兩廢中心含氟廢水預處理項目投標方案（技術(shù)方案）

兩廢中心含氟廢水預處理項目投標方案

目錄

第一章項目優(yōu)化后初步設(shè)計總說明、圖紙及關(guān)鍵問題解決

方案等..........................................9

1.1.污染物與污染指標.........................10

1.1.1.主要污染物.........................10

1.1.2.污染物性質(zhì).........................10

1.1.3.污染指標...........................10

1.2.廢水水質(zhì)................................13

1.2.1.生活污水...........................13

1.2.2.工業(yè)廢水...........................13

1.3.廢水水質(zhì)控制標準........................14

1.3.1.地表水環(huán)境質(zhì)量標準.................14

1.3.2.污水排放標準.......................14

1.4.廢水處理方法和污泥處理方法概述...........15

1.4.1.按作用原理分.......................15

1.4.2.按處理程度分.......................16

1.4.3.污泥處理...........................16

1.5.廢水處理系統(tǒng)............................18

1.5.1.城市生活污水處理典型工藝流程........18

1.5.2.工業(yè)廢水處理.......................19

第二章廢水的物理處理...........................23

2.1.廢水的均化.............................23

1

2.1.1.廢水的均化目的.......................23

2.1.2.均量(水量調(diào)節(jié)).......................23

2.1.3.均質(zhì)(水質(zhì)均和).......................23

2.2.格柵和篩網(wǎng)...............................25

2.2.1.格柵................................25

2.2.2.篩網(wǎng).................................27

2.3.沉淀過程(沉淀處理).......................28

2.3.1.沉淀類型.............................28

2.3.2.沉砂池...............................28

2.4.上浮過程(浮上法).........................31

2.4.1.自然上浮過程.........................31

2.4.2.氣浮過程.............................32

2.4.3.氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用.............39

第三章廢水的好氧生物處理(一)——活性污泥法....40

3.1.廢水生物處理概述.........................40

3.1.1.廢水生物處理的目的和地位............40

3.1.2.廢水生物處理的基本原理..............40

3.2.活性污泥法基本原理.......................43

3.2.1.活性污泥基本概念與流程...............43

3.2.2.活性污泥的特點與組成.................45

3.2.3.活性污泥凈化廢水的機理與過程.........47

3.2.4.活性污泥的性能指標(評價方法).........47

3.3.活性污泥凈化反應(yīng)影響因素與主要設(shè)計運行參數(shù)50

3.3.1.活性污泥凈化反應(yīng)影響因素.............50

2

3.3.2.主要設(shè)計運行參數(shù).....................51

3.4.活性污泥法運行方式(處理系統(tǒng))...........54

3.4.1.傳統(tǒng)活性污泥法(普通活性污泥法).....54

3.4.2.漸減曝氣活性污泥法...................54

3.4.3.階段曝氣活性污泥法...................55

3.4.4.吸附再生活性污泥法...................55

3.4.5.完全混合活性污泥法...................55

3.4.6.延時曝氣活性污泥法...................56

3.4.7.高負荷活性污泥法.....................56

3.4.8.深水曝氣和深井曝氣...................57

3.4.9.純氧曝氣活性污泥法...................57

3.4.10.氧化溝.............................58

3.4.11.間歇式活性污泥法(SBR法)...........59

3.4.12.吸附-生物降解工藝(AB法)...........60

3.4.13.水解一好氧工藝.....................61

3.5.曝氣原理與曝氣池.........................63

3.5.1.氧轉(zhuǎn)移原理...........................63

3.5.2.曝氣設(shè)備.............................64

3.5.3.曝氣池(活性污泥反應(yīng)器).............65

3.6.二次沉淀池...............................67

3.6.1.二次沉淀池的功能要求.................67

3.6.2.二沉池的實際工作情況.................67

3.6.3.二沉池與初沉池的比較.................67

3.6.4.二沉池不宜加設(shè)斜板原因...............68

3

3.7.活性污泥法系統(tǒng)的運行管理.................69

3.7.1.活性污泥的培養(yǎng)馴化...................69

3.7.2.活性污泥處理系統(tǒng)檢測.................69

3.7.3.生物相鏡檢觀察.......................69

3.7.4.污泥處理系統(tǒng)的異常情況...............70

第四章廢水的好氧生物處理(二)——生物膜法......72

4.1.生物膜法基本原理.........................72

4.1.1.有機物降解機理.......................72

4.1.2.生物膜處理法的主要特征...............73

4.2.生物濾池.................................74

4.2.1.普通生物濾池.........................74

4.2.2.高負荷生物濾池.......................75

4.2.3.塔式生物濾池.........................76

4.2.4.曝氣生物濾池(BAF)......................................77

4.3.生物轉(zhuǎn)盤.................................79

4.3.1.概述.................................79

4.3.2.生物轉(zhuǎn)盤的特征.......................80

4.3.3.生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)的工藝流程與組合.....81

4.3.4.生物轉(zhuǎn)盤的新進展.....................81

4.4.生物接觸氧化法...........................82

4.4.1.概述.................................82

4.4.2.生物接觸氧化的基本構(gòu)造...............82

4.4.3.生物接觸氧化法的特征.................83

4.4.4.生物接觸氧化法的工藝流程.............84

4

