我国城市污水处理技术的发展

1、环工环工1012 马丁马丁 1020103220 目录目录 1.我国面临的重大水污染问题我国面临的重大水污染问题 2.国内城市污水处理技术国内城市污水处理技术 5 5、水解好氧生物处理工艺、水解好氧生物处理工艺 4 4、曝气生物滤池、曝气生物滤池 3 3、氧化沟、氧化沟 2 2、SBRSBR反应器反应器 1 1、传统活性污泥工艺、传统活性污泥工艺 一、我国面临的重大水污染问题一、我国面临的重大水污染问题 1、水污染与水资源紧缺矛盾更趋尖锐、水污染与水资源紧缺矛盾更趋尖锐 a) 水资源和用水浪费；水资源和用水浪费； b) 水污染严重；水污染严重； 水资源缺乏和水污染问题，制约社会经济的可持续发展

2、是一个基本的现实，水资源缺乏和水污染问题，制约社会经济的可持续发展是一个基本的现实， 也是考虑我国水环境问题的出发点。也是考虑我国水环境问题的出发点。 2、我国流域性水环境问题具有复杂性、我国流域性水环境问题具有复杂性 a) 北方地区：水资源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季节性北方地区：水资源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季节性 河流的达标河流的达标(特别是功能区达标特别是功能区达标)等问题等问题; b) 南方地区南方地区: 生态破坏引起的水患问题以及水体富营养化，成为突出的环生态破坏引起的水患问题以及水体富营养化，成为突出的环 境问题。境问题。 3、对一些重点污染行业水污

3、染的控制缺乏有效的手段、对一些重点污染行业水污染的控制缺乏有效的手段 对造纸、染料、糖蜜、农药和焦化废水等难降解工业废水的治对造纸、染料、糖蜜、农药和焦化废水等难降解工业废水的治 理有相当大的难度，要实现达标排放十分困难。理有相当大的难度，要实现达标排放十分困难。 4、农村城市化进程将使小流域普遍受到污染，是目、农村城市化进程将使小流域普遍受到污染，是目 前和今后面临的新问题前和今后面临的新问题 2010年，全国设市城市达到年，全国设市城市达到1200个，建制镇达到个，建制镇达到2.53 万万 个，依此计算，村镇年废水量可能达到个，依此计算，村镇年废水量可能达到270亿吨。亿吨。 总进水 格

4、栅 总 进 水 泵 房 水 力 筛 沉 砂 池 初 沉 池 曝 气 池 二 沉 池 总出水 加氯消毒 好氧剩余污泥 污泥 回流 净剩余污泥 集池泥浓缩池污泥脱水机房 泥饼外运 鼓 风 机 污水管路 污泥管路 上清、滤出 液管路 空气管路 活性污泥生物处理工艺活性污泥生物处理工艺 进水曝气沉淀排水排泥 去除碳源的典型的去除碳源的典型的SBR运行程序运行程序 经典经典SBRSBR反应器反应器 SBR工艺类型和发展工艺类型和发展 SBRSBR反应器反应器 经典经典SBRSBR反应器的优点反应器的优点 通过对以上通过对以上SBR工艺特点和不同研究者的研究结果进行汇总，不工艺特点和不同研究者的研究结果进

5、行汇总，不 考虑一些由于考虑一些由于SBR反应器本身优点导致的直接结果，如：投资低和运反应器本身优点导致的直接结果，如：投资低和运 行费用低等，行费用低等，SBR反应器的众多优点可以归纳成如下几类：反应器的众多优点可以归纳成如下几类： 1) 沉淀效果好；沉淀效果好； 2) 可以防止污泥膨胀；可以防止污泥膨胀； 3) 反应效率高，特别对难降解有机物降解性能好；反应效率高，特别对难降解有机物降解性能好； 4) 可以除磷脱氮等等。可以除磷脱氮等等。 5) 工艺简单，如可省去二沉池，不需污泥回流等；工艺简单，如可省去二沉池，不需污泥回流等； 不同学者对不同学者对SBR的不同看法的不同看法 名名称称S

6、SB BR R 的的特特点点可可能能的的原原因因 A Ar ro or ra a 抗抗冲冲击击负负荷荷能能力力强强 提提高高曝曝气气系系统统的的氧氧的的转转移移效效率率 工工艺艺简简单单，运运转转费费用用低低 变变容容积积进进水水 反反应应初初期期氧氧的的推推动动力力大大 S SB BR R 反反应应器器本本身身特特点点 I Ir rv vi in ne e 可可以以抑抑制制丝丝状状菌菌的的生生长长 可可以以高高效效处处理理难难降降解解废废水水 S SB BR R 系系统统中中微微生生物物的的活活性性高高 除除磷磷脱脱氮氮效效果果好好，无无需需投投放放化化学学 药药品品 有有机机物物浓浓度度变

