水處理中的污水處理工藝

水處理中的污水處理工藝第一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日概述國內(nèi)外污水處理主要技術(shù)、基本原理和工藝流程污水處理工藝的關(guān)鍵技術(shù)、指標(biāo)分析及運行基礎(chǔ)知識城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)中面臨的主要問題、運營管理、常見故障識別與處理目錄第二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日水污染現(xiàn)狀

90％以上的城市水域受到污染

50％左右地下水水質(zhì)受到污染

50％以上的重點城鎮(zhèn)飲用水源不符合標(biāo)準(zhǔn)特別嚴(yán)重的水系：三河：淮河、海河、遼河湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重：滇池、巢湖、太湖

概述第三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日污水的種類及來源按其來源及產(chǎn)生途徑污水主要分為生活污水、工業(yè)廢水、雨水與滲流、農(nóng)業(yè)污水、自然界中其它被污染水。工廠排污口工業(yè)污染源第四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日污水處理技術(shù)，就是采用各種方法將污水中所含有的污染物分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定購物質(zhì)，從而使污水得到凈化?，F(xiàn)代的污水處理技術(shù)，按其作用原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。物理處理法利用物理作用分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變。主要有：利用污染物質(zhì)與水的密度差異借重力沉降作用使其從水中分離的沉淀法，利用篩濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物的篩濾法；利用氣浮處理設(shè)備在污水中形成的微小氣泡上浮時將密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)粘附去除的氣浮法；利用反滲透膜將污染物截留的反滲透法等。主要處理設(shè)施包括格柵、沉砂池、沉淀池、氣浮池等。國內(nèi)外污水處理主要技術(shù)、基本原理和工藝流程第五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日直棒式柵條格柵格柵工藝流程圖

物理處理法常用的處理設(shè)施圖

（1）格柵

第六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日（2）沉砂池

新建的污水處理廠多以曝氣沉砂池為主曝氣式沉砂池曝氣式沉砂池工藝流程圖第七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日平流沉淀池（2）沉淀池主要包括平流式、豎流式、曝氣式和渦流式沉砂池，過去的沉砂池大多采用平流式，新建的處理廠則以曝氣式為主。今年來渦流式沉砂池也有增多的趨勢，而豎流沉砂池一般很少采用。池型呈長方形，廢水從池的一端進入，水平方向流過池子，從池的另一端流出。在池的進口處底部設(shè)貯泥斗，其他部位池底有坡度，傾向貯泥斗。第八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日豎流沉淀池池型多為圓形，亦有長方形或多角形，廢水從設(shè)在池中央的中心管進入，從中心管下端經(jīng)過反射板后均勻緩慢地分布在池的橫斷面上，由于出水口設(shè)置在池面或池墻四周，故水的流向基本由下向上。污泥淤積在底部的污泥斗。第九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日輻流式沉淀池剖面中心進水周邊進水第十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日原水原水平流式氣浮池工藝流程圖豎流式氣浮池工藝流程圖第十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

化學(xué)處理法利用化學(xué)反應(yīng)作用來分離、回收污水中的污染物。主要有：混凝法(通過向水中投加帶有與膠體狀污染物質(zhì)相反電荷的電解質(zhì)(混凝劑)改變膠體顆粒穩(wěn)定性從而使其凝聚沉淀去除)、中和法(通過向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)或向堿性廢水中投加酸性物質(zhì)改變污水PH值)、氧化還原法(向廢水中投加氧化劑或還原劑通過氧化還原作用使污染物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的物質(zhì)，主要用于處理含酚、氰污木和含鉻、含汞污水)、電解法(在污水中插入電極，在陽極相陰極分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)，主要用于處理含鉻和含氰污水)、吸附法(通過團體吸附劑將污水中的溶解性有機或無機污染物吸附)、電滲析法(通過由陰、陽離子交換膜組成的電滲析器使污水中的陰、陽離子得到分離)、汽提法、吹脫法、牟取法等。第十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日生物處理法利用微生物的新陳代謝功能使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物被溶解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，包括好氧和厭氧生物處理兩種方式。其中，好氧生物處理對COD的去除效果較好。好氧生物處理法主要分為活性污泥法和生物膜法。這兩種方法中活性污泥法、氧化溝、SBR、A2/O、曝氣生物濾池、生物接觸氧化、生物流化床幾種工藝在國內(nèi)外應(yīng)用的較廣泛?；钚晕勰喾ɑ钚晕勰鄬τ袡C物的降解主要在曝氣階段進行，可分為兩個階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的比表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)所致。在穩(wěn)定階段，主要是轉(zhuǎn)移道活性污泥上的有機物為微生物所利用。當(dāng)污水中有機物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時，吸附階段很短，一般在15-45min左右，而穩(wěn)定階段較長。第十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日活性污泥法的基本流程圖

