1、污水处理技术及案例分析主讲人：杜茂安主要内容主要内容1.污水处理技术污水处理技术1.1 活性污泥法（1）活性污泥法的基本概念和流程 活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。活性污泥法的系统主要包括以活性污泥反应器曝气池为核心处理设备，还有二沉池、污泥回流系统和曝气与空气扩散系统所组成。1-经预处理后的污水；2-曝气池；3-从曝气池流出的混合液；4-二沉池；5-处理水；6-污泥井；7-污泥回流系统；8-剩余污泥；9-来自空气压缩机的空气；10-曝气系统与空气扩散装置（2）活性污泥法的组成 正常处理城市生活污水的活性污泥在外观上呈黄褐色的絮绒状颗粒状。活性污泥主要由以下四部分组成：具有代谢
2、功能活性的微生物群体（Ma）；微生物自身氧化、内源代谢的残留物（Me）；由原污水挟带的难以生化降解的惰性有机物（Mi）；由原污水挟带的无机物质（Mii）。（3）活性污泥净化的影响因素 pH:酸酸碱碱度直接影度直接影响响着微生物酶系着微生物酶系统统的催化功能。的催化功能。有毒物有毒物质质：如重金：如重金属属离子、离子、酚酚、氰氰等，使菌体蛋白等，使菌体蛋白变变性。性。其他因素：其他因素：例如有机物的例如有机物的化化学结构学结构。营养营养物物质质平衡平衡：C源、源、N源、无机源、无机盐类盐类和和某些生某些生长长素。素。溶解溶解氧氧量量：参与处参与处理的多理的多为为好好氧氧菌，其菌，其浓浓度不易低于
3、度不易低于2mg/L.影影响响因素因素水水温温：和微生物的生理：和微生物的生理活活动动密切相密切相关关。（4）活性污泥的评价指标 混合液悬浮固体浓度（MLSS,mg/L混合液）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）f=MLVSS/MLSS（生活污水f为0.75）污泥沉降比（SV，%）混合液在量筒内静置30min后所形成的沉淀污泥容积占原混合液的百分率。污泥容积指数（SVI）此值一般介于70100为宜。污泥龄（c）又称为“生物固体平均停留时间”每日排出系统外的活性污泥量表达式为：曝气池内活性污泥总量（VX）与每日排出系统外的活性污泥量之比，为污泥龄，即：BOD-污泥负荷（Ns）表示的是曝气池内单
4、位重量（Kg)活性污泥，在单位时间内能够接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。其中F/M是有机污染物量与活性污泥量的比值。BOD-容积负荷（Nv）表示的是单位曝气池容积（m），在单位时间（1d）内，能够接受并将其降解到预定程度的有机污染物量（BOD）。Ns与Nv之间的关系为：污泥增长 活性污泥微生物的增殖是微生物合成反应和内源代谢二项生理活动的综合结果，即二者的差值：需氧量 活性污泥微生物的需氧量主要包括微生物对有机污染物的氧化分解和其本身在内源代谢期的自身氧化：（5）活性污泥法的新工艺氧化沟SBRAB法1.2 污水生物膜法（1）生物膜基本概念和构造 生物膜法的实质是微生物和微型
5、动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成的膜状污泥生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物被生物膜上的微生物摄取，水质得到净化，微生物自身也得到繁衍。生物滤池滤料上生物膜的构造（剖面图）（2）生物膜处理法的主要特征主要特征微生物相方面处理工艺方面参与净化微生物的多样化生物的食物链长能够存活世代时间较长的微生物分段运行与优占种属对水质、水量变动有较强的适应性污泥沉降性好，易于固液分离能够处理低浓度的污水易于维护、运行和节能（3）生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池曝气生物滤池（4）生物转盘生物转盘构造图生物转盘净化过程和物质传递示意图（5）生物接触氧化标准分流式接触氧化池（
