1、注册公用设备工程师给水排水执业资格考试注册公用设备工程师给水排水执业资格考试排水工程专业辅导课程排水工程专业辅导课程 第第6章章 城市污水处理概论城市污水处理概论 v城市污水的组成：城市污水的组成：v生活污水生活污水v工业污（废）水工业污（废）水v初期雨水初期雨水v城市污水的污染指标：城市污水的污染指标：v感观指标：浊、色、嗅、味、温感观指标：浊、色、嗅、味、温v物理化学指标：物理化学指标：pHpH、SSSS、BODBOD、CODCOD、毒物指标、毒物指标v生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒水体污染的分类及其危害水体污染的分类及其危害 v水体的物理性污
2、染及危害（水温、色度、水体的物理性污染及危害（水温、色度、SS）v水体的无机物污染及危害水体的无机物污染及危害v氮、磷污染与水体富营养化氮、磷污染与水体富营养化v重金属污染及食物链的富集、迁移、转化重金属污染及食物链的富集、迁移、转化v水体的有机物污染及危害水体的有机物污染及危害v有机物污染微生物耗氧导致水质恶化有机物污染微生物耗氧导致水质恶化v油类污染油膜覆盖导致水生态恶化油类污染油膜覆盖导致水生态恶化v毒性有机物污染对人类和水生物的危害毒性有机物污染对人类和水生物的危害v水体的病原微生物污染及危害水体的病原微生物污染及危害城市污水处理的基本方法城市污水处理的基本方法 v城市污水的一级处理（
3、物理处理）城市污水的一级处理（物理处理）v处理对象：悬浮物（处理对象：悬浮物（SS）v处理方法：筛滤截留，重力分离处理方法：筛滤截留，重力分离v处理构筑物：处理构筑物：v格栅格栅v沉砂池沉砂池v沉淀池沉淀池城市污水处理的基本方法城市污水处理的基本方法 v城市污水的二级处理（生物处理）城市污水的二级处理（生物处理）v处理对象：胶体和溶解性有机物处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD）v处理方法：好氧生物法处理方法：好氧生物法v处理构筑物：处理构筑物：v活性污泥法（传统法，氧化沟，活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR）v生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）
4、城市污水处理的基本方法城市污水处理的基本方法 v城市污水的三级处理（深度处理）城市污水的三级处理（深度处理）v处理对象：氮、磷、处理对象：氮、磷、SS和有机物（和有机物（BOD, COD）v处理方法：生物法，物化法处理方法：生物法，物化法v处理构筑物：处理构筑物：v生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBRv混凝沉淀过滤（混凝沉淀过滤（CMF）v活性炭吸附过滤活性炭吸附过滤v电渗析，反渗透电渗析，反渗透城市污水处理的基本方法城市污水处理的基本方法 v城市污水处理厂的污泥处理城市污水处理厂的污泥处理v处理目的：减量，稳定，综合利用处理目的：减量，稳定，综合利用v处理方
5、法：物理法，化学法，生物法处理方法：物理法，化学法，生物法v处理构筑物：处理构筑物：v浓缩池浓缩池v消化池消化池v污泥脱水机械污泥脱水机械v沼气利用设备沼气利用设备城市污水处理的基本方法城市污水处理的基本方法 v典型的城市污水二级处理工艺流程典型的城市污水二级处理工艺流程图图第第7章章 污水的物理处理污水的物理处理 v物理处理法的去除对象：物理处理法的去除对象：v粗大漂浮物粗大漂浮物v悬浮物（悬浮物（SS）v物理处理法常用工艺与设备物理处理法常用工艺与设备v筛滤截留筛滤截留格栅格栅，筛网，过滤，筛网，过滤v重力分离重力分离沉淀沉淀，上浮，上浮v离心分离离心分离离心机，旋流分离器离心机，旋流分离
6、器格栅的类型及构造特点格栅的类型及构造特点 v位置（泵前，泵后）位置（泵前，泵后）v作用（保护水泵，去除作用（保护水泵，去除SS）v间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）v形状（平面，曲面）形状（平面，曲面）v清渣方式（手动，机械）清渣方式（手动，机械）城市污水处理厂格栅的设计要点城市污水处理厂格栅的设计要点1.为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；2.选用选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；栅；3.合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；清渣的要求；4
7、.合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；断面尺寸；5.正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。沉淀的现象与分类沉淀的现象与分类 v自由沉淀（平流沉砂池）自由沉淀（平流沉砂池）v絮凝沉淀（初沉池）絮凝沉淀（初沉池）v拥挤沉淀（二沉池）拥挤沉淀（二沉池）v压缩沉淀（污泥浓缩池）压缩沉淀（污泥浓缩池）StokesStokes公式及意义公式及意义v颗粒沉淀速度与密度差成正比，采用金属盐颗粒沉淀速度与密度差成正比，采用金属盐混凝剂使密度差增大有利于沉淀过程。混凝剂使密度差增大有利于沉淀过程。v颗粒沉淀速度与水的粘滞度成反比，水温
