表示污泥性質(zhì)的指標(biāo)做下列題目含水率為90的污泥中13的固體物質(zhì)是由相對(duì)密度為2.5的固定性固體組成的，而2/3由相對(duì)密度為1.0的揮發(fā)性固體組成，求干污泥和濕污泥的相對(duì)密度。（如果取水的相對(duì)密度為1）自學(xué)課本269272含水率為90的污泥中13的固體物質(zhì)一 污泥的性質(zhì)污泥含水率，體積，重量的關(guān)系：濕

22、污泥的比重：Sd 為污泥中干固體的平均比重干污泥的比重Sd ：Pv 為干污泥中揮發(fā)性比重占的百分?jǐn)?shù)一 污泥的性質(zhì)污泥含水率，體積，重量的關(guān)系：濕污泥的比重：S二、污泥的處理和處置技術(shù)石灰穩(wěn)定厭氧消化好氧消化化學(xué)壓濾機(jī)干化場(chǎng)回用焚燒填埋離心其他初步操作濃縮調(diào)理穩(wěn)定脫水最終處置重力離心浮選二、污泥的處理和處置技術(shù)石灰穩(wěn)定厭氧消化好氧消化化學(xué)壓濾機(jī)干污泥處理處置技術(shù)穩(wěn)定處理去水處理最終處置生物法化學(xué)法物理法濃縮法脫水法干化法填地投海焚燒綜合利用污泥處理處置技術(shù)穩(wěn)定處理去水處理最終處置生物法化學(xué)法物理法濃 污泥的濃縮處理污泥的濃縮分為重力濃縮法，氣浮濃縮法和離心濃縮法。1. 重力濃縮法：用于污泥的比重

23、大于水的情況。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：濃縮池的固體通量（也稱固體過流率），水面積負(fù)荷，污泥容積比。設(shè)計(jì)濃縮重力池，最主要的是確定濃縮池的面積A。固體通量法 污泥的濃縮處理污泥的濃縮分為重力濃縮法，氣浮濃縮法和離心單位時(shí)間內(nèi)，通過單位面積的固體重量叫固體通量。（kg/m2h）A 固體通量法固體通量G由兩部分組成：1. 濃縮池底部連續(xù)排泥造成的底流牽動(dòng)通量Gu2. 污泥自重壓密造成的固體靜通量Gi底流牽動(dòng)通量Gu與污泥固體濃度Ci有關(guān)系：GuuCi固體靜通量Gi與該斷面處污泥濃度Ci有關(guān)系：Givi Ci底流牽動(dòng)通量Gu固體靜通量Gi固體通量G單位時(shí)間內(nèi)，通過單位面積的固體重量叫固體通量。（kg/m2h固體

24、通量法穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，固體通量和斷面面積的乘積就是進(jìn)入濃縮池的固體總量：AGQ0C0此時(shí)最小通量就是圖中曲線3對(duì)應(yīng)的最低點(diǎn)b。關(guān)鍵之處在于求出vi，作出曲線2。以vi起始固體濃度Ci，作出曲線2。固體通量法穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，固體通量和斷面面積的乘積就是進(jìn)入濃縮池例題：污泥的靜態(tài)沉降資料見表314。已知流入污泥流量Q03785m3，固體濃度C0=10kg/m3,要求濃縮后的污泥固體濃度達(dá)到42kg/m3，求濃縮池的面積和底泥流量。解：根據(jù)數(shù)據(jù)作出曲線2。由橫坐標(biāo)上42kg/m3處作曲線2的切線，得縱坐標(biāo)為208kg/m3。AGQ0C0A378510/208 182m2由質(zhì)量平衡可知：Q0C0QuCu Qu

25、378510/42901m3/d例題：污泥的靜態(tài)沉降資料見表314。已知流入污泥流量Q0B 氣浮濃縮法原理和氣浮法處理廢水中比重較輕的膠體，懸浮物類似。主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括氣固比，回流比和加壓水停留時(shí)間。氣固比一般經(jīng)驗(yàn)值為0.030.04，空氣量和氣固比以及回流比的關(guān)系有：Aa：氣浮池釋放的氣體量，S：流入的污泥固體量，C0：流入污泥濃度。Sa：常壓下空氣在水中飽和溶解度R：回流比f：空氣在回流水中的飽和度，取0.50.6P：溶氣罐壓力B 氣浮濃縮法原理和氣浮法處理廢水中比重較輕的膠體，懸浮物類脫水壓濾機(jī)干化場(chǎng)離心化學(xué)其他脫水壓濾機(jī)干化場(chǎng)離心化學(xué)其他離心脫水機(jī)離心脫水機(jī)折帶式轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)折帶式轉(zhuǎn)

