污水处理工程总结

1、污水处理工程Hohai UniversityHohai Universityp水环境现状p污水性质及指标p污水处理基本方法p污水深度处理与回用p水处理运行管理主要内容Hohai UniversityHohai Universityp地表水污染依然严重。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系总体水质与上年持平。200条河流409个断面中，类、类和劣类水质的断面比例分别为55.0%、24.2%和20.8%。珠江、长江总体水质良好，松花江为轻度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，海河为重度污染。在监测营养状态的26个湖泊（水库）中，呈富营养状态的湖（库）占46.2%。p全国近岸海域水质总

2、体为轻度污染。一、二类海水比例为70.4%，比上年上升7.6个百分点；三类海水占11.3%，与上年持平；四类和劣四类海水占18.3%，下降7.1个百分点。四大海区近岸海域中，黄海、南海近岸海域水质良，渤海水质一般，东海水质差。与上年比较，渤海湾、长江口、珠江口和北部湾一、二类海水比例上升10%以上。2008年中国环境状况一、水环境现状Hohai UniversityHohai University我国水环境面临的主要问题一、水环境现状一、水环境现状Hohai UniversityHohai University二、污水性质和指标污水性质和水质指标Hohai UniversityHohai Un

3、iversity二、污水性质和指标基本概念u“污水”是被污染物污染了的水，强调其脏的一面。实际上有相当数量的废水是不脏的，如冷却水。u水在社会循环中，由于种种原因而丧失了使用价值而外排，这种废弃外排的水称为废水。u“废水”是指废弃外排的水，强调废弃的一面。u“生活污水”“工业废水”。u“污”字说明它的可用性，而“废”说明的是不可用的。Hohai UniversityHohai University生活污水（domestic)工业废水 (industrial)据污染物的化学类别有机废水(organic)无机废水(inorganic）据污水的来源二、污水性质和指标污水的分类Hohai Univer

4、sityHohai University按废水产生的工艺生活污水(domestic)焦化废水(coking)冶金废水(metallurgical)制药废水(pharmaceutical)食品废水(food) 印染废水(printing and dyeing) 二、污水性质和指标污水的分类Hohai UniversityHohai Universityp点源（Point Source pollution）n 生活污水n 工业废水p非点源（Non-point source pollution）n 雨水（地面径流） 二、污水性质和指标污染源Hohai UniversityHohai Universi

5、typ耗氧型污染 p富营养型污染p毒物型污染 p感官型污染 二、污水性质和指标污染的类型Hohai UniversityHohai Universityn 原因-水体接纳了过量的有机物（能量）n 途径-废水排放引起的点源污染n 后果-直接和间接n 措施 -生物处理二、污水性质和指标污染的类型耗氧型污染Hohai UniversityHohai Universityn 原因-氮、磷n 途径-点源、面源n 后果-间接n 措施-生物处理二、污水性质和指标污染的类型富营养型污染Hohai UniversityHohai Universityn 原因-有机、无机、重金属n 途径-点源污染，废水排放n 后

6、果-短期和长期n 措施-化学与物理化学处理二、污水性质和指标污染的类型毒物型污染Hohai UniversityHohai Universityn 原因-色、味、悬浮物n 途径-点源污染，废水排放n 后果-直接和间接n 措施-物理、化学、生物化学二、污水性质和指标污染的类型感官型污染Hohai UniversityHohai Universityp物理性质p化学性质p生物性质二、污水性质和指标污水的性质Hohai UniversityHohai Universityn 水温n 色度n 臭味n 固体含量n 泡沫n二、污水性质和指标污水的性质物理性质Hohai UniversityHohai Un

7、iversityn 由于废水的温度过高引起的危害称为热污染 。n 热污染可以破坏废水的生物处理过程，影响水中生物的生存，加速水体富营养化的进程等。 热污染 (temperature)Hohai UniversityHohai University化学性质无机物：酸碱度氮磷无机盐重金属离子有机物：碳水化合物蛋白质脂肪和油类酚有机酸、碱表面活性剂有机农药取代苯类化合物Hohai UniversityHohai University有机物可生化降解有机物对微生物无毒害或抑制对微生物有毒害或抑制不可生化降解有机物对微生物无毒害或抑制对微生物有毒害或抑制Hohai UniversityHohai Uni