6、6）生物流化床1.3污水脱氮除磷技术（1）生物除氮的基本原理 氨化与硝化反应过程HOHNO3/2O：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO1/2ONO硝酸菌HOHNO2ONH2-323硝化菌3222NHCORCOOHO)COOH：RCH(NH氨化菌氨化-2223-36OHO7H3N5COOH5CH：6NO反硝化菌反硝化（2）生物除磷的基本原理聚磷菌 厌氧环境 好氧环境好氧环境小型革兰式阴性短杆菌,它能在细胞内贮存聚羟基丁酸（PHB）和聚磷酸盐（Ploy-P）。聚磷菌在其后的好氧池中，它将吸收的有机物PHB氧化分解，同时能从污水中过量地摄取磷，在数量上远远超过其细胞合成所需磷量，将磷以聚合磷酸盐
7、的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，通过剩余污泥排出。聚磷菌在厌氧环境中，它可成为优势菌种，吸收低分子的有机酸形成PHB，并将贮存于细胞中的聚合磷酸盐中的磷水解释放出来。（3）生物脱氮的基本工艺二级活性污泥生物脱氮工艺处 理 水回 流 污 泥反 硝 化反 应 器BOD去 除硝 化 氨 化沉 淀 池碱N3(好 氧)III回 流 污 泥CH2OH 剩 余 污 泥 剩 余 污 泥回 流 污 泥图 21-1 两 级 生 物 脱 氮 系 统缺氧好氧活性污泥法（A1/O工艺）回 流 污 泥回 流 污 泥处 理 水内 循 环（硝 化 液 回 流）回 流 污 泥反 硝 化反 应 器B OD 去 除、硝化 反 应
8、 反 应 器(缺 氧)沉 淀 池碱N2(好 氧)图 21-3 分 建 式 缺 氧-好 氧 活 性 污 泥 脱 氮 系 统（4）生物脱磷的基本工艺A2/O除磷工艺进水厌氧缺氧好氧沉淀混合液回流出水剩余污泥污泥回流图 2 1-6 AS S S 2/O 工艺流程图Phostrip除磷工艺流程）解磷池（）（污水好氧缺氧混合液回流（400%）剩余污泥回流污泥（50%）含磷污泥上清液高磷混凝沉淀石灰出水至初沉池二沉池出水图 24-5 phostrip 工艺流程图2.污污水的水的处处理程度理程度工程造价和工程造价和运运行行费费用用当当地的地的各各项条项条件件原原污污水水的水量的水量和和污污水流入工水流入工况
9、况处理工艺流程选定应考虑的因素城市污水厂的典型处理工艺流程（1）该流程的一级处理由格栅、沉砂池和初次沉淀池组成，其作用是去除污水中的固体污染物，从大块垃圾道颗粒数粒径为数mm的悬浮物，可去除BOD 20%30%。（2）二级处理系统是处理核心，它的主要作用是去除水中呈胶体和溶解状的有机物（BOD和COD）。通过处理，污水的BOD5可降至2030mg/L，一般可以达到排放水体和灌溉农田的需要。城市污水厂的国内实例（1）天津纪庄子污水处理厂 该厂位于天津市区西南部，占地350000，当量人口127万，单位4412个，日处理能力为26104m/d。该厂的水质指标为：进水 BOD5 200mg/L；SS
10、 250mg/L 处理后的水 BOD5 25mg/L；SS 60mg/L 该厂采用渐减曝气式活性污泥法处理工艺。污泥采用中温厌氧二级消化处理，消化后的污泥通过机械脱水后，运往农村做肥料。消化过程中产生的消化气用于本厂发电和生活区生活用气。发电产生的余热用于污泥消化的加热。污水处理厂污水污泥处理工艺流程幅流式幅流式，自动吸刮泥方式排泥推流式渐减曝气污水处理厂平面布置图污水处理厂主要处理构筑物各项技术参数（2）邯郸市东污水处理厂 该厂位于邯郸市区东部，占地50003，服务面积26km2，服务人口35万，日处理能力为10104m/d。该厂是我国首次采用三沟式氧化沟处理城市污水的污水处理厂。工艺流程由
