第五章-深度处理-NP

第五章污水深度处理与回用设计第一节生物脱氮除磷工艺处理单元设计

第二节污水深度处理的基本工艺、处理技术与设计要点

第三节MBR处理生活污水设计

一、缺氧-好氧工艺（AO)单元设计城市污水氮：有机氮（30-40%）、氨氮（60-70%）原水预处理曝气池脱氮池二沉池混合液回流排水污泥回流（0.5-1.0)Q剩余污泥脱氮池：缺氧。通过曝气池回流，利用水中的有机碳将硝酸根在脱氮池内反硝化。第一节生物脱氮除磷工艺处理单元设计1、工艺流程(1)设计时按照冬季温度的相关数值好氧池出口DO=1-2mg/L；温度20-30℃，最低温度13℃，<13℃硝化速度明显降低；TKN负荷<0.05Kg/(kgMLSSd);pH=8.0-8.4;DO≈0mg/L；进水BOD/NO3—N>4；理论BOD消耗量：1.72gBOD/gNO3—NpH=6.5-8.0;2、设计要点与参数(2)硝化工况(3)反硝化工况A/O工艺设计参数表项目数值HRT/hA:0.5-1.0(<2);O:2.5-6;A:O=1:3-4污泥负荷N/kgBOD(/kgMLSSd)>0.15污泥浓度X/(mg/L)2000-5000(>3000)总氮负荷率/[kgTN/(kgMLSSd)]<0.05污泥龄θc/d>10混合液回流比RN/%200-500污泥回流比R/%50-100反硝化池S-BOD5/NO3-N>4二厌氧-好氧生物除磷工艺（AO）城市污水磷：4-15mg/L原水格栅沉砂池好氧池厌氧池二沉池排水污泥回流（0.4-1.0)Q剩余污泥1、工艺流程厌氧池，DO≈0好氧池，DO≈2mg/L进水BOD5/TP>20-30BOD5污泥负荷Ns>0.1kgBOD/(kgMLSSd)泥龄3.5-7d水温5-30℃pH=6-8计算：按A:O=1:2.5-3，求A,O段的容积，A一般取1h左右2.AO生物除磷设计要点三、同时脱氮除磷工艺（A2O)在厌氧生物除磷的AO段之间增加缺氧池，将好氧池部分出水回流到缺氧池，达到硝化进水厌氧池好氧池缺氧池二沉池混合液回流排水污泥回流（0.5-1.0)Q剩余污泥1、工艺流程进水BOD/P>17-20;COD/TKD>7θ=15-20d好氧DO>2mg/L，厌氧DO<0.2mg/L，缺氧DO<0.5mg/L低浓度城市污水，原水沉砂后，直接进入厌氧硝化后TKN的污泥负荷<0.05kg(TKN)/[kg(MLSS)d],反硝化进水BOD/NO3-N>4污水温度一般不超过30度，在13-18度时，稳定2、设计要点A2O工艺的设计参数项目数值HRT/hA:0.5-1.0(<2);O:2.5-6;A:O=1:3-4N/kgBOD(/kgMLSSd)>0.15污泥浓度X/(mg/L)2000-5000(>3000)TN负荷率/[kgTN/(kgMLSSd)]<0.05TP负荷率/[kgTP/(kgMLSSd)]0.003-0.006θ15-20(20-30)混合液回流比RN/%>200污泥回流比R/%25-100反硝化池S-BOD5/NO3-N>4四、同时脱氮除磷工艺（A2O)-----设计举例污水设计流量5400m3/h，K=1.3，一级出水COD=300mg/L，BOD=180mg/L，SS=130mg/L，TN=25mg/L,TP=5mg/L,水温10-250C，要求达到二级出水:BOD=20mg/L，SS=30mg/L,TN<5mg/L,TP<1mg/L,设计A2O。COD/TN=300/25=12>8;BOD5/TP=180/5=36>20。符合条件首先判断是否可采用A2O:BOD污泥负荷N=0.18kg(BOD)/[kg(MLSS)d]污泥回流比：R=50%,回流污泥浓度：Xr=9000mg/L曝气池混合液浓度X=RXr/(R+1)=3.0kg/m3，则HRT=C/(NX)=(0.18kgBOD/m3)/(0.18kgBOD/kgd×3kg/m3)=1/3d=8hTN去除率：

