污水處理的基本知識-2021使用

18/18污水處理的基本知識——2021使用城市污水處理基本知識

一水資源概況

地球表面三分之二被水覆蓋，但其中97.5%是咸水，在余下的淡水中，有87%是人類難以利用的兩極冰川，實際上人類可以從江河湖泊中取用的淡水只占水總量的0.014%。（總量大，可用量?。┦澜缢Y源分布不均，非洲缺水，經(jīng)濟落后。我國水資源總量為2.8萬億立方米，人均占有量在世界上排行第109位，約為世界人均水量的四分之一，屬于少水的國家，而且分布不均，南多北少。（南水北調(diào)、引灤入津）在全國32個省中，河北排第29位，人均水資源量為全國平均水平的14%，比世界上以干旱著稱的以色列(節(jié)水技術(shù)先進)還少三分之一。中國最缺水的是華北，華北最缺水的是河北，我省屬于極度貧水地區(qū)。隨著全球氣候變暖，我省水資源危機日益嚴重，水荒是我們面臨的一個嚴峻問題。石家莊地下水過度開采，城市排水系統(tǒng)有待完善。

水是寶貴的自然資源（文明發(fā)祥地、國際爭端，），是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活不可缺少的重要物質(zhì)，在現(xiàn)代城市發(fā)展中成為經(jīng)濟增長

的制約因素，是國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問題。水體具有調(diào)節(jié)氣候，清洗大氣，凈化環(huán)境，涵養(yǎng)水源的功能，污水若不經(jīng)處理任意排放，水體將遭到嚴重污染（日本水俁病、骨痛?。?，目前我國水體污染情況嚴重（零點行動，大部分江河均遭受不同程度的污染，國家增強節(jié)水意識，開源節(jié)流，節(jié)水廣告）水資源狀況不容樂觀，水污染情況嚴峻，因此，污水處理意義重大。

二城市污水的來源與污染指標

1．1污水及排水系統(tǒng)的體制

污水是生活污水、工業(yè)廢水、被污染的雨水的總稱，一般為給水量的80~90%。

生活污水日常生活使用、被生活廢料污染。

水質(zhì)水量隨季節(jié)變化，夏季用水量多，污水濃度低。冬季水量小，濃度大，春末夏初晴天時洗滌水增多，洗滌劑含量倍增，給污水廠帶來泡沫問題。

工業(yè)廢水在工礦企業(yè)生產(chǎn)活動中用過的水。（熱污染大于60度、過程中原料污染，工藝不同，性質(zhì)不同）

初期雨水(沖刷地表污物、大氣污染)

生活污水、工業(yè)廢水、降雨采用不同的排出方式所形成的排水系統(tǒng)稱排水系統(tǒng)的體制，簡稱排水體制，分合流制、分流制。（早期歐洲排水系統(tǒng)，污染水源，導致霍亂、傷寒疾病席卷歐洲）

凈化后出路1、排放水體，作為水體補給水（水體自凈）。2、灌溉農(nóng)田（達到相關(guān)標準，T、P肥效）。3、重復使用（最合理出路，發(fā)達國家污水處理的目標，綜合利用，良性再生，中水）

1．2污水的性質(zhì)及指標

1．2．1物理性質(zhì)及指標

1水溫

生活污水年均在10~20度

生產(chǎn)污水與工藝有關(guān)差別大

水溫過高或過低影響污水生物處理效果

2色度

水的顏色用色度作為指標。色度由懸浮固體、膠體、溶解物形成，懸浮物形成表色，膠體或溶解物形成真色。

生活污水灰色，DO至零時，水中有機物腐爛轉(zhuǎn)呈黑褐色并有臭味

3臭味

生活污水因有機物腐敗產(chǎn)生

4固體含量

形態(tài)：懸浮、膠體、溶解

性質(zhì)：有機、無機、

TS總固體含量：水樣在105~110度烘干至恒重

SS懸浮固體含量或叫懸浮物：水樣用濾紙過濾，截流濾渣在105~110度烘干至恒重，所得重量稱為懸浮固體；濾液中存在的固體為膠體和溶解物

揮發(fā)性懸浮固體：懸浮固體在馬福爐中600度灼燒所失去重量，剩余為灰分，生活污水約30%，減重為揮發(fā)性懸浮物70%

1．2．2化學性質(zhì)及指標

污水中的污染物質(zhì)按化學性質(zhì)分無機物和有機物

a無機物及指標

1酸堿度PH

2氮、磷

氮N三種形態(tài)

有機氮化合物氨基酸蛋白質(zhì)尿素

無機氮化合物氨態(tài)氮NH3NH4+亞硝酸氮NO2-硝酸氮NO3-在污水中的形式有機氮氨基酸蛋白質(zhì)尿素

氨態(tài)氮NH3NH4+硝基化合物

危害

①氮化合物是營養(yǎng)物質(zhì)，可引起水體富營養(yǎng)化（云南滇池）

②NH3對魚和其他水生生物有較大毒性

③硝基化合物對人體有害

④二沉池水中硝酸鹽過多引起反硝化，使污泥上浮，水質(zhì)惡化。

KN凱氏氮：有機氮與氨氮和，判斷污水生物處理時氮營養(yǎng)是否充足。

生活污水約40mg/l（有機氮15氨氮25）

TN總氮（有機、無機、氨氮）

磷

總磷是污水中各類有機磷和無機磷的總和。與總氮類似，磷也屬植物性營養(yǎng)物質(zhì)，是導致緩流水體富營養(yǎng)化的主要物質(zhì)，受到人們的關(guān)注，成為一項重要的水質(zhì)指標。