11、三部分组成，第一部分是由格栅和曝气沉砂池组成的物理处理系统，第二部分是以三沟式氧化沟为处理构筑物的生物处理，第三部分是污泥处理系统，氧化沟内的混合液经污泥泵抽送至浓缩池后经均质池送入脱水间，经带式压滤机脱水后外运。污水处理厂平面布置图污水处理厂污水污泥处理工艺流程进水和处理水的水质（3）北京市高碑店污水处理厂一期工程 高碑店污水处理厂位于东郊高碑店村,其污水系统的总流域面积为9661公顷。其中居住区为7558公顷,工业区为1085公顷,覆盖了大部分城区和东郊的排水面积，服务人口220万。其一期规划流域范围内的污水量为80余万m/d，其中生活污水和工业废水各占50%。高碑店污水处理厂的设计规模为
12、日处理污水100万m,工程分两期实施,一期工程为日处理50万m。污水处理工艺为二级生物处理。污水处理厂污水污泥处理工艺流程污水处理设计出水水质指标（一期工程，1993）3.小小3.1小城镇、农村污水的特点 （1）随着城市化进程的加快，污水排放量日益增加。目前小城镇居民人均生活用水在0.10.2t/d，人均产生污水为4070L/d。一座15万人的县级城市，每天生活污水的排放量达3104t左右。（2）粪便水占排放污水比例较大，但却是严重的污染源。3.2小城镇、农村污水的处理工艺应满足的条件（1）处理工艺具有较强的适应冲击负荷的能力，去除）处理工艺具有较强的适应冲击负荷的能力，去除效率高，且产生的污
13、泥量较少。效率高，且产生的污泥量较少。（2）处理工艺简单易行、运行稳定、维护管理方便，）处理工艺简单易行、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能正常运行。利用当地技术和管理力量能正常运行。（4）基建投资和运行费用低、节省能耗，基本上不投加）基建投资和运行费用低、节省能耗，基本上不投加药剂或者量很少。药剂或者量很少。（3）处理工艺应具有能方便地改变其处理流程的能力。）处理工艺应具有能方便地改变其处理流程的能力。3.3小城镇、农村污水适用的处理工艺活性污泥法普通活性污泥法间歇式活性污泥法（SBR）氧化沟工艺吸附生物降解工艺（AB法）厌氧-好氧活性污泥法（A/O或A2/O）3.4应用案例C
14、AST工艺处理城镇污水的实例浙中地区某污水处理厂 该厂规划用地25000，服务人口25万，污水处理厂设计总规模为8104m/d，分两期建设，一期4104m/d。其进水指标为CODcr为410mg/L，BOD5为160mg/L，SS为150mg/L，氨氮为33mg/L，总磷为2mg/L。设计出水指标为CODcr为60mg/L，BOD5为20mg/L，SS为20mg/L，氨氮为15mg/L，总磷为0.5mg/L。采用CAST工艺对该城市污水进行处理。CAST工艺主要由生物选择器、主曝气区、污泥回流和排泥系统、撇水装置四部分组成。其主要优点主要有三点：1具有推流型活性污泥法的优点，即系统中存在较大的
15、基质浓度梯度和较高的絮体负荷。2具有完全混合型活性污泥法较强的抗冲击负荷能力的优点。3采用鼓风曝气的方式，具有曝气效率高的特点。曝气阶段沉淀阶段撇水阶段闲置阶段运行工艺流程图改良型DE氧化沟工艺处理城镇污水的实例 四川新都金海污水处理厂采用了改良型DE氧化沟工艺处理城镇污水，该污水处理厂不但在工艺流程上进行了上述改进，而且对工艺参数进行了严格控制，因污水处理厂进水BOD、COD浓度不高，故不需外加碳源。运行参数运行参数具体的运行参数如下：污水负荷为0.050.15kgBOD/（kgMLVSS.d）；氧化沟水力停留时间为812h；污泥龄为1218d；污泥浓度为20004000mg/L；沟内流速为
16、0.30.5m/s；溶解氧为23mg/L（好氧）、0.20.5mg/L（缺氧）、0.2mg/L（厌氧）；缺氧区水力停留时间为0.76h；生物选择区的水力停留时间为0.17h，二沉池的水力停留时间为4.85h。工艺流程工艺流程出水水质情况出水水质情况SBR工艺处理城镇污水的实例 山区某县城#四周环山，中横一水，海拔高程在191200m之间，地形高差显著，适宜建设的地块面积极为有限，为典型的山区城市地貌。整个县城的污水由污水管网收集并经污水总泵站提升后由一根压力管送至污水处理厂。县城新建一座污水处理厂，根据水量的测算结果，污水处理厂远期 规 模 为6.0104m/d，分三期建设#一期建设规模为2.