8、增颗粒沉淀速度与水的粘滞度成反比，水温增高有利于沉淀过程。高有利于沉淀过程。v颗粒沉淀速度与颗粒直径的平方成正比，通颗粒沉淀速度与颗粒直径的平方成正比，通过混凝使颗粒直径增大是改善沉淀过程的最过混凝使颗粒直径增大是改善沉淀过程的最有效途径。有效途径。2181dguyg理想沉淀池及重要推论理想沉淀池及重要推论v表面负荷表面负荷(q0)与设计沉速与设计沉速(u0)数值相等，单位数值相等，单位与物理意义不同。与物理意义不同。v颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时间和沉淀高度无关淀时间和沉淀高度无关浅池理论浅池理论。v根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可根
9、据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大幅度提高沉淀池表面负荷。以大幅度提高沉淀池表面负荷。00uAQq沉砂池的类型及构造特点沉砂池的类型及构造特点 v平流式沉砂池平流式沉砂池v浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；砂；v多斗贮砂，重力、水力排砂。多斗贮砂，重力、水力排砂。v曝气沉砂池曝气沉砂池v方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡板隔渣；流正交，挡板隔渣；v坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。v机械旋流沉砂池（机械旋流沉砂池（钟式沉砂池钟式沉砂池，多尔
10、沉砂池），多尔沉砂池）v钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；v中心砂斗，气提排砂。中心砂斗，气提排砂。曝气沉砂池构造原理示意图曝气沉砂池构造原理示意图 空气管曝气头集砂槽I=0.1-0.5曝气沉砂池的设计与计算曝气沉砂池的设计与计算 1.按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；2.选定沉砂池水力停留时间选定沉砂池水力停留时间(13min)，计算总有效容，计算总有效容积；积；3.选定沉砂池设计水平流速选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断，计算总有效断面积；面积；4.选定沉砂池有效水深选定沉砂池
11、有效水深(23m)，计算池长和总宽度；，计算池长和总宽度；5.根据宽深比要求根据宽深比要求(11.5)，确定池数或分格数；，确定池数或分格数；6.计算沉砂量计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；砂设备；7.选定气水比选定气水比(0.10.2)或曝气强度，计算曝气量；或曝气强度，计算曝气量；8.设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。曝气装置。沉淀池的类型及构造特点沉淀池的类型及构造特点 v平流式沉淀池平流式沉淀池 【斜板（管）沉淀池】v竖流式沉淀池竖流式沉淀池v辐流式沉淀池辐流式沉淀池v三
12、种沉淀池的特点及适用条件（三种沉淀池的特点及适用条件（表273）v辐流式初沉池与二沉池的主要区别辐流式初沉池与二沉池的主要区别初沉池初沉池二沉池二沉池处理目的处理目的去除去除SSSS回收活性污泥回收活性污泥SS浓度浓度200-400 mg/L200-400 mg/L2000-4000 mg/L2000-4000 mg/L沉淀类型沉淀类型絮凝沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀拥挤沉淀表面负荷表面负荷1.51.53.0 m3.0 m3 3/m/m2 2.h.h1.01.01.5 m1.5 m3 3/m/m2 2.h.h设计沉速设计沉速1.51.53.0 m/h3.0 m/h1.01.01.5 m/h1.5 m/
13、h沉淀时间沉淀时间1.01.02.0 h2.0 h1.51.52.5 h2.5 h堰上负荷堰上负荷2.9 L/s.m2.9 L/s.m1.7 L/s.m1.7 L/s.m排泥方式排泥方式间歇、重力间歇、重力连续、虹吸连续、虹吸排泥机械排泥机械半桥式刮泥机半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机全桥式刮、吸泥机污泥含水率污泥含水率959597%97%999999.2%99.2%浮渣挡板浮渣挡板必须设必须设可不设可不设辐流式沉淀池的设计与计算辐流式沉淀池的设计与计算 1.确定沉淀池个数（不少于确定沉淀池个数（不少于2个）个）；2.确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；3.