3硫酸鹽、硫化物

硫酸鹽在缺氧下還原成硫化氫，與管壁中水珠形成硫酸腐蝕管道硫化物為還原性物質(zhì)，消耗水中溶解氧，并與重離子反應生成黑色沉淀

4氯化物

抑制微生物生長

5重金屬

汞Hg、鎘Cd、鉛Pb、鉻Cr、砷As“五毒”

b有機物及指標

有機物分可生物降解難生物降解

共同特點：都可被氧化為無機物

1碳水化合物可降解

2蛋白質(zhì)與尿素可降解

3脂肪和油類難降解

4酚難降解

5有機酸、堿

6表面活性劑

有機物污染指標

BOD生化需氧量：在水溫為20度的條件下，由于微生物（主要是細菌）的生活活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧量。

有機物降解分兩個階段碳氧化硝化

5天的生化需氧量占總生化需氧量70~80%，故用BOD5作為可生物降解有機物指標

污水可生化性BOD/COD《1

COD化學需氧量用強氧化劑（重鉻酸鉀）在酸性條件下將有機物氧化所消耗得的氧量，

生物性質(zhì)及指標

大腸菌群數(shù)，每升水樣中所含大腸菌群數(shù)。本身對人體無害，表示污水被糞便污染程度的衛(wèi)生指標。因為：大腸菌群與病原菌都存在人類腸道系統(tǒng)中，生活習性及在外界存活時間基本相同，且容易培養(yǎng)檢驗，但病原菌培養(yǎng)檢驗十分復雜困難。水中存在大腸菌，就表明受到糞便污染，并可能存在病原菌。

病毒

細菌總數(shù)

三城市污水排放標準

根據(jù)污水排放途徑和排放要求的不同，可以確定城市污水經(jīng)過處理后排放所執(zhí)行的排放標準。1989年12月26日我國通過了《中華人民共和國環(huán)境保護法》及大量有關(guān)水處理的法律法規(guī)，從法律的高度加強污水的處理。（1898年英國皇家污水處理委員會）

處理后出水排入地表，要達到《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—88）和《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）；處理后出水排入海洋，要達到《海洋水質(zhì)標準》；處理后污水排入城市下水道必須達到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》；處理后污水進行回用，要達到有關(guān)污水回用的標準。

四污水處理的基本方法與系統(tǒng)

污水處理的基本方法，就是針對污水中污染物的性質(zhì)，采用各種相應技術(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離取出、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使水得到凈化

分為物理、化學、生物化學處理法3類

物理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。

如篩濾法、沉淀法、上浮法、氣浮、過濾、反滲透。

化學法（工業(yè)水處理）：利用化學反應作用，分離回收污水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)。如中和、混凝、電解、氧化還原、氣提、萃取、離子交換、電滲析。

生物化學處理法：利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。（源自土地法）主要方法為兩大類：好氧法、厭氧法，前者廣泛用于處理城市污水及有機性生產(chǎn)污水，有活性污泥法和生物膜法；后者多用于處理高濃度有機污水與污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，現(xiàn)在也開始用于處理城市污水與低濃度有機污水。

城市污水中的污染物是多種多樣的，往往需要采用幾種方法的組合，才能處理不同性質(zhì)的污染物與污泥，達到凈化的目的與排放標準。

現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。

一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理后的污水，BOD

處理。

二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì)（即BOD，COD物質(zhì)），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。

三級處理，是在一級、二級處理后，進一步處理難降解的有機物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有：砂濾法、活性炭吸附法等。

污泥是污水處理過程中的產(chǎn)物。城市污水處理產(chǎn)生的污泥含有大量有機物，富有肥分，可以作為農(nóng)肥使用，但又含有大量細菌、寄生蟲卵以及從生產(chǎn)污水中帶來的重金屬離子等，需要作穩(wěn)定與無害化處理。污泥處理的主要方法是減量處理（如濃縮法、脫水等），穩(wěn)定處理（如厭氧消化法、好氧消化法等），綜合利用（如消化氣利用，污泥農(nóng)業(yè)利用等），最終處理（如干燥焚燒、填地投海、建筑材料等）。

一級處理運行管理

污水的物理去除(一級處理)

污水物理去除的對象是漂浮物、懸浮物。方法與設(shè)備主要有：

篩濾截留——篩網(wǎng)、格柵、濾池、微濾機

重力分離——沉砂池、沉淀池、氣浮池

離心分離——離心機、旋流分離器

1．格柵

由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負荷，并保護后續(xù)設(shè)備。被截流的物質(zhì)稱為柵渣。含水率70~80%,容重約750kg/m3。

結(jié)構(gòu)：分平面格柵與曲面格柵，曲面格柵又分固定曲面格柵與轉(zhuǎn)鼓式格柵。

尺寸：柵間距粗格柵50~100mm中格柵10~40細格柵3~10污水處理廠一般采用粗、中兩道。傾斜角度一般60~70度。

格柵的主要運行參數(shù)有過柵流速和柵前后水位差。過柵流速過大會導致柵渣流失量增大，過小則會在格柵間淤積沉砂；當柵渣截留量

的多少，一般不大于15cm.城市污水廠往往采用超聲波測定水位差的方法控制格柵自動除渣。

格柵操作運行管理

操作時要檢查各部分設(shè)備狀況、潤滑狀況，啟動前確定是否具備開機條件。

1）定時清除柵渣，清除間隔不能太長，雨季時要及時清渣。

2）經(jīng)常檢查耙齒是否有變形、脫落。

3）合理控制進水閘門，保證適宜進水量。

4）按時加油保養(yǎng)。

2．沉砂池

原理：以重力分離為基礎(chǔ)，控制污水流速，去除比重較大的無機顆粒（如泥沙、煤渣等，密度約2.65）

沉砂池一般設(shè)于初沉池前，以減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的處理條件。常用的沉沙池有平流、曝氣、鐘式（旋流）沉沙池和多爾沉沙池。

