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污水处理工艺培训课程 （污水处理基本常识简介）,佛山市南海京水水务有限公司 廖振奕,第一部分 污水来源及水质标准,一、污水的定义和来源,在人们的生活和生产活动中，每天都在使用和接触着水，在这一过程中，水受到人类活动的影响，其物理和化学性质发生了变化，就变成了污染过的水，简称为污水。污水主要包括生活污水、城市污水和工业废水。,1、生活污水：生活污水是人们日常生活中排出的水，它是从住户、公共设施和工厂的厨房、卫生间、浴室及洗衣房等生活设施中排出的水。 生活污水中通常含有泥沙、油脂、皂液、果核、纸屑、病菌以及其它一些杂物，通常有机物含量约为40%，无机物含量约为60%。生活污水的水质一般较稳定，浓度较低，也较容易通过生物化学方法进行处理：,特点：,（3）水质、水量规律变化，与人们的生活习惯相吻合。,（2）一般不含有毒物质，但含有大量的病原体。,（1）有机污染物与无机污染的比例约为6：4。,2、工业废水：从工业生产过程中排出的水，它来自工厂的生产车间与厂房。由于各种工业生产的工艺、原料、使用设备的用水条件等等不同，工业废水的性质千差万别。与生活污水相比，工业废水水质差异大，通常具有浓度大、毒性大等性质，不易通过一种通用技术或工艺来治理，往往要求在排出前在工厂内处理到一定程度。,b、生产废水：在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水。,a、生产污水：在生产过程中形成，并被生产原料、半成品或成品等废料所污染，也包括热污染的水（指生产过程中产生的、水温超过60的水）。,分类：,3、初期雨水：,初期雨水由于大气所受的污染以及对道路房屋的冲刷使其污染严重，可携带大量有机污染物。故宜作净化处理。,常见污染较严重的工业废水有：造纸废水、酿造废水、生物制药废水、煤气洗涤废水、印染废水、农药废水、制革废水、毛纺废水、电镀废水、油漆废水、化工废水、炼油废水等。工业废水是城市污水中有毒有害污染物的主要来源。,是通过下水管道收集到的所有排水，是排入下水道系统的各种生活污水、工业废水和城市融雪、降雨水的混合水，是一种混合污水。 也正是由于城市污水是一种混合污水，各座城市之间的城市污水的水质存在一定的差异，主要决定于工业废水所占比例的影响，也受到城市规模、居民生活习惯、气候条件及下水道系统形式的影响。,3、城市污水：,二、排水系统的主要组成部分：,a、城市污水排水系统。,b、雨水排水系统。,c、工业废水排水系统。,1、排水系统的体制：,生活污水、工业废水、降雨采用不同的排除方式所形成的排水系统称为排水系统的体制（简称排水体制）。 一般可分为合流制、分流制、混合制几种类型。,1）合流制排水系统： 将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个渠道内排除的系统。 如果这部分混合污水不经过处理直接排放到水体，将成为水体的重大污染源。若这部分污水进入城市污水处理厂，在晴天或初降雨时所有的污水将全部排送至污水厂处理，但随着降雨量的增加、混合污水的流量超过输水管能力时，就会有部分污水溢流的排水管网外而直接排入水体。这种合流制排水体制，在旧城市和旧城区较常见,2）分流制排水系统： 将生活污水、工业废水、雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠排除的系统。通常排除工业污水和工业废水的系统成为污水排放系统，排除雨水的系统成为雨水排放系统。 分流制的排水系统由于较为灵活、适应城市的快速发展，在现代化城市采用较多，它能将生活污水和工业废水全部送至污水处理厂处理，但由于初期雨水未经处理就直接排入水体，这将对城市水体造成一定污染。,3）混合制排水系统： 在在城市排水管网中，一部分区域由于条件限制，其排水采用合流制，另一部分区域则采用分流制排水，称之为混合制排水系统。 混合制排水系统一般是在具有合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。混合制排水系统的优缺点，是介乎合流制和分流制排水系统两者之间。