14、确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（612）；）；4.计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底落差污泥斗高）；坡底落差污泥斗高）；5.计算污泥量，校核污泥斗容积；计算污泥量，校核污泥斗容积；6.设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统第第8章章 污水的生物处理污水的生物处理 v活性污泥法的基本概念与工艺设计活性污泥法的基本概念与工艺设计v生物膜法的基本原理与工艺生物膜法的基本原理与工艺 v厌氧生物处理法的基本原理与工艺厌氧生物处理法的基本原理与工艺 v生物除磷脱氮
15、的基本原理与工艺生物除磷脱氮的基本原理与工艺v城市污水的深度处理与再生回用城市污水的深度处理与再生回用 8.1 活性污泥法活性污泥法 v活性污泥法的基本原理v活性污泥法的主要设计参数 v活性污泥法常用运行方式及工艺特征 v活性污泥法处理工艺的新发展v活性污泥法处理系统的工艺设计活性污泥法处理系统的工艺设计 活性污泥处理系统的基本流程活性污泥处理系统的基本流程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水曝气池曝气池空气空气二沉池二沉池处理水处理水回流污泥泵回流污泥泵活性污泥净化活性污泥净化污水污水的反应过程的反应过程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥初期吸附初期吸附（捕食）（捕
16、食）空气空气处理水处理水活性污泥活性污泥污水污水氧化分解氧化分解（代谢）（代谢）絮凝沉淀絮凝沉淀（回收）（回收）空气空气污泥污泥活性污泥生物代谢过程模式图活性污泥生物代谢过程模式图 分解代谢分解代谢O2合成代谢合成代谢代谢产物代谢产物H2O,CO2,NH3能量能量微生物微生物内源呼吸内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物微生物内源呼吸残留物内源呼吸残留物合成细胞物质合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物污水中有机物（CxHyOz）能量能量活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线 对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期S(BOD)S(BOD
17、)O O2 2X(X(污泥污泥) )X X0 0量量时间时间0 0活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 vBODBOD负荷负荷 F/MF/M（N Ns s，N Nv v）v污泥龄（污泥龄（t ts s）生物固体停留时生物固体停留时间间v污泥容积指数（污泥容积指数（SVISVI）v污泥浓度（污泥浓度（X X，X Xr r） v污泥回流比（污泥回流比（R R）v剩余污泥量剩余污泥量（Q Qw w）活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 vBODBOD污泥负荷（污泥负荷（kg BODkg BOD5 5/kg MLSS.d/kg MLSS.d）fSKtXSVXSQNeaas2曝气
18、池内污泥总量进水中污染物总量Q Q 设计流量设计流量V V 曝气池容积曝气池容积t t 水力停留时间水力停留时间S Sa a 进水进水BODBOD浓度浓度S Se e 出水出水BODBOD浓度浓度X X 曝气池混合液污泥浓度曝气池混合液污泥浓度K K2 2 有机物降解动力学常数有机物降解动力学常数f f MLVSS/MLSSMLVSS/MLSS0.750.75 BODBOD去除率去除率活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥龄（污泥龄（d d）生物固体停留时间生物固体停留时间(SRT)(SRT)(1)BOD/)(25100%)swrwrvwrVXVXVRtXQXQRXa Q S
19、b VXQdXRrv3曝 气 池 内 污 泥 总 量每 日 新 增 污 泥 量活 性 污 泥 增 殖 量a 污 泥 产 率 (0.4-0.8) b 自 身 氧 化 率 (0.04-0.1)S 去 除 浓 度 X 挥 发 性 活 性 污 泥 浓 度剩 余 污 泥 量 (m回 流 污 泥 浓 度 (8000-12000 mg/L)污 泥 回 流 比vBODBOD负荷与污泥龄的关系负荷与污泥龄的关系21)srsaersrevvra NbtSSQ SNKSVXXtSMLVSSv活性污泥去除负荷BOD去除浓度X挥发性活性污泥浓度(低负荷低负荷一般负荷一般负荷高负荷高负荷污泥负荷污泥负荷1.5污泥龄污泥龄