7、变化化对对微微生生物物有有选选 择择性性，厌厌氧氧状状态态可可抑抑制制丝丝状状菌菌生生 长长 微微生生物物的的 R RN NA A 含含量量高高 运运行行方方式式容容易易改改变变 彭彭永永臻臻 工工艺艺简简单单，运运转转费费用用低低 可可以以防防止止污污泥泥膨膨胀胀 抗抗冲冲击击负负荷荷能能力力强强 省省去去了了二二沉沉池池，无无需需污污泥泥回回流流 底底物物浓浓度度梯梯度度大大，厌厌氧氧缺缺氧氧状状态态 并并存存 流流态态与与连连续续式式不不同同 刘刘永永凇凇 对对活活性性污污泥泥膨膨胀胀有有抑抑制制作作用用 对对冲冲击击负负荷荷有有抵抵抗抗能能力力 厌厌氧氧好好氧氧状状态态的的交交替替出出

8、现现 微微生生物物对对环环境境条条件件变变化化的的适适应应 张张志志仁仁 出出水水水水质质好好 对对冲冲击击负负荷荷适适应应性性强强 污污泥泥沉沉降降性性能能好好 污污泥泥处处理理系系统统简简便便 投投资资和和占占地地小小 能能耗耗低低 操操作作管管理理和和维维修修简简单单 沉沉淀淀性性能能好好，可可以以脱脱氮氮 流流量量变变化化可可通通过过周周期期调调节节来来适适应应 存存在在有有机机物物的的浓浓度度梯梯度度 污污泥泥令令长长可可稳稳定定化化 减减少少初初沉沉、二二沉沉池池和和污污泥泥消消化化等等 氧氧的的推推动动力力大大，氧氧利利用用率率高高 自自动动化化程程度度高高 同时，经典的同时，经

9、典的SBR反应器也操作一定的问题，比如反应器也操作一定的问题，比如 1)对于单一对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池；反应器的应用需要较大的调节池； 2)对于多个对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换反应器进水和排水的阀门自动切换 频繁；频繁； 3)无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水 的处理要求。的处理要求。 4)设备的闲置率较高设备的闲置率较高 5)污水提升水头损失较大。污水提升水头损失较大。 正是以上这一系列问题的存在导致了对于正是以上这一系列问题的存在导致了对于SBR反应器反应器 的不断改进和开发。的不断改进和开发。 氧化沟的

10、定义氧化沟的定义 3) 氧化沟结型式采用环形沟渠型式，混合液在氧化沟曝气器的推氧化沟结型式采用环形沟渠型式，混合液在氧化沟曝气器的推 动下作水平流动动下作水平流动(平均流速平均流速0.3m/s)； 4) 氧化沟采用延时曝气，不需初沉池，且不采用污泥消化处理；氧化沟采用延时曝气，不需初沉池，且不采用污泥消化处理； 1) 氧化沟属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺氧化沟属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺; 2) 氧化沟一般采用转刷等表面曝气设备；氧化沟一般采用转刷等表面曝气设备； 5) 氧化沟的污泥负荷在氧化沟的污泥负荷在0.050.10kgBOD5/kgMLSS.d之间。之间。 6)污泥负荷和污泥

11、龄的选取，要考虑污水硝化和污泥稳定化两个污泥负荷和污泥龄的选取，要考虑污水硝化和污泥稳定化两个 因素，一般污泥龄为因素，一般污泥龄为1030d。 氧化沟工艺氧化沟工艺 氧化沟的特点氧化沟的特点 虽然氧化沟属于活性污泥工艺的变形虽然氧化沟属于活性污泥工艺的变形,但在其发展过程中也形成但在其发展过程中也形成 很多独有的优点和特点。很多独有的优点和特点。 1) 氧化沟构造形式多样；氧化沟构造形式多样； 2) 氧化沟曝气设备的多样性；氧化沟曝气设备的多样性； 3) 曝气强度可调节；曝气强度可调节； 4) 对预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化对预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化 1 1 卡鲁塞尔氧化