城市排水管网中，一部分区域由于条件限制，其排水采用合流制，另一部分区域则采用分流制排水，称之为混合制排水系统。,三、排水泵站,1、排水泵站的特点： 排水泵站所抽升的水是污水，一般含有大量的杂质，而且来水流量逐日逐时都在变化。,2、排水泵站的作用及分类： 排水泵站通常是为了避免排水干管埋设太深而设置的。污水通过泵站上游的排水管道污水渠进入泵站的集水井，经由格栅去除水中所含有的大块污染物后，通过水泵将污水提升至下游的排水管道。,排水泵站流程示意图,污水提升泵站,上游排水管道,下游排水管道,至城市污水处理厂,排水泵站按其在排水系统中的位置，可分为中途泵站和终点泵站。中途泵站主要是将污水提升，将污水送至终点泵站。终点泵站将污水管网的污水抽升至污水处理厂或将处理后的污水进行农田灌溉或直接排入水体。,排水泵站按其的性质，又可分为污水（生活污水、生产污水）泵站、雨水泵站、合流泵站和污泥泵站。,四、污水处理及其出路,1、污水处理厂的功能：,污水处理厂就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，使水得到净化，并使资源得到充分利用。 污水处理厂所采用的技术一般有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等，本厂所采用的为物理化学与生物处理技术。它的主要原理为：利用各种混凝与絮凝药剂的物理化学以及微生物的生物化学反应，使从印染厂收集的污水中的所含的大部分有机污染物去除，从而达到净化水质，保护环境的目的。,2、城市污水处理工艺,城市污水处理按工艺流程和处理程序划分，可分一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺和污泥处理工艺以及最终的污泥处置。,（1）一级处理：,由格栅、沉砂池和初次沉淀池等处理设施组成的物理处理系统可以去除污水中的可沉杂质，称为污水一级处理。,二级处理的主要功能：,通过微生物的新陈代谢将污水中的大部分污染物变成CO2和H2O，从而实现污水中有机污染物的去除。,（2）二级处理（活性污泥法）：,传统活性污泥法系统，主要由普通曝气池、曝气系统、二沉池、污泥回流系统、处理水消毒池以及剩余污泥排放等部分组成。其中，曝气池与二沉池是二级处理的主体。,1 活性污泥法的理论基础,向生活污水注入空气进行曝气，持续一段时间以后，污水中即生成一种褐色絮凝体。 这种在曝气池内所形成的黄褐色、具有将有机物转化为稳定的无机物的活力、同时易于沉淀分离的生物絮凝体（絮状污泥颗粒）称为“活性污泥” （ Activated Sludge ）。 主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它的骨干部分由“菌胶团”组成。,基本概念,1）活性污泥,（1）曝气池：微生物降解有机物的反应场所 （2）二沉池：泥水分离 （3）污泥回流系统：确保曝气池内生物量稳定 （4）曝气系统：为微生物提供溶解氧，同时起到 搅拌 混合的作用。,系统组成,2）曝气池：是由微生物组成的活性污泥与污水 中的有机污染物充分混合接触，并进而将其吸收并分 解的场所，它是活性污泥工艺的核心。,3）回流污泥：从二沉池连续流向曝气池的 活性污泥，作为接种污泥。,4）剩余污泥：从活性污泥污泥处理系统中排出 的多余污泥，进入污泥处理系统中。,5）混合液：污水、污泥和空气互相混合所形成 的液体。,1）活性污泥的形态,黄褐色呈絮绒颗粒状 略带土壤的气味 颗粒直径d=0.020.02mm 每mL活性污泥的表面积大体上介于20100cm2之间 含水率很高，一般都在99%以上 比重则介于1.002-1.006之间.,2.活性污泥的形态与组成,2.活性污泥的形态与组成,2）活性污泥的成份,2.活性污泥的形态与组成,3）活性污泥的质量,高 质 量 的 活 性 污 泥,良好的吸附性能,较高的生物活性,良好的沉降性能,良好的浓缩性能,生物活性指污泥体内的微生物分解代谢有机物 的能力。 活性差的污泥去除有机污染物的速度必然较慢。 生物活性指标：A.颜色和嗅味 B.