城鎮(zhèn)污水處理袁中軍

城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)

一、城鎮(zhèn)污水處理概論

城市污水的組成：生活污水工業(yè)廢水入滲地下水（合流制排水系統(tǒng)的初期雨水）城市污水的污染指標(biāo)：感觀指標(biāo)：濁、色、嗅、味、溫物理化學(xué)指標(biāo)：pH、SS、BOD、COD、毒物指標(biāo)生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、糞大腸菌群數(shù)、病毒水體污染分類和危害

水體物理性污染和危害（水溫、色度、SS）水體無(wú)機(jī)物污染和危害氮、磷污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化重金屬污染和食物鏈的富集、遷移、轉(zhuǎn)化水體有機(jī)物污染和危害有機(jī)物污染（微生物耗氧導(dǎo)致水質(zhì)惡化）油類污染（油膜覆蓋導(dǎo)致水生態(tài)惡化）毒性有機(jī)物污染（對(duì)人類和水生物的危害）水體病原微生物污染和危害城鎮(zhèn)污水處理基本方法

污水一級(jí)處理和一級(jí)強(qiáng)化處理處理對(duì)象：懸浮物（SS），部分有機(jī)物處理方法：格柵截留，重力分離處理構(gòu)筑物：格柵沉砂池沉淀池城鎮(zhèn)污水處理的基本方法

污水二級(jí)處理（生物處理）處理對(duì)象：膠體和溶解性有機(jī)物（BOD,COD），氮，磷處理方法：生物法（脫氮除磷），化學(xué)法處理構(gòu)筑物：活性污泥法（傳統(tǒng)法，AAO法，氧化溝，SBR）生物膜法（曝氣生物濾池，接觸氧化法）城鎮(zhèn)污水處理基本方法

污水三級(jí)處理（深度處理）處理對(duì)象：進(jìn)一步去除氮、磷、SS和有機(jī)物（BOD,COD）處理方法：生物法，物化法，物理法處理構(gòu)筑物：生物除磷脫氮系統(tǒng)，曝氣生物濾池，MBR混凝＋沉淀＋過(guò)濾（CMF）活性炭吸附過(guò)濾電滲析，反滲透城鎮(zhèn)污水處理基本方法

污水處理廠污泥處理處理目的：減量化，無(wú)害化，穩(wěn)定化，資源化處理方法：物理法，化學(xué)法，生物法處理構(gòu)筑物：濃縮池，濃縮機(jī)械消化池，沼氣利用設(shè)備污泥脫水機(jī)械污泥干化焚燒設(shè)備城鎮(zhèn)污水處理的基本方法

典型污水二級(jí)處理工藝流程圖二、污水物理處理

物理處理法去除對(duì)象：粗大漂浮物懸浮物（SS）物理處理法常用工藝和設(shè)備篩濾截留——格柵，篩網(wǎng)，過(guò)濾重力分離——沉淀，氣浮沉淀分類

自由沉淀（平流沉砂池）絮凝沉淀（初沉池）擁擠沉淀（二沉池）壓縮沉淀（污泥濃縮池）沉砂池類型和構(gòu)造特點(diǎn)

平流式沉砂池淺池，平流，流速、時(shí)間控制工藝尺寸，重力沉砂；多斗貯砂，重力、水力排砂。曝氣沉砂池方形斷面，曝氣旋流，摩擦碰撞，強(qiáng)化分離，水流正交，擋板隔渣；坡底、邊槽集砂，移動(dòng)式機(jī)械刮吸排砂。機(jī)械旋流沉砂池（比式沉砂池，多爾沉砂池）鐘形斷面，切向進(jìn)水，機(jī)械旋流，強(qiáng)化分離；中心砂斗，氣提排砂。曝氣沉砂池構(gòu)造原理示意圖

空氣管曝氣頭集砂槽I=0.1-0.5沉淀池類型和構(gòu)造特點(diǎn)

平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】豎流式沉淀池輻流式沉淀池三種沉淀池的特點(diǎn)及適用條件（表2－7－3）輻流式初沉池和二沉池的主要區(qū)別初沉池二沉池處理目的去除SS回收活性污泥SS濃度200-400mg/L2000-4000mg/L沉淀類型絮凝沉淀?yè)頂D沉淀表面負(fù)荷1.5～4.5m3/m2.h0.6～1.5m3/m2.h設(shè)計(jì)沉速1.5～4.5m/h0.6～1.5m/h沉淀時(shí)間0.5～2.0h1.5～4.0h堰上負(fù)荷≤2.9L/s.m≤1.7L/s.m排泥方式間歇、重力連續(xù)、虹吸排泥機(jī)械半橋式刮泥機(jī)全橋式刮、吸泥機(jī)污泥含水率95～97%99～99.2%浮渣擋板必須設(shè)可不設(shè)（宜）輻流式沉淀池不做解釋三、污水生物處理

