城镇污水处理技术

1、No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理技术城镇污水处理技术 No Image 城镇污水处理技术 一、城镇污水处理概论一、城镇污水处理概论 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工业废水工业废水 v入渗地下水入渗地下水 v（合流制排水系统的初期雨水）（合流制排水系统的初期雨水） 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、粪大肠菌群数、病毒生物指标：细菌总数、粪大肠菌群数、病毒 No Im

2、age 城镇污水处理技术 水体污染分类和危害水体污染分类和危害 v水体物理性污染和危害（水温、色度、水体物理性污染和危害（水温、色度、SS） v水体无机物污染和危害水体无机物污染和危害 v氮、磷污染和水体富营养化氮、磷污染和水体富营养化 v重金属污染和食物链的富集、迁移、转化重金属污染和食物链的富集、迁移、转化 v水体有机物污染和危害水体有机物污染和危害 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水体病原微生

3、物污染和危害水体病原微生物污染和危害 No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水一级处理和一级强化处理污水一级处理和一级强化处理 v处理对象：悬浮物（处理对象：悬浮物（SS），部分有机物），部分有机物 v处理方法：格栅截留，重力分离处理方法：格栅截留，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 No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理的基本方法城镇污水处理的基本方法 v污水二级处理（生物处理）污水二级处理（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），氮，磷）

4、，氮，磷 v处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法 v处理构筑物：处理构筑物： v活性污泥法（传统法，活性污泥法（传统法，AAO法，氧化沟，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） No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水三级处理（深度处理）污水三级处理（深度处理） v处理对象：进一步去除氮、磷、处理对象：进一步去除氮、磷、SS和有机物和有机物 （BOD, COD） v处理方法：生物法，物化法，物理法处理方法：生物法，物化法，物理法 v处理构筑物：处理构筑物：

5、 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，MBR v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 No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理基本方法城镇污水处理基本方法 v污水处理厂污泥处理污水处理厂污泥处理 v处理目的：减量化，无害化，稳定化，资源化处理目的：减量化，无害化，稳定化，资源化 v处理方法：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，浓缩机械浓缩池，浓缩机械 v消化池，沼气利用设备消化池，沼气利用设备 v污泥脱水机械污泥脱水机械 v污泥干化焚烧

6、设备污泥干化焚烧设备 No Image 序号分类范围备注 1污泥土地利用 园林绿化造林、育苗和园林绿化等的基质或肥料 土地改良盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良材料 农用注1农用肥料、农田土壤改良材料 2污泥填埋 混合填埋 在城市生活垃圾填埋场进行混合填埋（含填埋场 覆盖材料利用） 单独填埋在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处置 3 污泥建筑材料利 用 制水泥添加料制水泥的部分原料或添加料 制砖制砖的部分原料 制轻质骨料制轻质骨料（陶粒等）的部分原料 4污泥焚烧注2 单独焚烧在专门污泥焚烧炉焚烧 与垃圾混合焚烧与生活垃圾一同焚烧 利用锅炉焚烧 注1：农用包括进食物链利用和不进食物链利用两种。 注2

7、：污泥焚烧既可认为是污泥处理方式，也可认为是污泥处置方式。 No Image 城镇污水处理技术 城镇污水处理的基本方法城镇污水处理的基本方法 v典型污水二级处理工艺流程图典型污水二级处理工艺流程图 No Image 城镇污水处理技术 二、二、 污水物理处理污水物理处理 v物理处理法去除对象：物理处理法去除对象： 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和设备物理处理法常用工艺和设备 v筛滤截留筛滤截留格栅，筛网，过滤格栅，筛网，过滤 v重力分离重力分离沉淀，气浮沉淀，气浮 No Image 城镇污水处理技术 格栅类型和构造特点格栅类型和构造特点 v位置（泵前，泵后

8、）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） No Image 城镇污水处理技术 格栅设计要点格栅设计要点 n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； n选用选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；台以上运行可靠、易于维修的机械格栅； n合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣 的要求；的要求； n合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面合

