城市污水的深度處理(68)課件

1、第八章 城市污水的深度處理污水脫氮技術(shù)污水除磷處理城市污水的三級處理第1頁，共68頁。第一節(jié) 污水脫氮技術(shù) 化學(xué)法除氮吹脫法 折點(diǎn)加氯法離子交換法Cl2H2O HOClH+Cl-NH3H2O NH4+OH+NH4+ HOCl NH2Cl H+ H2ONH4+ 2HOCl NHCl2 H+ 2 H2O2NH4+ 3 HOCl N2 3 Cl- 5H+ 3 H2O第2頁，共68頁。生物脫氮法生物脫氮機(jī)理硝化反應(yīng)控制指標(biāo)溶解氧：2mg/L以上，小于2抑制，小于1.0mg/L完全抑制溫度：20-30OC，15OC以下下降，5OC以下停止pH：78 泥齡：應(yīng)為硝化細(xì)菌最小世代時間的兩倍以上營養(yǎng)：有機(jī)底物

2、含量不應(yīng)過高，BOD應(yīng)在20mg/L以下NH4+ 2O2 NO3+ 2H+ H2O硝化細(xì)菌第3頁，共68頁。反硝化反應(yīng)控制指標(biāo)碳源：BOD5/ TKN35pH：6.5-7.5DO：小于0.5mg/L較好，高于0.5脫氮效率明顯下降溫度：5-40C，15 C以下反應(yīng)速率下降NO3 5CH3OH 5CO23N2 6OH 7 H2O反硝化細(xì)菌NO3- 1.08CH3OHH+ 0.065C5H7O2N0.47N20.76CO2 2.44H2O反硝化細(xì)菌第4頁，共68頁。生物脫氮工藝Barth三段生物脫氮工藝 有機(jī)物氧化硝化（合并）反硝化，沉淀系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)獨(dú)立曝氣池沉淀池沉淀池沉淀池硝化池反硝化池

3、污水污泥回流剩余污泥污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥出水堿CH3OH第5頁，共68頁。Bardenpho生物脫氮工藝 缺氧好氧生物脫氮工藝污水缺氧1 好氧1 缺氧2 好氧2 沉淀污泥回流混合液回流出水缺氧 好氧 沉淀污泥回流硝化液回流出水污水剩余污泥剩余污泥第6頁，共68頁。第二節(jié) 廢水除磷技術(shù)化學(xué)法除磷機(jī)理：利用磷酸鹽和某些化學(xué)物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽、石灰等反應(yīng)生成不溶的沉淀物 特點(diǎn)：磷去除率較高、處理結(jié)果穩(wěn)定，不會重新釋放磷造成二次污染影響因素 初始磷濃度、陽離子濃度、pH值和其它與P爭奪陽離子的陰離子濃度第7頁，共68頁。生物法除磷除磷機(jī)理 厭氧狀態(tài)下：活性污泥中的聚磷菌分解釋放磷 好氧狀態(tài)下

4、：聚磷菌吸收磷增殖 在好氧厭氧交替狀態(tài)下，聚磷菌能以比普通活性污泥高3-7倍的水平攝取，貯存或釋放磷。控制指標(biāo) 有機(jī)碳源、溫度、pH、泥齡、溶解氧 第8頁，共68頁。除磷工藝A/O法 工藝條件DO：好氧段 2.0mg/L以上，為什么？）營養(yǎng)：BOD5/TP10，出水TP1mg/LpH ： 7.0-8.0厭氧 好氧 沉淀污泥回流出水污水含P污泥第9頁，共68頁。Phostrip除磷工藝主路：常規(guī)活性污泥旁路：回流污泥過程厭氧放磷上清液化學(xué)沉淀回流污泥厭氧放磷后進(jìn)水曝氣池吸收磷第10頁，共68頁。生物脫氮除磷A2/O工藝厭氧段 缺氧段 好氧段污泥回流混合液回流出水二沉池進(jìn)水含磷污泥第11頁，共68

5、頁。改進(jìn)的Bardenpho工藝厭氧 缺氧 好氧 缺氧 好氧污泥回流回流出水二沉池進(jìn)水含磷污泥第12頁，共68頁。UCT工藝厭氧 缺氧 缺氧 好氧污泥回流回流1出水二沉池進(jìn)水含磷污泥回流1第13頁，共68頁。SBR工藝缺氧：進(jìn)水，分解有機(jī)物，DO降為零厭氧：反硝化脫氮，停止攪拌、聚磷菌放磷曝氣，硝化，聚磷菌吸收磷停止曝氣，靜止沉淀第14頁，共68頁。主要的脫氮除磷活性污泥法功能及影響因素脫氮除磷工藝比較影響因素環(huán)境因素，pH、溫度、溶解氧工藝因素，泥齡、水力停留時間污水成分，BOD5及N、P的比值第15頁，共68頁。第三節(jié) 城市污水的三級處理活性炭吸附 難降解化合物、殘余的無機(jī)化合物如氮、磷，

