市政污水處理現(xiàn)狀及工藝流程

1、1市政污水處理現(xiàn)狀污水處理工藝流程脫氮除磷原理污水處理存在問題2市政污水處理現(xiàn)狀污水處理工藝流程脫氮除磷原理污水處理存在問題3有機(jī)污染物有機(jī)污染物重金屬污染物重金屬污染物酸堿鹽污染物酸堿鹽污染物富營養(yǎng)污染物：富營養(yǎng)污染物：N、P 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,市政污水的排放量在逐年增加，約占市政污水的排放量在逐年增加，約占廢水排放總量的廢水排放總量的45，其中一部分市政污水未經(jīng)任何處理直，其中一部分市政污水未經(jīng)任何處理直接排入自然水體，從而對環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。接排入自然水體，從而對環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。 截止截止2012年，全國投運(yùn)的市政污水處理廠共年，全國投運(yùn)的市政污水處理廠共1670座

2、，總座，總設(shè)計(jì)處理能力為設(shè)計(jì)處理能力為 11733萬萬 /日，污水年處理總量日，污水年處理總量 3.4106萬萬 ，污水處理率為，污水處理率為87.。 4市政污水處理現(xiàn)狀污水處理工藝流程脫氮除磷原理污水處理存在問題5市政污水的污染指標(biāo)：物理指標(biāo)：固體物質(zhì)固體物質(zhì)(TS)(TS)、渾濁度、顏色、溫度、電導(dǎo)率等、渾濁度、顏色、溫度、電導(dǎo)率等. .化學(xué)指標(biāo)：pH、BOD、COD、TOD、TOC生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、病原菌數(shù)細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、病原菌數(shù)6活性污泥活性污泥7分解代謝分解代謝O2合成代謝合成代謝代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物H2O,CO2,NH3能量能量微生物微生物內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸O2內(nèi)

3、源呼吸內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸產(chǎn)物內(nèi)源呼吸產(chǎn)物H2O,CO2,NH3微生物微生物內(nèi)源呼吸殘留物內(nèi)源呼吸殘留物合成細(xì)胞物質(zhì)合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2污水中有機(jī)物污水中有機(jī)物（CxHyOz）能量能量活性污泥生物代謝過程模式圖活性污泥生物代謝過程模式圖8市政污水處理廠典型處理工藝流程污污水水9市政污水的一級處理（物理處理）市政污水的一級處理（物理處理）處理對象：去除懸浮物（處理對象：去除懸浮物（SSSS）50%50%，BOD 30%BOD 30%處理方法：篩濾截留，重力分離處理方法：篩濾截留，重力分離處理構(gòu)筑物：處理構(gòu)筑物： 格柵（粗格柵、細(xì)格柵、超細(xì)格柵）格柵（粗格柵、細(xì)格柵、超細(xì)格柵） 沉砂池（曝氣沉砂

4、池、旋流沉砂池等）沉砂池（曝氣沉砂池、旋流沉砂池等） 沉淀池（平流式、輻流式等）沉淀池（平流式、輻流式等）10曝氣沉砂池輻流式沉淀池粗格柵11市政污水的二級處理（生物處理）市政污水的二級處理（生物處理）處理對象：處理對象：去除去除BOD 95%BOD 95%處理方法：處理方法：好氧生物法、厭氧生物法好氧生物法、厭氧生物法處理構(gòu)筑物：處理構(gòu)筑物： 活性污泥法活性污泥法（傳統(tǒng)法，氧化溝，序批式活性污泥法（傳統(tǒng)法，氧化溝，序批式活性污泥法SBRSBR） 生物膜法生物膜法（曝氣生物濾池，接觸氧化法）（曝氣生物濾池，接觸氧化法）12回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水預(yù)處理后的污水曝氣池曝氣池