9、理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面 尺寸；尺寸； n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。 No Image 城镇污水处理技术 沉淀分类沉淀分类 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） No Image 城镇污水处理技术 理想沉淀池和重要推论理想沉淀池和重要推论 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，单位与数值相等，单位与 物理意义不同。物理意义不同。 v颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时颗

10、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，可以大根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。幅度提高沉淀池表面负荷。 00 u A Q q No Image 城镇污水处理技术 沉砂池类型和构造特点沉砂池类型和构造特点 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，重力沉砂；浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂； 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，水流正交，挡方形断面

11、，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡 板隔渣；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（比式沉砂池，多尔沉砂池）机械旋流沉砂池（比式沉砂池，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。 No Image 城镇污水处理技术 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 No Image 城镇污水处理技术 曝气沉砂池的设计与计算曝气沉砂池的设计与计算 n按最大设计流量设计，池数和分格数应

12、不少于按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2； n选定沉砂池水力停留时间选定沉砂池水力停留时间2min以上，计算总有效容积；以上，计算总有效容积； n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)，计算总有效断面积；，计算总有效断面积； n选定沉砂池有效水深选定沉砂池有效水深(23m)，计算池长和总宽度；，计算池长和总宽度； n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； n计算沉砂量计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；，校核沉砂斗容积，选择排砂设备； n选定气水比选定气水比(0.10.2)或曝气强度，计算曝气量；

13、或曝气强度，计算曝气量； n设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。 No Image 城镇污水处理技术 沉淀池类型和构造特点沉淀池类型和构造特点 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辐流式初沉池和二沉池的主要区别辐流式初沉池和二沉池的主要区别 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/L

14、2000-4000 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1.51.54.5 m4.5 m3 3/m/m2 2.h.h0.60.61.5 m1.5 m3 3/m/m2 2.h.h 设计沉速设计沉速1.51.54.5 m/h4.5 m/h0.60.61.5 m/h1.5 m/h 沉淀时间沉淀时间0.50.52.0 h2.0 h1.51.54.0 h4.0 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

15、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（宜）可不设（宜） No Image 城镇污水处理技术 辐流式沉淀池设计和计算辐流式沉淀池设计和计算 n确定沉淀池个数（不少于确定沉淀池个数（不少于2个）；个）； n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； n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）；）； n计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底 落差污泥斗高）

16、；落差污泥斗高）； n计算污泥量，校核污泥斗容积；计算污泥量，校核污泥斗容积； n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 No Image 城镇污水处理技术 三、污水生物处理三、污水生物处理 v活性污泥法的基本理论和工艺设计活性污泥法的基本理论和工艺设计 v生物除磷脱氮基本原理和工艺设计生物除磷脱氮基本原理和工艺设计 v生物膜法的基本原理和工艺设计生物膜法的基本原理和工艺设计 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥处理系统基本流程活性污泥处理系统基本流程 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

17、 二沉池二沉池 处理水处理水 回流污泥泵回流污泥泵 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥净化污水反应过程活性污泥净化污水反应过程 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 No Image 城镇污水处理技术 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

18、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 No Image 城镇污水处理技术 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) O O2 2 X(X(污泥污泥) ) X X0 0 量量 时间时间 0 0 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD负荷负荷 F/MF/M（N Ns s，N Nv v） v污泥龄（污泥龄（t ts s）

19、生物固体停留时间生物固体停留时间 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） No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD污泥负荷（污泥负荷（kg BODkg BOD5 5/kg MLSS.d/kg MLSS.d） fSK tX S VX SQ N eaa s 2 曝气池内污泥总量 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BODB

20、OD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 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 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%) s wrw rv w r VXVXVR t XQXQR Xa Q Sb VX Qd X R rv 3 曝 气 池 内 污 泥 总 量 每 日