17、0104m/d。污水处理厂进水中生活污水水量约占总水量60%，一类工业污水水量约占总水量的25%二类、三类工业污水水量约占总水量的15%。进水水质和出水标准进水水质和出水标准工艺流程图工艺流程图操作周期操作周期主要经济技术指标主要经济技术指标工艺选择工艺选择 LIPP卷罐技术是德国发明家萨瓦利浦先生发明的专利技术，已在全世界60多个国家被应用。此技术利用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理，通过专用技术和设备将一定规格的钢板，应用“螺旋、双折边、咬合”工艺来建造圆形的 LIPP池、罐。由于是机械化、自动化制作和采用薄钢板作为建筑材料，LIPP 技术具有施工周期短#造价较低、质量好等优点，
18、在同等建筑规模的情况下其施工周期比采用传统制作方式缩短50%以上#罐壁自重为钢筋混凝土的10%左右，为传统碳钢板焊接罐体的40%左右。4.污水深度处理技术及再生技术污水深度处理技术及再生技术4.1污水的深度处理工艺污水的深度处理工艺目标物溶解性无机盐难降解有机物离子交换法膜分离法活性炭吸附电催化氧化化学及光氧化酶处理技术4.2 污水深度处理的工艺组合污水深度处理的工艺组合（1）传统深度处理组合工艺二级出水砂滤消毒二级出水混凝沉淀过滤消毒二级出水混凝沉淀过滤（2）以膜分离为主的组合工艺二级出水混凝沉淀、砂滤膜分离消毒二级出水砂滤微滤纳滤消毒二级出水臭氧超滤或微滤消毒（3）活性炭、滤膜分离为主的组
19、合工艺 二级出水活性炭吸附或氧化铁微粒过滤超滤或微滤消毒 二级出水混凝沉淀、过滤膜分离活性炭吸附消毒 二级出水臭氧生物活性炭过滤或微滤消毒 二级出水混凝沉淀生物曝气（生物活性炭）超滤消毒4.3 城市污水再生利用技术城市污水再生利用技术 城市污水经过以生物处理技术为中心的二级处理和一定程度的深度处理后，水质 能够达到回用的标准，可以作为水资源加以利用，利用的途径主要一不直接与人体接触为准，其中主要是回用于城市公共事业。城市污水回用二级处理及深度处理系统 城市污水回用处理系统的处理效果4.4 工程实例工程实例日本芝山住宅区污水处理系统 日本芝山住宅区的污水处理设施是日本典型的住宅区污水实例。区内污
20、水采用活性污泥法和混凝法处理。处理后出水的7580排放，2025经过臭氧氧化、活性炭吸附和消毒后作为中水回用。污水处理回用于冲洗厕所、洗涤用水、清扫用水 和 小 池 小 河 补 充 水。该 中 水 装 置 设 有 监 测 设备，当中水水质达不到标准时，会启动活性炭吸附设备，活性炭罐根据压头损失实行自动反冲洗和手动反冲洗两种方式，反冲洗水返回到调节池。消 毒 采 用加氯，其投加量根据设置在污水池出口的余氯测定仪所发出的信号自动调整。中水处理流程处理设备及参数 二级处理设施处理对象人口为4700人，其污水排放方式为合流制，设计小时最大污水量为149m，采用延时曝气法进行处理。其中调节池为225m，
21、曝气时间为1624h，供气量为15.717.4m/min，BOD容积负荷为0.25kg/（md），污泥负荷为0.075kg/（kgd）。沉淀池表面负荷为17m/（h），沉淀时间3.5h，采用间歇式集中排泥。三级处理设施包括絮凝设备、pH调节仪、沉淀池，停留时间为3.5h，污泥产量为60kg/m、反冲水池和循环设备。运行管理费用大连污水再生利用工程 污水再生利用对象为50000KW热电厂的5000m/d循环冷却补充水，染料分厂的3000m/d的循环冷却用水和部分工艺用水，煤气厂及其他工厂的工业用水。工程处理规模为10000m/d。工程包括完善城市污水处理原有的二级处理系统，新建深度处理设施，铺设输水管道，用户厂内管路改造，设置用户水质改善和监控系统。工艺流程出水水质指标本节完！本节完！