8、versityn 营养污染物主要是指植物和微生物生长过程中所需的营养物质，并非有毒，主要是氮和磷。n 这种由营养物质过多产生的污染称做富营养化污染 (eutrophication)n 产生污染的原因：当大量营养物质进入水体时，会使藻类大量繁殖，水面上积聚大量的动物和植物，这种现象在海洋中出现叫赤潮(red current)，在湖泊中出现叫水华（water bloom)。n 当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增，导致水中的溶解氧降低，影响水体功能，影响鱼类生存 。营养污染物 (nutrients)Hohai UniversityHohai Universityn 油类污染物一般是指比水轻

9、能浮在水面上的液体物质，多指油类。 n 废水中油类污染物的多少也用质量浓度表示，单位为mg/L。n 它不溶于水，进入水体后会在水面上形成薄膜，影响氧气的溶入，降低水中的溶解氧。 油类污染物 (oil and grease)Hohai UniversityHohai University有毒污染物-toxic materialsn 废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物 特点：急性中毒：初期效应十分明显，严重时会导致死亡 。慢性中毒：初期效应不明显，但长期积累可引起突变、致畸、致死，甚至引起遗传畸变，这种效应不易察觉，但后果更严重，一旦发现，很难在近期内处理，甚至不可逆转。 影响危害

10、程度的因素：浓度和作用时间：浓度越大，作用时间越长，后果越严重。环境条件：如温度、pH值、溶解氧浓度等，生物的种类及生物自身的适应能力。 分类：无机化学、有机化学和放射性毒物三类。 表示方法：质量浓度表示，单位为mg/L。 Hohai UniversityHohai Universityn 无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。n 化学上一般把密度大于4的金属称为重金属（heavy metals)。n 水污染中所指的重金属主要是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Cu、Zn、Mo、Ti等，最主要的是前五种。n 重金属污染特点： 毒性以离子状态最大，且不同价态的毒性不同。如

11、Cr6+Cr3+，但As3+As5+； 很难被生物降解，有时还可以被生物富集或转化成毒性更大的物质。据研究，海水中的汞通过食物链可富集2万倍； 危害时间长，难消除; 有些重金属是人体必须的元素。 无机化学毒物(inorganic toxics)Hohai UniversityHohai Universityn 有机化学毒物大多是人工合成的有机物。主要有：农药（DDT、有机氯、有机磷等）酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。n 特点： 这类物质的种类最多，性质最复杂 。 毒性大。 化学稳定性好。 大多数难被生物降解且可以通过食物链富集，危害人体健康。有机化学毒物 (organic

12、toxics)n放射性物质主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质。放射性物质(radioactive matters)Hohai UniversityHohai Universityn污水中微生物以细菌和病毒为主制革厂废水中常含有炭疽菌医院污水中含有病原菌和病毒等生活污水中含有可能引起肠道系统疾病的细菌和寄生虫卵等二、污水性质和指标污水的性质生物性质Hohai UniversityHohai Universityn 物理指标n 化学指标n 生物指标二、污水性质和指标水质指标Hohai UniversityHohai University物理指标色度臭和味固体含量二、污水性质和指标水质指标物理

13、指标Hohai UniversityHohai Universityu色度有两种表示方法：一是采用铂钴标准比色法，规定在1 L水中含有氯铂酸钾（K2PtCl6）2.491 mg及氯化钴（CoCl26H2O）2.00 mg时，也就是在1 L水中含铂1 mg及钴0.5 mg时所产生的颜色深浅为1度；二是采用稀释倍数法，即将废水稀释，用把废水稀释到接近无色时所需的稀释倍数表示色度。 色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。物理指标-色度Hohai UniversityHohai Universityu臭和味是判断水质优劣的感官指标之一。洁净的水是没有气味的，受到污染后会产生各种臭味。常见的水臭味有霉烂臭味

14、、粪便臭味、汽油臭味、臭蛋味、氯气味等。u臭味的表示方法现行是用文字描述臭的种类，用强、弱等字样表示臭的强度。u比较准确的定量方法是臭阈法，即用无臭水将待测水样稀释到接近无臭程度的稀释倍数表示臭的强度。物理指标-臭和味(odor)Hohai UniversityHohai University物理指标-固体含量总固体(total solid TS)溶解性固体(dissolved solid, DS)悬浮性固体(suspension solid, SS)u实际区分二者是用特制的微孔滤膜（孔径0.45 m）来过滤，能透过的为溶解性固体，被膜截留的为悬浮性固体。 u单位一般为mg/L固体含量：指废水

