污水处理课件-基础知识

污水处理基础知识第一节、相关法律法规

1.《水污染防治法》和《环境保护法》2.城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918－2002（该标准规定了城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置的污染物限值3.水体质量标准

Ⅰ类：源头水，国家自然保护区

Ⅱ类：集中式生活饮用水水源地一级保护区

Ⅲ类：集中式生活饮用水水源地二级保护区

Ⅳ类：工业用水、娱乐用水

Ⅴ类：农业用水、景观用水分级标准一、根据污水厂排入地表水域环境功能和保护目标进行分级1.一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A标准2.城镇污水处理厂出水排入地表水Ⅲ类功能水域（划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、

海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时，执行一级标准的B标准。3.城镇污水处理厂出水排入地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或

海水三、四类功能海域，执行二级标准。第二节、城市污水来源及性质一、污水来源生活污水：C,N,P工业废水:生产污水(废料污染）和生产废水雨水:水量和无机颗粒（合流制、分流制)二、污水的性质

物理性质，化学性质，生物性质（一）污水的物理性质及指标1.水温：10-20℃，升高则耗氧速率增加2.色度：表色（SS），真色（DS）3.臭味：生活污水来源于有机物腐败，生产污水来源于硫和氮的化合物及挥发性有机物，氨和H2S4.固体物质：总固体（TS）：悬浮物（SS）、溶解物（DS）、挥发性固体（VS）、固定性固体（FS）(二)污水的化学性质和指标

1.酸碱度：PH6.5-7.56-9可接受范围2.氮磷：总氮（TN）：有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮凯氏氮（KN）：有机氮、氨氮磷：有机磷、无机磷（洗涤剂，泡沫）3.硫酸盐和硫化物4.无机有毒物质：氰化物、砷、重金属离子

5.有机物：可生化降解的与难生物降解的（1）生化需氧量BOD：水中有机物被好氧微生物氧化分解成无机物时所消耗的溶解氧20优点：可以确切反映污水对水体的有机污染缺点：测定慢、受水质影响（2）化学需氧量COD：用强氧化剂将水中有机物氧化成H2O和CO2时所消耗氧化剂中的氧量氧化剂：K2Cr2O7－重铬酸钾KMnO4－高锰酸钾

（3）其它：总有机碳TOC

总需氧量TOD（4）讨论：①BOD5：五天生化需氧量BOD20：完全生化需氧量

BOD5/BOD20=0.7②BOD5/COD表示污水可生化性

BOD5/COD>0.3适宜生化处理

BOD5/COD<0.25不宜生化处理③一般情况下：

TOD>COD>BOD20>BOD5>TOC(三)污水的生物性质和指标1.细菌总数：大肠菌群、病原菌、病毒及其它细菌的总和，以每毫升水样中细菌菌落总数表示2.总大肠菌群：每升水样中所含的大肠菌群的数目，表示水样被粪便所污染的程度3.病毒：100多种第三节、水体污染及其危害1.水温：水体升温，其危害为：（1）水体复氧速度变慢（2）生物耗氧速度加快（3）水体中化学反应速度加快（4）加速细菌和藻类繁殖，加快富营养化（5）影响水生生物生长

2.色度：污水排放要求：（1）感官不悦（2）使水体透光性减弱

3.固体物质污染：（1）水体透光性减弱，影响光合作用（2）堵塞鱼鳃，使其窒息死亡（3）有机悬浮物生化降解时耗氧（4）沉入水体底部而腐烂，恶化水质（5）漂浮与水面，影响水体表面溶氧和感官（6）吸附其它污染物，随水流迁移污染4.水体的有机污染及危害有机物排入水体，在好氧微生物作用下被降解成无机物或合成为新的细胞物质，此过程要消耗水中的溶解氧，当复氧速度小于耗氧速度时，水中的溶解氧量将下降，出现缺氧或无氧状态，厌氧微生物分解剩余的有机物为CH4、CO2、NH4及H2S等有害有臭味的物质，水质变黑，迅速恶化。5.水体的病原微生物污染及危害：致病第四节城市污水处理方法与系统一、污水处理方法分类：

1.按处理原理（1）物理处理法：去除呈悬浮状态的固体物质筛滤、过滤、沉淀、上浮、气浮、反渗透（2）化学处理法：分离、回收各种状态的污染物中和、混凝、电解、氧化还原、化学沉淀、吸附、离

子交换、电渗析（3）生物化学法：去除溶解和胶体状的有机物好氧法、厌氧法（4）物化法：红色字

2.按处理程度分为：（1）一级处理：去除污水中呈悬浮状态的固体污染物。（物理处理）（2）二级处理：去除污水中呈溶解和胶体状态的有机物。（生物处理）（3）三级处理：进一步处理难降解的有机物，氮、磷等能导致水体富营养化的无机物。