第十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日氧化溝氧化溝是一種簡易的活性污泥系統(tǒng)，屬于延時曝氣法。其曝氣設(shè)備為轉(zhuǎn)刷，設(shè)置在氧化溝的直段上，轉(zhuǎn)刷旋轉(zhuǎn)，推動混合液在池內(nèi)循環(huán)流動，并使活性污泥處于懸浮狀態(tài)。污水進入反應(yīng)池，通常需要循環(huán)幾十圈，才能流出溝外。氧化溝工藝布置

第十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日SBR法SBR技術(shù)本身是活性污泥法的一種，去除污染物的機理與傳統(tǒng)的活性污泥法完全一致，但其操作過程又與活性污泥法完全不同。SBR作為序批式活性污泥法兼有推流、厭氧—好氧操作、間斷進水的特點。實際上，SBR是一種半連續(xù)—間歇式裝置，它與傳統(tǒng)的充放式曝氣池不同。從進水方式看，可以是間歇的，也可以是連續(xù)的。而排水一般是間歇的；從曝氣方式看，可以來用充水期不曝氣的限制曝氣方式、充水期曝氣的非限制曝氣方式或充水后期曝氣的半限制曝氣方式。第十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日泵房細(xì)格柵沉淀池SBR反應(yīng)池初格柵脫水濃縮制肥排放進水SBR法工藝流程圖第十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日A2/O法在厭氧/好氧除磷系統(tǒng)和缺氧/好氧脫氮系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，人們提出的A2/O污水處理系統(tǒng)，即將兩個處理系統(tǒng)結(jié)合起來，使污水經(jīng)過厭氧(Anaerobic)、缺氧(Anoxic)及好氧(Oxic)三個生物處理過程(簡稱A2/O))，達(dá)到同時去除BOD、氮和磷的目的。除磷原理除磷是通過磷的厭氧釋放和好氧吸附兩個過程完成的。污水進入?yún)捬醭厥刮勰嘀械暮醚跷⑸锾幱趬阂譅顟B(tài)，以釋放出貯存在菌體內(nèi)的多聚磷酸鹽，同時釋放出能量，可供處于壓抑狀態(tài)下生物活動的需要。聚磷細(xì)胞厭氧釋放的前提是水中既無分子態(tài)氧又無結(jié)合態(tài)氧，在厭氧狀態(tài)下。聚磷細(xì)胞中磷的釋放越充分，體內(nèi)貯存的聚—β羥基丁酸鹽也越多，進入好氧狀態(tài)后磷的吸收量也越大。有試驗資料表明，厭氧狀態(tài)下每釋放1mg磷，進入好氧狀態(tài)后就可吸收2.0一2.4mg磷。細(xì)胞內(nèi)吸收了大量磷的高磷污泥最后以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，從而完成除磷過程。脫氮原理它同缺氧A/O法一樣。脫氮過程為零級反應(yīng)，反硝化速率與水中硝態(tài)氮濃度無關(guān)，因此為充分利用水中有機質(zhì)，一般均采用前置缺氧脫氮流程。硝態(tài)氮由硝化后的混合液回流提供。第十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日回流污泥（含磷污泥）剩余污泥釋放磷、氨化硝化吸收磷、去除BOD脫氮沉淀池A2/O法工藝流程圖第二十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日曝氣生物濾池污水通過補水設(shè)備連續(xù)地、均勻的噴灑道濾床表面，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲析，或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后，污水到達(dá)排水系統(tǒng)，流出濾池。污水流經(jīng)濾床時，有一部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾床表面上，微生物便在濾料表面大量繁殖，不久，形成一層充滿微生物的粘膜，稱為生物膜。這個起始階段通常叫“掛膜”，是生物濾池的成熟期。污水流經(jīng)成熟濾床時，污水中有機污染物唄生物膜重的微生物吸附、降解，從而得到凈化。生物膜法基本工藝流程圖第二十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日生物曝氣濾池(BAF)的構(gòu)造圖

