污水處理課件-基礎(chǔ)知識

污水處理基礎(chǔ)知識第一節(jié)、相關(guān)法律法規(guī)

1.《水污染防治法》和《環(huán)境保護(hù)法》2.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918－2002（該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠出水、廢氣排放和污泥處置的污染物限值3.水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

Ⅰ類：源頭水，國家自然保護(hù)區(qū)

Ⅱ類：集中式生活飲用水水源地一級保護(hù)區(qū)

Ⅲ類：集中式生活飲用水水源地二級保護(hù)區(qū)

Ⅳ類：工業(yè)用水、娛樂用水

Ⅴ類：農(nóng)業(yè)用水、景觀用水分級標(biāo)準(zhǔn)一、根據(jù)污水廠排入地表水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行分級1.一級標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)是城鎮(zhèn)污水處理廠出水作為回用水的基本要求。當(dāng)污水處理廠出水引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)2.城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入地表水Ⅲ類功能水域（劃定的飲用水水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)除外）、

海水二類功能水域和湖、庫等封閉或半封閉水域時，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)。3.城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入地表水Ⅳ、Ⅴ類功能水域或

海水三、四類功能海域，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)、城市污水來源及性質(zhì)一、污水來源生活污水：C,N,P工業(yè)廢水:生產(chǎn)污水(廢料污染）和生產(chǎn)廢水雨水:水量和無機(jī)顆粒（合流制、分流制)二、污水的性質(zhì)

物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)，生物性質(zhì)（一）污水的物理性質(zhì)及指標(biāo)1.水溫：10-20℃，升高則耗氧速率增加2.色度：表色（SS），真色（DS）3.臭味：生活污水來源于有機(jī)物腐敗，生產(chǎn)污水來源于硫和氮的化合物及揮發(fā)性有機(jī)物，氨和H2S4.固體物質(zhì)：總固體（TS）：懸浮物（SS）、溶解物（DS）、揮發(fā)性固體（VS）、固定性固體（FS）(二)污水的化學(xué)性質(zhì)和指標(biāo)

1.酸堿度：PH6.5-7.56-9可接受范圍2.氮磷：總氮（TN）：有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮凱氏氮（KN）：有機(jī)氮、氨氮磷：有機(jī)磷、無機(jī)磷（洗滌劑，泡沫）3.硫酸鹽和硫化物4.無機(jī)有毒物質(zhì)：氰化物、砷、重金屬離子

5.有機(jī)物：可生化降解的與難生物降解的（1）生化需氧量BOD：水中有機(jī)物被好氧微生物氧化分解成無機(jī)物時所消耗的溶解氧20優(yōu)點：可以確切反映污水對水體的有機(jī)污染缺點：測定慢、受水質(zhì)影響（2）化學(xué)需氧量COD：用強(qiáng)氧化劑將水中有機(jī)物氧化成H2O和CO2時所消耗氧化劑中的氧量氧化劑：K2Cr2O7－重鉻酸鉀KMnO4－高錳酸鉀

（3）其它：總有機(jī)碳TOC

總需氧量TOD（4）討論：①BOD5：五天生化需氧量BOD20：完全生化需氧量

BOD5/BOD20=0.7②BOD5/COD表示污水可生化性

BOD5/COD>0.3適宜生化處理

BOD5/COD<0.25不宜生化處理③一般情況下：

TOD>COD>BOD20>BOD5>TOC(三)污水的生物性質(zhì)和指標(biāo)1.細(xì)菌總數(shù)：大腸菌群、病原菌、病毒及其它細(xì)菌的總和，以每毫升水樣中細(xì)菌菌落總數(shù)表示2.總大腸菌群：每升水樣中所含的大腸菌群的數(shù)目，表示水樣被糞便所污染的程度3.病毒：100多種第三節(jié)、水體污染及其危害1.水溫：水體升溫，其危害為：（1）水體復(fù)氧速度變慢（2）生物耗氧速度加快（3）水體中化學(xué)反應(yīng)速度加快（4）加速細(xì)菌和藻類繁殖，加快富營養(yǎng)化（5）影響水生生物生長

