污水深度處理和回用

1、關(guān)于污水的深度處理與回用第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月表71 二級處理水深度處理的目的、去除對象和所采用的處理技術(shù)與工藝流程臭氧氧化、消毒(氯氣、次氯酸鈉、紫外線)細(xì)菌、病毒微生物反滲透、電滲析、離子交換電導(dǎo)度 Na、Ca、Cl離子溶解性無機物 無機鹽類金屬鹽混凝沉淀 石灰混凝沉淀晶析法 生物除磷PO4P TP磷生物脫氮吹脫、折點氯化脫氨、生物脫氮TN KN NH3N NO2-N NO3-N 氮混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化BOD5 COD TOC TOD溶解狀態(tài)快濾機、微濾機、混凝沉淀SS VSS懸浮狀態(tài)采用的主要處理技術(shù)有關(guān)指標(biāo)去除對象處理目的防止富營養(yǎng)化再用微量成分植物類

2、營養(yǎng)鹽排放水體再用有機物第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月顆粒分離技術(shù)一覽表第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）SS的組成 生物絮體：數(shù)mm到10m 膠體顆粒（未被凝聚） （2）SS的有機化 顆粒幾乎全是有機物 BOD:50-80%來源于這些顆粒 7.2.2 SS的去除技術(shù)由SS的狀態(tài)和粒徑而定 d1m，一般用砂濾；微濾機等。膠體狀混凝沉淀。1、混凝沉淀（1）常用技術(shù)：去除微小懸浮狀態(tài)的有機物和無機污染物、膠體. 也可去除：Mg，As（溶解態(tài)）、N、P、及細(xì)菌、病毒（2）特點：二級出水膠體和菌膠團微粒；而天然水主要是針對泥砂等7.2 懸浮物的去除 7.2.1 概述

3、 SS特點:不同于給水處理的混凝 主要原因是：污水中有生物微粒的存在，這種微粒與藥劑的親和力強，進而投藥后混凝過程短時間內(nèi)可以完成。第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）藥劑 傳統(tǒng)藥劑：Al2(SO4)3，聚合氯化鋁，及助凝劑（活化硅酸等） “七.五”開發(fā)藥劑聚合氯化鐵（PFC），降低了鐵鹽的酸性并清除了殘余亞鐵及色度.新型藥劑 ：對濁度、色度、除磷效果明顯天津大學(xué)：（PDM）有機高分子絮凝劑，高效脫色、濁度低于5度后來發(fā)展PDMMC(唯一達到4萬個分子量)；中科院：AL13 納米絮凝劑。 （4）工藝形式沉淀池平流、輻流、豎流、斜管澄清池上升流速較給水低，0.4-0.6mm/s壓

4、力溶氣氣浮DAF(Dissolves Air Hotation) 渦凹?xì)飧?氣浮池 CAF(Cavitation Air Hotation) 引氣氣浮 IAF(Induced Air Flotation)空氣在分散于水中葉片、輪盤等吸入（5） 混凝機理第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月過濾時一般情況下不需要加藥劑 膠體過濾難于去除，濁度上升，需投藥劑 溶解性有機物用活性炭吸附反沖洗難度大，需水氣同時沖洗 氣:20l/m.s; 水:10l/m.s；濾料粒徑適當(dāng)放大。（2）過濾作用 SS、BOD、重金屬、細(xì)菌去除各類污染物 化學(xué)絮凝產(chǎn)生的Al、Fe鹽及石灰等沉淀物 去除化學(xué)除P時，水中

5、不溶性P活性炭或離子交換：預(yù)處理設(shè)施，可以節(jié)省后續(xù)的活性炭費用；克服生物、和化學(xué)處理的不穩(wěn)定性，提高回用的連續(xù)性和可靠性 。2、過濾給水過濾技術(shù)不宜簡單的直接應(yīng)用于污水處理。原因：a、濾池截留的污泥粘而易碎，污泥在濾池表面積聚 形成濾膜 b、如果加大水頭，污泥又很容易穿透濾層 。（1）特點拍賣預(yù)展 龍威第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 廢水過濾有機物絮體 給水過濾 無機泥砂 對二沉池出水過濾隔濾被認(rèn)為是去除懸浮固體的主要機理（3）過濾機理 區(qū)別:強度不一樣,穿透濾料的性能不同隔濾 a、機械隔濾：粒徑大于濾料孔徑的顆粒被濾料濾去； b、偶然隔濾：粒徑小于濾料孔徑的顆粒由于偶然接觸而