21、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 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD负荷与污泥龄的关系负荷与污泥龄的关系 2 1 ) sr s aer sre vv r a Nb t SSQ S NKS VXXt S MLVSS v 活性污泥去除负荷 BOD去除浓度 X挥发性活性污泥浓度

22、( 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20305150.22.5 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥容积指数（污泥容积指数（mL/gmL/g） )/( 10(%) LgX SV SVI 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

23、明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势； No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥浓度（污泥浓度（g/Lg/L，kg/mkg/m3 3） )15080( )/120008000( )2 .1 ( )0 .125.0( 110 10 11 6 6 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： SVI LmgX r R X R R r SVI X r SVIR R X R R X r r r No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v污泥回流比污泥回流比 XX X Q

24、 Q R r r SVISVI，X X，XrXr，R R 之间的关系之间的关系 SVI Xr (mg/L) 下列下列X值值(mg/L)时的回流比时的回流比(R) 150020003000400050006000 80150000.110.150.250.360.500.66 120100000.180.250.430.671.001.50 15080000.240.330.601.001.703.00 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 v剩余污泥量剩余污泥量(m(m3 3/d)/d) )155 )/120008000( )75. 0( , )1

25、( dtt LmgX f MLSS MLVSS f Rt RV Xt XV Xf XVbSQa Xf X Q ss r srsr vr r w 污泥龄（一般负荷时， 回流污泥浓度 城市污水 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法常用运行方式活性污泥法常用运行方式 n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） n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 n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 n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 n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 n深井曝气活性污泥法处理系统深井

26、曝气活性污泥法处理系统 n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 No Image 城镇污水处理技术 活性污泥法常用运行方式的活性污泥法常用运行方式的 主要工艺特征主要工艺特征 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，污泥增长曲线上某一段，曝气池与推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，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，多点进水或渐减曝气，改善传统活推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，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

27、氧失调的弊端 吸附再生吸附再生 推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，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，污泥增长曲线末端，污泥负荷低，推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，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，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉 池合建，表面曝气池合建

28、，表面曝气 深井曝气深井曝气圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷圆形深井构造，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，密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓多室串联，密闭纯氧曝气，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，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少 No Image 城镇污水处理技术 氧化沟处理系统基本流程氧化沟处理系统基本流程 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 No Ima

29、ge 城镇污水处理技术 氧化沟处理系统主要特点氧化沟处理系统主要特点 常用工艺类型：（三沟式，常用工艺类型：（三沟式，Carrousel,Orbal)Carrousel,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 25m5m； 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

30、絮凝和生物脱氮。独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。 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； v可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定； 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。 No Image 城镇污水处理技术 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 No Image 城镇污水处理技术 SBR处

31、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，在同一反应器内完成活性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；污泥处理过程； v工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设 费用和运行费用降低；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，可在同一反应器内实现除通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除 磷脱氮；磷脱氮；

32、 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，可实现等自控仪表，可实现 工艺过程自动化控制。工艺过程自动化控制。 No Image 城镇污水处理技术 曝气系统曝气系统 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膜理论及影响氧转移效率的主要因素 v曝气方式和曝气设备曝气方式和曝气设备 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

33、） 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 No Image 城镇污水处理技术 鼓风曝气系统空气量计算鼓风曝气系统空气量计算 n需氧量计算：需氧量计算： VXbSSQaOR vea )( 2 曝气池内溶解氧饱和度：曝气池内溶解氧饱和度： ) 4210026. 2 ( 5 tb ssb OP CC 标准状态下需氧量：标准状态下需氧量： )20( )( )20( 0 024. 1 T Tsb s CC RC R 实际供气量：实际供气量： 100 3 . 0 0 A s E R G No Image 城镇污水处理技术 活性污泥处理系统工艺