2.色度：污水排放要求：（1）感官不悅（2）使水體透光性減弱

3.固體物質(zhì)污染：（1）水體透光性減弱，影響光合作用（2）堵塞魚鰓，使其窒息死亡（3）有機(jī)懸浮物生化降解時耗氧（4）沉入水體底部而腐爛，惡化水質(zhì)（5）漂浮與水面，影響水體表面溶氧和感官（6）吸附其它污染物，隨水流遷移污染4.水體的有機(jī)污染及危害有機(jī)物排入水體，在好氧微生物作用下被降解成無機(jī)物或合成為新的細(xì)胞物質(zhì)，此過程要消耗水中的溶解氧，當(dāng)復(fù)氧速度小于耗氧速度時，水中的溶解氧量將下降，出現(xiàn)缺氧或無氧狀態(tài)，厭氧微生物分解剩余的有機(jī)物為CH4、CO2、NH4及H2S等有害有臭味的物質(zhì)，水質(zhì)變黑，迅速惡化。5.水體的病原微生物污染及危害：致病第四節(jié)城市污水處理方法與系統(tǒng)一、污水處理方法分類：

1.按處理原理（1）物理處理法：去除呈懸浮狀態(tài)的固體物質(zhì)篩濾、過濾、沉淀、上浮、氣浮、反滲透（2）化學(xué)處理法：分離、回收各種狀態(tài)的污染物中和、混凝、電解、氧化還原、化學(xué)沉淀、吸附、離

子交換、電滲析（3）生物化學(xué)法：去除溶解和膠體狀的有機(jī)物好氧法、厭氧法（4）物化法：紅色字

2.按處理程度分為：（1）一級處理：去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物。（物理處理）（2）二級處理：去除污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)物。（生物處理）（3）三級處理：進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物，氮、磷等能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的無機(jī)物。

深度處理：是三級處理的同義詞，但以污水回收利用為目的。二、城市污水處理典型流程：一、格柵1.作用：截留大塊的懸浮物和漂浮物，保護(hù)水泵和

有利后續(xù)處理。2.位置：一般中粗格柵泵前，細(xì)格柵泵后3.分類：按柵條間距：粗格柵、中格柵、細(xì)格柵按運行方式：齒耙式，抓斗式，階梯式，轉(zhuǎn)鼓式4.運行周期：水頭損失0.1-0.3m0.1m開0.2m停

時間周期2h運行10-20min5.污水提升泵（3臺）

根據(jù)液位進(jìn)行控制，設(shè)置4個參數(shù)：停泵低液位1個(LL)，開泵高液位1個（LH，），開泵中高液位1(MH)個，開泵高高液位1(HH)個。

當(dāng)水位漲到開泵高液位LH時自動啟動一臺泵，

水位再上漲到開泵中高液位MH時再啟動下一臺泵，水位繼續(xù)上漲到高高液位HH時再啟動第三臺泵；水位在期間變化時保持原有狀態(tài)不變；水泵頻率手動設(shè)置。二、沉砂池1.作用：去除污水中比重較大的無機(jī)顆粒（如砂、煤渣）2.分類：平流式沉砂池、旋流式沉砂池豎流式沉砂池、曝氣沉砂池3.控制參數(shù)：刮砂橋按時間周期自動運行4.設(shè)備：刮砂橋，吸砂泵，砂水分離器2、曝氣沉砂池1.構(gòu)造：刮渣系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、排砂系統(tǒng)曝氣頭集砂槽空氣管浮渣三、生物池利用微生物新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使污水得以凈化?；钚晕勰?。

A2/O工藝（AAO），強(qiáng)化脫氮除磷是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱

（厭氧-缺氧-好氧）設(shè)備：攪拌器，推進(jìn)器，混合液回流泵，曝氣系統(tǒng)，污泥回流系統(tǒng)曝氣系統(tǒng)1.推進(jìn)器：

雙曲面式混合推進(jìn)器

槳葉式混合推進(jìn)器2.鼓風(fēng)機(jī)：羅茨鼓風(fēng)機(jī)、

離心式鼓風(fēng)機(jī)3.曝氣器：（底部曝氣）曝氣盤、曝氣管目的：泥水分離進(jìn)出水方式：中進(jìn)周出，周進(jìn)周出；輻流式，平流式，豎流式驅(qū)動方式：中心驅(qū)動和周邊驅(qū)動水力表面負(fù)荷：1-1.5m3/h·m2

沉淀時間：一般3h左右深度按作用分區(qū)：清水區(qū)、分離區(qū)、儲存區(qū)、濃縮區(qū)及刮泥區(qū)四、二沉池混合液上清液清水區(qū)分離區(qū)儲存區(qū)刮泥區(qū)h1h2h3h4刮吸泥機(jī)污泥泵池五、混合反應(yīng)沉淀池我廠設(shè)有：提升泵池、混合池、絮凝反應(yīng)池、斜管