15、中在100时不能蒸发的所有物质，称为总固体Hohai UniversityHohai University水和污水中水和污水中固体成分的固体成分的内部相关性内部相关性Hohai UniversityHohai University浊度：废水中悬浮物含量的多少也可用 (turbidity)表示 在水质分析中规定，1 L水中含有1 mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。 u悬浮物的危害主要是造成沟渠、管道和抽水设备的阻塞、淤积和磨损；造成水生生物的呼吸困难；造成给水水源浑浊；干扰废水处理设施和回收设备的工作；有些悬浮物还有一定的毒性。u几乎所有的废水中都含有数量不等的悬浮物，因此除

16、去悬浮物是废水处理的一项基本任务。Hohai UniversityHohai University有机指标： 生化需氧量 BOD 化学需氧量 COD 总有机碳 TOC 总需氧量 TOD无机指标： 酸碱度 氨氮、凯式氮 、总氮 磷化学指标二、污水性质和指标水质指标化学指标Hohai UniversityHohai University1. 以氧（O2）表示的指标生化需氧量（Bio-Chemical Oxygen Demand,缩写为 BOD）化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, 缩写为 COD）总需氧量（Total Oxygen Demand, 缩写为 TOD）理论需氧量（

17、Theroy Organic Carbon, 缩写为 ThOD）2. 以碳（C）表示的指标理论有机碳（Theroy Organic Carbon, 缩写为 ThOC）总有机碳（Total Organic Carbon, 缩写为 TOC）Hohai UniversityHohai Universityu表示在一定条件下（20C），单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。单位为mg（O2）/L（废水）。u有BOD5和BOD20 之分，BOD5最常用。u特点：准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利于指导实际生产和自动控制。生物化学需氧量：biochemical oxyge

18、n demand-BODHohai UniversityHohai University可生物降解有机物降解过程示意图Hohai UniversityHohai University化学耗氧量-Chemical oxygen demand-COD）n 用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位仍为mg/L。 n 常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，分别用CODCr 和CODMn表示。n 特点：测定速度快，但与实际污染的程度有差距。 Hohai UniversityHohai University总需氧量（total oxygen demand ，T

19、OD）总有机碳（total organic carbon ，TOC）n 在900下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需的氧量，称为总需氧量；n 在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳 n 特点：测定速度快，但设备复杂且与BOD、COD之间无固定关系。n BOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特点和用途，在实际应用中应根据各自的特点和不同的情况选用！Hohai UniversityHohai University复合物总COD可生化降解的COD易生物降解（溶解性）难生物降解（非溶解性）不可生化降解的C

20、OD不可生物降解（溶解性）不可生物降解（非溶解性）挥发性脂肪酸胶体微粒Hohai UniversityHohai University酸碱度和pH值一般要求处理后污水的pH值在69之间当天然水体遭受酸碱污染时，pH值发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶碱度指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度Hohai UniversityHohai University关于氮的指标有机氮：主要指蛋白质和尿素总氮：一切含氮化合物以N计量的总称总凯式氮：总氮中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐和硝酸盐氨氮：有机氮化合物的分解或者

21、直接来自含氮工业废水NOx-N：亚硝酸盐和硝酸盐Hohai UniversityHohai University凯式氮氨氮有机氮可生物降解不可生物降解溶解性悬浮性溶解性悬浮性Hohai UniversityHohai University关于磷的指标含磷化合物有机磷无机磷有机磷包括磷酸甘油酯、磷肌酸等磷酸盐：正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐聚合磷酸盐：焦磷酸盐、三磷酸盐、三磷酸氢盐Hohai UniversityHohai University大肠菌群数细菌总数病毒生物指标二、污水性质和指标水质指标生物指标Hohai UniversityHohai Universityn 大肠菌群数(

22、coliforms) 大肠菌群数是指1 L水中所含大肠菌个数。由于大肠菌在外部环境中的生存条件与肠道传染病的细菌、寄生虫卵相似，而且大肠菌的数量多，比较容易检验，所以把大肠菌数作为生物污染指标。 n 细菌总数(total bacteria) 细菌总数是指1 mL水中所含有各种细菌的总数。Hohai UniversityHohai Universityn 废水水质控制就是采取一定的技术措施，使废水中污染物的浓度降低到规定的水平。满足废水再用（循环再用或接续再用）对水质的要求；满足有价物质回收工艺对水质的要求；满足废水排放对水质的要求。 废水水质控制三、污水处理方法Hohai University