活性污泥法的基本理論和工藝設(shè)計(jì)生物除磷脫氮基本原理和工藝設(shè)計(jì)生物膜法的基本原理和工藝設(shè)計(jì)

活性污泥處理系統(tǒng)基本流程

活性污泥法的基本流程向生活污水注入空氣進(jìn)行曝氣，并持續(xù)一段時(shí)間以后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成，它有巨大的表面積和很強(qiáng)的吸附性能，稱為活性污泥。將活性污泥進(jìn)行沉降分離，上清液出水達(dá)標(biāo)排放，污泥進(jìn)行回流，剩余污泥排放?；钚晕勰嗟慕M成

微生物是活性污泥的主要組成部分。活性污泥中的微生物是由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等多種微生物群體相結(jié)合所組成的一個(gè)生態(tài)系。活性污泥通常為黃褐色絮狀顆粒，其直徑一般為0.02～2mm，含水率一般為99.2～99.8％，密度因含水率不同而異，一般為1.002～1.006g/cm3。細(xì)菌是活性污泥組成和凈化功能的中心，是微生物的最主要部分。污水中有機(jī)物的性質(zhì)決定那些種屬的細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)。活性污泥凈化污水反應(yīng)過(guò)程

活性污泥法主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥濃度(MLSS)混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS）污泥容積指數(shù)（SVI）污泥沉降比（SV）污泥齡（D）活性污泥法主要設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）混合液懸浮固體濃度(MLSS)，也稱為污泥濃度。單位為mg/L或g/L。它是計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。一般活性污泥法中，MLSS濃度一般為2～5g/L。

（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)

指活性污泥中有機(jī)固體物質(zhì)的濃度，單位為mg/L或g/L?；钚晕勰喾ㄖ饕O(shè)計(jì)參數(shù)

（3）污泥體積指數(shù)(SVI)

也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液，經(jīng)30min靜置沉降后，沉降污泥體積中1g干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為mL/g。它與污泥沉降比有如下關(guān)系：

SVI=(SV×10)/MLSS

式中：X的單位為g/L，SVI以百分?jǐn)?shù)代入。SVI是判斷活性污泥沉降性能和生物活性的指標(biāo)，正?；钚晕勰嗟腟VI應(yīng)在80－150之間，一般為120左右；SVI<80，說(shuō)明活性污泥中無(wú)機(jī)成分增多，活性降低；SVI>150，說(shuō)明活性污泥沉降性能變差，有膨脹趨勢(shì)；活性污泥法主要設(shè)計(jì)參數(shù)

(4)污泥沉降比（SV）是指將混勻的曝氣池活性污泥混合液迅速倒進(jìn)1000ml量筒中至滿刻度，靜置沉淀30分鐘后，沉淀污泥與所取混合液之體積比為污泥沉降比（%）因?yàn)槲勰喑两?0分鐘后，一般可達(dá)到或接近最大密度，所以普遍以此時(shí)間作為該指標(biāo)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。也可以15分鐘為準(zhǔn)。污泥沉降比SV30是一個(gè)很重要的指標(biāo)，通過(guò)觀察沉降比可以發(fā)現(xiàn)污泥性狀的很多問(wèn)題，上清液是否清澈，是否含有難沉懸浮絮體，絮體粒徑大小及緊湊程度等等。一般曝氣池中SV％正常值為20%~30%

活性污泥法主要設(shè)計(jì)參數(shù)

（5）泥齡（θc）也稱細(xì)胞平均停留時(shí)間（MCRT）或污泥滯留時(shí)間（SRT）。指每日新增長(zhǎng)的活性污泥在曝氣池的平均停留時(shí)間，即曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需要的時(shí)間，或曝氣池內(nèi)活性污泥的總量與每日排放污泥量之比，單位：d。普通活性污泥法的泥齡一般采用5～15d?；钚晕勰喾ǔＳ眠\(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)（普通曝氣）階段曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)吸附再生活性污泥法處理系統(tǒng)延時(shí)曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)完全混合活性污泥法處理系統(tǒng)深井曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)純氧曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)活性污泥法常用運(yùn)行方式的主要工藝特征