曝氣生物濾池的工藝組成曝氣生物濾池主體可分為布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、生物填料層、反沖洗等五個部分。第二十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

曝氣生物濾池的運行方式

曝氣生物濾池的流向(a)采用濾頭的下向流濾池(b)不采用濾頭的下向流濾池(c)上向流的曝氣生物濾池升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝圖第二十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝圖曝氣生物濾床的串聯(lián)第二十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日生物接觸氧化法生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，填料淹沒在廢水中，填料上長滿生物膜，廢水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，廢水得到凈化。在接觸氧化池中，微生物所需要的氧氣來自水中，而廢水則自鼓入的空氣不斷補充失去的溶解氧?？諝馐峭ㄟ^設(shè)在池底的穿孔布?xì)夤苓M入水流，當(dāng)氣泡上升時向廢水供應(yīng)氧氣，有時并借以回流池水。第二十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日第二十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日生物流化床以砂、焦炭或活性炭等細(xì)小惰性材料作為生物膜載體，廢水(先經(jīng)充氧或床內(nèi)充氧)自下向上流過濾床使載體層呈流動狀態(tài)，加大了生物膜表面積與廢水和氧的接觸，提高了處理效率。流化床工藝流程圖

第二十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日Thebiologicalfluidizedbedreactorisanimportantpartofbreakingdownperchloratecontamination.(PhotocourtesyofTulsaDistrict)第二十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日關(guān)鍵技術(shù)曝氣理論、設(shè)備及曝氣池指標(biāo)分析技術(shù)指標(biāo)分析經(jīng)濟指標(biāo)分析污水處理工藝的關(guān)鍵技術(shù)、指標(biāo)分析第二十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日曝氣理論、設(shè)備及曝氣池一、氣體傳遞原理二、曝氣設(shè)備三、曝氣池池型第三十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日一、氧傳遞原理dm/dt——氣體傳遞速率；KL——氣體擴散系數(shù)；A——氣液界面接觸面積，m2Cs，——液相氧的飽和濃度,mg/L；c——液相內(nèi)氧的實際濃度,mg/LKLa——總的傳質(zhì)系數(shù)第三十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日一、氧傳遞原理一些廢水的α及β值廢

水

名

稱αβ紙板廢水

牛皮紙漿

木紙漿廢水

漂染廢水

印染廢水

煉油廢水0.53~0.64

0.45~0.79

0.6

0.3~0.5

0.5

0.720.8~0.85生活污水（新鮮）

生活污水（腐化）0.26~0.460.16~0.190.9（一般生活污水）第三十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日一、氧傳遞原理

其中溫度、氣壓的影響若供氧速度=耗氧速度rr則氧吸收率W——實際供氣量第三十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日二、曝氣設(shè)備曝氣設(shè)備的類型1、鼓風(fēng)曝氣（1）小氣泡擴散器（2）中氣泡擴散器（3）大氣泡擴散器（4）微氣泡擴散器衡量曝氣設(shè)備曝氣效率的兩個指標(biāo)氧吸收率（或利用率）：向混合液供給1千克氧時，水中所能獲得的氧千克數(shù)，多用于鼓風(fēng)曝氣裝置評價；動力效率：單位動力在單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)移的氧量，多用于機械曝氣設(shè)備評價2、機械曝氣（1）豎式曝氣機（2）臥式曝氣刷第三十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

1、鼓風(fēng)曝氣小氣泡擴散器特點是氧利用率高，但阻力大，易阻塞。中氣泡擴散器其特點是氧利用率低，但空氣壓力損失較?。淮髿馀輸U散器特點是氣泡大，分布不勻，氧利用率低，不易堵塞；第三十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日二、曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣設(shè)備性能資料氣泡大小(mm)氧傳遞速率(mg/L.h)氧吸收率(%)動力效率(kgO2/kW.h)