4.5.生物流化床...............................85

4.5.1.概述.................................85

4.5.2.生物流化床基本構(gòu)造..................85

4.5.3.工藝類型.............................85

第五章施工組織設(shè)計.............................87

5.1.概述.....................................88

5.1.1.項目概況............................88

5.1.2.相關(guān)標準............................88

5.2.設(shè)計原則.................................89

5.2.1.節(jié)省用地.............................89

5.2.2.采用先進的、成熟可靠的技術(shù)...........89

5.2.3.建筑布局實用美觀.....................89

5.2.4.節(jié)約運行費用.........................89

5.2.5.合理先進的自動控制...................90

5.3.設(shè)計范圍.................................91

5.3.1.工藝水...............................91

5.3.2.污水.................................91

5.4.總體設(shè)計.................................93

5.4.1.設(shè)計規(guī)模.............................93

5.4.2.水質(zhì)水量.............................93

5.4.3.污水處理方案.........................93

5.4.4.工藝原理............................94

5.4.5.工藝流程圖...........................94

5.5.工程設(shè)計.................................95

5

5.5.1.工藝參數(shù)設(shè)計.......................95

5.5.2.主要工藝單元功能描述及主要設(shè)備性能參數(shù)95

5.6.經(jīng)濟技術(shù)指標...........................100

5.6.1.占地面積...........................100

5.6.2.直接運行費用.......................100

5.7.主要構(gòu)筑物及設(shè)備.......................103

5.7.1.污水處理站主要構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表...103

5.7.2.擬投入本標段的主要施工設(shè)備表.......104

5.7.3.擬配備本標段的試驗和檢測儀器設(shè)備表.107

5.7.4.勞動力計劃表.......................107

5.7.5.計劃開、竣工日期和施工進度網(wǎng)絡(luò)圖...108

5.7.6.施工總平面圖.......................111

5.7.7.臨時用地表.........................111

第六章質(zhì)量保證體系.............................112

6.1.技術(shù)服務(wù)承諾...........................112

6.1.1.售前技術(shù)服務(wù).......................112

6.1.2.實施過程技術(shù)服務(wù)...................112

6.1.3.質(zhì)量保證期技術(shù)服務(wù).................113

6.1.4.技術(shù)服務(wù)期技術(shù)服務(wù).................113

6.1.5.其他技術(shù)服務(wù).......................113

6.1.6.備品備件提供情況...................114

6.2.質(zhì)量保證措施...........................116

6.2.1.原料、輔助材料的質(zhì)量控制...........116

6.3.安全管理體系...........................122

6

6.3.1.安全管理體系.......................122

6.3.2.安全預案及措施.....................123

6.3.3.安全經(jīng)費保障.......................131

6.4.安全生產(chǎn)負責制.........................135

6.4.1.總經(jīng)理安全生產(chǎn)職責.................135

6.4.2.副總經(jīng)理安全生產(chǎn)職責...............136

6.4.3.部門經(jīng)理安全生產(chǎn)職責...............136

6.4.4.員工安全職責.......................137

6.4.5.班組長安全生產(chǎn)職責.................138

6.4.6.生產(chǎn)操作人員安全生產(chǎn)職責...........139

第七章工程調(diào)試、試運行方案...................141

7.1.調(diào)試步驟注意事項.......................141

7.1.1.調(diào)試程序...........................141

7.1.2.主體設(shè)備及構(gòu)筑物調(diào)試...............143

7.2.使用操作與運行管理.....................149

7.2.1.污泥沉降比測定方法.................149

7.2.2.日常操作項目.......................149

7.3.故障分析與排除.........................151

7.3.1.不按照流程正常產(chǎn)水.................151

7.3.2.風機不曝氣.........................151

7.3.3.溢流報警紅燈亮，蜂鳴器報警.........151

7.3.4.泵及風機報警紅燈閃亮...............151

7.3.5.總電源燈不亮.......................151

7.3.6.報警指示紅燈亮，但蜂鳴器不響.......152

7

7.3.7.系統(tǒng)滲漏...........................152

7.3.8.水泵工作時噪音大，管路震動.........152

7.3.9.壓力表無顯示.......................152

7.3.10.泵的故障...........................153

第八章售后服務(wù)承諾.............................155

8

第一章項目優(yōu)化后初步設(shè)計總說明、圖紙及關(guān)鍵問題

解決方案等

一、概念

1、廢水——水在社會循環(huán)中，喪失了使用價值而被廢

棄外排的水，強調(diào)廢棄的一面。

2、污水——是被污染物污染了的水，強調(diào)臟污的一面。

二、分類

按廢水的來源分：生活污水、工業(yè)廢水、初期雨水、城

鎮(zhèn)污水

按污染物的化學類別分：有機廢水、無機廢水

按毒物的種類分：含酚廢水、含汞廢水

按廢水產(chǎn)生的工藝分：焦化廢水、冶金廢水、制藥廢水、

食品廢水、印染廢水、冷卻廢水等

三、污水的出路

1、排放水體2、灌溉農(nóng)田3、水產(chǎn)養(yǎng)殖4、

重復利用

四、污水的危害

1、危害人體健康；2、影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；3、影響景觀

環(huán)境；4、影響漁業(yè)資源；

5、破壞生態(tài)平衡。

9

1.1.污染物與污染指標

1.1.1.主要污染物

固體污染物、需氧污染物、毒性污染物、營養(yǎng)污染物、

生物污染物、感官污染物、酸堿污染物、油類污染物、熱污

染物及其它污染物等。

1.1.2.污染物性質(zhì)