26、筒真空過濾機(jī)板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī)帶式壓濾機(jī)帶式壓濾機(jī)第七節(jié) 廢水的天然凈化處理 近年來大力研究開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和有效的水污染治理技術(shù)，一方面是常規(guī)處理技術(shù)如活性污泥法和生物膜法的不斷改進(jìn)；另一方面就是污水實(shí)用處理技術(shù)的研究和開發(fā)。第七節(jié) 廢水的天然凈化處理 近年來大力研究開發(fā)和本節(jié)內(nèi)容一、塘處理系統(tǒng)二、土地處理系統(tǒng)三、人工濕地處理本節(jié)內(nèi)容一、塘處理系統(tǒng)一、塘處理系統(tǒng)1、國內(nèi)外塘處理系統(tǒng)的發(fā)展 美國 德國 中國 一、塘處理系統(tǒng)1、國內(nèi)外塘處理系統(tǒng)的發(fā)展2、生態(tài)塘系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）能充分利用地形，結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)費(fèi)用低。（2）可實(shí)現(xiàn)污水資源化和污水回收及再用，實(shí)現(xiàn)水循環(huán)，既節(jié)約了水資源，又獲

27、得了經(jīng)濟(jì)收益。（3）處理能耗低，運(yùn)行維護(hù)方便，成本低。（4）美化環(huán)境，形成生態(tài)景觀。（5）污泥產(chǎn)量少。（6）能承受污水水量大范圍的波動(dòng)。 缺點(diǎn)：占地面積大，易產(chǎn)生不良?xì)馕逗妥躺孟墶?、生態(tài)塘系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）能充分利用地形，結(jié)構(gòu)簡單，建設(shè)費(fèi)用3、生態(tài)塘系統(tǒng)的運(yùn)行原理以太陽能為初始能源，種植水生植物，進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖。3、生態(tài)塘系統(tǒng)的運(yùn)行原理以太陽能為初始能源，種植水生植物，進(jìn)4、生態(tài)塘在國內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例溫州永嘉縣巖頭鎮(zhèn)麗水湖上的“綠島”。 2006年11月投資3萬元建成的麗水湖生態(tài)塘浮島工程4、生態(tài)塘在國內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例溫州永嘉縣巖頭鎮(zhèn)麗水湖上的“綠島”齊齊哈爾污水生態(tài)塘系統(tǒng)（1）概括（2）處理流

28、程和設(shè)計(jì)工藝（3）運(yùn)行效果齊齊哈爾污水生態(tài)塘系統(tǒng)（1）概括二、土地處理系統(tǒng)土地處理：利用土壤的物理、化學(xué)與生物化學(xué)作用，將污水中的污染物去除，使之轉(zhuǎn)化為新的水資源，達(dá)到重新回收、利用的一種較為新穎的污水處理方法。二、土地處理系統(tǒng)土地處理：利用土壤的物理、化學(xué)與生物化學(xué)作用第四節(jié) 廢水的土地處理系統(tǒng)機(jī)理：土壤作用有機(jī)物被吸附，微生物的分解對(duì)氮磷的吸附，轉(zhuǎn)化為氨氮和硝酸鹽，底層土壤將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。陽離子被土壤吸附，交換，適量有利于作物，過量則積累在作物中，危害健康植物作用不同的農(nóng)作物吸收不同量的氮磷化合物農(nóng)作物改善土壤的透氣性和微生物環(huán)境第四節(jié) 廢水的土地處理系統(tǒng)機(jī)理：土壤作用有機(jī)物被吸附，微

29、生物污灌快滲漫流濕地地下灌溉制約因素類型：公共衛(wèi)生的影響，特別注意遠(yuǎn)離飲用水源100米以上。氣候條件和土壤性質(zhì)的影響污灌快滲漫流濕地地下灌溉制約因素類型：公共衛(wèi)生的影響，特別注水的生物化學(xué)處理方法污水灌溉方式：人工降雨漫灌龔溝灌溉再生水的回收：地下回收管網(wǎng)側(cè)滲渠污水灌溉方式：人工降雨漫灌龔溝灌溉再生水的回收：地下回收管網(wǎng)水的生物化學(xué)處理方法快速滲濾：以高滲透性的砂質(zhì)土壤表土層為天然濾床，污水通過表土層被過濾凈化。不需要種植特定作物?？焖贊B濾：以高滲透性的砂質(zhì)土壤表土層為天然濾床，污水通過表土地表漫流：以表層土壤、植物與空氣的共同作用，使污水得到凈化。地表漫流：以表層土壤、植物與空氣的共同作用，