20、20305150.22.5活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥容积指数（污泥容积指数（mL/gmL/g）)/(10(%)LgXSVSVI污泥量污泥所占容积vSVISVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常活性污泥的活性污泥的SVISVI应在应在8080150150之间，一般为之间，一般为120120左右；左右；vSVI80SVI150SVI150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；v污泥负荷为污泥负荷为1 1左右时，左右时，SVISVI急剧增大，污泥极易膨胀，设急剧增大，污泥极易
21、膨胀，设计时应尽量避开这一负荷范围。计时应尽量避开这一负荷范围。活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥浓度（污泥浓度（g/Lg/L，kg/mkg/m3 3）)15080()/120008000()2 .1 ()0 .125.0(110101166污泥容积指数回流污泥浓度左右污泥沉降系数污泥回流比回流污泥浓度：混合液污泥浓度：SVILmgXrRXRRrSVIXrSVIRRXRRXrrr活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v污泥回流比污泥回流比XXXQQRrrSVISVI，X X，XrXr，R R 之间的关系之间的关系SVIXr(mg/L)下列下列X值值(mg/L)
22、时的回流比时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要设计参数活性污泥法的主要设计参数 v剩余污泥量剩余污泥量(m(m3 3/d)/d)155)/120008000()75. 0( ,)1 (dttLmgXfMLSSMLVSSfRtRVXtXVXfXVbSQaXfXQssrsrsrvrrw污泥龄（一般负荷时，回流污泥浓度城市污水活性污泥法常用运行方式活性污泥法常用运行方式1
23、 1传统活性污泥法处理系统（普通曝气）传统活性污泥法处理系统（普通曝气）2 2阶段曝气活性污泥法处理系统阶段曝气活性污泥法处理系统 3 3吸附再生活性污泥法处理系统吸附再生活性污泥法处理系统4 4延时曝气活性污泥法处理系统延时曝气活性污泥法处理系统 5 5完全混合活性污泥法处理系统完全混合活性污泥法处理系统6 6深井曝气活性污泥法处理系统深井曝气活性污泥法处理系统7 7纯氧曝气活性污泥法处理系统纯氧曝气活性污泥法处理系统活性污泥法常用运行方式的主要工艺特征活性污泥法常用运行方式的主要工艺特征 类类 别别主要工艺特征主要工艺特征普通曝气普通曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，污泥
24、增长曲线上某一段污泥增长曲线上某一段，曝气池与，曝气池与二沉池分建，鼓风曝气二沉池分建，鼓风曝气 阶段曝气阶段曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气多点进水或渐减曝气，改善传统活，改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧性污泥法存在的负荷不均和需氧-供氧失调的弊端供氧失调的弊端 吸附再生吸附再生推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点进水口在曝气池中部某一点，充分，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积 延时曝气延时曝气推流式，长方折流廊道形，推流式，长方折流廊道形，污泥增长
25、曲线末端污泥增长曲线末端，污泥负荷低，污泥负荷低，停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定 完全混合完全混合完全混合，圆或方形，完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉，曝气池与二沉池合建，表面曝气池合建，表面曝气 深井曝气深井曝气圆形深井构造圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷纯氧曝气纯氧曝气多室串联，多室串联，密闭纯氧曝气密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓，气体循环，氧利用率高，混合液浓度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少度高，容积负