曝氣沉砂池是目前較普遍采用的形式，沉粒中常含有一些有機物，長期擱置易于腐敗，為了使有機物于無機物分開，通過曝氣達到這

曝氣沉砂池呈矩形，池底一側(cè)有i=0.1~0.5的坡度，坡向另一側(cè)的集砂槽。曝氣裝置設(shè)在集砂槽側(cè)，空氣擴散板距池底0.6~0.9m，使池內(nèi)水流作旋流運動，無機里顆粒之間的互相碰撞與摩擦機會增加，把表面附著的有機物磨去。此外由于旋流產(chǎn)生的離心力，把相對密度較大的無機物顆粒甩向外層并下沉，相對密度較輕的有機物旋至水流的中心部位隨水帶走?？墒钩辽爸械挠袡C物含量低于10%。集砂槽中的砂可采用機械利砂、空氣提升器或泵吸式排砂機排除。

鐘式沉砂池又稱渦流式沉砂池，借助機械力控制水流流態(tài)與流速來加速砂粒沉淀，并使有機物隨水流帶走。污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，在渦流攪拌設(shè)備旋轉(zhuǎn)作用下將砂粒離心甩向池壁，掉入砂斗，有機物則被送回污水中。調(diào)整攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速，可以達到很好的沉砂效果。沉砂可采用空氣提升管提升，也可采用砂泵。

污水在沉沙池停留時間一般1~3分鐘。

沉砂池的操作管理

1）及時排砂。一般每天排砂一次，當砂量多時，增加排砂次數(shù)。

2）根據(jù)進水量合理控制曝氣量，空氣量過大，無機砂粒不易沉降，影響沉砂效果。過小，不易形成旋流，有機物與無機砂粒不易分離

3）定期取樣化驗，主要項目有：含水率、灰分、沉渣數(shù)量。

4）按時保養(yǎng)檢修。

3．沉淀池

沉淀池是利用重力原理將污水中非溶解性固體分離出來，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物負荷。按工藝布置的不同，可分為初次沉定池和二次沉淀池。初次沉淀池是一級污水處理廠的主體處理構(gòu)筑物，或作為二級污水處理廠的預處理構(gòu)筑物設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面。處理的對象是懸浮物質(zhì)（英文縮寫為SS，約可去除40%~55%以上），同時可去除部分BOD5約占總BOD5的20%~30%,主要是懸浮性BOD5），可改善生物處理構(gòu)筑物的運行條件并降低其BOD5負荷。二次沉淀池主要作用是維持前端處理的污水水質(zhì)，保證泥水分離，排除剩余污泥和回流污泥。

初次沉淀池中沉淀的物質(zhì)稱為初次沉淀污泥；二次沉淀池設(shè)在生物處理構(gòu)筑物（活性污泥法或生物膜法）的后面，用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（指生物膜法脫落的生物膜），它是生物處理系統(tǒng)的重要組成部分。初沉池、生物膜法及其后的二沉池SS總?cè)コ蕿?0%~90%,BOD5總?cè)コ蕿?5%~90%；初沉池、活性污泥法及其后的二沉池的總?cè)コ史謩e為70%~90%和65%~95%。

淀池和豎流式沉淀池。

輻流式沉淀池

中心進水周邊出水輻流式沉淀池的進水首先經(jīng)底部進水管流入池中心，經(jīng)中心進水筒從整流窗流出，再經(jīng)導流筒沿水平方向向池周輻流。輻流式沉淀池一般為圓形、池徑通常在40~50米之間，采用中心傳動或周邊傳動機械刮泥設(shè)備，首先將沉泥刮至中心處污泥斗內(nèi)，再經(jīng)池底排泥管重力排出，也有采用正方形結(jié)構(gòu)，配多斗（一般為四斗）排泥。

懸浮物在沉淀池中的沉淀過程及其影響

沉淀池的沉淀效率與懸浮物在水中的沉淀過程直接相關(guān)。因懸浮物濃度不同以及其絮凝性能的強弱不同，沉淀過程可分為四種類型：自由沉淀

當懸浮物濃度不高時，在沉淀過程中，顆粒間互不接觸，無絮凝傾向或弱絮凝傾向，呈單顆粒狀態(tài)，各自獨立地完成沉淀過程。沉砂池中砂粒的沉淀以及初沉池初期沉淀屬于自由沉淀，該類沉淀的效率由水平流速和停留時間決定。

絮凝沉淀

合成較大絮體，在下沉過程中，顆粒的形狀、大小和密度不斷變化，因此沉速隨之增加。初沉池大部分沉淀過程以及活性污泥法二沉池的初期過程皆為絮凝沉淀，此時的沉淀效率主要取決于表面負荷。

成層沉淀

當污水中的懸浮物濃度較高時，顆粒相互靠得很近，受到擁擠影響，使顆粒相對位置保持不變，整體同速度下沉。此時，顆粒層與水之間形成清晰的界面。二沉池下部的沉淀過程及濃縮池開始階段屬成層沉淀，其沉淀效率與固體通量有關(guān)。

壓縮沉淀

成層沉淀的繼續(xù)，即形成壓縮沉淀，顆粒間相互支承，上層顆粒重量擠壓下層，促使其排出間隙水，使污泥濃縮。二沉池底污泥區(qū)及濃縮池中濃縮過程皆屬于壓縮沉淀，其沉淀率與固體通量、間隙水上流表面負荷以及濃縮時間有關(guān)。

初沉池的沉淀效果主要取決于水力表面負荷與沉淀時間,入流污水在沉淀池沉淀區(qū)的平均停留時間。由于受到沉淀不均勻因素的影響，必須具有一定的沉淀時間才能保證沉淀效果。

初沉池運行主要工藝參數(shù)

單位為m3/（m2*h），初沉池表面負荷1.5~3m3/（m2*h），負荷率越低，沉淀效果越好。

2)停留時間：指沉淀池有效容積與其流量的比值。越大效果越好，但不能過長，否則會使污泥厭氧發(fā)酵，影響出水水質(zhì)。

3）污泥含水率：污泥所含水分百分率。排泥掌握得當，含水率一般約為97~95%。

工藝管理

污水處理必須重視初沉池的運行管理，因為提高初沉池的沉淀效率可減輕曝氣池的負荷、節(jié)約空氣量、減少電耗、降低處理成本。

1）進出水樣化驗，考核一級處理效果。

2）撇出浮渣，污水廠前端處理不完全，初沉池一般會有一些漂浮物，不但會影響池面環(huán)境，還會影響出水水質(zhì)，一般初沉池都有浮渣設(shè)備，要定期除渣。