23、Hohai University污水常见的处理方法三、污水处理方法p 物理法调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。p 化学法中和、化学沉淀、氧化还原。p 物理化学法混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。p 生物法好氧生物法和厌氧生物法。Hohai UniversityHohai University按废水中污染物的去除方式分离处理(separation)：通过各种方法使污染物从废水中分离出来，一般不改变污染物的化学本性。 转化处理(transformation)：通过化学或生物化学的方法，使废水中的污染物转化为无害的物质，或是转化为易于分离的物质然后再分离。 稀释处理 (dilution)：既不分离

24、也不能改变化学性质，通过稀释混合，降低污染物浓度，达到无害目的污水处理方法分类三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University按处理的程度一级处理(primary)：也叫初级处理，该过程只能除去废水中的大颗粒的悬浮物及漂浮物，很难达到排放标准。 二级处理(secondary)：一般可以除去细小的或呈胶体态的悬浮物及有机物，一般能达到排放标准。 三级处理(tertiary)，也称高级(advanced)处理：进一步除去废水中的胶体及溶解态的污染物，一般可达到回用的目的。 污水处理方法分类三、污水处理方法Hohai UniversityHohai Universit

25、y废水的一级处理方法重力分离法(gravity separation)阻力截留法(retaining)稀释法(dilution)中和法(neutralization)沉降法(sedimentation)上浮法(floating)格栅截留(bar screen)筛网截留(screen)粒状介质过滤(granular media filtration)Hohai UniversityHohai University废水的二级处理方法气浮法(air flotation)混凝法(coagulation)萃取法(solvent extraction)氧化还原法(oxidize-reduction)电解法

26、(electrolysis)生物法(biotreatment)吹脱法(air stripping)汽提法(steam stripping)好氧法(aerobic)厌氧法(anaerobic)Hohai UniversityHohai University废水的三级处理方法吸附法(adsorption)膜分离法(membrane)磁过滤法(magnetic filtration)离子交换法(ion exchange)化学药剂消毒（chemical disinfection）超过滤(ultrafiltration)反渗透(reverse osmosis)电渗析(electrodialysis)Ho

27、hai UniversityHohai University废水处理的方法很多，一种废水可以采用一种或几种方法处理，也可用几种方法组成的处理系统，才能将废水达到处理的要求。因此，应该根据废水的水质选择合适的处理方法，使既达到处理的要求，又能降低废水处理成本和基建投资。Hohai UniversityHohai University 达标是前提； 在达标的前提下，充分考虑成本； 应综合分析处理成本； 要应用成熟的工艺； 要充分考虑工艺的可操作性； 多采用自己已做过的工艺。处理方法选择原则三、污水处理方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai Universityn有机废水处理

28、方法的确定 物理方法将废水用滤纸过滤后达标，可作为悬浮物废水处理； 物化方法直接过滤不达标，如加絮凝剂后过滤达标可采用絮凝沉淀。工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University 生物法的选择 确定废水的毒性如有毒性物质应针对毒物进行预处理。 确定废水的可生化性 好氧生物法一般当BOD/COD0.2-0.3，BOD1000 mg/L时，可用好氧生物法，但BOD的允许浓度是因污染物而异。 厌 氧 法一般当BOD/COD1/5，或BOD1000 mg/L时，可先采用厌氧法后再加好氧生物法。 根据设备投资和运行费用确定只好氧生的运行费

29、用高，但投资和占地小。厌氧好氧的运行费用低，但投资和占地大。 工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai Universityn无机废水 悬浮物在规定的时间内静置后，达标，可采用自然沉降；不达标，可作混凝试验，混凝静置后达标，可采用混凝沉淀。 溶解污染物一般方法：调pH值、化学沉淀、氧化还原。深度处理法：吸附、离子交换、膜分离法。 含油废水静置后下清液达标的可采用隔油处理，不达标的可采用破乳后静置；达标可采用破乳隔油，不达标的可采用隔油后生化。 工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai U

