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1、污水处理运行管理,刘小明 二一二年八月,污水处理概述,水污染是我国经济发展和社会进步所面临的严重的问题之一，水污染不仅破坏了生态平衡，浪费了资源和能源，而且严重的危害了人类自身的健康与生存。水是关系到国际民生的战略性资源，水资源短缺和水污染问题是制约城镇经济和社会发展的大问题。随着我国城镇化进程的加快和“建设资源节约型、环境友好型社会”战略目标的提出，中央政府进一步加大了水污染治理力度。,目前我国城市和县城基本实现污水处理的全覆盖，重点建制镇也全面推行了污水处理设施建设，管网配套建设和污泥的无害化处理都得到了进一步发展；但农村环境环境污染问题依然较为严重。“十二五” 水务发展规划中将加大城镇污
2、水处理的提标改造工程，同时将加大村庄和小区生活污水的治理工程。,污水,污水的定义 受到污染的水 水中某些物质或指标异常，造成水功能丧失，并可能对生态构成危害的水 生活污水 工业废水 城市污水,污水水质指标,物理性指标 温度、色度、气味、SS 化学性指标 有机物（综合指标COD、BOD、TOC） 无机性指标（pH、重金属、S2-、NH3-N、TP等。） 生物性指标 细菌总数、大肠杆菌等,水质指标,pH 生活污水6.5-7.5 pH的剧烈波动，说明有工业废水的冲击 酸性废水对污水处理系统的影响更大 悬浮物（SS） 有碍观感 沙砾对后续处理设备（泵、管道）的影响,有机物 即有机化合物，主要由氧元素、
3、氢元素、碳元素组成 是生命产生的物质基础 化学需氧量（COD） 化学氧化剂氧化水中的有机污染物时所消耗的氧化剂的量，用氧量（mg/L）表示。 COD值=无机物耗氧量+BOD+不可降解的有机物耗氧量,生化需氧量（BOD） 水中有机污染物被好氧微生物分解时所需要的氧量，用氧量（mg/L）表示 表示方式：BOD5 五日生化需氧量（ BOD5） BOD/COD 的意义 表示有机物的可生化性 0.45，好；0.3，可； 0.2，较难； 0.2，难,NH3-N（氨氮） 污水中存在的游离氨和离子状态的铵盐之和 TKN（凯氏氮)=NH3-N+有机氮 TN(总氮)= NH3-N+有机氮+NO2-+NO3- 生活
4、污水进水TN在30-60mg/L TP（总磷） 污水中各类有机磷和无机磷的总和 属植物营养物质，导致水体富营养化主要物质 生活污水进水TP在3-8mg/L,污水处理,污水处理目的 对废水中的污染物以某种方式分离出来，或者将其分解转化为无害稳定物质，从而使污水得到净化。 污水处理方法的选择 废水水质和水量，废水处理后的用途等；取决于废水中污染物的性质，组成，状态及对水质的要求。 物理法、化学法、生物法,污水处理的几个阶段： 管网收集- 公共卫生 一级处理- 清除淤泥 去除SS、大颗粒杂质 沉砂+初沉、一级强化（混凝） 二级处理- 治理黑臭 去除有机物，避免水体厌氧 高级处理- 脱氮除磷，中水回用
5、 三级处理，对氮、磷的控制 深度处理，以中水回用为目的,污水处理厂的典型流程,污泥回流,原废水,粗细格栅,进水泵房,沉砂池,初沉池,生化处理系统,接触池,出水,泥饼外运,集泥井,污泥回流泵房,污泥 浓缩池,一级 消化池,二级 消化池,污泥脱水机房,空气,Cl2或其它消毒剂,絮凝剂,污泥上清液回流,污水一级处理主要构筑物有格栅、沉砂池和初沉池。工艺流程如下：,格栅主要去除污水中体积较大的悬浮物或漂浮物； 沉砂池主要去除密度较大的无机颗粒； 初沉池主要去除无机颗粒和部分有机物质。 一级处理能去除污水中40%55%的固体悬浮物，以及20%30%左右的BOD5。,一级处理,格栅,格栅安装在污水渠道、泵