30、使污水得到凈化。人工濕地：發(fā)展比較迅速的處理污水方式。污水流入土壤，在特定植物的作用下，氮磷被分解、吸收，污水得到凈化。人工濕地：發(fā)展比較迅速的處理污水方式。污水流入土壤，在特定植水力負(fù)荷與污染物負(fù)荷1、水力負(fù)荷 水量平衡關(guān)系污灌：設(shè)計(jì)降雨量+設(shè)計(jì)污水負(fù)荷量=蒸發(fā)量+滲透量漫流：設(shè)計(jì)降雨量+設(shè)計(jì)污水負(fù)荷量=蒸發(fā)量+滲透量+徑流量快滲：經(jīng)驗(yàn)法是指規(guī)定的時(shí)段(日、周，月或年)內(nèi)，可注入該系統(tǒng)的污水平均深度。2、污染物負(fù)荷 N=0.1CLN：年總氮負(fù)荷，C: 污水總氮負(fù)荷L：年水力負(fù)荷水力負(fù)荷經(jīng)驗(yàn)值：污水污灌 610cm/d 地表漫流：一級(jí)污水0.81.8 cm/d 二級(jí)污水2.15.7 cm/d快

31、速滲濾：中等10150 cm/w高額 1.52.0 m/w水力負(fù)荷與污染物負(fù)荷1、水力負(fù)荷 水量平衡關(guān)系污灌：設(shè)計(jì)土地使用面積按年水力負(fù)荷計(jì)算 田間面積=3.65Q/L按污染物負(fù)荷計(jì)算 田間面積 =0.365Q/LcQ：污水流量L: 年水力負(fù)荷Lc：污染物負(fù)荷土地使用面積按年水力負(fù)荷計(jì)算 田間面積=3.65Q/LQ：1、污水土地處理系統(tǒng)發(fā)展歷史 污水土地處理系統(tǒng)作為一種新的現(xiàn)代處理技術(shù),其發(fā)展可追溯到公元前雅典的污水灌溉習(xí)慣 。 在早期的污灌實(shí)踐中,人們的主要目的是把土地作為污水的受納體。 近年來,由于水資源的短缺,迫使人們重新考慮利用土地處理凈化污水。 1、污水土地處理系統(tǒng)發(fā)展歷史 污水土地

32、處理系統(tǒng)作為2、土地處理過程機(jī)理污水土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀、微生物對(duì)有機(jī)物的降解等過程。因此，污水在土地處理系統(tǒng)中的凈化是一個(gè)綜合凈化過程。 2、土地處理過程機(jī)理污水土地處理系統(tǒng)的凈化機(jī)理十分復(fù)雜，它包3、土地處理系統(tǒng)的類型土地處理系統(tǒng)慢速滲濾快速滲濾地表漫流地下滲流3、土地處理系統(tǒng)的類型土地處理系統(tǒng)慢速滲濾快速滲濾地表漫流地慢速滲濾(圖4-6)慢速滲濾：指有控制地將污水投配到種植糧食或經(jīng)濟(jì)作物的土壤表面，使污水在土壤和植物系統(tǒng)的作用下得到凈化的一種土地處理系統(tǒng)。慢速滲濾(圖4-6)慢速滲濾：指有控制地將污水投配到

33、種植糧食水的生物化學(xué)處理方法慢速滲濾的布水方式慢速滲濾系統(tǒng)的布水方式有噴灌、漫灌與壟溝灌溉三種方式。采用哪種方式，需根據(jù)經(jīng)濟(jì)、效率、技術(shù)與環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果來確定。慢速滲濾的布水方式慢速滲濾系統(tǒng)的布水方式有噴灌、漫灌與壟溝灌噴灌噴灌漫灌漫灌壟溝灌溉壟溝灌溉快速滲濾(圖4-7)適用于滲透性非常良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)砂土等。污水灌至快速滲濾田表面后很快下滲進(jìn)入地下，并最終進(jìn)入地下水層。灌水與休灌反復(fù)循環(huán)進(jìn)行，使濾田表層土壤處于厭氧一好氧交替運(yùn)行狀態(tài)，依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機(jī)物進(jìn)行分解，使污水得以凈化?？焖贊B濾(圖4-7)適用于滲透性非常良好的土壤，如砂土、礫石水的生物化