小氣泡(<1.5)

中氣泡(1.5~1.3)

大氣泡(>3)

微氣泡(<0.1)40-60

20-30

10-20

40-12011-12

6.2-7.9

6.2-7.11.6~2.6

1.0-1.6

0.6-1.2

1.2-2.4氧傳遞速率動力效率第三十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日二、曝氣設(shè)備

2、機械曝氣第三十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日二、曝氣設(shè)備

注:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是用清水,水溫20℃,大氣壓力為101.325kPa,最初水中的溶解氧濃度為0?，F(xiàn)場試驗用的是污水，水溫15℃，海拔150m，α=0.85，β=0.9。第三十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型

1、鼓風(fēng)曝氣與推流式曝氣池第三十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型1、鼓風(fēng)曝氣與推流式曝氣池推流式曝氣池長寬比一般大于4～5，寬深比不大于2，深度一般取3~5m。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由空氣凈化器，鼓風(fēng)機，空氣輸配管系統(tǒng)和擴散器組成。

第四十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型

1、鼓風(fēng)曝氣與推流式曝氣池

——淺層曝氣池在氧轉(zhuǎn)移率相同的情況下，淺層曝氣耗電省。一般在曝氣池中設(shè)垂直導(dǎo)流板，上緣與曝氣管齊，下緣距池底0.6～0.8m。曝氣時混合液饒導(dǎo)流板循環(huán)流動。淺層曝氣的供氣量為30～40m3/m3(水)·h。風(fēng)壓約1kPa,動力效率2.3～2.9kg(O2)/kWh。淺層曝氣池與一般曝氣池相比，空氣量增大了，而風(fēng)壓僅為一般曝氣池的1/3～1/4,電耗略有下降，適于中小型污水廠采用。第四十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型

1、鼓風(fēng)曝氣與推流式曝氣池——深井曝氣第四十二頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型

2、葉輪曝氣與完全混合曝氣池（1）分建式

曝氣池和沉淀池分別設(shè)置，既可使用表曝機，也可用鼓風(fēng)曝氣裝置。采用泵形葉輪時，曝氣池直徑與葉輪直徑之比為4.5~7.5。采用倒傘形和平板形葉輪時，曝氣池直徑與葉輪直徑之比為3~5。（2）合建式

靠表曝機的提升力使污泥循環(huán)，一般回流比較大，R＞1，甚至達(dá)到5。第四十三頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

鼓風(fēng)曝氣與葉輪曝氣的優(yōu)缺點和適用條件一般地說，表面機械曝氣的氧吸收率高（約為15～25%），鼓風(fēng)曝氣低（僅為6～10%）,所以前者耗電較后者少。鼓風(fēng)曝氣所用設(shè)備較多。但是當(dāng)廢水量很大，曝氣池需要設(shè)置相當(dāng)多的曝氣葉輪時，則費用劇增，超過鼓風(fēng)曝氣。因此，葉輪曝氣適用于水量較小的小型曝氣池，鼓風(fēng)曝氣適用于大水量的大型曝氣池。

當(dāng)廢水中存在大量的產(chǎn)生泡沫的物質(zhì)（如表面活性劑，堿等）時，若無有效的消沫措施，則不宜采用表面曝氣。

安裝曝氣葉輪時，安裝深度要適當(dāng)：浸沒深度過小，水面擾動雖然劇烈，但提升作用??；浸沒深度過大，其結(jié)果正好相反，兩者均要降低充氧效果。葉輪的周邊線速度一般為3～6m/s,線速度過小，充氧能力減弱；線速度過大，易破壞污泥絮體，影響沉降分離。三、曝氣池池型第四十四頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日三、曝氣池池型

