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1、 - 1 -城市污水处理基本知识城市污水处理基本知识一一 水资源概况水资源概况地球表面三分之二被水覆盖，但其中97.5%是咸水，在余下的淡水中，有87%是人类难以利用的两极冰川，实际上人类可以从江河湖泊中取用的淡水只占水总量的0.014%。 （总量大，可用量小）世界水资源分布不均，非洲缺水，经济落后。我国水资源总量为2.8万亿立方米，人均占有量在世界上排行第109位，约为世界人均水量的四分之一，属于少水的国家，而且分布不均，南多北少。 （南水北调、引滦入津）在全国32个省中，河北排第29位，人均水资源量为全国平均水平的14%，比世界上以干旱著称的以色列(节水技术先进)还少三分之一。中国最缺水的
2、是华北，华北最缺水的是河北，我省属于极度贫水地区。随着全球气候变暖，我省水资源危机日益严重，水荒是我们面临的一个严峻问题。石家庄地下水过度开采，城市排水系统有待完善。水是宝贵的自然资源（文明发祥地、国际争端， ） ，是工、农业生产和人民生活不可缺少的重要物质，在现代城市发展中成为经济增长- 2 -的制约因素，是国家可持续发展的战略问题。水体具有调节气候，清洗大气，净化环境，涵养水源的功能，污水若不经处理任意排放，水体将遭到严重污染（日本水俣病、骨痛病） ，目前我国水体污染情况严重（零点行动，大部分江河均遭受不同程度的污染，国家增强节水意识，开源节流，节水广告）水资源状况不容乐观，水污染情况严峻
3、，因此，污水处理意义重大。二二 城市污水的来源与污染指标城市污水的来源与污染指标11 污水及排水系统的体制污水是生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称，一般为给水量的8090%。生活污水 日常生活使用、被生活废料污染。水质水量随季节变化，夏季用水量多，污水浓度低。冬季水量小，浓度大，春末夏初晴天时洗涤水增多，洗涤剂含量倍增，给污水厂带来泡沫问题。工业废水 在工矿企业生产活动中用过的水。 （热污染大于60度、过程中原料污染，工艺不同，性质不同）- 3 -初期雨水 (冲刷地表污物、大气污染)生活污水、工业废水、降雨采用不同的排出方式所形成的排水系统称排水系统的体制，简称排水体制，分合流制、分流制。
4、 （早期欧洲排水系统，污染水源，导致霍乱、伤寒疾病席卷欧洲）净化后出路 1、排放水体，作为水体补给水（水体自净） 。2、灌溉农田（达到相关标准，T、P肥效） 。3、重复使用（最合理出路，发达国家污水处理的目标，综合利用，良性再生，中水）12 污水的性质及指标121 物理性质及指标1 水温生活污水 年均在1020度生产污水 与工艺有关 差别大水温过高或过低影响污水生物处理效果2 色度水的颜色用色度作为指标。色度由悬浮固体、胶体、溶解物形成，悬浮物形成表色，胶体或溶解物形成真色。 生活污水灰色，DO至零时，水中有机物腐烂转呈黑褐色并有臭味。- 4 -3 臭味生活污水因有机物腐败产生 4 固体含量形
5、态：悬浮、胶体、溶解性质：有机、无机、TS 总固体含量总固体含量：水样在105110度烘干至恒重SS 悬浮固体含量或叫悬浮物悬浮固体含量或叫悬浮物：水样用滤纸过滤，截流滤渣在105110度烘干至恒重，所得重量称为悬浮固体；滤液中存在的固体为胶体和溶解物挥发性悬浮固体：悬浮固体在马福炉中600度灼烧所失去重量，剩余为灰分，生活污水约30%，减重为挥发性悬浮物 70%122 化学性质及指标污水中的污染物质按化学性质分无机物和有机物a 无机物及指标1 酸碱度 PH2 氮、磷氮N 三种形态分子氮 N2 占大气78%- 5 -有机氮化合物 氨基酸 蛋白质 尿素 无机氮化合物 氨态氮NH3 NH4+ 亚硝