5、空氣空氣二沉池二沉池處理水處理水回流污泥泵回流污泥泵傳統(tǒng)活性污泥法13回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水預(yù)處理后的污水污泥污泥處理水處理水污泥泵房污泥泵房二沉池二沉池氧化溝氧化溝轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)刷氧化溝法14空氣空氣處理水處理水進(jìn)水時(shí)段進(jìn)水時(shí)段進(jìn)水進(jìn)水曝氣時(shí)段曝氣時(shí)段沉淀時(shí)段沉淀時(shí)段排水時(shí)段排水時(shí)段閑置時(shí)段閑置時(shí)段空氣空氣SBR法15生物膜法與活性污泥法最大的區(qū)別在于生物膜法與活性污泥法最大的區(qū)別在于生物載體（填料）的引入：固體表面生物載體（填料）的引入：固體表面（礫石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、（礫石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、管、環(huán)，化學(xué)纖維絲、束、團(tuán)）管、環(huán)，化學(xué)纖維絲、束、團(tuán)）在

6、有氧的條件下，使污水與生物載體表在有氧的條件下，使污水與生物載體表面對流接觸，經(jīng)過一段時(shí)間后，生物載面對流接觸，經(jīng)過一段時(shí)間后，生物載體表面被一層膜狀活性污泥體表面被一層膜狀活性污泥生物膜生物膜所覆蓋，這一過程工程上稱為生物掛膜所覆蓋，這一過程工程上稱為生物掛膜。生物膜法生物膜法膜組件膜組件16市政污水的三級處理（深度處理）市政污水的三級處理（深度處理） 處理對象：進(jìn)一步去除處理對象：進(jìn)一步去除SSSS和和BODBOD、氮、磷、氮、磷、 處理方法：生物法，物化法處理方法：生物法，物化法 處理構(gòu)筑物：處理構(gòu)筑物：生物除磷脫氮系統(tǒng)，曝氣生物濾池，生物膜生物除磷脫氮系統(tǒng)，曝氣生物濾池，生物膜混凝沉淀

7、過濾混凝沉淀過濾活性炭吸附過濾活性炭吸附過濾電滲析，反滲透電滲析，反滲透17市政污水處理現(xiàn)狀污水處理工藝流程脫氮除磷原理污水處理存在問題脫氮脫氮除磷除磷18 廢水中廢水中N的形式的形式有機(jī)氮有機(jī)氮機(jī)理機(jī)理 生物脫氮是在微生物生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N N2 2和和N Nx xO O氣體的氣體的過程。過程。 其中包括氨化、硝化其中包括氨化、硝化和反硝化三個(gè)反應(yīng)過程。和反硝化三個(gè)反應(yīng)過程。 亞硝亞硝態(tài)氮態(tài)氮硝態(tài)氮硝態(tài)氮氨氮氨氮19 有機(jī)氮 （蛋白質(zhì)、尿素） 細(xì)菌分解和水解 氨 氮 同 化 有機(jī)氮 有機(jī)氮 （NH3-N） （細(xì)菌細(xì)胞） （凈增

8、長） O2 硝化 自溶和自身氧化 亞硝態(tài)氮 缺氧 反硝化 （NO2-） O2 有機(jī)碳 硝化 硝態(tài)氮 缺氧 反硝化 氮?dú)?（NO3-） （N2） 有機(jī)碳 過程過程20活性污泥法活性污泥法- -除氮除氮A/OA/O工藝工藝缺氧缺氧條件下：異養(yǎng)菌將污染物通過氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮；條件下：異養(yǎng)菌將污染物通過氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮；有氧有氧條件下：自養(yǎng)菌的硝化作用將氨氮氧化為硝態(tài)氮，通過回流控制返回條件下：自養(yǎng)菌的硝化作用將氨氮氧化為硝態(tài)氮，通過回流控制返回 至缺氧池，異氧菌的反硝化作用將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?。至缺氧池，異氧菌的反硝化作用將硝態(tài)氮還原為氮?dú)狻?1 A2O污水處理系統(tǒng)，使污水經(jīng)過厭氧、缺氧及好氧三個(gè)