30、niversity污水水 泵格 栅沉 砂均 化初 沉二 沉消 化消 毒脱 水初雨径流栅渣处理沉砂处理生物处理物化处理排放回用初雨径流二级处理95三级处理上清液二沉污泥外运初沉污泥一级处理（去除 SS约50%，BOD30）回流污泥城市污水处理一般流程三、污水处理方法Hohai UniversityHohai Universityn 格栅n 沉淀的基础理论n 沉砂池n 沉淀池城市污水处理方法物理方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University格栅格栅的作用：截留污水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。格栅的定义：格栅由一组（或多组

31、）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设备。格栅的定义：格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。Hohai UniversityHohai University平面格栅曲面格栅格栅的分类按照形状格栅分类Hohai UniversityHohai University人工清除人工清除 设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水渠道面积的2倍，以免清渣过于频繁。与水平面倾角：4560机械清

32、除机械清除过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。与水平面倾角：6070清清渣渣方方式式格栅的清渣方式Hohai UniversityHohai University沉淀的基础理论沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。 沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。Hohai UniversityHohai

33、University悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀沉淀的分类Hohai UniversityHohai University根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。沉淀的分类Hohai UniversityHohai Unive

34、rsity根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。沉淀的分类Hohai UniversityHohai University根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。沉淀的分类Hohai Un

35、iversityHohai University沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种形式沉砂池以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行平流式、竖流式、曝气沉砂池、旋流式沉砂池、Doer沉砂池等Hohai UniversityHohai University平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池，它构造简单，工作稳定。 平流式沉砂池构造：入流渠、出流渠、闸板、砂斗等Hohai UniversityHohai University由于池中设有

36、曝气设备，它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速污水中油类的分离等作用。沉砂中含有机物的量低于5%；曝气沉砂池的特点Hohai UniversityHohai University钟式沉砂池构造：流入口、流出口、沉砂区、砂斗、电机、排砂管等利用机械力控制水流流态和流速，加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置。Hohai UniversityHohai University沉淀池沉淀池：分离悬浮固体的一种常用处理构筑物。沉淀池的构造：沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区是沉淀进行的主要场所。贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。缓

37、冲区避免水流带走沉在池底的污泥。Hohai UniversityHohai University初次沉淀池二次沉淀池沉淀池的分类按照使用功能生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物生物处理构筑物后,是生物处理工艺的组成部分沉淀池的分类Hohai UniversityHohai University平流式辐流式竖流式按照水流方向分：池型：长方形一端进水,另一端出水；贮泥斗在池进口池型:多为圆形, 有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央池内水流由下向上池内水流向四周辐流沉淀池的分类Hohai UniversityHohai University沉淀池的一般设计原则及

38、参数1.设计流量 沉淀池的设计流量与沉砂池的设计流量相同。 在合流制的污水处理系统中，当废水是自流进入沉淀池时，应按最大流量作为设计流量；当用水泵提升时，应按水泵的最大组合流量作为设计流量。在合流制系统中,应按降雨时的设计流量校核，但沉淀时间应不小于30min。2.沉淀池的只数 对于城市污水厂，沉淀池的个数不应少于2只。3.沉淀池的经验设计参数 对于城市污水处理厂，如无污水沉淀性能的实测资料时，可下表的经验参数选用。Hohai UniversityHohai University类型在处理工艺中的作用沉淀时间h表面水力负荷m3/m2h每人每日污泥量g/(d人)污泥含水率%固体负荷kg/(m2

39、d)初沉池单独沉淀处理1.5-2.01.5-2.516-3695-97-生物处理前0.5-1.52.0-4.514-2695-97-二沉池活性污泥后1.5-4.00.6-1.512-3299.2-99.6150生物膜后1.5-4.01.0-2.010-2696-98150沉淀池的经验设计参数Hohai UniversityHohai University4.沉淀池的几何尺寸 池超高不少于0.3m； 有效水深采用24m； 缓冲层高度，非机械排泥时采用采用0.5m，机械排泥时，需根据刮泥板高度确定-缓冲层上缘高出刮泥板0.3m； 贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60，圆斗不宜小于55； 坡向泥斗的底

40、板坡度，平流式沉淀池大于0.01，幅流式沉淀池大于0.05； 排泥管直径不小于200mm；5.沉淀池出水部分 一般采用堰流, 在堰口保持水平。 出水堰的负荷:对初沉池, 应不大于2.9L/(sm); 对二次沉淀池, 一般取1.52.9 L/(sm)。 亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。沉淀池的一般设计原则及参数Hohai UniversityHohai University6.贮泥斗的容积 初沉池 一般按不大于2d的污泥量计算。 对二次沉淀池，若为活性污泥法处理后，按贮泥时间不超过2h计，并应有连续排泥措施；若为生物膜法处理后，按4h的污泥量计算。7.排泥部分 沉淀池一般采用静水压力排泥，