6、酸氮NO2- 硝酸氮NO3-在污水中的形式 有机氮 氨基酸 蛋白质 尿素 氨态氮 NH3 NH4+ 硝基化合物危害 氮化合物是营养物质，可引起水体富营养化（云南滇池） NH3对鱼和其他水生生物有较大毒性 硝基化合物对人体有害 二沉池水中硝酸盐过多引起反硝化，使污泥上浮，水质恶化。KN 凯氏氮凯氏氮：有机氮与氨氮和， 判断污水生物处理时氮营养是否充足。生活污水约40 mg/l（有机氮15 氨氮25）TN 总氮总氮（有机、无机、氨氮）磷总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。与总氮类似，磷也属植物性营养物质，是导致缓流水体富营养化的主要物质，受到人们的关注，成为一项重要的水质指标。生活污水有机磷约3
7、 mg/l、无机磷7 mg/l（磷酸盐形式）- 6 -3 硫酸盐、硫化物硫酸盐在缺氧下还原成硫化氢，与管壁中水珠形成硫酸腐蚀管道硫化物为还原性物质，消耗水中溶解氧，并与重离子反应生成黑色沉淀4 氯化物抑制微生物生长5 重金属汞Hg、镉Cd、铅Pb、铬Cr、砷As“五毒”b 有机物及指标有机物分可生物降解 难生物降解共同特点：都可被氧化为无机物1 碳水化合物 可降解2 蛋白质与尿素 可降解3 脂肪和油类 难降解4 酚 难降解5 有机酸、碱6 表面活性剂7 有机农药- 7 -有机物污染指标BOD 生化需氧量生化需氧量：在水温为20度的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物
8、所消耗的溶解氧量。有机物降解分两个阶段 碳氧化 硝化5天的生化需氧量占总生化需氧量7080%，故用BOD5作为可生物降解有机物指标污水可生化性 BOD/ COD1COD 化学需氧量化学需氧量 用强氧化剂（重铬酸钾）在酸性条件下将有机物氧化所消耗得的氧量，生物性质及指标大肠菌群数，每升水样中所含大肠菌群数。本身对人体无害，表示污水被粪便污染程度的卫生指标。因为：大肠菌群与病原菌都存在人类肠道系统中，生活习性及在外界存活时间基本相同，且容易培养检验，但病原菌培养检验十分复杂困难。水中存在大肠菌，就表明受到粪便污染，并可能存在病原菌。病毒细菌总数- 8 -三 城市污水排放标准根据污水排放途径和排放要
9、求的不同，可以确定城市污水经过处理后排放所执行的排放标准。1989年12月26日我国通过了中华人民共和国环境保护法及大量有关水处理的法律法规，从法律的高度加强污水的处理。（1898年英国皇家污水处理委员会）处理后出水排入地表，要达到地面水环境质量标准（GB383888 ）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002 ）；处理后出水排入海洋，要达到海洋水质标准；处理后污水排入城市下水道必须达到污水排入城市下水道水质标准；处理后污水进行回用，要达到有关污水回用的标准。四四 污水处理的基本方法与系统污水处理的基本方法与系统污水处理的基本方法，就是针对污水中污染物的性质，采用各种相应技术与手
10、段，将污水中所含的污染物质分离取出、回收利用，或将其转化为无害物质，使水得到净化分为物理、化学、生物化学处理法 3 类物理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。- 9 -如筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮、过滤、反渗透。化学法（工业水处理）：利用化学反应作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质。如中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、离子交换、电渗析。生物化学处理法：利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。 （源自土地法）主要方法为两大类：好氧法、厌氧法，前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，有活性污泥法和生物膜法；后者多用于处理高浓度