3）排泥，一般連續(xù)排泥，根據(jù)消化池和脫水機的工況，掌握排泥量，控制含水率。

4）出水堰要及時校正，保持水平，使出水均勻。

5）定期保養(yǎng)檢修。

污水二級處理及管理

污水的生物去除(二級處理)

城市污水二級處理系統(tǒng)主要為生物處理系統(tǒng)，以生物處理技術(shù)為主體。城市污水二級處理系統(tǒng)可以大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物，去除率達90%以上，而一級處理只能去除30%。

目前，城市污水二級處理技術(shù)主要有活性污泥法、生物膜法等，條件適宜的地區(qū)也可采用穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)。

一活性污泥法

1．概念及工藝流程

活性污泥法（1919年英曼徹斯特）的基本原理是利用人工曝氣，使得活性污泥均勻分散，和污水充分接觸，對污水中的有機污染物質(zhì)進行合成和分解，從而達到去除的目的?；钚晕勰喾ǖ闹饕獦?gòu)筑物是曝氣池和二沉池及污泥回流系統(tǒng)。

2．活性污泥

①形態(tài)黃褐色絮戎顆粒狀，粒徑介于0.02~0.2mm，具有較大表面積（20~100cm2/ml），含水率99%以上，比重1.002~1.006。

②組成

活性污泥是活性污泥處理系統(tǒng)的主體，在活性污泥上棲息著具有強大生命力的生物群體，主要由細菌類、真菌類、原生動物、后生動物組成，在微生物群體新陳代謝功能作用下，具有將水中有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機物質(zhì)的能力，故稱之為“活性污泥”.

四部分組成：

具有代謝功能活性的微生物群體(主要是細菌)Ma

微生物內(nèi)源代謝、自身氧化的殘留物Me

格柵沉沙池初沉池

曝氣池二沉池進水

出水

回流污泥剩余污泥

無機物Mii

③活性污泥指標

活性污泥的好壞直接影響污水的生物處理效果，是污水生物處理的關(guān)鍵，通過分析曝氣池中活性污泥的情況，可判斷工況如何。

混合液懸浮固體濃度MLSS=Ma+Me+Mi+Mii

曝氣池單位容積混合液所含有活性污泥固體物的總重量mg/l

混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度MLVSS=Ma+Me+Mi

混合液活性污泥中有機性固體物質(zhì)含量mg/l

f=MLVSS/MLSS

一般f值比較固定，對生活污水約0.75

污泥30分鐘沉降比SV

混合液在量筒內(nèi)靜置30分鐘后所形成沉淀污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示，一般在15~30。

污泥指數(shù)SVI

曝氣池出口處的混合液經(jīng)30分鐘沉降后1g干污泥所占體積數(shù)。

SVI(ml/g)=SV*10/MLSS(g/l)

SVI能反映活性污泥凝聚、沉降的性能，一般70~150

降性能不好，并且可能產(chǎn)生污泥膨脹。

污泥齡SRT

即活性污泥在曝氣池內(nèi)平均停留時間=/△X

3．活性污泥生長過程

四階段

適應期：數(shù)量不增加，質(zhì)方面發(fā)生變化，適應環(huán)境，開始增值。

對數(shù)增長期：有機物去除率最大，有機物充分，微生物細胞數(shù)按幾何級數(shù)增加，又成等速增長期。

減速增長期：微生物增值速度減慢，趨于穩(wěn)定，有機物濃度成為微生物增值控制因素。

內(nèi)源呼吸期：有機物濃度下降，近乎耗盡，微生物自身氧化，數(shù)量開始減少。

4．活性污泥凈化過程

在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機污染物從水中去除過程實質(zhì)就是有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被活性污泥微生物攝取、代謝、與利用，就是

物獲得能量合成新細胞，并得到增長。

①吸附階段

在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)，在污水開始與活性污泥接觸后的較短時間內(nèi)，由于活性污泥有很大的表面積，能夠迅速吸附水中大量呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機污染物，去除率可達70%，它的速度取決于微生物的活性和水利條件（水量大小、接觸程度）。

②氧化階段

經(jīng)過數(shù)小時的曝氣后，吸附在微生物表面的有機物在細菌分泌的外圍酶的作用下進入微生物細胞內(nèi)，微生物對其進行代謝反應。

5.曝氣方法和曝氣池的構(gòu)造

活性污泥的正常運行，除需要有良好的活性污泥外，還必須要有充足的氧氣供應，通常氧的供應是將空氣中的氧強制溶解到混合液中，曝氣的作用除供氧外，還起到攪拌混合作用，使活性污泥在混合液中保持懸浮狀態(tài)，與污水充分接觸混合。對于不同的曝氣方法，曝氣池的構(gòu)造也各有特點，通常我們采取的曝氣方法有兩種：機械曝氣法和鼓風曝氣法。有時也可聯(lián)合使用，提高充氧能力。