按化學物質(zhì)分：有機物、無機物

按物理形態(tài)大小分：懸浮物、膠體、溶解性

1.1.3.污染指標

1、物理性指標：溫度、色度、嗅和味、固體物質(zhì)

固體物質(zhì)：總固體(TS);溶解固體物質(zhì)(DS);懸浮

固體物質(zhì)(SS);揮發(fā)性固體(VS)

固體性固體(FS)

2、化學性指標

(1)有機物：BOD、COD、CODMn簡稱0C、TOC、TOD、

油類污染物、酚類污染物

通常生活污水的BOD5:BOD20≈0.7。BOD5和COD的比

值是衡量廢水可生化性的一項重要指標，比值愈高，可生化

性愈好，一般認為，該值B0D5/COD大于0.3即宜進行生化

處理。

第一階段(碳化階段)——有機物被氧化成C02、H20、

10

NH3;

第二階段(硝化階段)——NH3被氧化為N02-和N03-。

BOD5=70%BOD20

(2)無機物：植物營養(yǎng)元素、pH和堿度、重金屬

含氮化合物關(guān)于氮的幾個指標：

有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。

TN:一切含氮化合物以N計量的總稱。

TKN:TN中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸

鹽氮。

氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。

NOx-N:亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。

含磷化合物

有機磷有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等

含磷化合物

無機磷磷酸鹽：正磷酸鹽(P043-);磷酸氫鹽

(HPO42-);磷酸二氫鹽(H2P04-);

偏磷酸鹽(P03-)

聚合磷酸鹽：焦磷酸鹽(P2074一);三磷酸鹽(P30105-);

三磷酸氫鹽(HP3092-)

3、生物性指標

(1)細菌總數(shù)水中細菌總數(shù)反映了水體有機污染程

度和受細菌污染的程度。

11

常以細菌個數(shù)/mL計。

飲用水：<100個/mL;醫(yī)院排水：<500個/mL

(2)大腸菌群大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染

的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性，常以大腸菌群

數(shù)/L計。

飲用水：<3個/L;城市排水：<10000個/L;游泳池：

<1000個/L

河流的自凈作用

概念：河流中的污染物質(zhì)在河水向下游流動過程中濃度

自然降低的現(xiàn)象。

按凈化機制分類：

物理凈化一稀釋、擴散、沉淀；

化學凈化一氧化、還原、分解

生物凈化一水中微生物氧化分解有機物

氧垂曲線：水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，

到臨界點后又逐步回升的過程。

12

1.2.廢水水質(zhì)

1.2.1.生活污水

COD=400-500mg/1,BOD5=200-300mg/1;N=40mg/1;

P=10mg/1SS=200mg/l;

Temperature=10～20℃

1.2.2.工業(yè)廢水

啤酒廢水：COD=2000-3500mg/l;酒精廢水：COD=3-6

萬mg/1;

味精廢水：COD=6-10萬mg/1;造紙黑液：COD=10-15

萬mg/1。

13

1.3.廢水水質(zhì)控制標準

1.3.1.地表水環(huán)境質(zhì)量標準

水體分類：

I類主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；

II類主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保護

區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵區(qū)；

III類主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護

區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；

IV類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸

的娛樂用水區(qū)；

V類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域。

1.3.2.污水排放標準

1、濃度標準

2、總量控制標準

3、國家排放標準(主要有“污水綜合排放標準”等)

4、行業(yè)排放標準

5、地方排放標準

污水綜合排放標準

I類(13項):對人體健康產(chǎn)生長遠影響，不允許稀釋，

一律執(zhí)行嚴格標準。

II類(26項):長遠影響小于I類針對排放區(qū)域和新建、

14

現(xiàn)有，執(zhí)行不同的標準。仍按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標準。

1.4.廢水處理方法和污泥處理方法概述

1.4.1.按作用原理分

(1)物理法：通過物理作用分離污水中主要呈懸浮態(tài)

的污染物質(zhì)。

①篩濾法(截留)——格柵、篩網(wǎng)、砂濾、壓濾機

②沉淀法(重力分離)——沉砂池、沉淀池、隔油池

③氣浮法——加壓溶氣氣浮

④反滲透法(半滲透膜)

(2)化學法、物理化學法：利用某種化學反應(yīng)使廢水

中污染物質(zhì)的性質(zhì)或形態(tài)發(fā)生改變，而從水中除去的方法。

①混凝

②中和法(處理酸堿廢水)

③氧化還原

④電解法(如處理含鉻、氰等廢水)

⑤吸附法(如脫色，除臭，含砷、汞等)

⑥電滲析法

⑦離子交換

⑧萃取

⑨汽提(吹脫)

(3)生物法：利用微生物新陳代謝功能，使污水中溶

15

解、膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)被降解為無害化合物。

①好氧生物處理法——活性污泥法、生物膜法；

②厭氧生物處理法；

③自然條件下生物處理法。

1.4.2.按處理程度分

(1)一級處理(Primarytreatment)——去除呈懸浮

態(tài)的固體污染物，也稱預處理。

(2)二級處理(Secondarytreatment)——去除呈膠

體或溶解態(tài)的污染物，也稱常規(guī)處理(生物處理)。

(3)三級處理(Tertiarytreatment)——去除氮、

磷等營養(yǎng)物質(zhì)，難降解的有機物，出水回收利用，也稱深度

處理(高級處理)。

BOD去除率(%)SS去除率(%)N(%)P

(%)