沉淀池、污泥泵房提升泵控制（3臺）：與進(jìn)水污水提升泵一致混合池：加絮凝劑（PAC聚合氯化鋁）絮凝反應(yīng)池：每組4池，充分絮凝斜管沉淀池：按水流與污泥相對運動方向分為

異向流、同向流、側(cè)向流影響參數(shù)：加藥量、攪拌強(qiáng)度、加藥反應(yīng)時間、斜

管沉淀池上升流速、水力停留時間、排

泥頻率、反洗周期刮泥機(jī)集水槽絮凝反應(yīng)池混合池池至污泥泵房清水區(qū)斜管區(qū)配水區(qū)積泥區(qū)優(yōu)點：1.利用淺池理論大大提高沉淀效率

2.采用穿孔花墻配水保證配水均勻

3.底部裝有反沖洗裝置，優(yōu)化斜管積泥問題缺點：1.停留時間短，使耐沖擊負(fù)荷能力差2.容易產(chǎn)生積泥問題3.如果有陽光照射容易滋生藻類六、深床濾池（一）反硝化深床濾池：具有除磷脫氮，去除SS，去除濁度；1.物理過濾：去除SS；2.生物反硝化：投加碳源，生物反硝化脫氮3.化學(xué)微絮凝：去除磷和濁度（加入絮凝劑后形成的微小絮體）（二）控制操作1.氣水反沖洗（沖洗強(qiáng)度、沖洗時間、沖洗周期）空氣反洗氣水反洗單獨水洗2.驅(qū)除氮氣（單獨氣洗）：反硝化脫氮（氣阻）3.加藥：乙酸鈉（三）濾料填充濾磚：保證氣水分布均勻及強(qiáng)力氣水反沖，起支撐的作用。石英砂：具有良好的耐磨性能和抗吸附力以及使用周期長的性能。第4層第5層第3層第2層支撐第6層第1層183010010010050100190濾磚20*4012*206*123*62*3鵝卵石石英砂6*12七、接觸池及巴氏計量渠（一）接觸池1.投加消毒劑與污水混合，進(jìn)行消毒（臭氧、液氯、次氯酸鈉、紫外線）2.主要功能：殺死處理后污水中的病原微生物（二）巴氏計量渠1.屬于咽喉式計量槽的一種，由于其測量精度受水質(zhì)影響較小，其優(yōu)點水頭損失小，底部沖刷力大，不易沉積雜污。第五節(jié)活性污泥法

一、基本原理

1.概念該法是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水曝氣池空氣二沉池處理水污泥提升泵房

2.系統(tǒng)組成（1）曝氣池：好氧生化場所；有機(jī)物被降解，污泥增殖。（2）二沉池：泥水分離，得到清的水和濃的泥。（3）曝氣系統(tǒng)：起供氧和攪拌作用，由鼓風(fēng)機(jī)、管道和擴(kuò)散裝置組成。（4）污泥回流系統(tǒng)：由加壓提升設(shè)備及管道組成，污泥回

流系統(tǒng)的作用是向曝氣池提供微生物。3.活性污泥的組成

(1)物質(zhì)組成：M＝Ma＋Me＋Mi＋Mii①活性微生物群體Ma②微生物自身氧化殘留物Me③惰性有機(jī)物Mi④無機(jī)物Mii(2)生物相①細(xì)菌：異養(yǎng)型的原核細(xì)菌為主，凈化污水第一承擔(dān)者

②真菌：微小的腐生或寄生的絲狀菌，過量導(dǎo)致污泥膨脹

③原生動物：指示性生物，污水凈化第二承擔(dān)者和第一次捕食者

④后生動物：輪蟲出現(xiàn)表示水質(zhì)非常好，第二次捕食者4.微生物的增值（活性污泥的增長）對數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量時間05.活性污泥凈化反應(yīng)過程（1）初期吸附：5-10min（巨大的表面積，多糖類粘質(zhì)

表面）（2）微生物代謝（分解代謝、合成代謝）分解代謝：有機(jī)物被氧化為無機(jī)物，耗氧、產(chǎn)能合成代謝：有機(jī)物被合成為細(xì)胞物質(zhì)，不耗氧、耗能內(nèi)源呼吸：微生物自身氧化為無機(jī)物，耗氧、產(chǎn)能（3）分離：二沉池內(nèi)進(jìn)行泥水分離分解代謝O2合成代謝代謝產(chǎn)物H2O,CO2,NH3能量微生物內(nèi)源呼吸O2內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸產(chǎn)物H2O,CO2,NH3微生物內(nèi)源呼吸殘留物合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2污水中有機(jī)物（CxHyOz）能量凈增細(xì)胞物質(zhì)6.好氧微生物代謝模式圖7.活性污泥影響因素（1）營養(yǎng)物平衡：C:N:P＝100:5:1