曝氣池構(gòu)造

6．活性污泥的培養(yǎng)和馴化

經(jīng)過工程驗收之后，活性污泥系統(tǒng)運行的下一步便是好氧污泥的培養(yǎng)。

①培菌

活性污泥的培養(yǎng)是指一定環(huán)境條件下在曝氣池中形成處理廢水所需濃度和種類的微生物（污泥）。

城市污水廠的培菌一般采用悶曝法。在溫暖季節(jié)向曝氣池充滿生活污水，為提高初期營養(yǎng)物濃度，可投加一些濃質(zhì)糞便或米泔水等，

開啟曝氣系統(tǒng)，在不進水曝氣數(shù)小時后，停止曝氣并沉淀換水。經(jīng)過數(shù)日曝氣、沉淀換水之后約2~3天,即可連續(xù)進水，并開啟曝氣池和二沉池，污泥回流系統(tǒng)連續(xù)運行，約4~7天見活性污泥出現(xiàn)，則可加大進水量，提高負荷，使曝氣池污泥濃度和運行負荷達到設(shè)計值，即使污水經(jīng)處理后達標排放所需的污泥濃度運行負荷。培菌初期，由于污泥尚未大量形成，污水濃度較低，且污泥活性較低，故系統(tǒng)的運行負荷和曝氣量須低于正常運行期的參數(shù)。

②馴化

工業(yè)廢水活性污泥處理系統(tǒng)的培菌較困難，往往需投加菌種（類似污水處理廠的干污泥）。

對于有毒或難生物降解的工業(yè)廢水，必須進行接種，且要采用異培馴法，即先以生活污水培養(yǎng)種泥，再用生活污水與工業(yè)廢水，最后全用工業(yè)廢水馴化的方法。

對于有毒或難生物降解的有機工業(yè)廢水，在污水培養(yǎng)的后期，將生活污水量和外加營養(yǎng)量逐漸減少，工業(yè)廢水逐漸增加，最后全部為工業(yè)廢水。此過程稱為馴化。

通過馴化過程能使可利用廢水有機污染物的微生數(shù)量逐漸增加，

并有好的處理效果。有機物一般都能被微生物代謝吸收，簡單有機物可被細菌直接吸收利用，而復雜的大分子有機物或有毒性基因的有機物，必須首先被細菌分泌出的“誘導酶”分解轉(zhuǎn)化成簡單的有機物才能被吸收，凡能分泌出這種“誘導酶”（催化劑）的細菌，能適應工業(yè)廢水的水質(zhì)特征（有機污染物特征）而生存下來，這種細菌的富集、迅速繁殖，就是污泥的馴化。

二活性污泥系統(tǒng)運行管理

1.工藝控制指標

活性污泥只有在對它適宜的環(huán)境條件下生活，它的生理活動才能得到正常地進行，活性污泥技術(shù)就是人為的為微生物創(chuàng)造良好的生活條件，強化其降解有機物的能力。

①污泥負荷F=L*Q/V*X

L=曝氣池進水BOD5（g/l）

Q=進水量（m3/d）

V=曝氣池有效容積（m3）

②營養(yǎng)物

BOD不低于100mg/l

BOD:N:P=100:5:1

③溶解氧DO

一般采用鼓風曝氣（曝氣頭），出口不低于2mg/l進口不低于1mg/l

④PH

6.5~8.5

⑤水溫

15oC~35oC

⑥有毒物質(zhì)

⑦重金屬

⑧回流比R

污泥需要回流有兩方面原因，首先回流可將污泥排出二沉池，否則它會越積越多而隨水外溢，然而主要作用是有充足的微生物與進水混合反應，使曝氣池有合適的MLSS，保證曝氣池凈化功能的正常發(fā)揮。

R=回流污泥量/進水量

Xr

回流污泥濃度

50~150

⑨定期化驗

2.回流與剩余污泥量的控制

回流量的調(diào)節(jié)

①根據(jù)二沉池泥層的高度

②根據(jù)進水量的大小

③根據(jù)污泥的SV

剩余污泥量的控制

在活性污泥法中，剩余活性污泥的排放量直接影響處理效果，如何有效的控制排泥量是污水廠運行管理中一個重要環(huán)節(jié)，主要根據(jù)：

①活性污泥濃度MLSS

②污泥負荷

③SV

④根據(jù)活性污泥在系統(tǒng)中的停留時間，即污泥齡。

3．活性污泥系統(tǒng)異常情況

說明沉淀池局部沉淀效果不好，原因有：水力負荷沖擊或長期超負荷而減少了停留時間，以致絮體在沉降前即流出水出水堰；污泥解體：a曝氣池活性污泥過度曝氣，使污解自身氧化而解體；b進水中加入了某些難沉淀污染物顆粒，污泥中毒；c泥齡過長。

解決辦法有：調(diào)整進水減輕沖擊負荷的影響，調(diào)整曝氣池的運行參數(shù)，以改善污泥絮凝性能，如營養(yǎng)缺乏時補充，泥齡過長污泥老化應使之縮短，過度曝氣時應調(diào)整曝氣量；投加絮凝劑，改善某些難沉淀懸浮顆粒的沉降性能，如膠體或乳化油顆粒的絮凝。

②出水堰臟且出水不均

因污泥粘附、藻類長在堰上，或浮渣等物體卡在堰口上，導致出水堰臟，甚至某些堰口堵塞出水不勻。

解決辦法為：經(jīng)常清除出水堰口卡住的污物；適當加氯消毒阻止污泥、藻類在堰口的生長積累。

③污泥上浮

導致污泥上浮的原因有：污泥停留時間過長，有機質(zhì)腐?。欢脸刂形勰喾聪趸?，還原生成N2而使污泥上浮；消化池或濃縮池中輕質(zhì)腐化污泥的進入。

斗中停留過久，產(chǎn)生厭氧分解而析出氣體，污泥顆粒隨之而上升，這種污泥顆粒呈黑色。另一種情況是由于活性污泥在二沉池泥斗中反硝化而析出氮氣，透明的氮氣泡也帶著污泥小顆粒上升到水面，這種污泥顆粒呈灰黃色，池面上積得多了像一層浮渣。

解決辦法有：保證正常的貯存和排泥時間；檢查排泥設(shè)備故障；清除沉淀池內(nèi)壁，部件或某些死角的污泥；降低好氧處理系統(tǒng)污泥的硝化程度，如調(diào)整污泥泥齡，降低二沉池停留時間；防止其他構(gòu)筑物腐化污泥進入。