ηTN=（25-5）/25=80%，ηTN=Rn/（Rn+1）内回流比：Rn=ηTN/(1-ηTN)=0.8/0.2=400%(2)选取设计参数有效容积：V=Qt=5400×8=43200m3曝气池有效深度：H1=4.5m曝气池的有效面积：S总=V/H1=43200/4.5=9600m2,分2组，每组有效面积S=S总/2=4800m2设5廊道曝气池，廊宽b=8m，则L1=S/5b=4800/40=120m各段停留时间A1:A2:O=1:1:4,则厌氧池：t1=1.33h,t2=1.33h,t3=5.43h(3)A2O曝气池体积剩余污泥量：W=W1-W2+W3

降解BOD5生成的污泥量：W1=a(L0-Le)Q=0.55(0.180-0.020)×5400×24/1.3=8773kg/d内源呼吸分解泥量：W2=bVXv=bVfX=0.05×43200×0.8×3000=5183.6kg/d不可生物降解和惰性固体量：约占总TSS的50%：W3=(S0–Se)Q×50%=(0.130–0.030)5400×24/1.3×50%=4984.62kg/d（4）剩余污泥量Wa：污泥产率系数kgMLSS/kgBOD，0.5-0.7b:污泥自身氧化速率d-1,0.05f:VMLSS/MLSS剩余污泥量：W=W1-W2+W3=8773-5183.6+4984.6=8574kg/d每日生成活性污泥量：Xw=W1–W2=8773–5183.6=3589.4kg/d湿污泥量（按剩余污泥含水率P=99.2%)，Qs=W/[(1-P)1000]=1006.9m3/d=42m3/h泥龄θ=Xv/W=3.0×43200/8574=15.1d(符合15-20d)对传统二级处理出水，根据收纳水体的使用功能和回用水水质要求进行进一步的处理。去除水中的悬浮物、脱色、除臭；降低BOD、COD等；脱氮除磷；去除水中的有毒有害物质。用途：补充地面水源；回用于市政杂用；冲厕；冷却水或工艺杂用。第二节污水深度处理的基本工艺、处理技术与设计要点一、概述1.工业用水循环冷却水，洗涤用水；锅炉用水：低压、中压锅炉；工艺供水；产品用水2、城市杂用水冲厕、消防、道路清扫、绿化、刷车、建筑等3、景观用水在世界范围被广泛重视，约1/10的人口4、农业灌溉5、地下水回灌再生水经土壤渗滤回注，补充地下水，防止海水回灌6、饮用水水源一、污水再生利用的途径典型地下水回灌工艺二级出水吸附剂混凝池混凝剂沉淀池砂滤池吸附池调节池回灌池活性炭二、污水再生利用处理对象及典型工艺（1）有机物（2）无机物（3）固体颗粒物（4）病原微生物常用的处理方法：混凝沉淀、气浮、砂滤、活性炭滤、臭氧氧化、氨吹脱、离子交换、电渗析、微滤/超滤、反渗透１．处理目标（１）滤池（２）混凝沉淀—滤池（３）混凝沉淀—滤池—吸附（４）超滤（５）混凝—澄清—微滤—超滤（６）－－－－－2、基本流程格栅—初沉———杀菌—蓄水池物理处理生物处理（1）活性污泥（包括A2O）（2）曝气生物滤池（3）生物移动床（4）生物接触氧化物理处理生物处理三、城市污水深度处理的技术要点（1）包括mm-μm的生物絮凝体和胶体颗粒。为BOD的主要来源。（2）粒径>1μm,砂滤；几百埃——几十μm，微滤、超滤；1000埃——几埃，反渗透胶体,混凝沉淀（3）混凝沉淀宜试验确定混凝剂种类与投加量（4）过滤技术过滤前，如胶体较多，宜先采用混凝气水反洗，空气强度20L/(m2s)，冲洗水强度10L/(m2s)1、悬浮物（1）生活污水中无机盐的含量200-400mg/L,传统的二级工艺不能去除溶解性无机盐。