6、被截獲。沉淀在濾料內(nèi)部，顆?？梢猿恋碓跒V料上；碰撞：較重的顆粒不隨水運動；截獲：隨水流運動的顆粒與濾料表面接觸時被去除；粘附：當(dāng)絮凝顆粒通過濾料時，它們就會附著在濾料表面化學(xué)吸附： a、鍵吸附 b、化學(xué)的相互作用； a、靜電作用物理吸附： b、動電作用 c、范德華力對其吸附絮凝：大顆粒與小顆粒接觸時，形成更大顆粒；生物繁殖：生物濾池內(nèi)繁殖可使濾料孔隙減少。第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）進水特征特征（）a、 懸浮固體濃度（二級處理水中，SS：6-30mg/l）以濃度監(jiān)測過程b、粒徑大小：（雙峰分布）（混合10d的活性污泥出水） c、絮體強度:與處理方法及操作方式有關(guān) 生物處

7、理 化學(xué)沉淀 該值下降 泥齡長 但超過15d下降 較小粒徑：1-15m較大粒徑：50-150m雙峰分布影響過濾機理二級過濾 d、雙峰圖（5）深度處理濾池設(shè)計預(yù)處理生物處理和濾池之間，通常增設(shè)混凝沉淀（澄清或氣浮池）對比試驗 直接過濾：簡單、但COD、TP去除率不高，運行復(fù)雜 微生物絮凝過濾：去除率高，但周期短，冬季2-4h 絮凝沉淀：過濾周期長，17h以上，全年水質(zhì)合格紀(jì)莊子 污水廠第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月濾速（V）重要參數(shù)，決定濾池面積絮體強度：其值低時，濾速上升會使絮體顆粒遭受破 壞，污物穿透濾池，使出水不能達標(biāo);生物絮體牢 固（4- 11m/h不影響），化學(xué)絮體強度

8、較弱。 雙層濾料：5-10m/h取決于濾池型式 單層濾料：4-6m/h 壓力濾池：24m/h生物繁殖：濾池內(nèi)生物繁殖可使濾料孔隙減少水頭損失取決于濾速和濾料的截污能力，濾料的組成和尺寸對水頭損失影響大。 Ht=H0+(hi)t i=1-n Htt時間的總水頭損失,m H0開始過濾時，清水總水頭損失（管道，閘門，儀表，彎頭，下部排水系統(tǒng)，濾料，構(gòu)筑物）,m (H0)t濾層內(nèi)第I濾料在時間t時的水頭損失第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7.3 溶解性有機物的去除 丹寧二級出水中，溶解性有機物：木質(zhì)素 等難降解有機物 里腐酸從技術(shù)、經(jīng)驗、工程實踐中，活性炭和臭氧氧化法適應(yīng) 1、活性炭吸附

9、由煤或木等材料經(jīng)一次炭化制成，高溫下，用CO使其活化，使炭形成多孔結(jié)構(gòu)。7.3.1 活性炭吸附2、活性炭技術(shù)指標(biāo)碘值、亞甲蘭值、糖蜜值3、活性炭孔的分布大孔（100-1000nm）、過渡孔（100-2nm）、微孔2nm4、活性炭吸附處理二級處理水的特點（1）對分子量1500（道爾頓）的環(huán)狀化合物，不飽和化合物效果 好；對分子量3000的直鏈化合物（糖類）效果好；（2）吸附時有微生物存在提高處理效果（對有機物）但可能有生 物泄漏的問題（代謝產(chǎn)物有毒性）第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月活性炭指標(biāo)測定值第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月BCEDA 五種活性炭的掃描電鏡照片

10、（3000）第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四種炭原子力顯微鏡掃描照片 B CD E第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、目的（二級出水回用） 7.3.2 臭氧氧化處理去除殘余有機物、脫出污水的色度、殺菌消毒。2、去除有機物的特征（1）能夠氧化有機物，（蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸）；（2）氧化有機物并易形成中間產(chǎn)物（甲醛、酸等）可生化性好；（3）氧化效果與PH值有關(guān)，PH高，效果好，(OH-)羥基自由基由臭氧分解產(chǎn)生（4）臭氧化的副產(chǎn)物問題，溴酸鹽上升，濁度上升，AOC升高。3、脫色效果砂濾前處理+臭氧脫色效果好 4、消毒效果砂濾后+O3消毒效果好5、O3混合