④污泥膨脹

若二沉池中活性污泥不易沉淀（絮凝沉降性能變差），SVI值增高，污泥結(jié)構(gòu)松散和體積膨脹，含水率上升，上清液稀少（但較清澈），出水水質(zhì)變差，這種現(xiàn)象就是“污泥膨脹”。污泥膨脹主要原因有絲狀菌大量繁殖和菌膠團結(jié)合水過度。

對于絲狀菌污泥膨脹，應在微生物相觀察的基礎(chǔ)上，分析絲狀菌大量繁殖的原因。絲狀菌的特點是：適合于高水溫、較低DO值，實際運行時應針對原因，采取解決辦法。

一般來說，在有絲狀菌膨脹時合理改變曝氣池中的營養(yǎng)及環(huán)境條

有利于菌膠團細菌的繁殖。

結(jié)合水異常增多引起的污泥膨脹，多數(shù)情況下是因為排泥不暢，貯泥時間太長引起的。此時應加強排泥，也可以適當投加液氯或漂白粉。

⑤泡沫問題

曝氣池中大量泡沫的產(chǎn)生主要是由于廢水中存在著大量合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)而引起的。泡沫可給操作帶來一定困難，影響勞動環(huán)境，帶走一定污泥；對采用機械曝氣時，泡沫還將影響葉輪的充氧能力。控制泡沫的方法如下:

用自來水或處理過的廢水噴灑。此法有相當好的效果。

投加除沫劑，如機油、煤油。

風機機械消泡。

增加曝氣池內(nèi)活性污泥濃度，消泡效果也比較好。

4.二級系統(tǒng)具體操作

二級污水廠處理水質(zhì)的好壞，很大程度上取決于曝氣—二沉系統(tǒng)的操作管理，關(guān)鍵五大環(huán)節(jié)：進水量、回流量、排泥量、曝氣量、泥水分離。具體要做到

經(jīng)常觀察：活性污泥生物相、污泥顏色、狀態(tài)、出水透明度等

經(jīng)常測定：水溫、BOD、COD、SS、PH、DO、MLSS、SVI等

各崗位間經(jīng)常聯(lián)系，互通情況。

三生物脫氮--A/O工藝

1.氮的形態(tài)及危害

三種形態(tài)分子氮N2占大氣78%

有機氮化合物氨基酸蛋白質(zhì)尿素

無機氮化合物氨態(tài)氮NH3NH4+亞硝酸氮

NO2-硝酸氮NO3-

在污水中的形式有機氮氨基酸蛋白質(zhì)尿素

氨態(tài)氮NH3NH4+硝基化合物

危害

①氮化合物是營養(yǎng)物質(zhì)，可引起水體富營養(yǎng)化

②NH3對魚和其他水生生物有較大毒性

④二沉池水中硝酸鹽過多引起反硝化，使污泥上浮，水質(zhì)惡化

2.生物脫氮原理

傳統(tǒng)活性污泥法只去處細菌生理需要而攝取的N、P,去除率約20—40%，A/O法通過延長好氧生化過程的泥齡，在降解碳源有機物的同時，在供氧充足的條件下，利用世代周期較長的硝化菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，大量的NO3-通過混合液回流到缺氧段，在缺氧條件下反硝化菌利用NO3-為最終電子受體氧化污水中有機物，同時硝態(tài)氮被還原成氮氣從水中逸出，從而達到脫氮目的。

①氨化反應（氨化細菌）

含氮有機物+O2→NH4+

②硝化反應（硝化細菌）

NH4++O2→NO3-+H+

③反硝化反應（反硝化細菌）

NO3-→N2↑

a.硝化反應的環(huán)境條件

硝化菌為化能自養(yǎng)菌，間性好氧菌，其生理活動不需要有機營養(yǎng)

①DO（溶解氧）

不低于1mg/l，一般控制在2mg/l

②PH

保持適當?shù)膲A度，一般在6.5—8.5，最佳8.0—8.4

③混合液有機濃度不應過高，BOD5<150—200mg/l

硝化菌是化能自養(yǎng)菌，有機基質(zhì)濃度不是它的增殖限制因素，若BOD5過高，使增殖速度較高的異養(yǎng)型細菌迅速增殖，硝化菌不能成為優(yōu)勢菌種，一般采用低負荷運行。

④溫度

20—30○C，15○C以下反應速度下降，5○C以下停止

⑤污泥齡

硝化菌在適宜溫度下最小世代時間為3d，污泥齡一般為6d

污泥齡與溫度有關(guān)，溫度低時，取值相應提高

⑥抑制因素

除重金屬外，對硝化反應起抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的NH4+,NO3-,高濃度有機基質(zhì)(BOD)及絡合陽離子

⑦ORP(氧化還原電位)

一般DO↑ORP↑，NO3-↑ORP↑

b.反硝化環(huán)境條件

反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在厭氧條件下，以NO3-為電子受體，以有機碳為電子供體，在這種條件下，相應合成的細胞物質(zhì)較少，反硝化菌進行異化反硝化，最終產(chǎn)物為氣態(tài)氮

①碳源

一般BOD5/T_N控制在5—7，當小于5時需另投加有機碳源，多用甲醇(CHOH)，其分解后產(chǎn)物為CO2、H2O,不留任何難降解中間產(chǎn)物，而且反硝化速率高

②PH

6.5—

7.5,高于8或低于6反硝化速率將下降

③DO

反硝化菌只有在無分子氧而同時存在硝酸根和亞硝酸根離子的情況下,才能利用這些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原，另一方面，反硝化菌體內(nèi)某些酶只有在有氧條件下才能合成，所以反硝化菌在缺氧、好氧交替條件下生活為宜，溶解氧控制在0.5mg/l以下

20—40○C最佳，低于15○

C反硝化速率下降，在冬季應提高生物固體停留時間，降低負荷率，延長水力停留時間

⑤ORP

－50—－110mv

3.A/O工藝流程

硝化段內(nèi)已進行充分反應的硝化液一部分回流到反硝化段，反硝化段內(nèi)脫氧菌以污水中有機物作為碳源，以回流液中硝酸鹽的氧進行反硝化

∞出水硝化液回流

攪拌dba污水回流污泥剩余污泥N2↑O2↓

硝化沉淀池

呼吸作用，還原硝酸鹽為N2，反硝化反應所產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應消耗堿度的一半左右，對含氮濃度不高的廢水（生活污水，城市污水）可不必另加堿.