一級處理25-4050-70

二級處理75—95(20-30mg/L)75-95

25-5510-30

三級處理>99(5mg/L)>99

50-9594

1.4.3.污泥處理

污泥中含有大量水、有機物、營養(yǎng)物、細菌、寄生蟲等。

16

處理方法：

(1)去水處理(濃縮：含水率降到95-98%;脫水：含

水率進一步降到65-85%;干化：含水率進一步降到40-45%

以下等。)

(2)穩(wěn)定處理(好氧、厭氧消化等)

(3)最終處置(填地、投海、焚燒等)

(4)綜合利用

17

1.5.廢水處理系統(tǒng)

1.5.1.城市生活污水處理典型工藝流程

典型的城市污水主要來源時城市居民生活污水，主要的

去除對象是有機污染物，一般用BOD5和COD為指標。一般

城市污水中的污染物易于生物降解，所以主要采用生物處理

方法。

一級處理二級處理

(物理處理(生物處理

生物處理設(shè)備

初次沙池活性污泥法成生物膜法)二次

DL定泄消毒投氯

0砂池

原污水格冊

摔或成三級處理

M氣利用

污泥消化池

污泥濃帽池

瀉定利用

脫水和

一污水流程十燥多

…同泥流程

一消化氣0留氣污泥處H

圖2.5.1城市二級污水處理廠典型工藝流程圖

城市生活污水處理典型工藝流圖(見下圖)

18

一級處理二統(tǒng)處理三統(tǒng)處理

廢水生物爆氣池化學、吸附、離子

格田沉吵池沉淀池二次沉淀池

或生物濾池交換、消毒等設(shè)備

回流污泥

一級處理出水二級處理出水三級處理出水

(排放、灌溉)(排放、濯高(排放、)

泥

污

泥

沉

初

污

余

污泥污泥處置或利用

消化池脫水

1.5.2.工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水種類繁多(如印染廢水、化工廢水、造紙廢水、

農(nóng)藥廢水等),水質(zhì)、水量變化大，沒有典型的處理系統(tǒng)(不

象城市生活污水，水質(zhì)、水量較穩(wěn)定，有典型的處理系)。

一般大多以生物處理為主；

但常有前處理——調(diào)節(jié)、氣浮除油、中和等；

根據(jù)需要有后處理——混凝、過濾、活性炭吸附等。

重要課題：難降解有機物工業(yè)廢水的治理技術(shù)，如農(nóng)藥

廢水、造紙廢水、染料廢水等。

19

沼氣排放

高濃度啤酒廢水達標排放

格柵→集水井調(diào)節(jié)沉淀池UASBCAS

污泥外運

集泥井污泥濃縮池

上清液

啤酒廢水處理典型工藝流程

污混

投藥

投藥

淀

廢水調(diào)節(jié)池預處理厭氧反應(yīng)器好氧后處理

出水達標排放

回流水或稀釋水

生活污水預處理污泥處理曝氣

制藥廢水處理的基本工藝流程

20

0H-

鞣制廢水-貯存池反應(yīng)沉淀池鉻泥濾池鉻泥回收

空氣-

綜合廢水格柵預沉池調(diào)節(jié)池氣浮池氧化溝二沉池

污泥回流PAC

污泥濃縮池斜沉池

排放

污泥干化場

泥餅外運

制革廢水處理工藝流程

去用

貯氣罐戶

清水

沼氣

v

水一調(diào)節(jié)池酸化罐中和池UASB反應(yīng)器沉淀池

個

v

出水灌溉

糖蜜酒精廢水處理工藝流程圖

21

離子交換廢水一中和器

廢糖水原液其他廢水

三遍廢糖水調(diào)節(jié)池UASB厭氧反應(yīng)曝氣調(diào)節(jié)池2

板框沖水

藥劑

空氣空氣

反應(yīng)氣浮池沉淀池2接觸氧化池沉淀池

廢水處理后達標排放

檸檬酸廢水處理典型流程

風機房

加藥間排放

PPAN、PPPA

綜合廢水→格柵泵房初沉池曝氣池二沉池反應(yīng)沉淀池

-回流污泥

柵渣(漿回收)

污泥池…泵污泥濃縮池

清液

泥餅外運脫水機均質(zhì)池

造紙廢水處理工藝流程

22

第二章廢水的物理處理

2.1.廢水的均化

2.1.1.廢水的均化目的

為處理設(shè)備創(chuàng)造良好的工作條件，使其處于最優(yōu)的穩(wěn)定

運行狀態(tài)，同時，還能減小設(shè)備容積，降低成本。

2.1.2.均量(水量調(diào)節(jié))

水量調(diào)節(jié)池是一座變水位的貯水池，來水重力流，出水

用泵抽，貯存盈余，補充短缺。

生產(chǎn)周期T內(nèi)廢水總量WT(m3)

WT=qiti

式中：qi——ti時段內(nèi)廢水的平均流量，m3/h;

ti——時段，h。

在周期T內(nèi)廢水平均流量Q(m3/h)