6、硫化物和重金屬投加粉末活性炭的活性污泥工藝化學(xué)氧化法第16頁，共68頁。第九章 小型污水處理設(shè)施小型污水處理設(shè)施水量水質(zhì)特點(diǎn)組合式生活污水處理設(shè)備第17頁，共68頁。第一節(jié) 小型污水處理設(shè)施水量水質(zhì)特點(diǎn)污水流量特點(diǎn)污水水質(zhì)特點(diǎn)第18頁，共68頁。第二節(jié) 組合式生活污水處理設(shè)備組合式污水處理設(shè)備分類好氧處理設(shè)備單級好氧處理設(shè)備多級好氧處理設(shè)備污水處置出水消毒池二沉池接觸氧化池初沉池調(diào)節(jié)池格柵污泥池第19頁，共68頁。缺氧好氧和厭氧缺氧好氧相結(jié)合的處理設(shè)備缺氧好氧處理流程出水污水處置消毒池二沉池接觸氧化池細(xì)格柵調(diào)節(jié)池粗格柵缺氧池第20頁，共68頁。厭氧缺氧好氧處理流程污水處置出水好氧池缺氧池厭氧池

7、沉砂池調(diào)節(jié)池格柵沉淀池消毒第21頁，共68頁。組合式生活污水處理設(shè)備的材質(zhì)和附屬設(shè)備材質(zhì)：碳鋼、不銹鋼和玻璃鋼增強(qiáng)復(fù)合材料附屬設(shè)備：鼓風(fēng)設(shè)備、電氣控制系統(tǒng)、消毒處理設(shè)備的布置第22頁，共68頁。第十章 污泥的處理和處置污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的處置和前處理污泥濃縮污泥的穩(wěn)定污泥的調(diào)理污泥脫水污泥的干燥和焚化污泥的管道運(yùn)輸?shù)?3頁，共68頁。第一節(jié) 污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的來源、性質(zhì)和主要指標(biāo)污泥的來源作為垃圾處置柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥：有機(jī)物，病源體和重金屬化合物二沉池污泥：微生物機(jī)體第24頁，共68頁。污泥的主要指標(biāo)含水率和含固率含水率：污泥中水含量的百分?jǐn)?shù)含固率：污泥中固體或干泥含

8、量的百分?jǐn)?shù)揮發(fā)性固體（VSS）：污泥中在600oC的燃燒爐中能被燃燒，以氣體溢出的部分固體。污泥中的有毒有害物質(zhì)污泥的脫水性能 比抗阻值（r）和毛細(xì)吸水時間（CST）第25頁，共68頁。污泥量初沉污泥量 0為進(jìn)水中的懸浮物濃度；為污泥密度 S為每人每天產(chǎn)生的污泥量；N為設(shè)計(jì)人口數(shù)?；虻?6頁，共68頁。剩余污泥量以VSS計(jì)算的剩余污泥量以SS計(jì)算的剩余污泥量 f為VSS與SS之比。以體積計(jì)算的剩余污泥量第27頁，共68頁。污泥中的水分污泥中的水分游離水：存在于污泥顆粒間隙中的水，可借助外力去除。毛細(xì)水：存在于污泥顆粒間的毛細(xì)管中的水，也可能用物理方法分離。內(nèi)部水：粘附于污泥顆粒表面的附著水和存

9、在于其內(nèi)部的水，用干化分離。污泥中的水分對污泥處理的影響第28頁，共68頁。第二節(jié) 污泥的處置及其處理污泥的處置農(nóng)業(yè)利用填埋焚燒投放海洋第29頁，共68頁。污泥處置的前處理污泥濃縮 污泥的含水率下降到97.5左右，體積濃縮到原來的1/3左右。污泥穩(wěn)定污泥調(diào)理污泥干化 污泥的含水率一般低于10第30頁，共68頁。污泥濃縮衛(wèi)生填埋土地利用脫水脫水調(diào)理調(diào)理穩(wěn)定減量灰渣第31頁，共68頁。第三節(jié) 污泥濃縮污泥濃縮去除污泥的間隙水，用以減少污泥的體積。主要方法：沉降法、氣浮法和離心法沉降法間歇式污泥濃縮池 主要參數(shù)：停留時間連續(xù)式污泥濃縮池 主要參數(shù)：濃縮池的固體通量、水力負(fù)荷、水力停留時間第32頁，共