（2）反渗透：必须进行前处理，可考虑过滤、微滤、超滤等，半渗透膜主要有醋酸纤维膜和芳香聚氨膜。（3）电渗析：除盐和酸碱回收。一般处理前应前处理。可用于高含盐水的处理。（4）离子交换：处理对象为100-300mg/L的含盐量。2、溶解性有机物（1）活性炭吸附（2）臭氧氧化处理的设计参数3、溶解性无机盐（1）混凝：去除悬浮物和化学除磷。①石灰混凝Ⅰ：除磷：生成稳定的羟基磷石灰Ca5OH(PO4)3，保持PH>9.5。Ⅱ：改善水体的感官指标，去除色度、臭味、提高澄清度Ⅲ：杀菌：PH>10.5，对大肠杆菌杀灭强，有利于降低加氯量。Ⅳ：去除有机物：生成Ca(OH)2的絮凝作用。Ⅴ：去除某些金属及非金属离子：生成重金属氢氧化物Ⅵ：取出钙、镁、硅及氟化物等②铝盐、铁盐除磷③设计要点采用浆板机械混合4、单元处理工艺设计（2）固液分离①沉淀②澄清③气浮：溶气气浮（3）砂滤①设计要点Ⅰ单层滤料：用石英砂时，有效粒径1.2-2.4mm，厚1200-1600mm,Ⅱ双层滤料：石英砂层有效粒径0.6-1.2m,厚600-800mm;无烟煤1.2-2.4mm。Ⅲ滤速：6-10m3/m2hⅣ反冲洗：气水同时，气13-17L/m2s，水6-8L/m2s，历时4-8min水冲洗：12-14L/m2s，历时3-5min工作周期：12小时多层滤料过滤器（4）活性炭吸附①类型粉状：与絮凝剂联合使用，投加于絮凝单元粒状：作为滤料使用②吸附装置悬浮吸附装置滤床吸附装置③设计要点接触时间：出水COD=10-20mg/L，接触时间20-30min；滤速6-15m/h接触方式：上向流和下向流碳层厚度:4-8m,单柱碳床一般1.2-2.4m,多床串联反冲洗：与砂滤相似吸附对象：分子量1500以下的环状化合物、不饱和化合物和分子量大的直链化合物（糖类）微生物：吸附塔内微生物的存在能显著提高溶解性有机物的处理二、城市污水深度处理的技术要点（5）臭氧氧化作用：去除残余的有机物、脱色、消毒杀菌制备：高压无声放电特点：溶解度20mg/L，1KgO3消耗20kwh降解COD：降解1mgCOD，消耗4mgO3，接触时间15-60min尾气处理与利用：残余尾气为人危害，需进一步处理。如活性污泥上消毒：投加量5-15mgO3/L接触时间6-15min（6）膜分离微滤、超滤、反渗透膜分离技术与生物技术结合将活性污泥和大分子有机物质截留，省掉二沉池活性污泥浓度大大提高，HRT和SRT可以分别控制强化了生物反应器的功能生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一膜-生物反应器简介第三节MBR处理生活污水设计适用范围生活污水、杂排水、医院污水的处理工业污水、废水处理。处理后的水质ss接近0。出水可用于冲厕、绿化、冷却补充水、车辆冲刷等用水MBR-中空纤维膜的性能指标膜材质：聚丙烯膜内径：320～350μm膜壁厚：40～50μm膜孔径：0.1～0.2μm透气率：>7.0×10-2cm3/cm2·s·cmHg纵向强度：120MPa孔隙率：40～50%出水浊度：<0.2NTU设计通量0.8～1.0t/d膜丝面积：8m2/片操作负压：-0.01～-0.03MPa膜片及膜架结构MBR-板式膜的性能指标序号名称特性参数1材质聚氯乙烯2膜孔平均直径