34、设计活性污泥处理系统工艺设计 n选定处理工艺方案选定处理工艺方案 n确定主要工艺设计参数确定主要工艺设计参数 n生物反应池容积计算设计生物反应池容积计算设计 n需氧量、供气量和曝气系统计算设计需氧量、供气量和曝气系统计算设计 n回流污泥量、剩余污泥量和污泥回流系统的计回流污泥量、剩余污泥量和污泥回流系统的计 算设计算设计 n沉淀池池型的选定、容积的计算设计沉淀池池型的选定、容积的计算设计 No Image 城镇污水处理技术 生物膜法生物膜法 v生物膜法的基本原理生物膜法的基本原理 v生物膜法的典型工艺及工艺特征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生物膜法处理工艺的新发展 v

35、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 No Image 城镇污水处理技术 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生物流化床生物流化床 No Image 城镇污水处理技术 生物膜法与活性污泥法的最大区别生物膜法与活性污泥法的最大区别 v生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物 载体（填料）的引入。载体（填料）的引入。 v由于生

36、物载体是人为提供的，所以载体的形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。性污泥法更具有灵活性、多样性和创造性。 No Image 城镇污水处理技术 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，固定生长分散在水中，悬浮生长分散在水中，悬浮

37、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、混合、接触分

38、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 No Image 城镇污水处理技术 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（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶粒，生物载体（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）塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团） v污水（营养物质）：污水（营养物质）：BOD, N, PBOD, N, P v空气（溶解氧）：空气（溶解氧）：DODO v微生物：细菌真菌原生动物后生动物小型昆虫微生物：细菌真菌原生动物后生动物小

39、型昆虫 v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泥时间后，生物载体表面被一层膜状活性污泥生物膜所覆生物膜所覆 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段。一般的城市污水，在历潜伏和生长两个阶段。一般的城市污水，在2020左右的温度左右的温度 条件下，这一过程大致需要条件下，这一过程大致需要3030天左右。天左右。 No Image 城镇污水处理技术 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

40、载体、污水、空气的对流生物载体、污水、空气的对流 接触：接触： v养料（污水中的有机物，空气养料（污水中的有机物，空气 中的氧）的传递：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： No Image 城镇污水处理技术 生物膜脱落的主要

41、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，微生物处于内源生物膜过厚，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；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传递过程中的气体顶托生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托 作用；作用； v生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动，使生物膜松动脱 落；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。 No Image 城镇污水处理技术 生物滤池的基本构造生物滤池的基本构造 n池体：填充、围护、承托滤料，风筒作用池体：填充、围护、承托滤

42、料，风筒作用 n滤料：生物载体，为微生物生长，微生物、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污水、空气对流接触提供巨大表面积和孔隙 n布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定布水装置：向滤池表面均匀洒布污水（固定 式，旋转式）式，旋转式） n集、排水装置：收集、排除处理后污水，保集、排水装置：收集、排除处理后污水，保 证良好通风条件证良好通风条件 No Image 城镇污水处理技术 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

43、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： No Image 城镇污水处理技术 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浓度沿浓度沿 滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污滤池高度自上而下变化，相当于推流式活性污 泥工艺。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 No Image 城镇污水处理技术 生物滤池的主要工

44、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(

45、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0.150.150.3 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

46、m3 3/m/m2 2.d.d101030 m30 m3 3/m/m2 2.d.d8080200 m200 m3 3/m/m2 2.d.d No Image 城镇污水处理技术 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，池底通池内填充生物载体（填料），污水淹没填料，池底通 入空气曝气，充氧、搅拌、三相对流接触、传递，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，使污水得到净化。过填料表面生物膜的代谢作用，使污水得到净化。 v构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在水中，构造形式与生物滤池相近，但填料全部淹没在水中

47、， 所以又称为所以又称为“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微生物运行方式与曝气池相似，只是在池内人为提供微生物 栖息生长的填料，所以又称为栖息生长的填料，所以又称为“接触曝气法接触曝气法”。 v实质上，生物接触氧化是一种介于活性污泥法和生物实质上，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，兼具两者的特点，所以也滤池之间的生物处理技术，兼具两者的特点，所以也 称为称为“悬浮附着生物接触氧化法悬浮附着生物接触氧化法”。 No Image 城镇污水处理技术 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