深度处理：是三级处理的同义词，但以污水回收利用为目的。二、城市污水处理典型流程：一、格栅1.作用：截留大块的悬浮物和漂浮物，保护水泵和

有利后续处理。2.位置：一般中粗格栅泵前，细格栅泵后3.分类：按栅条间距：粗格栅、中格栅、细格栅按运行方式：齿耙式，抓斗式，阶梯式，转鼓式4.运行周期：水头损失0.1-0.3m0.1m开0.2m停

时间周期2h运行10-20min5.污水提升泵（3台）

根据液位进行控制，设置4个参数：停泵低液位1个(LL)，开泵高液位1个（LH，），开泵中高液位1(MH)个，开泵高高液位1(HH)个。

当水位涨到开泵高液位LH时自动启动一台泵，

水位再上涨到开泵中高液位MH时再启动下一台泵，水位继续上涨到高高液位HH时再启动第三台泵；水位在期间变化时保持原有状态不变；水泵频率手动设置。二、沉砂池1.作用：去除污水中比重较大的无机颗粒（如砂、煤渣）2.分类：平流式沉砂池、旋流式沉砂池竖流式沉砂池、曝气沉砂池3.控制参数：刮砂桥按时间周期自动运行4.设备：刮砂桥，吸砂泵，砂水分离器2、曝气沉砂池1.构造：刮渣系统、曝气系统、排砂系统曝气头集砂槽空气管浮渣三、生物池利用微生物新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。活性污泥。

A2/O工艺（AAO），强化脱氮除磷是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称

（厌氧-缺氧-好氧）设备：搅拌器，推进器，混合液回流泵，曝气系统，污泥回流系统曝气系统1.推进器：

双曲面式混合推进器

桨叶式混合推进器2.鼓风机：罗茨鼓风机、

离心式鼓风机3.曝气器：（底部曝气）曝气盘、曝气管目的：泥水分离进出水方式：中进周出，周进周出；辐流式，平流式，竖流式驱动方式：中心驱动和周边驱动水力表面负荷：1-1.5m3/h·m2

沉淀时间：一般3h左右深度按作用分区：清水区、分离区、储存区、浓缩区及刮泥区四、二沉池混合液上清液清水区分离区储存区刮泥区h1h2h3h4刮吸泥机污泥泵池五、混合反应沉淀池我厂设有：提升泵池、混合池、絮凝反应池、斜管

沉淀池、污泥泵房提升泵控制（3台）：与进水污水提升泵一致混合池：加絮凝剂（PAC聚合氯化铝）絮凝反应池：每组4池，充分絮凝斜管沉淀池：按水流与污泥相对运动方向分为

异向流、同向流、侧向流影响参数：加药量、搅拌强度、加药反应时间、斜

管沉淀池上升流速、水力停留时间、排

泥频率、反洗周期刮泥机集水槽絮凝反应池混合池池至污泥泵房清水区斜管区配水区积泥区优点：1.利用浅池理论大大提高沉淀效率

2.采用穿孔花墙配水保证配水均匀

3.底部装有反冲洗装置，优化斜管积泥问题缺点：1.停留时间短，使耐冲击负荷能力差2.容易产生积泥问题3.如果有阳光照射容易滋生藻类六、深床滤池（一）反硝化深床滤池：具有除磷脱氮，去除SS，去除浊度；1.物理过滤：去除SS；2.生物反硝化：投加碳源，生物反硝化脱氮3.化学微絮凝：去除磷和浊度（加入絮凝剂后形成的微小絮体）（二）控制操作1.气水反冲洗（冲洗强度、冲洗时间、冲洗周期）空气反洗气水反洗单独水洗2.驱除氮气（单独气洗）：反硝化脱氮（气阻）3.加药：乙酸钠（三）滤料填充滤砖：保证气水分布均匀及强力气水反冲，起支撑的作用。石英砂：具有良好的耐磨性能和抗吸附力以及使用周期长的性能。第4层第5层第3层第2层支撑第6层第1层183010010010050100190滤砖20*4012*206*123*62*3鹅卵石石英砂6*12七、接触池及巴氏计量渠（一）接触池1.投加消毒剂与污水混合，进行消毒（臭氧、液氯、次氯酸钠、紫外线）2.主要功能：杀死处理后污水中的病原微生物（二）巴氏计量渠1.属于咽喉式计量槽的一种，由于其测量精度受水质影响较小，其优点水头损失小，底部冲刷力大，不易沉积杂污。第五节活性污泥法

一、基本原理

1.概念该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。回流污泥剩余污泥预处理后的污水曝气池空气二沉池处理水污泥提升泵房