9、生物處理過程，達(dá)污水處理系統(tǒng)，使污水經(jīng)過厭氧、缺氧及好氧三個(gè)生物處理過程，達(dá)到同時(shí)去除到同時(shí)去除BOD、氮和磷的目的。、氮和磷的目的?；钚晕勰喾ɑ钚晕勰喾? -除磷除磷A2OA2O工藝工藝22 厭氧環(huán)境 好氧環(huán)境 有機(jī)基質(zhì) 產(chǎn)酸菌 P 乙酸 P 聚 P 聚 P PHB PHB 聚 P 聚 P 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 厭氧環(huán)境 好氧環(huán)境 有機(jī)基質(zhì) 產(chǎn)酸菌 P 乙酸 P 聚 P 聚 P PHB PHB 聚 P 聚 P 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 聚磷菌 23市政污水處理現(xiàn)狀污水處理工藝流程脫氮除磷原理污水處理存在問題膨脹浮泥問題膨脹浮泥問題重金屬污染重金屬污染污泥處置問題污泥處置問題24可用可

10、用SVI衡量，當(dāng)衡量，當(dāng)SVI大于大于200ml/g時(shí)表示發(fā)生膨脹，時(shí)表示發(fā)生膨脹，小于小于200為正常，通常在為正常，通常在50-150，最好是，最好是100。 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 當(dāng)活性污泥性能發(fā)生當(dāng)活性污泥性能發(fā)生變化，比重減輕，污泥變化，比重減輕，污泥體積指數(shù)（體積指數(shù)（SVI） 值增加值增加時(shí)，污泥會因結(jié)構(gòu)松散時(shí)，污泥會因結(jié)構(gòu)松散而造成沉降困難，在二而造成沉降困難，在二次沉淀池中出現(xiàn)池面飄次沉淀池中出現(xiàn)池面飄泥現(xiàn)象，稱為泥現(xiàn)象，稱為污泥膨脹。污泥膨脹。251、對溶解氧的競爭、對溶解氧的競爭 氧充分條件下好氧的菌膠團(tuán)生長良好。氧充分條件下好氧的菌膠團(tuán)生長良好。溶解氧水平低時(shí)，溶解氧水平低時(shí)，

11、絮狀體表面的微生物得到較多的溶解氧，其內(nèi)部多數(shù)微生物處絮狀體表面的微生物得到較多的溶解氧，其內(nèi)部多數(shù)微生物處于缺氧狀態(tài)。于缺氧狀態(tài)。曝氣池溶解氧長期維持在低水平，利于絲狀細(xì)菌曝氣池溶解氧長期維持在低水平，利于絲狀細(xì)菌的優(yōu)勢生長。的優(yōu)勢生長。 2、對可溶性有機(jī)物的競爭、對可溶性有機(jī)物的競爭 低分子糖類和有機(jī)酸利于絲狀細(xì)菌的生長低分子糖類和有機(jī)酸利于絲狀細(xì)菌的生長，容易發(fā)生活性容易發(fā)生活性污泥絲狀膨脹。污泥絲狀膨脹。 污泥膨脹污泥膨脹絲狀膨脹污泥絲狀膨脹污泥（由絲狀細(xì)菌引起）菌膠團(tuán)膨脹污泥菌膠團(tuán)膨脹污泥（非絲狀細(xì)菌引起）成因：成因：263、對氮、磷的競爭、對氮、磷的競爭 處理生活污水按處理生活污水