41、静水压力数值如下：初次沉淀池不应小于14.71kPa（1.5mH2O）；活性污泥法的二沉池应不小于8.83 kPa（0.9mH2O）；生物膜法的二沉池应不小于11.77 kPa（1.2mH2O）。沉淀池的一般设计原则及参数Hohai UniversityHohai University提高沉淀池沉淀效果的有效途径沉淀池均存在去除率不高的问题，且占地面积较大，体积庞大提高沉淀池的分离效果和去除能力的方法斜板沉淀池对污水进行曝气搅动回流部分活性污泥 曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用此法，可是沉淀效率提高5%8%，1m3废水的曝气量约0.5m3左右。常在预曝气

42、池或生物絮凝池内进行。 将剩余活性污泥投加到入流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高10%15% ，BOD5的去除率也能增加15%以上，活性污泥的投加量一般在100400mg/L之间。Hohai UniversityHohai University池型优点缺点适用条件平流式1. 对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；2. 施工简单，造价低采用多斗排泥，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作工作量大，采用机械排泥，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀1. 适用地下水位较高及地质较差的地区；2. 适用于大、中、小型污水处理厂竖流式1

43、. 排泥方便，管理简单；2. 占地面积较小1. 池深度大，施工困难；2. 对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；3. 造价较高；4. 池径不宜太大适用于处理水量不大的小型污水处理厂辐流式1. 采用机械排泥，运行较好，管理较简单；2. 排泥设备已有定型产品1. 池水水流速度不稳定；2. 机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高1. 适用于地下水位较高的地区；2. 适用于大、中型污水处理厂沉淀池特点与适用条件Hohai UniversityHohai University好氧生物处理厌氧生物处理缺氧生物处理污水生物处理：利用自然界中广泛分布的个体微小、代谢营养类型多样、适应能力强的微生物的新陈代谢作用，

44、对污水进行净化的处理方法。好氧生物处理是在水中存在溶解氧的条件下（即水中存在分子氧）进行的生物处理过程参与代谢活动的微生物对溶解氧的需求缺氧生物处理是在水中无分子氧、但存在如硝酸盐等化合态氮的条件下进行的生物处理过程厌氧生物处理是在水中既无分子氧又无化合态的条件下进行的生物处理过程城市污水处理方法生物方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University微生物生长方式悬浮生长法附着生长法通过适当的混合方法使微生物在生物处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物充分接触，完成对有机物的降解微生物附着在某种载体上生长，并形成生物膜，污水经过生物膜时，微生物与污水中的

45、有机物接触，完成对污水的净化活性污泥法生物膜法城市污水处理方法生物方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai Universityn 污水中不同类型的污染物需要采用不同的处理方法和工艺进行处理；悬浮状态、胶体状态、溶解状态n 污水生物处理的对象主要是： 两大类污染物：有机物；营养元素氮和磷 两大类废水： 生活污水或城市污水、有机工业废水n 污水生物处理的主体是微生物城市污水处理方法生物方法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University生物处理法的分类生物处理法天然生物处理人工生物处理生物稳定塘土地处理系统好氧生物处理厌氧生物处理活性污泥法生

46、物膜法传统厌氧消化现代高效厌氧反应器Hohai UniversityHohai University回流污泥二次沉淀池废水曝气池初次沉淀池出水空气剩余活性污泥活性污泥法的工艺流程工艺流程：两池两系统；曝气池和二沉池；污水处理流程系统和曝气系统三个基本要素：有机污水、微生物、氧气Hohai UniversityHohai University活性污泥的性质1、物理性质： “微生物群体”“菌胶团”“生物絮凝体” 颜色：黄褐色 比重：略大于1 （1.0021.006） 粒径：0.020.2 mm 比表面积：20100 cm2/mL 含水率：99%以上Hohai UniversityHohai Uni