QWT/T

2.1.3.均質(zhì)(水質(zhì)均和)

不僅要求有足夠的池容，而且要求不同時段流入池內(nèi)的

廢水都能達到完全混合。

混合方式：

水泵攪拌混合

1、用動力混合氣攪拌混合

23

機械攪拌混合

2、用水力混合

普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池

物料平衡：C1QT+COV=C2QT+C2V

式中：Q——取樣間隔時間內(nèi)的平均流量；

C1——取樣間隔時間內(nèi)進入調(diào)節(jié)池污物濃度；

T——取樣間隔時間；

C0——取樣間隔開始時調(diào)節(jié)池內(nèi)污物濃度；

C2——取樣間隔終了時調(diào)節(jié)池出水污物濃度；

V——調(diào)節(jié)池容積。

當在一個取樣間隔時間內(nèi)出水濃度C2不變，則上式為：

C2(C1T+COV/Q)/(T+V/Q)

而調(diào)節(jié)池容積V=Q平均×t停留。

24

2.2.格柵和篩網(wǎng)

2.2.1.格柵

1、格柵的作用

用以截留廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，減輕后續(xù)處理

構(gòu)筑物的負荷，以免堵塞水泵及管道。

2、安裝位置

格柵設(shè)在污水處理廠中所有處理構(gòu)筑物之前，或設(shè)在泵

站之前。

3、格柵分類

(1)按形狀分

型：柵條在框架的外側(cè)

F-D-型：柵余仕框架的內(nèi)測

(固定曲面格柵

曲面格柵：

旋轉(zhuǎn)鼓筒式格柵

(2)按柵條凈間隙e來分

25

粗格柵：e=50~100mm

中格柵：e=10~-40mm

細格柵：e=3~10mm

(3)按清渣方式來分

人工清渣格柵：格柵傾角α=30~45°

固定式：清渣機寬度與格柵相等

機械清渣格柵格柵傾角x=60°、75°、90°

活動式：清渣機寬度與格柵不相等

4、設(shè)計參數(shù)

過柵流速：0.6～1.0m/s

柵前渠道內(nèi)流速：0.4～0.9m/s

柵前傾角：45°~75°,90°

水頭損失一般為：0.08～0.15m

柵渣量標準：與格柵間間隙大小有關(guān)

柵條間隙e

16～25mm:0.10～0.05m3渣/103m3污水

30～50mm:0.03～0.01m3渣/103m3污水

柵渣含水率80%±,容重960kg/m3

當柵渣量>0.2m3/日，則應(yīng)采用機械清渣

26

2.2.2.篩網(wǎng)

1、篩網(wǎng)的作用

去除紡織、造紙、制革、洗毛等工業(yè)廢水中含有細小纖

維狀的懸浮物質(zhì)

2、裝置類型

轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng)、振動篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)(靠水力作用旋轉(zhuǎn))

等。

柵渣的的去除：填埋、焚燒、堆肥、或粉碎后返回廢水

中。

27

2.3.沉淀過程(沉淀處理)

①砂粒沉砂池

②化學沉淀

③混凝絮體→沉淀池

④生物污泥/

⑤污泥濃縮→濃縮池

2.3.1.沉淀類型

自由沉淀絮凝沉淀層狀沉淀壓縮沉淀

2.3.2.沉砂池

1、沉砂池作用

(1)去除污水中比重較大的無機物顆粒物

(2)減輕磨損

(3)減輕沉淀池的負荷

2、沉砂池的主要類型

(1)平流式沉砂池

(2)曝氣沉砂池

(3)鐘式(旋流)沉砂池

(4)多爾沉砂池

3、平流式沉砂池

平流式沉砂池是最常用的一種沉淀池，它的截流效果好，

工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡單，而且易于排除泥砂。結(jié)構(gòu)特點：平流

28

式沉砂池的水流部分，實際上是一個有所加深加寬的明渠，

兩端沒有閘板，以控制水流。

4、曝氣沉砂池

(1)工作特點

普通沉砂池的一大缺點是其截流的沉砂中夾雜一些有

機物。對被有機物包覆的砂礫的截流效果不高，而且沉渣容

易腐敗發(fā)臭，難以處置。

曝氣沉砂池能夠克服上述缺點，沉砂中有機物的含量

低于5%,一般長期存放不腐敗。

(2)曝氣的作用

①水力旋流使砂粒與有機物分離，沉渣不易腐??；

②預曝氣充氧、氧化部分有機物，防止污水厭氧

分解(脫臭)。

(4)設(shè)計參數(shù)

①vmax旋轉(zhuǎn)=0.25-0.30m/sV水平=0.08-0.12m/s

②停留時間：1～3min

③有效水深2～3m

④寬深比1～1.5,長寬比約為5

5、鐘式(旋流)沉砂池

1984年由英國提出，鐘式沉砂池是利用機械力控制水流

流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀并使有機物隨水流帶走的沉砂

裝置。調(diào)整轉(zhuǎn)速，可達到最佳沉砂效果.