活性污泥耗氧速率SOUR,沉降性能良好才能有效地泥水分离； 反之，使出水浑浊，SS超标； 严重时可导致污泥大量流失，使生物量 不足，影响降解,使二沉池获得较高的排泥浓度； 反之，则需较大的汇流比，如此会使 曝气池HRT降低，处理效果变差,活性污泥中的主要微生物群体： 细菌 真菌 原生动物 后生动物 活性污泥中的有机物、细菌、原生动物与后生动物组成了一个小型的相对稳定的生态系统和食物链，如图2所示。,3 活性污泥微生物及其作用,活性污泥微生物群体的食物链,净化污水的 第一承担者,净化污水的第二承担者； 活性污泥生态系统的 首次捕食者,活性污泥生态系统的第二次捕食者,在活性污泥上形成优势的常见细菌主要有：产碱杆菌属（Alcaligenes）、芽孢杆菌属（Bacillus）、黄杆菌属（Flavobacterium）、动胶杆菌属（Zoogloea）、假单胞菌属（Pseudomonas）和大肠埃希氏杆菌（Escherichia Coli）等。此外，还可能出现的细菌有：无色杆菌属（Achromobacter）、微球菌属（Microbaccus）、诺卡氏菌属（Nocardia）和八叠球菌属（Sarcina）等,活性污泥微生物中的细菌以异养型的原核细菌为主。,活性污泥中的细菌,在成熟的正常活性污泥中的细菌数量大致介于107108个/mL活性污泥之间 。各种属的细菌在适宜的环境条件下，都具有较高的增殖速率，世代时间仅为2030min。,原污水中有机物的性质决定哪些种属的细菌在活性污泥中占优势 。,假单胞菌,菌胶团细菌,如动胶杆菌属（Zooglea）、假单胞菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）等能够形成菌胶团的细菌被称为菌胶团细菌。 1)菌胶团细菌是构成活性污泥絮凝体的主体成分，有很强的吸附、氧化分解有机物的能力。 2)细菌形成菌胶团后可防止被微型动物吞噬，并在一定程度上可免受毒物的影响。 3)菌胶团具有很好的沉降性能，使混合液在二沉池中迅速完成泥水分离。,菌胶团细菌,丝状菌（真菌）,与污水处理有关的真菌是腐生或寄生的丝状菌。 穿织在菌胶团之间，是形成活性污泥絮凝体的骨架，使污泥具有良好的沉淀性能。 丝状菌主要分解碳水化合物（脂肪、蛋白质及其他含氮化合物）； 大量异常的增殖则会引发污泥膨胀现象。,污泥膨胀时大量的菌丝伸出菌胶团， 菌丝上部有附着物，内有横隔，污泥结构 变差。,活性污泥中的原生动物与后生动物,原生动物主要有： 肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫等三类。 出现在活性污泥中的原生动物，在种属上和数量上是随处理水的水质和细菌的存活状态变化而改变的。,钟虫,钟形虫,变形虫,变形虫的末端结构,肉足虫类（变形虫） 的形态,游泳型纤毛虫,固着型纤毛虫,线虫,活性污泥中的原生动物与后生动物,活性污泥系统中较常见的后生动物有：轮虫、线虫和瓢体虫等。,原生动物和后生的出现，其数量和种类在一定程度上能够判断出水水质，因此也常称其为“指示性微生物” 。 “轮虫”的出现是水质非常稳定的标志（一般很少出现）。,轮虫,钟虫,轮虫,城市污水厂二级处理的基本工艺流程：,为了满足高标准的受纳水体要求或回用于工业等特殊用途而进行的进一步处理。,（3）三级处理：,常见的三级处理方法：,混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。深度处理的末端往往还要有加氯要求和接触池。,（4）污泥处理和污泥最终处置：,污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水三个部分。本厂该部分由污泥浓缩池、脱水机房组成。,污泥的最终处置与利用：农肥、建筑材料（污泥砖、地砖）、污泥裂解、焚烧、污泥填地与填海造地等。,机械细格栅,进水泵井,平衡池,初沉池,生物处理池,二沉池,排放口,栅渣外运,污泥浓缩池,湿地处理,进水,石灰乳助凝剂,硫酸亚铁混凝剂,絮凝剂,浓硫酸,污泥外运,中心厂处理流程图,污泥回流,剩余污泥,3、污水的出路：,污水经过净化处理后，出路有三种：,（1）排放水体，作为水体的补给水。,（2）灌溉田地。,（3）重复使用。,由于现阶段我国大部分污水处理厂的大部分出水都直接排至附近的河道内，因此它对还清河道有相当重要的作用。