11、有机污水与污水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水与低浓度有机污水。城市污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预- 10 -处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD，COD物质） ，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，是
12、在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有：砂滤法、活性炭吸附法等。污泥是污水处理过程中的产物。城市污水处理产生的污泥含有大量有机物，富有肥分，可以作为农肥使用，但又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子等，需要作稳定与无害化处理。污泥处理的主要方法是减量处理（如浓缩法、脱水等） ，稳定处理（如厌氧消化法、好氧消化法等） ，综合利用（如消化气利用，污泥农业利用等） ，最终处理（如干燥焚烧、填地投海、建筑材料等） 。一级处理运行管理一级处理运行管理污水的物理去除污水的物理去除( (一级处理一级处理) )- 11 -污水物
13、理去除的对象是漂浮物、悬浮物。方法与设备主要有：筛滤截留筛网、格栅、滤池、微滤机重力分离沉砂池、沉淀池、气浮池离心分离离心机、旋流分离器1格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并保护后续设备。被截流的物质称为栅渣。含水率7080%,容重约750kg/m3。结构：分平面格栅与曲面格栅，曲面格栅又分固定曲面格栅与转鼓式格栅。尺寸：栅间距 粗格栅50100mm 中格栅1040 细格栅310污水处理厂一般采用粗、中两道。倾斜角度一般6070度。格栅的主要运
14、行参数有过栅流速和栅前后水位差。过栅流速过大会导致栅渣流失量增大，过小则会在格栅间淤积沉砂；当栅渣截留量增加时，水位差也增加，因此，格栅前后的水位差能反映截留栅渣量- 12 -的多少，一般不大于15cm.城市污水厂往往采用超声波测定水位差的方法控制格栅自动除渣。格栅操作运行管理操作时要检查各部分设备状况、润滑状况，启动前确定是否具备开机条件。1）定时清除栅渣，清除间隔不能太长，雨季时要及时清渣。2）经常检查耙齿是否有变形、脱落。3）合理控制进水闸门，保证适宜进水量。4）按时加油保养。2沉砂池原理：以重力分离为基础，控制污水流速，去除比重较大的无机颗粒（如泥沙、煤渣等，密度约2.65）沉砂池一般
15、设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉沙池有平流、曝气、钟式（旋流）沉沙池和多尔沉沙池。曝气沉砂池是目前较普遍采用的形式，沉粒中常含有一些有机物，长期搁置易于腐败，为了使有机物于无机物分开，通过曝气达到这一目的。- 13 -曝气沉砂池呈矩形，池底一侧有i=0.10.5的坡度，坡向另一侧的集砂槽。曝气装置设在集砂槽侧，空气扩散板距池底0.60.9m，使池内水流作旋流运动，无机里颗粒之间的互相碰撞与摩擦机会增加，把表面附着的有机物磨去。此外由于旋流产生的离心力，把相对密度较大的无机物颗粒甩向外层并下沉，相对密度较轻的有机物旋至水流的中心部位随水带走。可使沉砂中的有机
16、物含量低于10%。集砂槽中的砂可采用机械利砂、空气提升器或泵吸式排砂机排除。钟式沉砂池又称涡流式沉砂池，借助机械力控制水流流态与流速来加速砂粒沉淀，并使有机物随水流带走。污水由流入口切线方向流入沉砂区，在涡流搅拌设备旋转作用下将砂粒离心甩向池壁，掉入砂斗，有机物则被送回污水中。调整搅拌设备的转速，可以达到很好的沉砂效果。沉砂可采用空气提升管提升，也可采用砂泵。污水在沉沙池停留时间一般 13分钟。沉砂池的操作管理1）及时排砂。一般每天排砂一次，当砂量多时，增加排砂次数。2）根据进水量合理控制曝气量，空气量过大，无机砂粒不易沉降，影响沉砂效果。过小，不易形成旋流，有机物与无机砂粒不易分- 14 -离，使沉砂中有机含量过大，一般曝气量.1.3 m3 / m3 水.3）定期取样化验，主要项目有：含水率、灰分、沉渣数量