還需少量的無機(jī)鹽（2）溶解氧含量：厭氧段0.2mg/L，缺氧段0.5mg/L，

好氧段2mg/L（3）PH值：6-9（4）水溫：10-45℃，一般控制在10-30℃（5）有毒物質(zhì)：主要是重金屬離子和無機(jī)有毒物質(zhì)二、活性污泥評價指標(biāo)

1.混合液懸浮固體濃度（污泥濃度）MLSS

曝氣池內(nèi)單位容積混合液中活性污泥固體物質(zhì)的總重量。（近似表示微生物的濃度）

2.混合液揮發(fā)性固體濃度（揮發(fā)性污泥濃度）MLVSS

單位容積混合液中揮發(fā)性有機(jī)固體的總重量。

生活污水f＝0.75

3.污泥沉降比SV

混合液在量筒中靜沉30min后，沉淀污泥占原混合液體積

的百分比（％）

4.污泥容積指數(shù)SVI曝氣池出口混合液經(jīng)30min靜沉后，每g干污泥所占的容積，以ml計。（反應(yīng)污泥的沉降性能）SVI過低：污泥細(xì)小，無機(jī)物多，缺乏活性SVI過高：污泥沉淀性能不好，200污泥膨脹生活污水、城市污水SVI應(yīng)為70-100

例：生活污水x＝4g/LSV＝30％則5.污泥齡θC曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放的污泥量ΔX之比（活性污泥在池內(nèi)平均停留時間）6.污泥負(fù)荷Ns和容積負(fù)荷Nv(KgBOD5/KgMLSS·d）

(KgBOD5/m3·d）

三、生物脫氮除磷（一）、生物脫氮原理

1.氨化：有機(jī)氮NH3

2.硝化：

NH4++2O2NO3-+2H+

3.反硝化：6NO3-+5CH3OH5CO2+3N2+6OH-+7H2O氨化菌反硝化菌硝化菌缺氧條件好氧條件

（二）、環(huán)境因素：

1.硝化溫度10-30℃，PH=8-9，低于6.5時須加堿Ns越低硝化越充分，θc>10d硝化菌增殖慢BOD5/TKN=2-3，越小硝化速率越高，太小不易沉淀，出水渾濁,DO=2-4mg/L重金屬等有毒物質(zhì)濃度在限值以下<20mg/L

2.反硝化a.溫度15-30℃，PH=6.5-8b.需要充足的碳源，DO<0.5mg/L,越低越好c.BOD5/TKN>4，5.7以上最適合，加甲醇

（三）生物除磷

1.原理：厭氧放磷過程H3PO4能量好氧聚磷過程H3PO4聚磷菌能量好氧條件厭氧條件

2.生物除磷工藝厭氧－好氧生物除磷工藝：系統(tǒng)由厭氧池和好氧池組成。分別進(jìn)行聚磷和放磷過程。該方法是利用聚磷菌對磷的過量攝取能力，將高磷污泥以剩余污泥形式排出而除磷。除磷效果好，不投加藥劑，進(jìn)水BOD較高，污泥負(fù)荷應(yīng)較高（過低泥少，除磷效果差）。矛盾：除磷需要高Ns，低θc，多排泥

回流污泥帶來的硝酸鹽會抑制聚磷菌（反硝化吸磷，反硝化菌占優(yōu)勢）四、活性污泥法處理系統(tǒng)工藝

1.氧化溝（連續(xù)循環(huán)曝氣池）回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水處理水污泥泵房二沉池氧化溝轉(zhuǎn)刷污泥2.SBR法

（序批式活性污泥法，間歇式活性污泥法）

占地小，精確控制，對自動化程度要求高處理水進(jìn)水時段曝氣時段沉淀時段排水時段閑置時段空氣空氣進(jìn)水3.AB法

高低負(fù)荷兩段式，A端絮凝吸附，B段低負(fù)荷活性污泥，產(chǎn)泥量大，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對于污泥消化和沼氣利用優(yōu)勢明顯。污泥回流剩余污泥原污水曝氣池空氣二沉池處理水吸附池A段中間沉淀池B段污泥回流空氣