10、68頁。氣浮濃縮法氣浮濃縮系統(tǒng)的組成 加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置氣浮濃縮法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)污泥負(fù)荷氣固比As：溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體的重量之比，一般取0.010.04水力負(fù)荷：取4080m3/（m2.d）回流比R：加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的體積比，一般取25%35%第33頁，共68頁。回流比的計(jì)算 式中Aa為所需空氣量；S為進(jìn)入氣浮池中的固體總量（不計(jì)回流水SS），g/h；一定溫度下，1大氣壓的空氣飽和溶解度；P為絕對大氣壓；f為溶解效率第34頁，共68頁。某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率為99.3，泥溫20oC?，F(xiàn)采用回流加壓氣浮法濃縮污泥，要求含固

11、率達(dá)到4%，壓力溶氣罐的表壓P為3105Pa。試計(jì)算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。若濃縮裝置改為每周運(yùn)行7d，每天運(yùn)行16h，計(jì)算氣浮池面積。第35頁，共68頁。解：設(shè)計(jì)一座矩形的平流式氣浮濃縮池 計(jì)算氣浮濃縮池面積A 污泥負(fù)荷75kg/ (m2.d)，污泥密度為1000kg/m3第36頁，共68頁。 回流比R 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，氣固比As取0.02 采用裝設(shè)填料的壓力罐，溶解效率f0.09 故回流水量為38m3/h。第37頁，共68頁。 溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留3min計(jì)算，則： 以水力負(fù)荷校核氣浮池面積第38頁，共68頁。若濃縮池每天運(yùn)行16h，則流量 污泥負(fù)荷仍取3.125kg/(

12、m2.h)，則第39頁，共68頁?；亓鞅龋≧）仍為380回流水量：3801557m3 /h溶氣罐凈體積：VN573/602.85m3以水力負(fù)荷校核氣浮池面積符合要求第40頁，共68頁。離心濃縮法機(jī)理：利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中受到不同的離心力而使兩者分離，達(dá)到濃縮的目的。特點(diǎn)：工作效率高，占地面積小，衛(wèi)生條件好；電耗大，需添加助凝劑。主要指標(biāo)：出泥含固率和固體回收率離心機(jī)類型：轉(zhuǎn)筒式、盤式、籃式第41頁，共68頁。第四節(jié) 污泥的穩(wěn)定概述污泥穩(wěn)定的作用污泥穩(wěn)定的方法污泥厭氧消化法的發(fā)展和分類污泥厭氧消化的分類按溫度分：中溫消化 33oC35oC 高溫消化 50oC55oC

13、按負(fù)荷率分：低負(fù)荷率 0.51.6kgVSS/m2 高負(fù)荷率 1.66.4kgVSS/m2污泥厭氧消化的發(fā)展第42頁，共68頁。影響污泥消化的主要因素pH值和堿度 pH值：7.07.3，堿度保持在2000mg/L溫度負(fù)荷消化池的攪拌有毒有害物質(zhì)第43頁，共68頁。消化池的構(gòu)造消化池消化池的附屬設(shè)備加料、排料、加熱、攪拌、破渣、集氣、排液、溢流及其它監(jiān)測防護(hù)裝置消化池的設(shè)計(jì)沼氣的收集和利用消化池有效容積的確定或第44頁，共68頁。第五節(jié) 污泥的調(diào)理概述污泥調(diào)理：破壞污泥的膠體狀態(tài)，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。調(diào)理方法 加藥調(diào)理法、淘洗加藥調(diào)理法、加熱調(diào)理法、冷凍調(diào)理法、加骨粒調(diào)理法第

14、45頁，共68頁。污泥脫水性能的評價指標(biāo)比阻抗值r 過濾基本方程式第46頁，共68頁。t/V與V呈直線關(guān)系，其斜率為： 由此可得比阻抗r： 式中的b為與污泥性質(zhì)有關(guān)的數(shù)值。 比阻抗的物理意義是單位干重濾餅的阻力，r越大，污泥越難過濾，其脫水性能越差。第47頁，共68頁。毛細(xì)吸水時間（CST）毛細(xì)吸水時間為污泥與濾紙接觸時，在毛細(xì)管作用下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，單位為秒。CST的測定裝置加藥調(diào)理法調(diào)理劑種類無機(jī)調(diào)理劑：各種鐵鹽和鋁鹽有機(jī)調(diào)理劑：聚丙烯酰胺第48頁，共68頁。調(diào)理劑投加量的確定影響污泥調(diào)理效果的因素污泥性質(zhì)調(diào)理劑品種污泥調(diào)理?xiàng)l件 pH值、調(diào)理劑的配制濃度、污泥與調(diào)理劑的