34、學(xué)處理方法快速滲濾法的主要目的是補(bǔ)給地下水和廢水再生回用。用于補(bǔ)給地下水時(shí)不設(shè)集水系統(tǒng)，若用于廢水再生回用，則需設(shè)地下集水管或井群以收集再生水 。 快速滲濾法的主要目的是補(bǔ)給地下水和廢水再生回用。用于補(bǔ)給地下地表漫流(圖4-8) 地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性低的黏土或亞黏土，地面最佳坡度為2到 8。廢水以噴灌法或漫灌(淹灌)法有控制地分布在地面上均勻的漫流，流向設(shè)在坡腳的集水渠，在流行過程中少量廢水被植物攝取、蒸發(fā)和滲人地下。地表漫流(圖4-8) 地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性水的生物化學(xué)處理方法地下滲濾地下滲濾系統(tǒng)適用于無法接人城市排水管網(wǎng)的小水量污水處理，如分散的居民點(diǎn)住宅、度假村、療養(yǎng)院等。污水進(jìn)

35、入處理系統(tǒng)前需經(jīng)化糞池或酸化(水解)池預(yù)處理。地下滲濾處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深，有良好滲透性的地層中，藉毛管浸潤和土壤滲透作用，使污水向四周擴(kuò)散，通過過濾、沉淀、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化 。地下滲濾地下滲濾系統(tǒng)適用于無法接人城市排水管網(wǎng)的小水量污水土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)污水土地處理成本低廉,基建投資省,運(yùn)行費(fèi)用低;運(yùn)行簡便,易于操作管理,節(jié)省能源;不產(chǎn)生二次污染;污水處理與農(nóng)業(yè)利用相結(jié)合,能夠充分利用水肥資源;能綠化大地,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。土地處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)污水土地處理成本低廉,基建投資省,運(yùn)行費(fèi)用5、應(yīng)用實(shí)例美國最成功的污水土地處理系統(tǒng)之一 密執(zhí)安州馬斯凱根縣

36、（Muskegon)5、應(yīng)用實(shí)例美國最成功的污水土地處理系統(tǒng)之一三、人工濕地處理三、人工濕地處理鳳眼蓮鳳眼蓮蘆葦蘆葦水生美人蕉水生美人蕉浮蓮浮蓮菖蒲菖蒲蔗草蔗草一.概念 濕地的定義 濕地是指地下水位通常在土地的表面或接近表面.土壤處于飽和狀態(tài).其上生長有植物的土地，是一種棲息著復(fù)雜動(dòng)植物的生態(tài)系統(tǒng). 一.概念 濕地的定義水的生物化學(xué)處理方法人工濕地的定義 人工濕地（Constructed Wet Lands ,CWL ）是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)， 它是一種由人工建造和監(jiān)督控制的類似沼澤地的地面， 利用生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。人工濕地的定義該技術(shù)是上世紀(jì)五

37、六十年代末興起的一種廢水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的二級(jí)處理技術(shù)相比，具有建設(shè)運(yùn)行成本低，耗能少，出水水質(zhì)好，運(yùn)行維護(hù)方便，系統(tǒng)配置可塑性強(qiáng),對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)；同時(shí)，有較強(qiáng)的氮、磷去除能力以及生態(tài)環(huán)境效益顯著并可美化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)廢水資源化等特點(diǎn)。該技術(shù)是上世紀(jì)五六十年代末興起的一種廢水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的二人工濕地的機(jī)理 植物滲出的可溶性有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)為微生物生長提供了基質(zhì)，使根際微生物的數(shù)量和活性明顯高于非根際帶。濕地系統(tǒng)成熟后，填料表面和植物根系由于大量微生物的生長而形成生物膜。廢水流經(jīng)生物膜時(shí)，大量的 SS 被填料和植物根系阻擋截留，不溶性有機(jī)物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快被微生物利用；廢水中

38、可溶性有機(jī)物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。人工濕地的機(jī)理 植物滲出的可溶性有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)為微生物 根系周圍由于植物的運(yùn)輸組織和根系對(duì)氧的傳遞釋放形成連續(xù)的好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，相當(dāng)于許多串聯(lián)或并聯(lián)的 A2/O處理單元，不僅保證了大分子有機(jī)物的去處,而且使廢水中的氮、磷被植物和微生物作為營養(yǎng)成份直接吸收。同時(shí)，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過量積累作用將其從廢水中去除。最后，隨著濕地床填料的定期更換或栽種植物的收割使污染物最終從系統(tǒng)中去除。 根系周圍由于植物的運(yùn)輸組織和根系對(duì)氧的傳遞釋放形成連人工濕地在我國的應(yīng)用概況 我國幅員遼闊,有利用人工濕地的天然優(yōu)勢(shì),但進(jìn)行濕地處理系統(tǒng)研究較晚，到目前為止，大多都停留在試驗(yàn)使用階段。首例采用人工濕地處理污水的研究工作是 1987 年，由天津市環(huán)保研究所建成處理規(guī)模 1400m3/d的蘆葦濕地工程。人工濕地在我國的應(yīng)用概況 我國幅員遼闊,有利用人工