47、versity2、生化性质：活性污泥中固体物质仅占1%其中固体物质的组成： 1）活细胞-微生物群体（Ma）： 2）微生物内源代谢的残留物（Me）： 3）吸附的原废水中难于生物降解的惰性有机物（Mi）： 4）无机物质（Mii）：有机物7585%Hohai UniversityHohai University3、活性污泥中的微生物：（1）细菌：是活性污泥净化功能最活跃的成分主要菌种有：动胶杆菌属、假单胞菌属、微球菌属、黄杆菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属等特征： 1）绝大多数是好氧和兼性异养型的原核细菌； 2）在好氧条件下，具有很强的分解有机物的功能； 3）具有很高的增殖速率，其世代时间仅

48、为2030min； 4）动胶杆菌具有将大量细菌结成为“菌胶团”的功能。Hohai UniversityHohai University（2）真菌：丝状菌具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质和其他含氮化合物的功能丝状菌大量增殖会引起污泥膨胀Hohai UniversityHohai University活性污泥的净化原理1、初期吸附5-10min，有机物大量去除，BOD的去除率达70%物理吸附和生物吸附活性污泥具有较大的比表面积（2000-10000 m2/m3 混合液）活性污泥处于内源呼吸状态-“饥饿”状态原理-有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢和利用的过程Hohai Univers

49、ityHohai University2、微生物的新陈代谢小分子污染物直接进入微生物体内高分子污染物水解后进入微生物体内污水中有机污染物代谢产物H2O、CO2合成细胞物质C5H7NO2内源呼吸产物H2O、CO2内源呼吸残留物能量能量+分解代谢合成代谢微生物O2内源呼吸O2Hohai UniversityHohai University活性污泥净化反应的影响因素p 营养物质-碳源、氮源、磷源、无机盐以及微量元素 BOD：N：P = 100：5：1p 溶解氧 曝气池内DO大于2 mg/Lp pH 6.5-8.5p 水温 嗜温菌 10-45OCp 有毒物质-重金属离子、酚、氰等Hohai Unive

50、rsityHohai University活性污泥法的基本工艺参数在条件一定时， 对于处理城市污水的活性污泥系统，一般为0.750.85较稳定；1、活性污泥微生物量指标（1）混合液悬浮固体浓度（MLSS）（Mixed Liquor Suspended Solids） MLSS = Ma + Me + Mi + Mii 单位： mg/L 或 g/m3（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）（Mixed Liquor Volatile Suspended Solids） MLVSS = Ma + Me + Mi 单位： mg/L 或 g/m3MLSSMLVSSf Hohai Universit

51、yHohai University2、活性污泥沉降性能指标（1）污泥沉降比（SV） （Sludge Volume）定义：将曝气池中的混合液在量筒中静置30分钟，其沉淀污泥与原混合液的体积比，一般以%表示；功能：能相对地反映污泥数量以及污泥的凝聚、沉降性能，可用以控制排泥量和及时发现早期的污泥膨胀；正常范围：2030%Hohai UniversityHohai UniversitySVSV的测定的测定0min15min30minSV = 40%Hohai UniversityHohai University好氧生物方法生物膜法三、污水处理方法p 生物滤池p 生物转盘p 生物接触氧化p 生物流化床

52、Hohai UniversityHohai University生物膜法基本原理 是根据土壤自净的原理。土壤自净是土壤依靠自身的组分、功能和特性，对介入其中的外界物质有很大的缓冲能力和自身更新作用，即通过物理、化学和生物化学的一系列变化，使污染物分解转化，从而保持一定程度的稳定状态。Hohai UniversityHohai University生物膜的形成及特点p微生物-有机物-氧气-介质-生物膜p好氧微生物和兼性微生物组成的好氧层（12mm）p厌氧微生物和兼性微生物组成的厌氧层（01mm）p生物膜的更新脱落: 水力冲刷、由于膜增厚造成重量的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等p

53、生物膜的更新脱落: 水力冲刷、由于膜增厚造成重量的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等p生物膜的微生物组成：由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成Hohai UniversityHohai University生物膜和活性污泥法的区别 活性污泥法系人工强化生物处理系统，生物量大，处理能力强，而膜法更趋于自然净化原理。活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物。生物膜法主要依靠固着在载体表面的生物膜来净化有机物。活性污泥法为人工强化三相传质，膜法趋向浓度差扩散传质，传质效果较活性污泥差，处理效率较活性污泥差。Hohai Univer