11、形式擴散板式（反應(yīng)為主）、噴射式（擴散為主）、機械攪拌式。 第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）富營養(yǎng)化N、P引起，藻類問題（滇池，太湖）；（2） 提高制水成本應(yīng)用水，污水消毒時，增加投氯量；（3）污水回用填塞管道NH3N可促進設(shè)備中微生物的繁殖；（4） 農(nóng)業(yè)灌溉TN不大于1mg/l，否則對農(nóng)作物有影響。2、氮的存在形式（1）有機氮（2）氨態(tài)氮（NH3N、NH4+N）（3） NO2N、NO3N（4） N2凱式氮3、二級處理技術(shù)的局限性合成代謝對氮磷的去處率低，水中氮磷過剩 nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O

12、2 (C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O7. 5脫氮技術(shù)7.5.1 概述1、氮污染的危害第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、原理7.5.2 氮的吹脫去除（1）NH3+H2ONH4+OH-PH=7時，以NH4+存在PH=11時，90%NH3存在PH升高，去除NH3上升 T上升，去除NH3上升（2）脫氮塔脫氮塔技術(shù)的特點除氮的效果穩(wěn)定操作簡便，容易控制 NH3二次污染（可回收）使用CaO易結(jié)垢（改用NaOH）水溫下降時，效果差第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月水溫水溫升高，效率升高布水狀態(tài)滴狀下落最好，膜狀下落，效果大減布水負(fù)荷率填料6m高

13、以上時，其值不超過180m/m.d氣液比填料6m高以上時，2200-2300以下為好?；钚晕勰喾ǖ膫鹘y(tǒng)功能去除水中溶解性有機物 N、P只滿足生理要求即可，因此對二者去除率低，僅為20-40%；5-20%1、氨化反應(yīng) 與硝化反應(yīng)7.5.3 生物脫氮原理（1）氨化反應(yīng) RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3（3）脫氮塔工作影響因素與設(shè)計參數(shù)PH值PH升高到10.5以上，去除率增加緩慢氨化菌第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）硝化菌的特點硝化菌亞硝酸菌和硝酸菌的統(tǒng)稱;硝化菌屬于化能自養(yǎng)菌，革蘭氏染色陰性，可生芽孢的短 桿狀細(xì)菌 . NH4+2O2 NO3-+H2O+

14、2H+-F（F=351kj）（4）硝化反應(yīng)的控制指標(biāo)硝化菌對環(huán)境條件的變化極為敏感NH4+3/2O2 NO2-+H2O+2H+-（F=278.42kj）NO2-+1/2O2 NO-F（F=72.27kj )硝化菌亞硝化菌（2）硝化反應(yīng)第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月溫度適應(yīng)20-30，15時硝化速度下降，低于5完全停止有機物BOD應(yīng)低于15-20mg/l污泥齡（SRT）微生物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間（c） N(c)Nmin，硝化菌最小的世代時間(c)Nmin重金屬機有害物質(zhì) 重金屬 對硝化反應(yīng)抑制 高濃度NH4+N，高濃度NOx-N 有機物、絡(luò)合物陽離子溶解氧 氧是電子受體，DO不

15、能低于1.0mg/l 硝化需氧量（NOD）4.57g(氧)/g（N）堿度7.1g堿度（以CaCO3計）/1g氨態(tài)氮（以N計）,一般堿度不低于50mg/lPH對PH變化敏感（硝化菌),最佳值8.0-8.4,效率最高第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月反硝化菌屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌；以NO3N為電子受體，以有機碳為電子供體，不能釋放更多的ATP，合成的細(xì)胞物質(zhì)較少 。（2）反應(yīng)過程 （3）反硝化反應(yīng)的控制指標(biāo) 污水中的碳源，BOD5/TN3-5時，勿需外加 外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O）， 當(dāng)BOD5/TN8，或PH6，反硝化速率下降碳源PH值 （1）反硝化菌的特

16、點2、反硝化反應(yīng) 反硝化反應(yīng)指NO3N和NO2N在反硝化菌的作用下，還原成氣態(tài)N2的過程。第二十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2HNO32HNO22HNO2NH2OH2NH3NON2NO3-NO2-NH2OHNO2-N2O有機體(同化反硝化)N2(異化反硝化)反硝化過程式 上式的簡化式同化反硝化+4H+2H-2H2O+2H-2H2O-H2O異化反硝化圖714反硝化反應(yīng)過程（同化反硝化、異化反硝化）+4H+4H-2H2O-2H2O第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月表7-4生物脫氮反應(yīng)過程各項生化反應(yīng)特征第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 0.5mg/