26、荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少活性污泥增长曲线与运行方式活性污泥增长曲线与运行方式 对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期S(BOD)S(BOD)O O2 2X(X(污泥污泥) )X X0 0量量时间时间0 0延时曝气延时曝气完全混合完全混合普通曝气普通曝气氧化沟处理系统的基本流程氧化沟处理系统的基本流程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水污泥污泥处理水处理水污泥泵房污泥泵房二沉池二沉池氧化沟氧化沟转刷转刷氧化沟处理系统的主要特点氧化沟处理系统的主要特点 常用工艺类型：（三沟式，常用工艺类型：（三沟式，Carrousel,OrbalCarro
27、usel,Orbal) )v构造方面：构造方面：v环状沟渠型，池长可达百米以上，水深环状沟渠型，池长可达百米以上，水深2 26m6m；v多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置；多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置； v出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。v流态方面流态方面：v循环流，介于完全混合与推流之间；循环流，介于完全混合与推流之间； v独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。氮。v工艺方面：工艺方面：vBODBOD负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强；负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强
28、；v可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；定；v可不再单设二沉池，省却污泥回流设施。可不再单设二沉池，省却污泥回流设施。 SBR处理系统的工作原理处理系统的工作原理 空气空气处理水处理水进水时段进水时段进水进水曝气时段曝气时段沉淀时段沉淀时段排水时段排水时段闲置时段闲置时段空气空气SBR处理系统的主要特点处理系统的主要特点 常用工艺类型：常用工艺类型：(CASS, ICEAS, DAT-IAT(CASS, ICEAS, DAT-IAT） v通过时间上的推流排序，在同一反应器内完通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活性污泥处理过程；成活性污泥
29、处理过程；v工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设费用和运行费用降低；建设费用和运行费用降低；v污泥的污泥的SVISVI值低，沉淀性能好，不易膨胀；值低，沉淀性能好，不易膨胀；v通过对运行方式的调节，可在同一反应器内通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除磷脱氮；实现除磷脱氮；v应用电动阀门、液位计和应用电动阀门、液位计和PLCPLC等自控仪表，等自控仪表，可实现工艺过程自动化控制。可实现工艺过程自动化控制。活性污泥法的曝气系统活性污泥法的曝气系统 v曝气的作用（供氧，混合搅拌）曝气的作用（供氧，混合搅拌）v双膜理论及影响氧转移效率的主要因素双
30、膜理论及影响氧转移效率的主要因素 v曝气方式与曝气设备曝气方式与曝气设备v鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）v机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）v衡量曝气设备技术性能的主要指标衡量曝气设备技术性能的主要指标 v动力效率动力效率（E EP P） v氧利用效率（氧利用效率（E EA A） v氧转移效率（氧转移效率（E EL L）充氧能力）充氧能力鼓风曝气系统空气量计算鼓风曝气系统空气量计算 1.1.需氧量计算：需氧量计算：VXbSSQaORvea )(22.2.曝气池内溶解氧饱和度：曝气池内溶解氧饱和度：)4210026. 2(5tbss
31、bOPCC3.3.标准状态下需氧量：标准状态下需氧量：)20()()20(0024. 1TTsbsCCRCR4.4.实际供气量：实际供气量：1003 . 00AsERG活性污泥处理系统的工艺设计活性污泥处理系统的工艺设计 1.1.选定处理工艺及流程选定处理工艺及流程2.2.确定主要工艺设计参数确定主要工艺设计参数 3.3.曝气池容积计算与工艺设计曝气池容积计算与工艺设计4.4.需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计 5.5.回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系统的计算与工艺设计回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系统的计算与工艺设计 6.6.二沉池池型的选定