54、sityHohai University厌氧生物处理的基本原理 早期，被称为厌氧消化、厌氧发酵； 实际上，是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性厌氧）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。生物方法厌氧生物处理法三、污水处理方法Hohai UniversityHohai University 厌氧反应过程中的阶段性 两阶段理论 三阶段理论 四阶段理论厌氧消化过程阶段性理论Hohai UniversityHohai University厌氧消化的两阶段理论 水解细菌产酸菌有机物小分子有机物酸性发酵阶段产甲烷菌脂肪酸、醇类、 H2、CO2CO2、CH4碱性发酵阶段发酵阶段，又称产酸

55、阶段或酸性发酵阶段；主要功能：水解和酸化，主要产物：脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要的微生物：统称为发酵细菌或产酸细菌；主要特点有：1）生长快，2）适应性（温度、pH等）强。Hohai UniversityHohai University厌氧消化的两阶段理论 水解细菌产酸菌有机物小分子有机物酸性发酵阶段产甲烷菌脂肪酸、醇类、 H2、CO2CO2、CH4碱性发酵阶段产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与微生物统称为产甲烷细菌；其特点有：1）生长慢；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感。Hohai UniversityHohai

56、University厌氧消化的三阶段理论 水解、发酵阶段： 产氢产乙酸阶段：产氢产乙酸菌，将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2/CO2； 产甲烷阶段：产甲烷菌利用乙酸和H2、CO2产生CH4； 一般认为，在厌氧生物处理过程中约有70%的CH4产自乙酸的分解，其余的则产自H2和CO2。Hohai UniversityHohai University厌氧消化的四类群理论 同型产乙酸菌：将H2/CO2合成为乙酸。 实际上这一部分乙酸的量较少，只占全部乙酸的5%。 三阶段、四阶段理论是目前认为的对厌氧生物处理过程较全面和较准确的描述。Hohai UniversityHohai Universi

57、ty厌氧消化过程中的微生物 发酵细菌（产酸细菌） 产氢产乙酸菌 同型产乙酸菌 产甲烷菌等Hohai UniversityHohai University厌氧消化过程的影响因素 产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素； 主要因素有： 温度pH值氧化还原电位营养物质F/M比有毒物质Hohai UniversityHohai University 温度温度u 温度对厌氧微生物的影响十分显著：u 厌氧细菌可分为嗜热菌（或高温菌）、嗜温菌（中温菌）；相应地，厌氧消化分为：高温消化（55C左右）和中温消化（35C左右）；u 高温消化

58、的反应速率约为中温消化的1.51.9倍，产气率也较高，但气体中甲烷含量较低；u 当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时，高温消化可取得较好的卫生效果，消化后污泥的脱水性能也较好；u 随着新型厌氧反应器的开发研究和应用，温度对厌氧消化的影响不再非常重要（新型反应器内的生物量很大），因此可以在常温条件下（2025C）进行，以节省能量和运行费用。Hohai UniversityHohai UniversitypHpH值和碱度：值和碱度： pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素； 产甲烷菌对pH值的变化非常敏感，最适pH值范围为6.87.2，在8.2时，产甲烷菌会受到严重抑制，并可能导致整个厌氧消

59、化过程的恶化； 厌氧体系中的pH值受多种因素的影响：进水pH值、进水水质（有机物浓度、种类等）、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等； 厌氧体系是一个pH值的缓冲体系，主要由碳酸盐体系所控制； 系统中脂肪酸含量的增加，将消耗HCO3-，使pH下降；但产甲烷菌的作用可消耗脂肪酸，且还会产生HCO3- ，使系统的pH值回升； 碱度的作用主要是保证厌氧体系具有一定的缓冲能力，维持pH值； 厌氧体系一旦发生酸化，则需要很长的时间才能恢复。Hohai UniversityHohai UniversityUASB反应器的缓冲体系及pH值控制 不同厌氧细菌的适宜pH值范围各不相同； 产酸细菌所能适应的

60、pH值范围较宽，6.57.0，其生化反应的能力最强，pH值略低于6.5或略高于7.5时，产酸菌仍有较强的生化反应能力； 产甲烷细菌所能适应的pH值范围较窄，6.87.2或6.57.5； 不同的产甲烷菌所要求的最适pH值也各不相同。Hohai UniversityHohai University废水可生化性和可生化程度的判别定义： n 某种废水或有机物能否用生物处理法进行处理；如果可以处理，其难易程度如何？n 生物降解性能是指在微生物作用下，使某一物质改变原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。两个概念：某种废水的可生化性？某种有机物的可生化性？Hohai UniversityHohai