缺點：出水來自硝化段，含一定量硝酸鹽，如沉淀池運行不當易發(fā)生反硝化，N2使污泥上浮，水質(zhì)惡化；內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池，含一定溶解氧，反硝化段難保持理想缺氧狀態(tài)。

4.A/O工藝運行管理

①是否因入流污水堿度不足或呈酸性，造成硝化效率下降，出水NH4+—N升高，硝化段的PH應大于6.5，否則應適當于硝化段投加石灰.

②若曝氣池供氧不足或系統(tǒng)排泥量太大，會造成硝化速率下降，應及時調(diào)整曝氣量和排泥量，但DO太高，系統(tǒng)排泥少污泥齡太長，易使污泥在低負荷下過度曝氣，造成污泥解絮，因此要經(jīng)常觀測硝化效率及污泥性狀，調(diào)好曝氣量和排泥量。

③入流污水TN含量太高，或污水水溫太低（如低于15oC）,生物脫氮系統(tǒng)效率會下降，此時應增加曝氣池運行數(shù)量或提高混合液MLVSS，以保證良好的污泥運行負荷。

氧段DO偏高。

⑤內(nèi)回流太少，回流至缺氧的NO3-—N不足，將導致二沉池出水TN超標，應及時調(diào)整內(nèi)回流，但又不能因為增大內(nèi)回流比使缺氧段DO大于0.5mg/l。

⑥經(jīng)常測定入流污水BOD5/TN的比值，一般應維持在5—7左右，既不會使反硝化所需碳源太少，也不會使硝化所要求的碳源太高，否則應通過跨越初沉池或增加初沉池停留時間，投加有機碳源來改變BOD5TN比值。

⑦定時測量監(jiān)測項目。

生物除磷（磷酸鹽）原理

利用聚磷菌在好氧條件下過量吸收磷，在厭氧條件下釋放磷的特性，通過富磷污泥的排放，達到除鱗目的。

三級處理工藝及管理

一處理的目的和意義

三級處理是對二級處理后出水進一步處理，以提高出水的水質(zhì)，

未能去除，包括:

1.可溶的無機化合物，如氯化合物，硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、鈣、鎂、鉀、鈉等。

2．殘留的有機化合物，包括二級處理后殘留的生物可降解的有機物及生物不能降解的有機物。

3．未處理完的氮、磷。

4．殘留的病原體，如細菌、病毒。

這些污染物質(zhì)排入水體后，會造成以下問題：

1．使水體帶有顏色、氣味，影響下游水質(zhì)。

2．由于氮、磷的排入，造成水體的富營養(yǎng)化。

3．由于細菌和病毒的殘存，影響水體衛(wèi)生，危害健康。

4．水體無機鹽超標會影響某些工業(yè)回用水和下游城市用水。

二三級處理方法概述

1．化學澄清：包括混凝及沉淀等方法。污水混凝是向污水中投加混凝劑與助凝劑，除去水中膠狀及懸浮固體，常用混凝劑有硫酸鋁、聚合鋁、三氯化鐵、石灰等。

酸鈣平衡狀態(tài)，避免鈣垢的沉積。

3．氨解吸：污水除氨主要方法，通過對PH值的調(diào)解，將氨從污水中解析出來轉(zhuǎn)移到空氣中。主要構(gòu)筑物為氨解吸塔，解吸效率與溫度有關(guān)。

4．活性炭吸附：可吸附污水中懸浮固體及可溶有機化合物，活性炭使用一段時間后需再生。

5．過濾：去除污水中微粒物質(zhì)，包括細菌、病毒。有表面過濾和深層過濾等方法。

6．消毒：有氯消毒、臭氧氧化消毒、紫外線消毒和高溫消毒等。7．除鹽：離子交換、反滲透、電解析、蒸餾等。

過濾

過濾是去除液體中懸浮物、膠體、微生物最有力的方法，分為濾餅過濾和深層過濾，濾餅過濾以濾布、濾網(wǎng)為過濾介質(zhì)，多用于懸浮物濃度較高，以回收液體中懸浮物為目的的場合，如污泥脫水。深層過濾以相當厚的多孔介質(zhì)為濾料，依靠吸附、沉淀、接觸、凝聚等作用把液體中懸浮物截流在濾料中，多用于懸浮物濃度較低，以過濾流

一濾池的過濾過程

濾池的運行主要是過濾和沖洗兩個過程的重復循環(huán)，濾池一般是鋼筋混凝土建造的水池，有集水渠、洗水槽、濾料層、承托層、配水系統(tǒng)五部分。

過濾時，水中雜質(zhì)隨著水流移動，多次和濾料接觸；因為經(jīng)過混凝沉淀的水，水中所含雜質(zhì)顆粒隨著水流通過濾料層的時候，要經(jīng)過彎彎曲曲的水流孔道，雜質(zhì)顆粒和濾料的接觸機會很多，在接觸的時候，由于吸附作用，雜質(zhì)粘附在濾料的表面，雜質(zhì)逐層去除，水就逐漸澄清，這是濾池能夠使水變清的主要原因，根據(jù)這個觀點，有時還可以在濾料表面進行凝聚過程，由于它是以濾料顆料作用為接觸介質(zhì)，所以叫做接觸凝聚作用。上面談到了水中雜質(zhì)碰到濾料，發(fā)生接觸凝聚，于是雜質(zhì)粘附在濾粘表面，使水澄清這只是一方面，另一方面是水流的沖刷力又使粘附的雜質(zhì)從濾料表面剝落下來；當粘附力大于水流沖刷力時，雜質(zhì)就被粘附，反之，雜質(zhì)就脫落，繼續(xù)隨水流向濾料的下層移動。