32、、容积的计算与工艺设计二沉池池型的选定、容积的计算与工艺设计 8.2 生物膜法生物膜法 v生物膜法的基本原理v生物膜法的典型工艺及工艺特征 v生物膜法处理工艺的新发展v生物膜法处理系统的工艺设计生物膜法处理系统的工艺设计 生物膜法的典型工艺生物膜法的典型工艺 v生物滤池（滴洒滤池）生物滤池（滴洒滤池）v生物转盘（回转式生物接触器）生物转盘（回转式生物接触器）v生物接触氧化（浸没式生物滤池）生物接触氧化（浸没式生物滤池）v曝气生物滤池曝气生物滤池v生物移动床生物移动床v生物流化生物流化床床生物膜法与活性污泥法的最大区生物膜法与活性污泥法的最大区别别v生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物膜法与活
33、性污泥法最大的区别在于生物载体（填料）生物载体（填料）的引入。的引入。v由于生物载体是人为提供的，所以载体的形状、性质、填充方式等也可根据需要人为地进行选定，这就由于生物载体是人为提供的，所以载体的形状、性质、填充方式等也可根据需要人为地进行选定，这就使得生物膜法单元设施比活性污泥法更具有灵活性、多样性和创造性。使得生物膜法单元设施比活性污泥法更具有灵活性、多样性和创造性。 生物膜法的主要工艺特征生物膜法的主要工艺特征 生物膜法生物膜法活性污泥法活性污泥法起源起源土壤自净的人工化土壤自净的人工化水体自净的人工化水体自净的人工化生长方式生长方式附着在填料表面，固定生长附着在填料表面，固定生长分散
34、在水中，悬浮生长分散在水中，悬浮生长生物群体外观生物群体外观膜状覆盖膜状覆盖絮状污泥絮状污泥 生物相生物相种类多，食物链长，微生物生种类多，食物链长，微生物生长不受世代时间限制长不受世代时间限制 种类少，食物链短，微生物种类少，食物链短，微生物生长受泥龄限制生长受泥龄限制 生物量生物量100001000060000 mg/L60000 mg/L，抗冲击负荷能力强，抗冲击负荷能力强，单位池容处理能力大单位池容处理能力大 200020003000 mg/L3000 mg/L，抗冲击负荷能力差抗冲击负荷能力差单位池容处理能力低单位池容处理能力低 摄食方式摄食方式移动、接触、传递移动、接触、传递 分散
35、、混合、接触分散、混合、接触 二沉池作用二沉池作用澄清澄清 回收活性污泥回收活性污泥 运行管理运行管理简单，能耗低简单，能耗低 复杂，能耗高复杂，能耗高生物膜形成的基本要素生物膜形成的基本要素v生物载体生物载体（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）砂，陶粒，塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）v污水污水（营养物质）：（营养物质）：BOD, N, PBOD, N, Pv空气空气（溶解氧）：（溶解氧）：DODOv微生物微生物：细菌真菌原生动物后生动物小型昆：细菌真菌原生动物后生动物小型昆虫虫v在有氧的条件下，使污水与生
36、物载体表面对流接触，在有氧的条件下，使污水与生物载体表面对流接触，经过一段时间后，生物载体表面被一层膜状活性污经过一段时间后，生物载体表面被一层膜状活性污泥泥生物膜所覆盖，这一过程工程上称为生物挂生物膜所覆盖，这一过程工程上称为生物挂膜。生物膜从形成到成熟，经历潜伏和生长两个阶膜。生物膜从形成到成熟，经历潜伏和生长两个阶段。一般的城市污水，在段。一般的城市污水，在2020左右的温度条件下，这左右的温度条件下，这一过程大致需要一过程大致需要3030天左右。天左右。 生物膜的构造和代谢工况生物膜的构造和代谢工况 v生物载体、污水、空气的对流接触：生物载体、污水、空气的对流接触：v养料（污水中的有机
37、物，空气中的氧）的传递：养料（污水中的有机物，空气中的氧）的传递：v好氧代谢产物的传递：好氧代谢产物的传递：（COCO2 2，H H2 2O O，NHNH3 3+ +. .） v生物膜的增殖，厌氧层形成：生物膜的增殖，厌氧层形成：v厌氧代谢产物的传递：（厌氧代谢产物的传递：（CHCH4 4，H H2 2S S，N N2 2） v生物膜的老化、脱落和更新：生物膜的老化、脱落和更新：生物膜脱落的主要原因生物膜脱落的主要原因 v生物膜过厚，营养物质不能到达，微生物处于生物膜过厚，营养物质不能到达，微生物处于内源呼吸或死亡，生物膜附着力减弱；内源呼吸或死亡，生物膜附着力减弱；v生物膜内侧厌氧层代谢产物