2.系统组成（1）曝气池：好氧生化场所；有机物被降解，污泥增殖。（2）二沉池：泥水分离，得到清的水和浓的泥。（3）曝气系统：起供氧和搅拌作用，由鼓风机、管道和扩散装置组成。（4）污泥回流系统：由加压提升设备及管道组成，污泥回

流系统的作用是向曝气池提供微生物。3.活性污泥的组成

(1)物质组成：M＝Ma＋Me＋Mi＋Mii①活性微生物群体Ma②微生物自身氧化残留物Me③惰性有机物Mi④无机物Mii(2)生物相①细菌：异养型的原核细菌为主，净化污水第一承担者

②真菌：微小的腐生或寄生的丝状菌，过量导致污泥膨胀

③原生动物：指示性生物，污水净化第二承担者和第一次捕食者

④后生动物：轮虫出现表示水质非常好，第二次捕食者4.微生物的增值（活性污泥的增长）对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量时间05.活性污泥净化反应过程（1）初期吸附：5-10min（巨大的表面积，多糖类粘质

表面）（2）微生物代谢（分解代谢、合成代谢）分解代谢：有机物被氧化为无机物，耗氧、产能合成代谢：有机物被合成为细胞物质，不耗氧、耗能内源呼吸：微生物自身氧化为无机物，耗氧、产能（3）分离：二沉池内进行泥水分离分解代谢O2合成代谢代谢产物H2O,CO2,NH3能量微生物内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物内源呼吸残留物合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物（CxHyOz）能量净增细胞物质6.好氧微生物代谢模式图7.活性污泥影响因素（1）营养物平衡：C:N:P＝100:5:1

还需少量的无机盐（2）溶解氧含量：厌氧段0.2mg/L，缺氧段0.5mg/L，

好氧段2mg/L（3）PH值：6-9（4）水温：10-45℃，一般控制在10-30℃（5）有毒物质：主要是重金属离子和无机有毒物质二、活性污泥评价指标

1.混合液悬浮固体浓度（污泥浓度）MLSS

曝气池内单位容积混合液中活性污泥固体物质的总重量。（近似表示微生物的浓度）

2.混合液挥发性固体浓度（挥发性污泥浓度）MLVSS

单位容积混合液中挥发性有机固体的总重量。

生活污水f＝0.75

3.污泥沉降比SV

混合液在量筒中静沉30min后，沉淀污泥占原混合液体积

的百分比（％）

4.污泥容积指数SVI曝气池出口混合液经30min静沉后，每g干污泥所占的容积，以ml计。（反应污泥的沉降性能）SVI过低：污泥细小，无机物多，缺乏活性SVI过高：污泥沉淀性能不好，200污泥膨胀生活污水、城市污水SVI应为70-100

例：生活污水x＝4g/LSV＝30％则5.污泥龄θC曝气池内活性污泥总量与每日排放的污泥量ΔX之比（活性污泥在池内平均停留时间）6.污泥负荷Ns和容积负荷Nv(KgBOD5/KgMLSS·d）

(KgBOD5/m3·d）

三、生物脱氮除磷（一）、生物脱氮原理

1.氨化：有机氮NH3

2.硝化：

NH4++2O2NO3-+2H+

3.反硝化：6NO3-+5CH3OH5CO2+3N2+6OH-+7H2O氨化菌反硝化菌硝化菌缺氧条件好氧条件

（二）、环境因素：

1.硝化温度10-30℃，PH=8-9，低于6.5时须加碱Ns越低硝化越充分，θc>10d硝化菌增殖慢BOD5/TKN=2-3，越小硝化速率越高，太小不易沉淀，出水浑浊,DO=2-4mg/L重金属等有毒物质浓度在限值以下<20mg/L

2.反硝化a.温度15-30℃，PH=6.5-8b.需要充足的碳源，DO<0.5mg/L,越低越好c.BOD5/TKN>4，5.7以上最适合，加甲醇

（三）生物除磷

1.原理：厌氧放磷过程H3PO4能量好氧聚磷过程H3PO4聚磷菌能量好氧条件厌氧条件

2.生物除磷工艺厌氧－好氧生物除磷工艺：系统由厌氧池和好氧池组成。分别进行聚磷和放磷过程。该方法是利用聚磷菌对磷的过量摄取能力，将高磷污泥以剩余污泥形式排出而除磷。除磷效果好，不投加药剂，进水BOD较高，污泥负荷应较高（过低泥少，除磷效果差）。矛盾：除磷需要高Ns，低θc，多排泥