過濾開始時，雜質(zhì)首先碰到濾料層的表面，由于濾層比較干凈，孔隙較大，孔隙內(nèi)的流速較小，也就是水流沖刷力較小，于是粘附力

雜質(zhì)繼續(xù)下移，被下層濾料截留，如此層層截留雜質(zhì)，濾池出水便獲得澄清，隨著過濾的延續(xù)，上層濾料所截留的雜質(zhì)越來越多，孔隙越來越小，一方面孔隙流速加大，另一方面粘附雜質(zhì)的濾料表面積減小，這時雜質(zhì)從濾料表面上的脫落現(xiàn)象開始占上風，該層濾料逐漸發(fā)揮作用。就這樣雜質(zhì)逐層向下推移，逐層截留，達到凈水的目的。

二過濾有關(guān)概念

1）濾速

每平方米濾池面積在一小時內(nèi)過濾的水量，單位是m3/m2*h，濾速并不是水流在砂層孔隙中真正的速度，而是單位面積濾池所通過的流量。是衡量濾池生產(chǎn)率的一個重要指標。濾速的提高有一定限度，要考慮濾后水質(zhì)是否符合要求，并不要因為水頭損失迅速增加使濾池沖洗過頻。

2）雜質(zhì)穿透深度

過濾過程中，從濾層表面以下某一深度處所取水樣恰好符合出水水質(zhì)，此深度為雜質(zhì)穿透深度。生產(chǎn)上要求保證出水水質(zhì)前提下，雜質(zhì)穿透深度越大越好，可以使濾池充分發(fā)揮凈水作用。

3）濾層含污能力

過濾周期結(jié)束后，整個濾層單位體積濾料中所截流的雜質(zhì)重量。

單位kg/m3，含污能力大表明凈水作用大。

三濾池的反沖洗

濾池過濾時間長了以后，雜質(zhì)可能穿透濾層隨水流出濾池，使出水超標，或使濾層中孔隙變小，水頭損失增大，以致濾速或出水量減少，影響濾池正常工作，為此必須定期沖洗，沖洗時濾料在上升水流作用下懸浮起來，并膨脹到一定高度，濾料顆?；ハ嗯鲎病⒛Σ?，粘附在濾料表面上的雜質(zhì)便會脫落下來。沖洗后等一段時間，待濾層中砂礫少穩(wěn)定后再投入使用。

從過濾開始到?jīng)_洗結(jié)束的一段時間稱為濾池的工作周期，一般

12-24小時。

反沖洗的控制

1）要有足夠的沖洗強度，使整個濾層都得到膨脹，但又不能使濾料給水沖走。

沖洗強度q指沖洗時，每平方米濾池面積上所通過的流量，單位

L/s*m2，沖洗強度可看成是反沖洗的流速，和濾速含義一樣，方向相反。

沖洗強度和濾層膨脹度、水溫、濾料粒徑和密度有關(guān)，一般在12-15L/s*m2

膨脹度

e=(L-L0)/L0

L0—濾層膨脹前厚度，cm

L—濾層膨脹后厚度，cm

濾層膨脹度對沖洗效果影響很大，如果膨脹渡不足，下層濾料可能不動，濾料沖洗不凈，膨脹度過大，濾料顆粒的間距增大，碰撞摩擦機會減少，沖洗也不能干凈，而且所需沖洗強度也大，浪費水量，此外，沖洗強度過大還會出現(xiàn)承托層移位造成漏砂。

濾池的膨脹度應在45%左右。

2）要保證一定的沖洗時間。

3）沖洗水要盡可能均勻分布。

四濾池的沖洗方式

單獨用水自下向上反沖洗，同時使用表面沖洗裝置；以及空氣和水一起反沖洗

用空氣輔助沖洗的方式時：先用空氣擦洗濾料2-5分鐘，再用水反沖洗2-4分鐘，空氣可以用空壓機送到濾池。

氣水沖洗的優(yōu)點：空氣流速很高，濾料得到強烈擦洗，沖洗效果好，同時降低了反沖洗強度，節(jié)約了水量。

五濾池的運轉(zhuǎn)

運行人員要經(jīng)常觀察沖洗水是否均勻，砂層是否有“泥球”現(xiàn)象，濾層是否有裂縫，及水頭增長情況，經(jīng)常清除水面浮游的藻類或其他污染物，經(jīng)常測定濾速、沖洗強度、濾層膨脹度。

六濾料和承托層

常用濾料有石英砂和無煙煤粒，塑料珠，陶粒，磁鐵礦粒也有使用。

濾料選擇

1）要有足夠的機械強度。

2）又有足夠的化學穩(wěn)定性。

3）價格便宜，貨源充足。

4）有一定的顆粒級配和適當?shù)目障堵省?/p>

承托層的作用是防止濾料漏下到配水系統(tǒng)以及沖洗時均勻分布沖洗水，一般采用卵石或礫石。

混凝沉淀

一混凝沉淀原理

混凝沉淀具體技術(shù)就是將與作用機理相適應數(shù)量的混凝劑投入污

水中，經(jīng)過充分混合、反應，使污水中呈微小懸浮顆粒和膠體顆粒互相產(chǎn)生凝聚作用，成為顆粒較大，易于沉淀的絮凝體，再經(jīng)沉淀加以去除。

二混凝劑

選用原則：能生成大、重、強的礬花，凈水效果好，價格便宜、貨源充足。常用兩大類：鋁鹽混凝劑、鐵鹽混凝劑。

1）硫酸鋁AI(SO4)318H2O

應用最廣泛的混凝劑，分精致和粗制兩種。精致硫酸鋁是白色塊狀或粉末狀、質(zhì)地純凈、雜質(zhì)少