15、完全充分的混合第49頁，共68頁。第六節(jié) 污泥脫水概述污泥脫水：去除污泥中的毛細(xì)水和表面附著水機(jī)械脫水 板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)自然干化 干化床和污泥塘第50頁，共68頁。污泥的自然干化污泥干化床的構(gòu)造 圍堤和隔墻、輸泥槽、濾水層、排水系統(tǒng)和不透水底層污泥干化床脫水效果的影響因素氣候條件污泥性質(zhì)污泥調(diào)理第51頁，共68頁。污泥干化床的設(shè)計(jì) 決定面積和劃分塊數(shù) 式中的為一年內(nèi)排放在干化床上的污泥層總厚度，其值大小與污泥本身的性質(zhì)和氣候條件有關(guān)。第52頁，共68頁。含固率為6%的城市污水廠混合污泥的消化污泥，采用露天人工濾層干化床干化。當(dāng)?shù)啬昶骄涤炅繛?,016mm，全年分布均勻。年蒸發(fā)量

16、1,524mm。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，在脫水的最初幾天內(nèi)，污泥含固率提高到18%。要求干化后泥餅含水率為50%，求所需干化床面積。第53頁，共68頁。解：每次排入干化床的污泥層厚度為254mm由于滲濾作用，污泥層厚度降低到85mm由滲濾去除的水分厚度為169mm污泥水分的年蒸發(fā)量為1143mm/a污泥吸收的降雨量為579.1mm污泥中凈蒸發(fā)量為563.9mm每年投加到干化床上污泥次數(shù)為10次每平方米面積每年可干化處理污泥量為2.54m3干化床面積為W/2.54的1.3倍第54頁，共68頁。污泥的機(jī)械脫水及其設(shè)備帶式壓濾機(jī)污泥離心脫水和轉(zhuǎn)筒式離心機(jī) 利用轉(zhuǎn)動使污泥中的固體和液體分離板框壓濾機(jī)第55頁，

17、共68頁。第七節(jié) 污泥的干燥與焚化概述污泥干燥：通過處理，去除污泥中絕大部分毛細(xì)管水、吸附水和顆粒內(nèi)部水污泥焚化：去除干燥污泥中的全部吸附水和顆粒內(nèi)部水及顆粒內(nèi)部水和有機(jī)物污泥的干燥和焚化設(shè)備轉(zhuǎn)筒式干燥器和焚化爐流化床焚化爐Sevar干燥器各種污泥干燥器和焚化爐的選擇第56頁，共68頁。第八節(jié) 污泥的管道輸送污泥的流體力學(xué)特性污泥輸送的流態(tài)污泥流動時的摩阻損失的確定第57頁，共68頁。第十一章 污水處理廠的設(shè)計(jì)廠址選擇廠、站處理方法和流程的選擇污水廠的平面布置污水廠的高程布置第58頁，共68頁。第一節(jié) 廠址選擇廠址應(yīng)選在地磚條件較好的地方處理廠應(yīng)盡量少占土地和不占良田要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件處理

18、廠應(yīng)設(shè)在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便處理廠應(yīng)選擇在不受洪水威脅的地方，否則考慮防洪措施。第59頁，共68頁。第二節(jié) 廠、站處理方法和流程的選擇城鎮(zhèn)污水廠的流程污水灌溉污泥脫水設(shè)備污水格柵沉砂池沉淀池水體沼氣利用設(shè)備污泥消化池肥料第60頁，共68頁。污泥脫水設(shè)備污水格柵沉砂池初沉池沼氣利用設(shè)備污泥消化池肥料水體污水灌溉生物濾池二沉池污泥污泥加氯設(shè)備第61頁，共68頁。污泥脫水設(shè)備污水格柵沉砂池初沉池沼氣利用設(shè)備污泥消化池肥料水體污水灌溉生物濾池二沉池混合污泥剩余污泥回流污泥接觸池加氯設(shè)備第62頁，共68頁。工業(yè)廢水的處理本廠工業(yè)廢水的特點(diǎn)循環(huán)給水和壓縮廢水量的可能性回收利用廢水中有用物質(zhì)的方式方法廢水排入城市溝道的可能性需要解決的問題確定廢水的處理要求處理后廢水的出路廢水處理方案第63頁，共68頁。第三節(jié) 污水廠的平面布置平面布置內(nèi)容各種構(gòu)筑物的平面定位；各種輸水管道、閥門的布置；排水管渠及檢查井的布置；各種管道交叉位置；供電線路位置；道路、綠化、圍墻及輔助建筑的布置等第64頁，共68頁。平面布置原則布置應(yīng)緊湊，以減少占地面積和連接管的長度。各處理構(gòu)筑物之間的溝道應(yīng)盡量避免立體交叉，并考慮檢修方便。在高程布置上，充分利用地形，少用水泵并力求挖填土方平衡。使需要開挖的處理構(gòu)筑物避開劣質(zhì)地基。考慮分期施工和擴(kuò)建的可能性，留有適