38、传递过程中的气体生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托作用；顶托作用；v生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱落；脱落；v水力剪切、冲刷作用造成生物膜松动脱落。水力剪切、冲刷作用造成生物膜松动脱落。 生物滤池的基本构造生物滤池的基本构造 1.1.池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用 2.2.滤料：生物载体，为微生物生长，微生物、污水、空气对流接触提供巨大表面积和孔隙滤料：生物载体，为微生物生长，微生物、污水、空气对流接触提供巨大表面积和孔隙 3.3.布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定式，旋转式）布水装置：
39、向滤池表面均匀洒布污水（固定式，旋转式） 4.4.集、排水装置：收集、排除处理后污水，保证良好通风条件集、排水装置：收集、排除处理后污水，保证良好通风条件 生物滤池的类型与发展生物滤池的类型与发展 v生物滤池工艺发展的原因：生物滤池工艺发展的原因：v占地面积大占地面积大v滤料堵塞滤料堵塞v滤池蝇滤池蝇v干臭味干臭味 生物滤池生物滤池普通普通生物滤池生物滤池高负荷高负荷生物滤池生物滤池塔式塔式v生物滤池的工艺类型：生物滤池的工艺类型： 生物滤池的动力学特征生物滤池的动力学特征 v污水沿滤池高度自上而下滴落，污水污水沿滤池高度自上而下滴落，污水BODBOD浓度沿滤池高度自上而下变化，相当于推流式活
40、性污泥工艺。浓度沿滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污泥工艺。v有机物负荷：上高，下低有机物负荷：上高，下低v生物膜分布：上厚，下薄生物膜分布：上厚，下薄v生物相分布：上低级，下高级生物相分布：上低级，下高级 生物滤池的主要工艺特征生物滤池的主要工艺特征 工艺特征工艺特征普通生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池塔式生物滤池池体构造池体构造圆形，砖石砌筑圆形，砖石砌筑圆形，砖石砌筑或圆形，砖石砌筑或钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构圆形，矩形，钢圆形，矩形，钢筋混凝土结构筋混凝土结构滤料滤料材料材料砾石，炉渣，焦炭砾石，炉渣，焦炭天然或塑料滤材天然或塑料滤材轻型塑料滤材轻型
41、塑料滤材波纹板波纹板蜂窝管蜂窝管粒径粒径252540mm(40mm(工作层工作层) )404070mm(70mm(工作层工作层) )7070100mm(100mm(承托层承托层) ) 7070100mm(100mm(承托层承托层) )高度高度1.51.52.0 m2.0 m2.0 m2.0 m8 824 m24 m布水方式布水方式固定喷嘴，间歇固定喷嘴，间歇旋转布水器，连续旋转布水器，连续固定或旋转固定或旋转供氧方式供氧方式自然通风自然通风自然通风自然通风自然通风自然通风处理水回流处理水回流不回流不回流回流回流回流回流负荷负荷特征特征低负荷低负荷高负荷高负荷高负荷高负荷容积负荷容积负荷0.15
42、0.150.3 kg/m0.3 kg/m3 3.d.d0.50.51.2 kg/m1.2 kg/m3 3.d.d1 12 kg/m2 kg/m3 3.d.d水量负荷水量负荷1 13 m3 m3 3/m/m2 2.d.d101030 m30 m3 3/m/m2 2.d.d8080200 m200 m3 3/m/m2 2.d.d高负荷生物滤池的主要特征高负荷生物滤池的主要特征 处理水回流处理水回流v处理水回流的主要作用：处理水回流的主要作用：v稀释进水，控制进水稀释进水，控制进水BODBOD浓度（浓度（200mg/L2.5 h 2.5 h v经验公式计算法：经验公式计算法：v经验图表计算法：经验图
43、表计算法：（教材、设计手册）（教材、设计手册） 生物接触氧化法的生物接触氧化法的工作原理工作原理 v池内填充生物载体（填料），污水淹没填料，池内填充生物载体（填料），污水淹没填料，池底通入空气曝气，充氧、搅拌、三相对流接池底通入空气曝气，充氧、搅拌、三相对流接触、传递，通过填料表面生物膜的代谢作用，触、传递，通过填料表面生物膜的代谢作用，使污水得到净化。使污水得到净化。 v构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在水中，所以又称为水中，所以又称为“淹没式生物滤池淹没式生物滤池”。 v运行方式与曝气池相似，只是在池内人为提供运行方式与曝气池相似，只是在池内人
44、为提供微生物栖息生长的填料，所以又称为微生物栖息生长的填料，所以又称为“接触曝接触曝气法气法”。 v实质上，生物接触氧化是一种介于活性污泥法实质上，生物接触氧化是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术，兼具两者的和生物滤池之间的生物处理技术，兼具两者的特点，所以也称为特点，所以也称为“悬浮附着生物接触氧化悬浮附着生物接触氧化法法”。 生物接触氧化法的主要特点生物接触氧化法的主要特点 v优点：优点：v兼具活性污泥法和生物膜法的主要优点，由于生物兼具活性污泥法和生物膜法的主要优点，由于生物载体（填料）的不断革新、变化，使该工艺更具灵载体（填料）的不断革新、变化，使该工艺更具灵活性、多样性。