12、沟卡鲁塞尔氧化沟 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟 (英国英国ASH Vale 污水处理厂污水处理厂) 2 交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟 OTV-GrugerOTV-Gruger的三沟式氧化沟的三沟式氧化沟(Faabborg(Faabborg污水处理厂污水处理厂) ) 3 Orbal氧化沟型氧化沟型 OrbalOrbal型氧化沟型氧化沟 4 一体化氧化沟一体化氧化沟 Simon-HartleySimon-Hartley船型氧化沟船型氧化沟 氧化沟曝气设备氧化沟曝气设备 水平轴曝气转盘水平轴曝气转盘 曝气转盘设备曝气转盘设备(美国美国US Filter产品产品)

13、立式低速表曝机立式低速表曝机 荷兰荷兰DHVDHV公司表曝机公司表曝机 全面认识氧化沟处理技术全面认识氧化沟处理技术 1、要考虑污染物的去除目的：对于不同的污染物的去除，设计参要考虑污染物的去除目的：对于不同的污染物的去除，设计参 数和方法是不同的；数和方法是不同的； 2、氧化沟最重要的特点之一是专用的曝气设备，对于曝气设备不、氧化沟最重要的特点之一是专用的曝气设备，对于曝气设备不 仅仅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化沟的仅仅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化沟的 水力学特性尤为重要；水力学特性尤为重要； 3、有关曝气设备的水力学特性，大部分设计单位恰恰掌握不够。

14、、有关曝气设备的水力学特性，大部分设计单位恰恰掌握不够。 致使在设计中由于设备型号和参数不准，常常导致设计没有达到致使在设计中由于设备型号和参数不准，常常导致设计没有达到 预期效果。预期效果。 曝气生物滤池工艺的优点曝气生物滤池工艺的优点 a) 负荷高，出水水质好：容积负荷可在负荷高，出水水质好：容积负荷可在6.0kgBOD/m3.d的负荷的负荷 下，保持出水在下，保持出水在20mg/L，出水可以达到硝化，出水达到或接近，出水可以达到硝化，出水达到或接近 生活杂用水水标准；生活杂用水水标准； b)占地面积少：曝气生物滤池的占地只是常规二级生化处理的占地面积少：曝气生物滤池的占地只是常规二级生化

15、处理的 1/5-1/10； c)耐冲击负荷；耐冲击负荷； d)投资省：投资省：BAF系统总水力停留时间短，所需基建投资少，同时系统总水力停留时间短，所需基建投资少，同时 该工艺出水水质高。该工艺出水水质高。 曝气生物滤池工艺曝气生物滤池工艺 曝气生物滤池工艺的原理曝气生物滤池工艺的原理 1) 生物活性高生物活性高(污泥龄短污泥龄短)； 2) 传质条件好；传质条件好； 3) 充氧效率高；充氧效率高； 4) 有丝状菌存在；有丝状菌存在； 5) 有较高的生物膜浓度。有较高的生物膜浓度。 曝气生物滤池的工艺组成曝气生物滤池的工艺组成 生物曝气滤池生物曝气滤池(BAF)的构造的构造 陶粒(生物填料层)

16、卵石(承托层) 空气管 反冲气管(反冲洗系统) 滤头(布水系统) 污水(布水系统) 冲洗水(反冲洗系统) 冲洗水泵 反冲洗废水 曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料 层、反冲洗等五个部分。层、反冲洗等五个部分。 水解池工作机理：水解池工作机理： 水解池为改进的水解池为改进的UASB反应器，在与初沉池相当的停留时间内，反应器，在与初沉池相当的停留时间内， 集生物降解、物理沉降和吸附为一体。污水中的颗粒和胶体污染物在水集生物降解、物理沉降和吸附为一体。污水中的颗粒和胶体污染物在水 解池得到截留和吸附，并在产酸细菌等微生物作用下得到分解和降解。解池得到截留和吸附，并在产酸细菌等微生物作用下得到分解和降解。 使得大分子的物质变成小分子物质，固体物质变成了溶解性物质。使得大分子的物质变成小分子物质，固体物质变成了溶解性物质。 水解水解好氧生物处理工艺好氧生物处理工艺 水解池作用水解池作用 a) 水解池的去除率高于初沉池：水解池的去除率高于初沉池：BOD5为为30， COD为为40-50， SS大于大于80； b) 水解池能提高污水的可生化性，降低后续的好氧工艺的能耗与水解池能提高污水的可生化性，降低后续的好氧工艺的能耗与 反应时间；反应时间； c) 水解池能实现污水污泥一元化处理。水解池能实现污水污泥