注册公用设备工程师《给水排水

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1、注册公用设备工程师给水排水执业资格考试排水工程专业辅导课程 第6章 城市污水处理概论 v城市污水的组成：v生活污水v工业污（废）水v初期雨水v城市污水的污染指标：v感观指标：浊、色、嗅、味、温v物理化学指标：pH、SS、BOD、COD、毒物指标v生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒水体污染的分类及其危害 v水体的物理性污染及危害（水温、色度、SS）v水体的无机物污染及危害v氮、磷污染与水体富营养化v重金属污染及食物链的富集、迁移、转化v水体的有机物污染及危害v有机物污染微生物耗氧导致水质恶化v油类污染油膜覆盖导致水生态恶化v毒性有机物污染对人类和水生物的危害v水体的病原微生物污染及危害城市污

2、水处理的基本方法 v城市污水的一级处理（物理处理）v处理对象：悬浮物（SS）v处理方法：筛滤截留，重力分离v处理构筑物：v格栅v沉砂池v沉淀池城市污水处理的基本方法 v城市污水的二级处理（生物处理）v处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD）v处理方法：好氧生物法v处理构筑物：v活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR）v生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）城市污水处理的基本方法 v城市污水的三级处理（深度处理）v处理对象：氮、磷、SS和有机物（BOD, COD ）v处理方法：生物法，物化法v处理构筑物：v生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBRv混凝沉淀过滤（CMF）v活性炭吸附过滤v电渗析，

3、反渗透城市污水处理的基本方法 v城市污水处理厂的污泥处理v处理目的：减量，稳定，综合利用v处理方法：物理法，化学法，生物法v处理构筑物：v浓缩池v消化池v污泥脱水机械v沼气利用设备城市污水处理的基本方法 v典型的城市污水二级处理工艺流程图第7章 污水的物理处理 v物理处理法的去除对象：v粗大漂浮物v悬浮物（SS）v物理处理法常用工艺与设备v筛滤截留格栅，筛网，过滤v重力分离沉淀，上浮v离心分离离心机，旋流分离器格栅的类型及构造特点 v位置（泵前，泵后）v作用（保护水泵，去除SS）v间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）v形状（平面，曲面）v清渣方式（手动，机械）城市污水处理厂格栅的设计要点v为了充分发

4、挥格栅作用，应设两道格栅；v选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；v合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；v合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；v正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。沉淀的现象与分类 v自由沉淀（平流沉砂池）v絮凝沉淀（初沉池）v拥挤沉淀（二沉池）v压缩沉淀（污泥浓缩池）Stokes公式及意义v颗粒沉淀速度与密度差成正比，采用金属盐混凝剂 使密度差增大有利于沉淀过程。v颗粒沉淀速度与水的粘滞度成反比，水温增高有利 于沉淀过程。v颗粒沉淀速度与颗粒直径的平方成正比，通过混凝 使颗粒直径增大是改善沉淀过程的最有效途径。理想沉淀池及重要推论v表面负荷(q0)

5、与设计沉速(u0)数值相等，单位与 物理意义不同。v颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时 间和沉淀高度无关浅池理论。v根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大 幅度提高沉淀池表面负荷。沉砂池的类型及构造特点 v平流式沉砂池v浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；v多斗贮砂，重力、水力排砂。v曝气沉砂池v方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡 板隔渣；v坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。v机械旋流沉砂池（钟式沉砂池，多尔沉砂池）v钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；v中心砂斗，气提排砂。曝气沉砂池构造原理示意图 空气管曝气头集砂槽I=0.1-0.5曝气沉砂池的

6、设计与计算 v按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；v选定沉砂池水力停留时间(13min)，计算总有效容积；v选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积；v选定沉砂池有效水深(23m)，计算池长和总宽度；v根据宽深比要求(11.5)，确定池数或分格数；v计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；v选定气水比(0.10.2)或曝气强度，计算曝气量；v设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。沉淀池的类型及构造特点 v平流式沉淀池 【斜板（管）沉淀池】v竖流式沉淀池v辐流式沉淀池v三种沉淀池的特点及适用条件（表273）v辐流式初沉池与二沉池的主要

7、区别初沉池二沉池 处理目的去除SS回收活性污泥 SS浓度200-400 mg/L2000-4000 mg/L 沉淀类型絮凝沉淀拥挤沉淀 表面负荷1.53.0 m3/m2.h1.01.5 m3/m2.h 设计沉速1.53.0 m/h1.01.5 m/h 沉淀时间1.02.0 h1.52.5 h 堰上负荷2.9 L/s.m1.7 L/s.m 排泥方式间歇、重力连续、虹吸 排泥机械半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机 污泥含水率9597%9999.2% 浮渣挡板必须设可不设辐流式沉淀池的设计与计算 v确定沉淀池个数（不少于2个）；v确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；v确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深

8、比（612）；v计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底落差污泥斗高）；v计算污泥量，校核污泥斗容积；v设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统第8章 污水的生物处理 v活性污泥法的基本概念与工艺设计v生物膜法的基本原理与工艺 v厌氧生物处理法的基本原理与工艺 v生物除磷脱氮的基本原理与工艺v城市污水的深度处理与再生回用 8.1 活性污泥法 v活性污泥法的基本原理v活性污泥法的主要设计参数 v活性污泥法常用运行方式及工艺特征 v活性污泥法处理工艺的新发展v活性污泥法处理系统的工艺设计 活性污泥处理系统的基本流程 回流污泥 剩余污泥预处理后的污水 曝气池空气二沉池处理水回流污泥泵活性污泥净