45、活性、多样性。 v填料表面微生物固定生长，生物相丰富，食物链长，填料表面微生物固定生长，生物相丰富，食物链长，能够生长氧化能力强的球衣菌属丝状菌而不发生污能够生长氧化能力强的球衣菌属丝状菌而不发生污泥膨胀。泥膨胀。 v悬浮、附着微生物共存，生物浓度高（悬浮、附着微生物共存，生物浓度高（10000 10000 mg/Lmg/L），处理能力大，耐冲击负荷能力强。），处理能力大，耐冲击负荷能力强。 v气、液、固三相混合接触，加之填料的分割作用，气、液、固三相混合接触，加之填料的分割作用，水流状态好，氧利用率高。水流状态好，氧利用率高。 v不产生滤池蝇和臭气，操作简单，运行管理方便。不产生滤池蝇和臭气
46、，操作简单，运行管理方便。 v适用于工业废水处理和污水深度处理。适用于工业废水处理和污水深度处理。 生物接触氧化法的主要特点生物接触氧化法的主要特点v缺点：缺点：v如果设计运行不当，填料易堵塞；如果设计运行不当，填料易堵塞； v布水、布气不易均匀；布水、布气不易均匀； v由于大量填料的使用，造价较高。由于大量填料的使用，造价较高。 v常用填料：常用填料：v刚性固定填料：塑料、玻璃钢，蜂窝管、波纹板，刚性固定填料：塑料、玻璃钢，蜂窝管、波纹板，v软性固定填料：有机合成纤维束软性固定填料：有机合成纤维束v半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合填料）
47、，弹性填料，自旋转填料填料），弹性填料，自旋转填料v轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废弃饮料瓶环，废弃饮料瓶生物接触氧化池的设计计算生物接触氧化池的设计计算 v BODBOD容积负荷（容积负荷（NwNw）：）：1.01.05.0 kgBOD/m5.0 kgBOD/m3 3.d .d 填料有效容积填料有效容积 )(30mNQSWw式中：式中：Q Q 日平均污水量，日平均污水量，m m3 3/d/d S S0 0 原污水原污水BODBOD浓度，浓度，mg/L mg/L v水力停留时间（水力停留时间（HRTHRT）：）：2.02.04.0
48、h 4.0 h 生物接触氧化法的工程应用生物接触氧化法的工程应用 v小区生活污水处理：小区生活污水处理：v地埋式污水处理设备地埋式污水处理设备v中水回用中水回用v工业废水处理：工业废水处理：v印染废水处理印染废水处理v食品酿造废水处理食品酿造废水处理v石油化工废水处理石油化工废水处理v生物制药废水处理生物制药废水处理v 畜禽养殖废水处理畜禽养殖废水处理生物接触氧化法的发展生物接触氧化法的发展 v生物接触氧化法工艺发展的原因：生物接触氧化法工艺发展的原因：v采用颗粒滤料，增大比表面积，提高处理能力采用颗粒滤料，增大比表面积，提高处理能力v解决滤料堵塞问题解决滤料堵塞问题v提高处理效率，设备小型化
49、、工业化提高处理效率，设备小型化、工业化接触氧化池接触氧化池生物生物生物滤池生物滤池曝气曝气生物移动床生物移动床v生物接触氧化法的工艺进展：生物接触氧化法的工艺进展： 生物流化床生物流化床曝气生物滤池的曝气生物滤池的主要特点和工程应用主要特点和工程应用 v主要特点：主要特点：v气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消耗低。耗低。 v具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。沉池。 v采用采用3 35 mm5 mm的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表面积大，生
50、物浓度高（等），比表面积大，生物浓度高（8000800023000 23000 mg/Lmg/L），处理效果好。），处理效果好。 v无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，维护管理方便。无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，维护管理方便。 v工程应用：工程应用：v微污染水处理微污染水处理 v污水深度处理污水深度处理 v工业废水处理（造纸，食品，制药）工业废水处理（造纸，食品，制药） 8.5 污水的深度处理与回用污水的深度处理与回用 v城市污水经二级生物处理（活性污泥法、生城市污水经二级生物处理（活性污泥法、生物膜法）后的出水中，还含有相当数量的污物膜法）后的出水中，还含有相当数量的污染物质，如：染物质，如：