12、按BOD5與氮、磷的比為與氮、磷的比為100:5:1進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)行。如果氮磷比小于此值，絲狀細(xì)菌大的比表面積有和運(yùn)行。如果氮磷比小于此值，絲狀細(xì)菌大的比表面積有利于它與菌膠團(tuán)爭奪氮和磷而優(yōu)勢生長。利于它與菌膠團(tuán)爭奪氮和磷而優(yōu)勢生長。4、有機(jī)物沖擊負(fù)荷的影響、有機(jī)物沖擊負(fù)荷的影響 如果曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加，供氧量不變，由于如果曝氣池中有機(jī)物濃度突然增加，供氧量不變，由于好氧生物的呼吸作用迅速消耗溶解氧，利于絲狀細(xì)菌的生好氧生物的呼吸作用迅速消耗溶解氧，利于絲狀細(xì)菌的生長。長。 控制活性污泥絲狀膨脹，根本在于控制活性污泥絲狀膨脹，根本在于控制引起絲狀細(xì)控制引起絲狀細(xì)菌過度生長菌過度生

13、長的環(huán)境因子的環(huán)境因子對策：對策：27 由于冬季運(yùn)行時(shí)進(jìn)水由于冬季運(yùn)行時(shí)進(jìn)水量小，污泥活性較差，生量小，污泥活性較差，生長緩慢，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，長緩慢，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，絮體松散，單位質(zhì)量變輕，絮體松散，單位質(zhì)量變輕，污泥松散甚至出現(xiàn)解絮現(xiàn)污泥松散甚至出現(xiàn)解絮現(xiàn)象象。導(dǎo)致污泥流失，出水。導(dǎo)致污泥流失，出水混濁，有機(jī)物濃度增高。混濁，有機(jī)物濃度增高?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：28對策：對策：1.降低污泥量：降低污泥量： 適時(shí)排出剩余污泥，加大排泥量，降低污泥濃度和縮短泥齡。2.合理控制曝氣強(qiáng)度和方式：合理控制曝氣強(qiáng)度和方式： 控制溶解氧，防止過高或過低，過高容易使曝氣池大量浮泥，過低導(dǎo)致污泥老化嚴(yán)重且絲狀菌繁殖，一

14、般可控制在1.0-1.5mg/l之間。3.消滅絲狀菌，提高堿度：消滅絲狀菌，提高堿度： 可適量投加生石灰。4.穩(wěn)定進(jìn)水：穩(wěn)定進(jìn)水： 控制進(jìn)水防止出現(xiàn)負(fù)荷沖擊并及時(shí)清除生化池浮泥。29現(xiàn)象：現(xiàn)象： 重金屬具有重金屬具有毒性大毒性大，在環(huán)，在環(huán)境中境中不易被代謝不易被代謝，易被生物富易被生物富集集并有并有生物放大效應(yīng)生物放大效應(yīng)等特點(diǎn)。等特點(diǎn)。 目前剩余污泥也存在目前剩余污泥也存在重金屬重金屬超標(biāo)超標(biāo)，造成無法再利用。，造成無法再利用。 冬季低溫重金屬條件下冬季低溫重金屬條件下脫氮脫氮效果不好。效果不好。30 市政污水廠進(jìn)水成分復(fù)雜，包括生活污水和工業(yè)廢水，市政污水廠進(jìn)水成分復(fù)雜，包括生活污水和工

15、業(yè)廢水，其中，工業(yè)廢水中含有多種重金屬。其中，工業(yè)廢水中含有多種重金屬。 利用生物處理方法將市政污水中大部分重金屬富集到利用生物處理方法將市政污水中大部分重金屬富集到污泥中，導(dǎo)致污泥中重金屬超標(biāo)。污泥中，導(dǎo)致污泥中重金屬超標(biāo)。成因：成因：31常用吸附劑膜分離吸附蒸發(fā)濃縮物理方法物理方法活性炭活性炭硅藻土硅藻土二氧化硅二氧化硅活性氧化鋁活性氧化鋁天然高分子及離子交換樹脂天然高分子及離子交換樹脂對策：對策：32 化學(xué)方法化學(xué)方法投放試劑法：投放試劑法： 如向廢水中加入如向廢水中加入陰離子表面活性劑、磷灰石陰離子表面活性劑、磷灰石等。等。電化學(xué)法電化學(xué)法： 先用電解法將重金屬還原，再用水電解產(chǎn)生的氫