污水处理厂其中一部分出水可再做进一步的深度处理，根据处理深度的不同，这些污水可用于洗车、绿化、道路喷洒用水、景观河湖补水等用途。,四、污染指标及技术指标,城市污水的物理性质包括水温、色度、气味、固体含量、氧化还原电位等.,城市污水的化学性质可分为无机物与有机物。无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等；有机物包括碳水化合物、表面活性剂、脂肪和油类、酚、有机酸、碱等。,城市污水的生物指标包括大肠菌群与粪大肠菌群、病毒、细菌总数等。,1、污水的物理性质及指标 城市污水的物理性质包括水温、色度、气味、固体含量、氧化还原电位等。,（1）水温：,（2）色度：,（3）气味：,（4）固体含量：,（5）氧化还原电位：,2、污水的化学性质及指标 污水中的污水物质、按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态和溶解状态。,（1）无机污染指标： 无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等,1）酸碱度：,2）总氮TN、氨氮NH4-N、凯氏氮TKN：,3）总磷TP：,4）重金属离子：,3、污水的生物性质及指标,（1）大肠菌群数,（2）病毒,（3）细菌总数,1）生化需氧量BOD（生物化学需氧量）,在水温为20的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量。生物化学需氧量即可生物降解有机物的数量。,（2）污染指标及技术指标：,用重铬酸钾，在酸性条件下，将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量，即称为化学需氧量，用CODCr表示，一般简写为COD。 本项指标主要作为BOD5的补充，同样用来衡量污水中有机污染物的浓度。 此外，也可以用高锰酸钾作为氧化剂，但其氧化能力较重铬酸钾弱，测出的耗氧量也较低，故称为耗氧量，用CODMn或OC表示。 城市污水处理中，把BOD5/COD的比值作为可生化性指标，当BOD5/COD0.3时，适宜采用生化处理工艺。,2）化学需氧量COD,3）SS：悬浮固体,是指单位体积污水中悬浮固体的含量，单位为mg/l，本项指标用于衡量污水中悬浮固体的含量。,4）TN：总氮,是污水中各类有机氮和无机氮的总和，单位为mg/l。,5）NH4+-N：氮氨,水中的氨氮是指以游离态氨（或称非离子氨，NH3）和离子氨（NH4+）形式存在的氮，包含在总氮中，单位为mg/l。,6）TP：总磷,污水中各种有机磷与无机磷的总和，单位为mg/l。,7）pH,衡量污水酸碱度的一个指标。印染的pH呈碱性性，一般为10-13。,8）R：回流比,回流污泥量与入流污水量之比。RQr/Q进水,9）MLSS 生化反应池混合液悬浮固体的浓度，单位为mg/l。,10）MLVSS 生化反应池挥发性悬浮固体的浓度 ，单位为mg/l。,11） F/M：污泥负荷 单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kgBOD5/(kgMLSS.d)。,12） SRT：污泥龄 指活性污泥在整个系统内的平均停留时间，单位为天。,13）SV30：污泥沉降比 是指生化反应池混合液在100ml量筒中，静置30min后，沉降污泥与混合液的体积之比，单位为%。,14） SVI30：污泥体积指数 是指生化反应池混合在1000ml量筒中，静置30分钟以后，1g活性污泥悬浮固体所占的体积。单位为ml/g。,15）DO：溶解氧 溶解氧DO表示的是溶解于水中分子态氧的数量，单位为mg/L。水温升高或水中含有消耗氧的有机物，都会导致水中溶解氧含量的降低。,鑫龙污水处理厂进出水水质标准一览表,五、城市污水处理厂的排放标准：,现阶段，城市污水处理厂出水执行的排放标准是：,城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 189182002) ,其中： 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值，单