29

6、多爾沉砂池

1984年美國提出，沉砂被旋轉(zhuǎn)刮痧機刮到排砂坑，用往

復齒耙把有機物洗掉，洗下來的有機物隨污水一起回流到沉

砂池，沉砂池有機物含量<10%,最大設(shè)計流速為0.3m/s。

30

2.4.上浮過程(浮上法)

自然上浮過程——在重力作用下，利用污染物質(zhì)與水之

間自然存在的密度差，使其上浮至水面的過程稱為“自然上

浮”。如油品的去除。

氣浮過程——利用在廢水中產(chǎn)生的大量微小氣泡作為

載體，使廢水中微細的疏水性懸浮顆粒粘附于氣泡上，隨氣

泡上浮到水面形成泡沫層而加以去除的過程則稱為“氣浮”。

2.4.1.自然上浮過程

1、概述

(1)處理對象：主要為含油廢水(密度小于1)。

(2)廢水來源：石油開采煉制、煤化工、石油化工及

輕工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中排放大量的含油廢水。

(3)油在廢水中存在的狀態(tài)

①可浮油——直徑>60-100μ(微米),易浮于水面。

②乳化油——呈乳化狀態(tài)浮于水中，不能上浮，直徑5

—18μ。

③溶解油——溶解于污水中。

(4)油品對環(huán)境的危害

①形成一層分子膜，污染水質(zhì)；

②水中溶解氧02含量下降；

③生成C02、形成H2C03、PH↓、濁度↑(微生物降

31

解油時產(chǎn)生);

④不能灌溉，農(nóng)業(yè)灌溉要求含油量中50ppm;

⑤不能生物處理，生物處理要求含油量30-50ppm。

(5)油品自然上浮法分離設(shè)備

設(shè)備——隔油池；

隔油池結(jié)構(gòu)形式——①普通平流式隔油池，

②斜板隔油池。

2、隔油池

(1)平流式隔油池

污水從池一端流入，從另一端流出，比重小于1的浮油

上浮，水面設(shè)集油管，可去除油珠不低于100—150μ。

(2)斜板隔油池

根據(jù)淺池理論，池內(nèi)設(shè)斜板，間距20-50mm,水流向下

流

動，油珠向上浮動，異向分離，泥渣滑向池底，可去除

60μ油珠，停留時間短。

2.4.2.氣浮過程

(一)氣浮的基本原理

1、基本概念

往水中通入空氣，產(chǎn)生高度分散的微小氣泡，(有時還

需要投加混凝劑或浮選劑),使水中的懸浮物與空氣泡粘附

在一起，靠氣泡的浮力(視密度<1)一起上浮到水面，形成

32

浮渣而加以去除，實現(xiàn)固液或液液分離的過程。

2、實現(xiàn)氣浮分離的必要條件

①必須向水中提供足夠數(shù)量的微細氣泡(氣泡理想尺寸

為15～30μm);

②必須使懸浮物呈懸浮狀態(tài)；

③必須使氣泡與懸浮物產(chǎn)生粘附作用，從而附著于氣泡

上浮升。

3、懸浮顆粒與氣泡粘附的原理

水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于顆粒表

面的性質(zhì)。顆粒表面易被水濕潤，該顆粒屬親水性；如不易

被水濕潤，屬疏水性。親水性與疏水性可用氣、液、固三相

接觸時形成的接觸角大小來解釋。在氣、液、固三相接觸時，

固、液界面張力線和氣、液張力線之間的夾角稱為濕潤接觸

角以θ表示。為了便于討論，液、氣、固體顆粒三相分別用

1,2,3表示。如圖所示，如θ<900為親水性顆粒，不易與

氣泡粘附，θ>900為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。

在氣、液、固相接觸時，三個界面張力總是平衡的。以

σ表示界面張力，有：

—θ)+02.3

式中：σ1.3——液、固界面張力；

01.2——液、氣界面張力；

σ2.3——氣、固界面張力；

33

0——接觸角。

水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為

W1=01.3十o1.2,而粘附后則減為W2=02.3,界面能減少

的數(shù)值為：△W=W1一W2=σ1.3十σ1.2一σ2.3

得；△W=01.2(1-cosθ)

,即顆粒完全被水濕潤，cosθ→1,△W→0,顆粒不與氣

泡粘附，就不宜用氣浮法處理；

當θ→180,顆粒完全不被水濕潤，cosθ→-1,△W→

201.2,顆粒易于與氣泡粘附，宜于氣浮法處理；

此外如σ1.2很小，△W亦小，也不利于氣泡與顆粒的

粘附。

4、投加化學藥劑對氣浮效果的促進作用

(1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性

(2)利用混凝劑脫穩(wěn)

以油的顆粒為例，表面活性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒

上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍

了一層負電荷，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了ζ-電位，不僅

阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。為此在氣浮之前，

宜將乳化穩(wěn)定體系脫穩(wěn)、破乳。

(3)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì)