48、泥法和生物膜法的主要优点，由于生物载体（填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，使该工艺更具灵活性、多样性。料）的不断革新、变化，使该工艺更具灵活性、多样性。 v填料表面微生物固定生长，生物相丰富，食物链长，能够生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泥膨胀。长氧化能力强的球衣菌属丝状菌而不发生污泥膨胀。 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 mg/L10000 mg/L），处），处 理能力大，耐冲击负荷能力强。理能力大，耐冲击负荷能力强。 v气、液、固三相混

49、合接触，加之填料的分割作用，水流状态气、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。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，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。 No Image 城镇污水处理技术 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

50、：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（盾形组合填料），半软性固定填料：塑料片、软纤维结合（盾形组合填料）， 弹性填料，自旋转填料弹性填料，自旋转填料 v轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废轻型移动填料：塑料，比重接近水，空心球，空心环，废 弃饮料瓶弃饮料瓶 No Image 城镇污水处理技术 生物接触氧化池的设计计算生物接触氧化池的设计计算 vBODBOD容积负荷（容积负荷（NwNw）：）：1.01.05.0 kgBOD/m5.0 kgBOD/

51、m3 3.d .d 填料有效容积填料有效容积 )( 30 m N QS W w 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 h 4.0 h No Image 城镇污水处理技术 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，动力消耗低。气、液、固三相对流接触，氧的转移率高，动力消耗低。 v具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。具有截留

52、悬浮物和脱落生物膜的净化功能，无需二沉池。 v采用采用3 35 mm5 mm的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表的颗粒滤料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表 面积大，生物浓度高（面积大，生物浓度高（8000800023000 mg/L23000 mg/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污水二级和三级处理污水二级和三级处理 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） No Image 城镇污水处理技术 污水脱氮除磷处理

53、污水脱氮除磷处理 v污水常规二级生物处理（活性污泥法、生物膜污水常规二级生物处理（活性污泥法、生物膜 法），还含有相当数量的污染物质，如：法），还含有相当数量的污染物质，如：BODBOD、 CODCOD、SSSS、氮、磷、重金属等。、氮、磷、重金属等。 v会导致水体的富营养化；会导致水体的富营养化； v会导致水质恶化，使其遭到破坏；会导致水质恶化，使其遭到破坏； v不能满足回用要求。不能满足回用要求。 v要使污水处理水质满足以上要求，必须进行脱氮要使污水处理水质满足以上要求，必须进行脱氮 除磷处理。除磷处理。 No Image 城镇污水处理技术 污水脱氮除磷处理的对象、污水脱氮除磷处理的对象、

54、 目标与技术目标与技术 处理目的处理目的处理对象处理对象水质指标水质指标主要处理技术主要处理技术 排放水体排放水体 再生回用再生回用 有机物有机物 悬浮状态悬浮状态SS混凝沉淀、过滤混凝沉淀、过滤 溶解状态溶解状态 BOD COD TOC 膜生物反应器膜生物反应器 活性炭吸附活性炭吸附 臭氧氧化臭氧氧化 防止富营防止富营 养化养化 植物性营植物性营 养盐类养盐类 氮氮 TN NH3N 生物脱氮生物脱氮 磷磷 PO4P TP 化学除磷化学除磷 生物除磷生物除磷 再生回用再生回用微量成分微量成分 溶解性无机物溶解性无机物 无机盐类无机盐类 电导率电导率 Mg、Ca、Cl离子离子 反渗透、电渗析反渗

55、透、电渗析 离子交换离子交换 微生物微生物细菌、病毒细菌、病毒氧化、消毒氧化、消毒 No Image 城镇污水处理技术 生物脱氮原理生物脱氮原理 v生物脱氮过程：生物脱氮过程： 含氮含氮 化合物化合物 硝化反应过程硝化反应过程 氧氧 NONO- -3 3 N N2 2 硝化细菌硝化细菌 碳碳 反硝化细菌反硝化细菌 反硝化反应过程反硝化反应过程 No Image 城镇污水处理技术 影响硝化反硝化反应过程的主要因素影响硝化反硝化反应过程的主要因素 硝化反应硝化反应反硝化反应反硝化反应 细菌特征细菌特征 硝化菌是化能自养菌，生理硝化菌是化能自养菌，生理 活动不需要有机性营养物质活动不需要有机性营养物