9、化污水的反应过程 回流污泥 剩余污泥初期吸附（捕食）空气处理水活性污泥污水氧化分解（代谢）絮凝沉淀（回收）空气污泥活性污泥生物代谢过程模式图 分解代谢O2合成代谢代谢产物H2O,CO2,NH3能量微生物内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物内源呼吸残留物合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物（CxHyOz）能量活性污泥增长曲线 对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD )O2X(污泥)X0量时间0活性污泥法的主要设计参数 vBOD负荷 F/M（Ns，Nv）v污泥龄（ts）生物固体停留时间v污泥容积指数（SVI）v污泥浓度（X，Xr） v污泥回流比（R）v剩余污泥量（Qw）

10、活性污泥法的主要设计参数 vBOD污泥负荷（kg BOD5/kg MLSS.d）Q 设计流量 V 曝气池容积 t 水力停留时间 Sa 进水BOD浓度 Se 出水BOD浓度X 曝气池混合液污泥浓度 K2 有机物降解动力学常数 f MLVSS/MLSS0.75 BOD去除率活性污泥法的主要设计参数 v污泥龄（d）生物固体停留时间(SRT)活性污泥法的主要设计参数 vBOD负荷与污泥龄的关系低负荷一般负荷高负荷污泥负荷1.5污泥龄20305150.22.5活性污泥法的主要设计参数 v污泥容积指数（mL/g）vSVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常 活性污泥的SVI应在80150之间，一般

11、为120左右；vSVI150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；v污泥负荷为1左右时，SVI急剧增大，污泥极易膨胀，设 计时应尽量避开这一负荷范围。活性污泥法的主要设计参数 v污泥浓度（g/L，kg/m3）活性污泥法的主要设计参数 v污泥回流比SVI，X，Xr，R 之间的关系SVIXr (mg/L)下列X值(mg/L)时的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要设计参数

12、 v剩余污泥量(m3/d)活性污泥法常用运行方式v传统活性污泥法处理系统（普通曝气）v阶段曝气活性污泥法处理系统 v吸附再生活性污泥法处理系统v延时曝气活性污泥法处理系统 v完全混合活性污泥法处理系统v深井曝气活性污泥法处理系统v纯氧曝气活性污泥法处理系统活性污泥法常用运行方式的 主要工艺特征 类 别主要工艺特征普通曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与 二沉池分建，鼓风曝气 阶段曝气推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活 性污泥法存在的负荷不均和需氧-供氧失调的弊端 吸附再生推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分 利用活性污泥的初期吸附能力

13、，提高效率，减少体积 延时曝气推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，污泥负荷低， 停留时间长，出水水质好，剩余污泥量少且稳定 完全混合完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉 池合建，表面曝气 深井曝气圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷纯氧曝气多室串联，密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓 度高，容积负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少活性污泥增长曲线与运行方式 对数增殖期减速增殖期内源呼吸期S(BOD )O2X(污泥)X0量时间0延时曝气完全混合普通曝气氧化沟处理系统的基本流程 回流污泥剩余污泥预处理后的污水污泥处理水污泥泵房二沉池 氧化沟转刷氧

14、化沟处理系统的主要特点 常用工艺类型：（三沟式，Carrousel,Orbal)v构造方面：v环状沟渠型，池长可达百米以上，水深26m；v多沟并行或交替工作时，设自动控制配水装置； v出水采用可升降溢流堰调节水位或控制水流方向。v流态方面：v循环流，介于完全混合与推流之间； v独特的流态有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。v工艺方面：vBOD负荷低，污泥龄长，抗冲击负荷能力强；v可不设初沉池，剩余污泥量少，污泥达到好氧稳定；v可不再单设二沉池，省却污泥回流设施。 SBR处理系统的工作原理 空气处理水进水时段进水曝气时段沉淀时段排水时段闲置时段空气SBR处理系统的主要特点 常用工艺类型：(CAS

15、S, ICEAS, DAT-IAT） v通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活性 污泥处理过程；v工艺组成简单，无需二沉池和污泥回流设备，建设 费用和运行费用降低；v污泥的SVI值低，沉淀性能好，不易膨胀；v通过对运行方式的调节，可在同一反应器内实现除 磷脱氮；v应用电动阀门、液位计和PLC等自控仪表，可实现 工艺过程自动化控制。活性污泥法的曝气系统 v曝气的作用（供氧，混合搅拌）v双膜理论及影响氧转移效率的主要因素 v曝气方式与曝气设备v鼓风曝气（鼓风机，空气扩散装置）v机械充氧（叶轮搅拌器，曝气转刷）v衡量曝气设备技术性能的主要指标 v动力效率（EP） v氧利用效率（EA） v氧转移效

16、率（EL）充氧能力鼓风曝气系统空气量计算 v需氧量计算：2.曝气池内溶解氧饱和度：3.标准状态下需氧量：4.实际供气量：活性污泥处理系统的工艺设计 v选定处理工艺及流程v确定主要工艺设计参数 v曝气池容积计算与工艺设计v需氧量、供气量及曝气系统的计算与工艺设计 v回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系统的计 算与工艺设计 v二沉池池型的选定、容积的计算与工艺设计 8.2 生物膜法 v生物膜法的基本原理v生物膜法的典型工艺及工艺特征 v生物膜法处理工艺的新发展v生物膜法处理系统的工艺设计 生物膜法的典型工艺 v生物滤池（滴洒滤池）v生物转盘（回转式生物接触器）v生物接触氧化（浸没式生物滤池）v曝气生物滤池v生物移动床v生物流化床生物膜法与活性污泥法的最大区别v生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物载体（填料）的引入。v由于生物载体是人为提供的，所以载体的形 状、性质、填充方式等也可根据需要人为地 进行选定，这就使得生物膜法单元设施比活 性污泥法更具有灵活性