(二)氣浮的分類與特點

根據(jù)氣泡產(chǎn)生的方式氣浮法分為：

34

(1)電解氣浮法；

(2)散氣氣浮法：

①擴散板曝氣氣??；

②葉輪氣浮。

(3)溶氣氣浮法：

①溶氣真空氣浮；

②加壓溶氣氣?。?/p>

A全溶氣流程；

B部分溶氣流程；

C回流加壓溶氣流程。

1、電解氣浮法

(1)工作原理

陽極和陰極產(chǎn)生氫氣和氧的微細氣泡，將廢水中的污染

物顆?；蛳冉?jīng)混凝處理所形成的絮凝體粘附而上浮至水面，

生成泡沫層，然后將泡沫刮除，實現(xiàn)分離去除污染物質(zhì)。

2H+2eHOH-4e2H

00

電解氣浮法產(chǎn)生的氣泡尺寸遠小于溶氣法和散氣法。除

了用于固液分離外，電解氣浮法還有降低COD、氧化、脫色

和殺菌的作用。對廢水負荷變化適應(yīng)性強，產(chǎn)生污尼量小，

占地少，不產(chǎn)生噪音。

2、散氣氣浮法

35

(1)微孔曝氣氣浮法

該法是通過微孔陶瓷、微孔塑料等板管將壓縮空氣形成

氣泡分散于水中實現(xiàn)氣浮。此法簡單

易行，但所得氣泡偏大，氣泡直徑可達1—10mm,氣浮

效果不佳

(2)剪切氣泡氣浮法

此法是將空氣引至高速旋轉(zhuǎn)葉輪，利用旋轉(zhuǎn)葉輪造成負

壓吸人空氣，廢水則通過葉輪上固定蓋板上的小孔進入葉輪，

在葉輪攪動和導向葉片的共同作用下，空氣被粉碎成細小氣

泡。

3、溶氣氣浮法

根據(jù)氣泡析出時所處壓力不同，溶氣氣浮法分為：

溶氣真空氣?。嚎諝庠诔夯蚣訅合氯苋胨?，在負壓

下析出。

加壓溶氣氣?。嚎諝庠诩訅合氯苋胨?，在常壓下析出。

(1)溶氣真空氣浮

此法優(yōu)點是：氣泡形成、氣泡粘附于微粒以及絮

凝體的上浮都處于穩(wěn)定環(huán)境，絮體很少被破壞，氣浮

過程能耗小。

其缺點是：容氣量小，不適于處理含懸浮物濃度

高的廢水；氣浮在負壓下運行，刮渣機等設(shè)備都要在

密封氣浮池內(nèi)，所以氣浮池的結(jié)構(gòu)復雜，維護運行困

36

難，故此法應(yīng)用較少。

(2)加壓溶氣氣浮

①工作原理

在加壓條件下，使空氣溶于水，形成空氣過飽和狀態(tài)。

然后減至常壓，使空氣析出，以微小氣釋放于水中，實現(xiàn)氣

浮，此法形成氣泡小，約20～100μm,處理效果好，應(yīng)用廣

泛。

②加壓溶氣氣浮工藝流程

A全溶氣流程

B部分溶氣流程

C回流加壓溶氣流程

(3)加壓溶氣氣浮系統(tǒng)的設(shè)計

①溶氣方式

a、采用水泵吸水管上吸入空氣；

b、在水泵加壓管上設(shè)置射流器吸入空氣；

c、采用空氣壓縮機供氣。

②空氣飽和設(shè)備：

加壓泵：

溶入空氣量V=KTP(L/m3水)

式中：P——空氣所受的絕對壓力(Pa)

KT——溶解常數(shù)，

設(shè)計空氣量V’=1.25V(L/m3水)

37

③溶氣水的減壓釋放設(shè)備：要求微氣泡的直徑20-100um

●減壓閥(截止閥)

每個閥門流量不同，氣泡合并現(xiàn)象，閥芯、閥桿、螺栓

易松動。

●專用釋放器

TS型溶氣釋放器>0.15Mpa,釋放溶氣量的99%

TJ型溶氣釋放器在0.2Mpa以上低壓下工作，凈水效果

良好

TV型溶氣釋放器氣泡微細20-40um

(4)氣浮池

●平流式氣浮池

優(yōu)點是池身淺，造價低廉，構(gòu)造簡單，管理方便；缺點

是分離區(qū)容積利用率不高。

●豎流式氣浮池

優(yōu)點是接觸區(qū)在池中央，水流向四周擴散，水力條件比

平流式好；

缺點是構(gòu)造復雜。

(5)平流式矩形氣浮池的設(shè)計

設(shè)計參數(shù)：

●H有效=2.0-2.5m;q=5-10m3/m2·h;

t停留=10-20min;L/B=1:(1-1.5)。

●U上升(接觸區(qū)下端)=20mm/s;

38

U上升(接觸區(qū)上端)=5-10mm/s;

t停留≥2min;

隔板角度600;

隔板直段高度300-500mm。

分離區(qū)U下=1-3mm/s(含溶氣水回流量)

2.4.3.氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用

1、氣浮法在石油化工廢水處理中的應(yīng)用

氣浮法在石油化工廢水處理中的應(yīng)用占用很重要的地

位。在氣浮處理之前，一般有調(diào)節(jié)池和隔油池，在氣浮處理

之后，一般有后續(xù)生化處理。所以氣浮法對于生化處理來講

仍屬于預處理工藝。

2、造紙廠白水處理

3、染色廢水處理

4、取代二沉池進行泥水分離

5、污泥濃縮處理

39

第三章廢水的好氧生物處理(一)——活性污泥法

3.1.廢水生物處理概述

3.1.1.廢水生物處理的目的和地位

1、廢水生物處理的目的

①絮凝和去除廢水中不可自然沉淀的膠體狀固體物；

②穩(wěn)定和去除廢水中的有機物；

③去除營養(yǎng)元素氮和磷。

2、廢水生物處理的地位

①特色明顯：能降解的污染物種類多、投資省、操作簡

便、運行費用低

②應(yīng)用領(lǐng)域廣：工業(yè)廢水、生活污水的處理；水體凈化；

環(huán)境修復

③占據(jù)份額大：城市生活污水90%;工業(yè)污水60%以上

④以二級處理為主，也可用預處理

3.1.2.廢水生物處理的基本原理

1、好氧生物處理

好氧氧化包括二個過程，即有機物的分解和原生質(zhì)的合

成：

而原生質(zhì)的同化合成是以NH3為氮源產(chǎn)生新的微生物：

40

酯和能量

原生質(zhì)的分解(內(nèi)源呼吸):