回流污泥带来的硝酸盐会抑制聚磷菌（反硝化吸磷，反硝化菌占优势）四、活性污泥法处理系统工艺

1.氧化沟（连续循环曝气池）回流污泥剩余污泥预处理后的污水处理水污泥泵房二沉池氧化沟转刷污泥2.SBR法

（序批式活性污泥法，间歇式活性污泥法）

占地小，精确控制，对自动化程度要求高处理水进水时段曝气时段沉淀时段排水时段闲置时段空气空气进水3.AB法

高低负荷两段式，A端絮凝吸附，B段低负荷活性污泥，产泥量大，抗冲击负荷能力强，对于污泥消化和沼气利用优势明显。污泥回流剩余污泥原污水曝气池空气二沉池处理水吸附池A段中间沉淀池B段污泥回流空气

3.A2/O是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧）污泥回流（含磷污泥）剩余污泥原污水曝气池空气二沉池处理水缺氧池厌氧池N2氨化、放磷反硝化脱氮除BOD、硝化、吸收磷内回流（200％）4.生物膜法1.特点（1）挂膜：20℃、30d完成（2）好氧层厚>2mm，厌氧层发育（3）物料转移：底物、O2、好氧产物、厌氧产物（4）膜老化，脱落（5）开始新的周期五、我厂改良A2/O工艺

1.改良A2/O同步生物脱氮除磷工艺流程厌氧缺氧好氧曝气好氧预缺氧二沉池混合液回流200%-400%污泥回流50%-100%缺氧加药（乙酸钠）进水加药（PAC）2.A2/O法设计参数污水处理厂运行参数污泥负荷0.104KgBOD5/KgMLSS·dθc18dMLSS4000mg/L污泥回流比100％混合液回流比400％水力停留时间21.1h剩余污泥量8820kgDS/d总有效容积44300.4m³污水处理厂设计进水水质：CODcr： ≤640mg/LBOD5： ≤280mg/LSS： ≤150mg/L氨氮： ≤70mg/LTN： ≤80mg/LTP： ≤8mg/LPH 6~9最低水温10℃3.A2/O法优缺点（1）优点1.厌氧段在前，有利于抑制丝状菌生长2.减轻好氧池有机负荷，充分利用碳源3.反硝化能补充硝化的碱度（碳酸盐）4.内回流增加抗冲击负荷能力（2）缺点1.回流污泥携带的溶解氧，破坏厌氧环境，同时硝化反应，干扰了磷的释放2.混合液回来携带的溶解氧，破坏了缺氧环境，影响力反硝化反应3.脱氮需要长泥龄，而除磷相反4.基本控制参数（1）DO：好氧段2-4mg/L，均匀曝气，渐减曝气，纯氧曝气对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量时间0（2）MLSS:根据剩余污泥量的排放来控制MLSS过低，时往往达不到预期的处理效果，絮凝差。MLSS过高时，泥龄延长，所需的溶解氧会增加，导致对充氧系统能力的要求增大。同时曝气池混合液的密度会增大，阻力增大，也就会增加鼓风曝气的电耗。也就是说，虽然MLSS偏高时，可以提高曝气池对进水水质变化和冲击负荷的抵抗能力，但在运行上往往是不经济的。而且有时还会导致污泥过度老化，活性下降，最后甚至影响处理水质。（3）混合液回流

内回流：目的是回流硝态氮，用以缺氧池脱氮。

混合液流量/进水流量。（4）污泥回流

外回流：回流的是二沉池内的高浓度活性污泥，用以保证生物池内活性污泥的浓度。污泥流量/进水流量。

R=

式中：R—污泥回流比，%；

X—曝气池混合液活性污泥浓度，mg/L；

XR—回流污泥浓度，mg/L。六、常见问题1、污泥膨胀A、丝状菌膨胀生长丝状菌大于菌胶团B、非丝状菌膨胀生长菌胶团大于丝状菌数量第六节、污泥处置一、污泥处理的目的：减量、稳定、无害化、综合利用二、污泥分类：（1）初沉污泥：来自初沉池（2）剩余活性污泥：来自活性污泥法后的二沉池（3）腐殖污泥：来自生物膜法后的二沉池（以上三种污泥可称作生污泥或新鲜污泥）（4）消化污泥：生污泥经厌氧消化或好氧消化后称为消化污泥或熟污泥（5）化学污泥：来自于化学法处理系统三、污泥性质指标

1.污泥含水率P：（相反为含固率）污泥中所含水分与污泥总重量的百分比。例；污泥浓缩后P从99％变为97％，水体积的变化解：得：V2＝1/3V1

注：上式适用于P>65％（比重为1.0）12122121100100CCPPWWVV=--==四、污泥浓缩1.污泥浓缩的目的：减少污泥体积，为后续污泥输送、处理及最终处置创造条件。2.污泥的中水