類別主要工藝特征普通曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，污泥增長(zhǎng)曲線上某一段，曝氣池與二沉池分建，鼓風(fēng)曝氣階段曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，多點(diǎn)進(jìn)水或漸減曝氣，改善傳統(tǒng)活性污泥法存在的負(fù)荷不均和需氧--供氧失調(diào)的弊端吸附再生推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，進(jìn)水口在曝氣池中部某一點(diǎn)，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，減少體積延時(shí)曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，污泥增長(zhǎng)曲線末端，污泥負(fù)荷低，停留時(shí)間長(zhǎng)，出水水質(zhì)好，剩余污泥量少且穩(wěn)定完全混合完全混合，圓或方形，污泥增長(zhǎng)曲線上某一點(diǎn)，曝氣池與二沉池合建，表面曝氣深井曝氣圓形深井構(gòu)造，曝氣提升循環(huán)流動(dòng)，氧利用率高，高效高負(fù)荷純氧曝氣多室串聯(lián)，密閉純氧曝氣，氣體循環(huán)，氧利用率高，混合液濃度高，容積負(fù)荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少氧化溝處理系統(tǒng)

不常用，不做講解SBR處理系統(tǒng)的工作原理

空氣處理水進(jìn)水時(shí)段進(jìn)水曝氣時(shí)段沉淀時(shí)段排水時(shí)段閑置時(shí)段空氣SBR處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

常用工藝類型：(CASS,CAST,ICEAS等）通過(guò)時(shí)間上的推流排序，在同一反應(yīng)器內(nèi)完成活性污泥處理過(guò)程；工藝組成簡(jiǎn)單，無(wú)需二沉池和污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用降低；污泥的SVI值低，沉淀性能好，不易膨脹；通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，可在同一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)除磷脫氮；應(yīng)用電動(dòng)閥門、液位計(jì)等自控儀表，可實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程自動(dòng)化控制。生物膜法

不做解釋污水脫氮除磷處理

污水常規(guī)二級(jí)生物處理（活性污泥法、生物膜法），還含有相當(dāng)數(shù)量的污染物質(zhì)，如：BOD、COD、SS、氮、磷、重金屬等。會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化；會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使其遭到破壞；不能滿足回用要求。要使污水處理水質(zhì)滿足以上要求，必須進(jìn)行脫氮除磷處理。污水脫氮除磷處理的對(duì)象、

目標(biāo)與技術(shù)處理目的處理對(duì)象水質(zhì)指標(biāo)主要處理技術(shù)排放水體再生回用有機(jī)物懸浮狀態(tài)SS混凝沉淀、過(guò)濾溶解狀態(tài)BODCODTOC膜生物反應(yīng)器活性炭吸附臭氧氧化防止富營(yíng)養(yǎng)化植物性營(yíng)養(yǎng)鹽類氮T－NNH3－N生物脫氮磷PO4－PT－P化學(xué)除磷生物除磷再生回用微量成分溶解性無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)鹽類電導(dǎo)率Mg、Ca、Cl離子反滲透、電滲析離子交換微生物細(xì)菌、病毒氧化、消毒生物脫氮原理生物脫氮過(guò)程：含氮化合物硝化反應(yīng)過(guò)程氧NO-3N2硝化細(xì)菌碳反硝化細(xì)菌反硝化反應(yīng)過(guò)程A/O前置生物脫氮工藝N2污泥回流剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處理水脫氮池內(nèi)回流AAO生物脫氮除磷工藝N2污泥回流（含磷污泥）剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處理水缺氧池厭氧池氨化、放磷脫氮除BOD、硝化、吸收磷內(nèi)回流（200％）污水消毒處理污水消毒技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較及選擇消毒方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件臭氧消毒效率高去除有機(jī)物、色、味投資大、成本高設(shè)備管理復(fù)雜衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠次氯酸鈉現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，直接投配，使用方便，易于控制。次氯酸鈉發(fā)生器和投配設(shè)備設(shè)備管理復(fù)雜中、小型污水處理廠紫外線消毒效率高安全方便電能消耗大管網(wǎng)中再污染問(wèn)題污水處理廠四、污泥的處理污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量大（城市二級(jí)污水處理廠產(chǎn)生的污泥量約占處理水量的0.3%－0.5%，按含水率97％計(jì)）、濃度高（含水率99－95%）、成分復(fù)雜（有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、細(xì)菌、病原微生物、重金屬）、危害大（腐化發(fā)臭，二次污染），必須及時(shí)有效地進(jìn)行處理和處置。污泥處理的目的是使污泥減量化、無(wú)害化及資源化。保證污水處理廠的正常運(yùn)行；使易腐化發(fā)臭的有機(jī)物得到穩(wěn)定處理并妥善處置；使有毒有害物質(zhì)得到妥善處置；使有用物質(zhì)得到回收或綜合利用。

污泥處理的工藝流程污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置污泥濃縮自然干化堆肥農(nóng)肥污泥濃縮自然干化最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水干燥焚燒消化最終處置污泥的來(lái)源與分類柵渣和沙礫：格柵、沉砂池、初沉池（浮渣）、氣浮池（浮渣）污泥：初沉污泥：初次沉淀池剩余污泥：二次沉淀池（活性污泥法）腐殖