污水处理工艺

污水处理工艺流程概述及细节分析主讲人：李继光2023/11/27一、污水处理概述污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物别离出来，或将其转化为无害和稳定结构物质，从而使污水得到净化。现代的污水处理技术，按其作用原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。污染物主要包括：①粗大颗粒悬〔漂〕浮物；②大颗粒沉淀物；③脱除油脂和漂浮物；④去除细微悬浮物；⑤溶解、半溶解和极细微的有机物以及特殊的无机物。污染物别离出来2023/11/27常用术语SS、MLSS：SS是特指进水或出水中悬浮颗粒的浓度；MLSS一般是指生化池里混合液悬浮固体颗粒的浓度，简称污泥浓度。COD：用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，称为化学耗氧，可以反映水体受复原性物质污染的程度。BOD：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，称为生化需氧量，间接表示水体被有机物污染的程度的一个重要指标。2023/11/27常用术语TOC：总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。TOD：总需氧量，是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。含氮化合物：氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中氮有四种，测定各种形态含氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况。2023/11/27常用术语TP：一切含磷化合物以P计量的总称。磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素，促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，水质迅速恶化，危害水产资源。2023/11/27二、污水处理法分类物理处理法化学处理法生物处理法2023/11/27物理处理法沉淀法：利用污染物与水的密度差将污染物沉淀别离；筛滤法：利用筛滤介质截流污水中的悬浮物的筛滤法；气浮法：利用气浮处理设备在污水中形成的微小气泡上浮时将密度接近于水的微小颗粒状的污染物质粘附去除；反渗透法：利用反渗透膜将污染物截留。将漂浮物、悬浮颗粒物等污水中较大颗粒通过物理处理法〔沉淀，筛滤，气浮，反渗透〕去除。2023/11/27混凝法：通过向水中投加带有与胶体状污染物质相反电荷的电解质(混凝剂)改变胶体颗粒稳定性从而使其凝聚沉淀去除；中和法：通过向酸性废水中投加碱性物质或向碱性废水中投加酸性物质改变污水PH值；氧化复原法：向废水中投加氧化剂或复原剂通过氧化复原作用使污染物质转变为无害的物质，主要用于处理含酚、氰污水和含铬、含汞污水；电解法：在污水中插入电极，在阳极相阴极分别发生氧化复原反响，主要用于处理含铬和含氰污水；吸附法：通过团体吸附剂将污水中的溶解性有机或无机污染物吸附；电渗析法：通过由阴、阳离子交换膜组成的电渗析器使污水中的阴、阳离子得到别离。化学处理法用于处理污水中溶解状态的有机物或无机物，利用化学反响将其转化为微毒或无毒物质，或将其转化为容易与水别离的型态。2023/11/27生物处理法包括好氧和厌氧生物处理两种方式。其中，好氧生物处理对COD的去除效果较好。好氧生物处理法主要分为活性污泥法和生物膜法。这两种方法中活性污泥法、氧化沟、SBR、A/O、A²/O、曝气生物滤池、生物接触氧化、生物流化床几种工艺在国内外应用的较广泛。活性污泥法：活性污泥对有机物的降解主要在曝气阶段进行，可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的比外表积，而外表上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移道活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15-45min左右，而稳定阶段较长。生物处理法利用微生物的新陈代谢功能使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被溶解并转化为无害的物质。2023/11/27局部设备格栅曝气沉砂池沉淀池2023/11/27局部设备轮辐式沉淀池氧化沟A²/O法设备示意2023/11/27三、污水处理工艺主要流程2023/11/27三、污水处理工艺主要流程调节池储泥池消毒二沉池鼓风机生化池粗隔栅进水泵细格栅初沉池污水排放或更深层处理脱水处理后掩埋2023/11/27各级主要处理方法和作用处理级别去除的主要污染物主要方法去除效率一级处理悬浮或漂浮状的固体栅格、沉砂、沉淀BOD一般可去除30%二级处理呈胶体或溶解状态的有机污染物，以及N、P等有机污染物活性污泥法、生物膜法去除率可达90%以上三级处理二级处理中微生物未能降解的有机物和可溶性无机物混凝沉淀、气浮、砂滤、活性炭吸附、臭氧氧化、超滤常用于二级处理之后的补充处理，深度处理则以污水回收，再生利用为目的。N、P等可溶性无机物混凝沉淀、离子交换、电渗析病毒、细菌消毒2023/11/27①调节池因废水的水质、水量、酸碱度或温度等水质指标随排水时间大幅波动，为使处理构筑物和管渠不受废水顶峰流量或浓度变化的冲击，需设调节池。许多时候，将某些生化预处理安排在调节池中一并完成。2023/11/27②隔栅不管何种污水在进入水泵及主题构筑之前，均需设置格栅以拦截较大杂物；设置筛网以拦截较细悬浮物。2023/11/27③沉淀池沉淀池一般是在生化前或生化后泥水别离的构筑物，多为别离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。2023/11/27④生化处理城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物法。化学法的，因其去除率不高，出水达不到国家规定的标准，只适用于某些特定的对出水水质要求不高的地方。在生物法中，有活性污泥法和生物滤池两大类，生物滤池的处理效率不高，卫生条件较差，我国较少使用，而活性污泥法占绝大多数。活性污泥法中使用最广泛的主要有三类：①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺，②氧化沟，③SBR工艺。2023/11/27传统活性污泥法及改进型A/O法传统活性污泥法是应用最早的工艺，它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低，因而得到广泛应用。近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，去除氮、磷列入了污水处理的目标，于是出现了活性污泥法的改进型A/O法和A²/O法。A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧—好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧—好氧工艺；A²/O法那么是既脱氮又除磷的工艺。2023/11/27A²/O法厌氧池：指非充氧池〔区〕，溶解氧浓度一般小于0.2mg/L，主要功能是进行磷的释放。缺氧池：指非充氧池〔区〕，溶解氧浓度一般为0.2～0.5mg/L，主要功能是进行反硝化脱氮。好氧池：指充氧池〔区〕，溶解氧浓度一般不小于2mg/L，主要功能是降解有机物、硝化氨氮和过量摄磷。硝化：指污水生物处理工艺中，硝化菌在好氧状态下将氨氮氧化成硝态氮的过程。返硝化：指污水生物处理工艺中，反硝化菌在缺氧状态下将硝态氮复原成氮气的过程。2023/11/27活性污泥法根本流程图2023/11/27氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。它不设初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。氧化沟具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。如果在沟前增设厌氧池，还可同时除磷。氧化沟这种高效、简单的特点，使它在中小型城市污水处理厂中得到广泛应用。2023/11/27氧化沟2023/11/27SBRSBR是序批式活性污泥法，根本特征是在一个反响池中完成污水的生化反响、沉淀、排水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施比氧化沟还要简单，而且处理效果好，有的SBR工艺还具有很强的脱氮除磷功能。SBR工艺对自控要求高，过去自控设备不过关，这种工艺无法推广，近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，因而SBR工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注的一种工艺。2023/11/27MBRMBR是膜生物反响器的简称，为膜别离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反响器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。MBR是一种由膜别离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反响器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。2023/11/27BAF曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美开展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大开展，最大规模达几十万吨每天，并开展为可以脱氮除磷。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX〔有害物质〕的作用。曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面积小〔是普通活性污泥法的1/3〕、投资少〔节约30%〕、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严〔一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L〕，因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。2023/11/27工艺比较及选