3、兩種池形的結(jié)合第四十五頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日城鎮(zhèn)污水污水處理廠常用的工藝有8大類:普通活性污泥工藝、水解一好氧工藝、AB工藝、A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR及其改進工藝、土地處理工藝。針對這8大類工藝進行了技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分析。技術(shù)指標(biāo)指普通污染物去除效率、除磷脫氮效果、運行穩(wěn)定性及自控要求等；經(jīng)濟指標(biāo)評價包括能耗、投資、運行費用以及占地面積。污水處理工藝的指標(biāo)分析第四十六頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日對COD，BOD和SS的去除效率進行了調(diào)查。普通曝氣工藝、水解一好氧工藝、A/O工藝、A/A/O工藝、氧化溝系列工藝、SBR系列工藝、AB工藝相差不多，土地處理效率最低，但各工藝在合理的設(shè)計下都能夠達(dá)到出水達(dá)標(biāo)排放要求。技術(shù)指標(biāo)——普通污染物去除效率A為普通曝氣工藝；B為水解一好氧工藝；C為AB工藝；D為A/O工藝；E為尸/O工藝；F為卡式氧化溝；G為奧式氧化溝；H為交替式氧化溝；；I為一體化氧化溝；l為SBR工藝；K為MSBR工藝；I為IDEA工藝；M為ICEAS工藝；N為CASS工藝；O為UNITANK工藝；P為蘆葦濕地處理。各工藝BOD去除效率對比第四十七頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日從下圖可以看出，A/O工藝、A/A/O工藝明顯具有優(yōu)勢;氧化溝系列工藝、SBR系列工藝、水解一好氧工藝、蘆葦濕地工藝相對來講也可以根據(jù)實際情況選擇采用;AF;工藝和普通曝氣工藝在這方面顯得相對不足。技術(shù)指標(biāo)——除磷脫氮效果A為普通曝氣工藝；B為水解一好氧工藝；C為AB工藝；D為A/O工藝；E為尸/O工藝；F為卡式氧化溝；G為奧式氧化溝；H為交替式氧化溝；；I為一體化氧化溝；l為SBR工藝；K為MSBR工藝；I為IDEA工藝；M為ICEAS工藝；N為CASS工藝；O為UNITANK工藝；P為蘆葦濕地處理。第四十八頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日普通曝氣工藝運行經(jīng)驗積累豐富，運行穩(wěn)定性最高；A/O工藝、A/A/O工藝、氧化溝系列工藝(除一體化氧化溝),SBR系列工藝(除UNITANK工藝)、蘆葦濕地工藝運行穩(wěn)定性良好，相對的，水解-好氧工藝與AB工藝、一體化氧化溝工藝和UNITANK工藝的運行穩(wěn)定性尚無確切保證。技術(shù)指標(biāo)——運行穩(wěn)定性第四十九頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日

工藝的自控要求高低直接影響運行穩(wěn)定性、工程投資、員工素質(zhì)等。自控要求低(定性評價分值高)相對工藝來講穩(wěn)定性高，投資省，員工素質(zhì)要求較低，反之亦然。由圖可見氧化溝系列工藝自控水平要求相對低，而SBR系列工藝無一例外自控水平要求高；普通曝氣工藝自控水平要求非常高，因為目前普通曝氣工藝主要應(yīng)用于大型和超大型污水處理項目中的緣故。技術(shù)指標(biāo)——自控要求第五十頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日各工藝能耗本身相差不大，這是因為能耗很大部分在于提升泵房和鼓風(fēng)機房的電耗，而提升泵房的電耗主要取決于受納水體水面高程，進水管底標(biāo)高以及工藝水力損失，鼓風(fēng)機房的電耗主要取決于進出水水質(zhì)情況。相對而言，土地處理工藝能耗較低。經(jīng)濟指標(biāo)——能耗經(jīng)濟指標(biāo)——投資在投資方面，各種工藝除蘆葦濕地工藝以及Biolak工藝和多級A/O工藝采用土工構(gòu)筑物較小外，其他工藝相差不大。這是因為工藝研究伊始，經(jīng)濟性是決定其能否被廣泛使用的最根本也是最關(guān)鍵的因素之一。

第五十一頁，共五十六頁，編輯于2023年，星期日運行費用與投資一樣，是決定該工藝能否被廣泛使用最根本也是最關(guān)鍵的因素之一。除蘆葦濕地工藝外，其他工藝運行費用相差無幾。經(jīng)濟指標(biāo)——運行費用經(jīng)濟指標(biāo)——占地面積占地面積是制約工藝適用范