17、l以下，厭氧、好氧交替的環(huán)境，如存在氧，會抑制反硝化菌體內(nèi)硝酸鹽還原酶的合成，或氧成為電子受體阻礙硝酸氮的還原，但另一方面，某些酶系統(tǒng)還需有氧才能合成；溫度 最適宜的溫度是20-40，低于15時代謝速率下降；冬季低溫季節(jié) 提高SRT，降低負(fù)荷率，從而提高污水的HRT 。1、活性污泥傳統(tǒng)脫氮工藝Barth工藝， 氨化由三個反應(yīng)過程建立 硝化 反硝化7.5.4 生物脫氮技術(shù)溶解氧 第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月“一級”曝氣池：去除 COD、BOD，BOD15-20mg/l 有機氮轉(zhuǎn)化為 NH3 NH4+ ；“二級”硝化曝氣池，N

18、H3 、NH4+生成NO3N，堿度下降；“三級”反硝化池 厭氧、好氧交替運行。投甲醇時， CM=2.47N0（初始NO3N濃度）+1.53N(初始NO2N濃 度)+0.87D（初始DO濃度）（2）優(yōu)缺點去除效果好各類菌類環(huán)境條件好設(shè)備多，造價高，能耗大（1）流程說明第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）改進的二級生物脫氮系統(tǒng) BOD去除和硝化兩個反應(yīng)合并第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、缺氧好氧活性污泥法 A/O工藝 （1）工藝特征80年代開創(chuàng),前置反硝化不加碳源,外加堿度,降低負(fù)荷設(shè)內(nèi)循環(huán)產(chǎn)生堿度,3.75mg堿度/mgNO3N勿需建后曝氣池回流水含有N

19、O3N（沉淀池污泥反硝化生成）要提高脫氮率，要增加回流比（2）影響因素與主要工藝參數(shù)水力停留時間：3 ：1；循環(huán)比：200%；MLSS值：大于3000mg/l;污泥齡：30d;N/MLSS負(fù)荷率：0.03gN/gMLSS.d進水總氮濃度：小于30mg/l。第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)循環(huán)（硝化液循環(huán)）原污水反硝化反應(yīng)器（缺氧） BOD去除,硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）堿沉淀池處理水剩余污泥回流污泥N2圖717分建式缺氧-好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）P0.5mg/l，促進富營養(yǎng)化；第

20、三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月磷-不同于氮，不能形成氧化體和還原體，但有固態(tài)和溶解態(tài)轉(zhuǎn) 化的特點。4、去除方法化學(xué)除磷法-混凝沉淀和晶析法除磷生物除磷法設(shè)想是由Greenburyg于1955年提出的，60年代人們對上述方法廣泛應(yīng)用。 3、其他 生活污水中的含磷量：10-15mg/l，70%為可溶性； 經(jīng)過二級處理進水中，90%左右的磷以磷酸鹽存在。第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月聚氯化鋁（PAC），反應(yīng)相同與Al2(SO4)3，但pH值不下降；鋁酸鈉（NaAlO2） 化學(xué)法除磷：使用Al鹽注意事項注意PH值，介于5-7之間無影響，無需調(diào)整PH降低，應(yīng)注意排放

21、水對PH的要求沉淀污泥回流，污泥中有Al(OH)3，能提高對磷的去除率（2）鐵鹽除磷7.6.2 混凝沉淀除磷技術(shù)1、金屬鹽混凝沉淀（1）鋁鹽除磷Al3+PO43-（正磷酸離子） AlPO4（難溶） PH值上升，溶解度上升Al2(SO4)3+2PO43- 2AlPO4+3SO42-Al2(SO4)3+6HCO3- 2Al(OH)3+6CO2+3SO42-第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月pH值，如P9.5；原污水 PH11磷的形式（3）石灰混凝沉淀除磷處理流程（自學(xué)）由以下三部分組成：快速攪拌池緩慢攪拌池沉淀池（2）除磷效果影響因素正磷酸鹽（PO4） 聚磷酸鹽（焦磷酸鹽(P2O74-)三磷酸鹽(P3O105- ) 600%（2）氮的氧化還原態(tài)厭氧氨氧化NH(-) - - 羥胺NH2OH0+硝酸基NOH +亞硝酸