16、氧根與被還原后先用電解法將重金屬還原，再用水電解產(chǎn)生的氫氧根與被還原后的重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀，從而達(dá)到去除的目的。的重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀，從而達(dá)到去除的目的。過濾層：過濾層： 由于鐵屑本身是過濾介質(zhì)，被吸附、凝聚在一起的微絮體通過鐵由于鐵屑本身是過濾介質(zhì)，被吸附、凝聚在一起的微絮體通過鐵屑層的過濾而除去。屑層的過濾而除去。33生物方法生物方法 生物處理技術(shù)生物處理技術(shù)是利用微生物或植物體的生理特性來處是利用微生物或植物體的生理特性來處理重金屬廢水，具有理重金屬廢水，具有效率高效率高、成本低成本低、二次污染少二次污染少、有利有利于生態(tài)環(huán)境于生態(tài)環(huán)境的改善等優(yōu)點(diǎn)。的改善等優(yōu)點(diǎn)。34

17、 利用高等植物通過吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量。 利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。 利用生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。 指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。生物絮凝法生物絮凝法生物吸附法生物吸附法生物化學(xué)法生物化學(xué)法植物修復(fù)法植物修復(fù)法35 隨著污水處理廠建設(shè)的規(guī)隨著污水處理廠建設(shè)的規(guī)模迅速擴(kuò)大，污泥的大量產(chǎn)生模迅速擴(kuò)大，污泥的大量產(chǎn)生和消化正在成為一個(gè)新的環(huán)境和消化正在成為一個(gè)新的環(huán)境問題。問題。 例如新鄉(xiāng)市小尚莊市政污水例如新鄉(xiāng)

18、市小尚莊市政污水廠（日處理量廠（日處理量1414萬噸）每天產(chǎn)萬噸）每天產(chǎn)生剩余污泥約生剩余污泥約100100噸。噸。36處理目的：處理目的：減量化，穩(wěn)定化，無害化減量化，穩(wěn)定化，無害化37厭氧消化穩(wěn)定厭氧消化穩(wěn)定 污泥在無氧條件下，由兼性菌和厭氧細(xì)菌將污泥中的可生物降解的有機(jī)物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到穩(wěn)定的過程，是污泥減量化、穩(wěn)定化的常用手段之一。優(yōu)勢優(yōu)勢： 回收生物質(zhì)能 減少污泥量 改善污泥脫水性能 污泥可以達(dá)到穩(wěn)定，土地利用瓶頸瓶頸： 設(shè)備投資高 缺乏技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 操作要求高 污泥穩(wěn)定非強(qiáng)制性指標(biāo)，運(yùn)行單位無動力38污泥填埋污泥填埋 污泥填埋是我國常用的處理處置手段優(yōu)勢優(yōu)勢 工藝簡單 設(shè)備投資少瓶頸瓶頸 污泥含水率較高，填埋操作和運(yùn)行困難 占地面積大 對環(huán)境二次污染的風(fēng)險(xiǎn)39好氧堆肥好氧堆肥 干污泥經(jīng)過堆肥工藝處理后, 再根據(jù)需求添加相應(yīng)的肥料, 制成有機(jī)復(fù)合肥用于農(nóng)業(yè)。優(yōu)勢優(yōu)勢污泥穩(wěn)定，殺滅病原菌、寄生蟲卵污泥含水率低運(yùn)行管理簡單瓶頸瓶頸需要大量輔料，生產(chǎn)成本高臭氣問題占地面積大產(chǎn)品中的重金屬及有毒成分不易去除40污泥焚燒污泥焚燒 優(yōu)勢優(yōu)勢 能有效實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化處理瓶頸瓶頸 投資運(yùn)行成本高 有機(jī)質(zhì)未得到有效利用 尾氣處理要求高 行業(yè)監(jiān)管及標(biāo)準(zhǔn)較為薄弱 41土地利用土地利用 林地、園林綠化的營養(yǎng)土 沙荒地、鹽堿地、廢