56、质 反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在 无氧条件下进行生命代谢活动无氧条件下进行生命代谢活动 反应机理反应机理 从从COCO2 2获取碳源，从无机物的获取碳源，从无机物的 氧化中获取能量氧化中获取能量 以硝酸氮为电子受体，以有机碳以硝酸氮为电子受体，以有机碳 为电子供体，使硝酸盐还原为电子供体，使硝酸盐还原 碳源要求碳源要求 混合液中有机物含量不应过混合液中有机物含量不应过 高，高，BODBOD20mg/L20mg/L 混合液中有机物含量不应过低，混合液中有机物含量不应过低， BOD/T-N 3BOD/T-N 35 5，当碳源不足时，当碳源不足时， 应考虑外加碳源（甲醇）

57、应考虑外加碳源（甲醇） 溶解氧要求溶解氧要求 氧是硝化反应的电子受体，氧是硝化反应的电子受体， DO1 mg/LDO1 mg/L 反应器内溶解氧较高时，反硝化反应器内溶解氧较高时，反硝化 菌将利用氧进行呼吸，阻碍硝酸菌将利用氧进行呼吸，阻碍硝酸 氮的还原，氮的还原，DO 0.5mg/LDO 0.5mg/L pH要求要求 硝化菌对硝化菌对pHpH值变化敏感，最值变化敏感，最 佳佳pHpH值：值：8.08.08.48.4 反硝化菌对反硝化菌对pHpH值变化敏感，最佳值变化敏感，最佳 pHpH值：值：6.56.57.57.5，当，当pHpH值高于值高于8 8或或 低于低于6 6时，反硝化速率降低时，

58、反硝化速率降低 温度要求温度要求 适宜温度：适宜温度：20203030，低于，低于 55时，硝化反应停止时，硝化反应停止 适宜温度：适宜温度：20204040，低于，低于1515 时，反硝化速率降低时，反硝化速率降低 污泥龄污泥龄增殖缓慢，污泥龄增殖缓慢，污泥龄10d10d以上以上污泥龄无特殊要求污泥龄无特殊要求 No Image 城镇污水处理技术 A/OA/O前置生物脱氮工艺前置生物脱氮工艺 N2 污泥回流污泥回流 剩余污泥剩余污泥 原污水原污水 曝气池曝气池 空气空气 沉淀池沉淀池 处理水处理水 脱氮池脱氮池 内回流内回流 No Image 城镇污水处理技术 A/OA/O生物脱氮工艺特点生

59、物脱氮工艺特点 v流程简单，装置少，勿需外加碳源，适用于现有推流式曝气流程简单，装置少，勿需外加碳源，适用于现有推流式曝气 池的改造，建设费用和运行费用均较低。池的改造，建设费用和运行费用均较低。 v反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左 右，处理城市污水时，不必投碱调节右，处理城市污水时，不必投碱调节pHpH值。值。 v硝化曝气池在后，反硝化反应过程残留的有机物在硝化段进硝化曝气池在后，反硝化反应过程残留的有机物在硝化段进 一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。 v在处理水中含

60、有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当， 会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。 v如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。 v内循环液溶解氧较高，破坏内循环液溶解氧较高，破坏A A段缺氧状态，影响脱氮效果。段缺氧状态，影响脱氮效果。 No Image 城镇污水处理技术 AnOAnO生物脱氮工艺设计参数生物脱氮工艺设计参数 v水力停留时间（水力停留时间（HRTHRT）：硝化反应需时较长，一般不应该低）：硝化反应需时较长，一般不