微生物增殖部分

內(nèi)源呼吸部分+能

原生質(zhì)

O?同化合成

有機物

微生物異化合成

能量+代謝產(chǎn)物

!(CO?,H?O,NO?,so2,PO?3,NH?)等

余能釋放

隨水排走

圖7-1有機物的好氧分解過程

2、厭氧生物分解

成

原生質(zhì)

釋放微生物原生質(zhì)

有機物微生物

化合成CO?.CH?+能

能量+有機酸，醇，醛及

CO?NH?,H?S等

圖7-2有機物厭氧分解圖式

41

3、好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別

(1)起作用的微生物群種不同(2)產(chǎn)物不同(3)反

應(yīng)速度不同

好氧分解——提供02作H的受體，有機物轉(zhuǎn)化速度快。

厭氧分解——不需供02,無02作H的受體，轉(zhuǎn)化速度

慢，效率低，時間長，副產(chǎn)物多。

(4)對環(huán)境條件要求不同

好氧生物處理要求充足供氧，對其它環(huán)境條件要求不太

嚴格；厭氧生物處理要求絕對厭氧環(huán)境，對其它環(huán)境條件(如

pH值，溫度等)要求甚嚴，一般要求有機物濃度>1000mg/1。

42

3.2.活性污泥法基本原理

1912年英國人ClarkandCage發(fā)現(xiàn)對廢水進行長時間

曝氣會產(chǎn)生污泥并使水質(zhì)明顯改善，其后ArdenandLackett

進一步研究，發(fā)現(xiàn)由于實驗容器洗刷不干凈，瓶壁留下殘渣

反而使處理效果提高，從而發(fā)現(xiàn)活性微生物菌膠團，定名為

活性污泥。

1916年英國建成第一座污水活性污泥法處理廠。

3.2.1.活性污泥基本概念與流程

1、活性污泥

污水通氣一段時間后，形成一種由大量微生物群體構(gòu)成

的易于沉淀的絮凝體。

2、基本工藝流程

空氣一

廢水—初沉池曝氣池二沉池處理水

剩余污泥

回流污泥

圖7-3普通活性污泥法處理系統(tǒng)

43

空氣

進水出水

曝氣池二次

回流污泥

剩余污泥

活性污泥法的基本流程

活性污泥法的基本組成

①曝氣池：反應(yīng)主體，有機物與活性污泥充分接觸，并

吸附和氧化分解有機污染物。

②二沉池：a)進行泥水分離，保證出水水質(zhì)；b)保證

回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。

③污泥回流系統(tǒng)：a)維持曝氣池的污泥濃度；b)改變

回流比，改變曝氣池的運行工況。

④剩余污泥排放系統(tǒng)：a)是去除有機物的途徑之一；b)

維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

⑤曝氣系統(tǒng)：a)提供足夠的溶解氧；b)起混合攪拌作

用

活性污泥系統(tǒng)有效運行的基本條件是

①廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物；

44

②混合液含有足夠的溶解氧；

③活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)；

④活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保

持一定濃度的活性污泥；

⑤無有毒有害的物質(zhì)流入。

3.2.2.活性污泥的特點與組成

1、特點

(1)活性污泥(生物絮凝體)為黃褐色絮凝體顆粒

(2)顆粒?。害?0.02～2mm

(3)表面積大：20～100cm2/ml;(2000～10000)m2/m3

污泥

(4)含水率高：99%。

(5)密度：一般為1.002～1.006g/cm3。

2、組成

(1)Ma——活性污泥微生物；

(2)Me——活性污泥代謝產(chǎn)物；

(3)Mi——活性污泥吸附的難降解惰性有機物；

(4)Mii——活性污泥吸附的無機物。

一般有機物約占75-85%,無機物約占15-25%。

3、活性污泥中的微生物

(1)細菌：以異養(yǎng)型的原核細菌為主，107-108個/ml,

可形成菌膠團；

45

(2)真菌：主要是霉菌、一般呈絲狀；

(3)原生動物：主要有肉足蟲、鞭毛蟲、纖毛蟲等；

(4)后生動物：如輪蟲、線蟲。

4、活性污泥的增殖規(guī)律及其應(yīng)用

(1)活性污泥的增殖曲線

①適應(yīng)期：適應(yīng)環(huán)境的過程，一般數(shù)量不增加，個體形

態(tài)發(fā)生變化；

②對數(shù)增長期：F/M較大，營養(yǎng)充分，氧利用最大，微

生物增殖速率和有機物降解速率最大。污泥活動力強，污泥

松散，不易沉降(利