3.A2/O是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（厭氧-缺氧-好氧）污泥回流（含磷污泥）剩余污泥原污水曝氣池空氣二沉池處理水缺氧池厭氧池N2氨化、放磷反硝化脫氮除BOD、硝化、吸收磷內(nèi)回流（200％）4.生物膜法1.特點（1）掛膜：20℃、30d完成（2）好氧層厚>2mm，厭氧層發(fā)育（3）物料轉(zhuǎn)移：底物、O2、好氧產(chǎn)物、厭氧產(chǎn)物（4）膜老化，脫落（5）開始新的周期五、我廠改良A2/O工藝

1.改良A2/O同步生物脫氮除磷工藝流程厭氧缺氧好氧曝氣好氧預(yù)缺氧二沉池混合液回流200%-400%污泥回流50%-100%缺氧加藥（乙酸鈉）進(jìn)水加藥（PAC）2.A2/O法設(shè)計參數(shù)污水處理廠運行參數(shù)污泥負(fù)荷0.104KgBOD5/KgMLSS·dθc18dMLSS4000mg/L污泥回流比100％混合液回流比400％水力停留時間21.1h剩余污泥量8820kgDS/d總有效容積44300.4m3污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)：CODcr： ≤640mg/LBOD5： ≤280mg/LSS： ≤150mg/L氨氮： ≤70mg/LTN： ≤80mg/LTP： ≤8mg/LPH 6~9最低水溫10℃3.A2/O法優(yōu)缺點（1）優(yōu)點1.厭氧段在前，有利于抑制絲狀菌生長2.減輕好氧池有機(jī)負(fù)荷，充分利用碳源3.反硝化能補(bǔ)充硝化的堿度（碳酸鹽）4.內(nèi)回流增加抗沖擊負(fù)荷能力（2）缺點1.回流污泥攜帶的溶解氧，破壞厭氧環(huán)境，同時硝化反應(yīng)，干擾了磷的釋放2.混合液回來攜帶的溶解氧，破壞了缺氧環(huán)境，影響力反硝化反應(yīng)3.脫氮需要長泥齡，而除磷相反4.基本控制參數(shù)（1）DO：好氧段2-4mg/L，均勻曝氣，漸減曝氣，純氧曝氣對數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量時間0（2）MLSS:根據(jù)剩余污泥量的排放來控制MLSS過低，時往往達(dá)不到預(yù)期的處理效果，絮凝差。MLSS過高時，泥齡延長，所需的溶解氧會增加，導(dǎo)致對充氧系統(tǒng)能力的要求增大。同時曝氣池混合液的密度會增大，阻力增大，也就會增加鼓風(fēng)曝氣的電耗。也就是說，雖然MLSS偏高時，可以提高曝氣池對進(jìn)水水質(zhì)變化和沖擊負(fù)荷的抵抗能力，但在運行上往往是不經(jīng)濟(jì)的。而且有時還會導(dǎo)致污泥過度老化，活性下降，最后甚至影響處理水質(zhì)。（3）混合液回流

內(nèi)回流：目的是回流硝態(tài)氮，用以缺氧池脫氮。

混合液流量/進(jìn)水流量。（4）污泥回流

外回流：回流的是二沉池內(nèi)的高濃度活性污泥，用以保證生物池內(nèi)活性污泥的濃度。污泥流量/進(jìn)水流量。

R=

式中：R—污泥回流比，%；

X—曝氣池混合液活性污泥濃度，mg/L；

XR—回流污泥濃度，mg/L。六、常見問題1、污泥膨脹A、絲狀菌膨脹生長絲狀菌大于菌膠團(tuán)B、非絲狀菌膨脹生長菌膠團(tuán)大于絲狀菌數(shù)量第六節(jié)、污泥處置一、污泥處理的目的：減量、穩(wěn)定、無害化、綜合利用二、污泥分類：（1）初沉污泥：來自初沉池（2）剩余活性污泥：來自活性污泥法后的二沉池（3）腐殖污泥：來自生物膜法后的二沉池（以上三種污泥可稱作生污泥或新鮮污泥）（4）消化污泥：生污泥經(jīng)厭氧消化或好氧消化后稱為消化污泥或熟污泥（5）化學(xué)污泥：來自于化學(xué)法處理系統(tǒng)三、污泥性質(zhì)指標(biāo)

1.污泥含水率P：（相反為含固率）污泥中所含水分與污泥總重量的百分比。例；污泥濃縮后P從99％變?yōu)?7％，水體積的變化解：得：V2＝1/3V1

注：上式適用于P>65％（比重為1.0）12122121100100CCPPWWVV=--==四、污泥濃縮1.污泥濃縮的目的：減少污泥體積，為后續(xù)污泥輸送、處理及最終處置創(chuàng)造條件。2.污泥的中水