6、房集水井的进口处或污 水处理厂的端部，用以截流较大的悬浮物或漂浮物。以减轻后续处理构筑物的处理负荷，避免对 后续处理单元的机泵造成损害。按照栅条的间距可分为粗格栅（栅间距 40mm)、中格栅（栅间距 15-25mm)、细格栅（栅间距 4-10mm)。,江山鹿溪污水处理厂粗格栅,江山鹿溪污水处理厂细格栅,沉砂池,沉砂池一般设在生物处理池前，从污水中 分离密度较大的无机颗粒，以保护后续处理构筑物中的设备免受磨损、堵塞。 常见的有平流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池、旋流沉砂池等。我厂设置的是曝气旋流沉砂池。 由驱动装置、搅拌器、吸砂系统、冲洗系统组成。,一级处理,钟式旋流沉砂池,曝气沉砂池,平流沉
7、砂池,旋流沉砂池,江山鹿溪污水处理厂沉砂池,二级处理（生化处理）,以处理有机物（COD）为目的 厌氧处理和好氧处理 厌氧微生物 绝对厌氧的微生物，例如产甲烷菌；相对厌氧的微生物，水解酸化细菌 好氧微生物 大部分是兼性的，对厌氧有忍耐 厌氧段、缺氧段和好氧段 厌氧：无分子态和化合态氧；缺氧：NO3-、NO2-、SO42-；好氧：O2,厌氧处理,厌氧处理水解酸化+产甲烷 水解酸化常用来提高难降解有机物的可生化性 厌氧处理针对高浓度工业废水 化粪池，微动力（农村生活污水治理）。处理不彻底，出水COD 100mg/L 厌氧处理的关键 保持足够浓度的厌氧污泥 温度、pH,好氧处理,活性污泥法 是去除有机
8、污染物最有效的方法之一。 目前国内外95%以上的城市污水处理都采用活性污泥法。 去除BOD、SS的效率高，均可达到95%以上 生物膜法 提供填料 大中型污水厂用的较少，原因：投资、维修、气候 深度处理用得越来越多，适于进水COD100mg/L 接触氧化法 BAF（曝气生物滤池）,典型的活性污泥法工艺流程,微生物的基本知识,微生物是指形体微小，只有在显微镜下才能加以辨别的 生物。微生物群体主要由细菌和原生动物组成，也包括真菌和以轮虫为主的后生动物。活性污泥的净化功能主要取决于存活细菌数的数量、种类及其活性。细菌的增殖速率高，时代时间仅为20-30min。动胶杆菌能将大量细菌结成菌胶团，具有生物絮
9、凝作 用，能使活性、吸附、沉降等性能得到强化。,活性污泥絮体（菌胶团）是活性污泥法的核心 微生物的生长曲线 停滞期 对数期 静止期 衰老期,菌胶团,菌胶团 形成在微生物减速生长期（稳定期） 直径0.022mm 组成：微生物（细菌、原生动物、后生动物）、表面粘性夹膜、有机成分、无机成分 细菌降解90 污泥镜检对于污水处理相当重要，应检查记录 处理生活污水污泥呈黄褐色、土腥味（微生物分解能力越强，土腥味越浓）。新生菌胶团颜色浅、无色透明，结构紧密；老化的色深，结构松散。含工业废水的，颜色和气味不一定 指示生物,菌胶团指示生物,生物越低等，对环境的适应性越强，对环境因素的改变不敏感 对应排污口后水体
10、自净过程中微生物的演替顺序：细菌-植物性鞭毛虫-动物性鞭毛虫-肉足类变形虫游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫轮虫 超高负荷活性污泥中，鞭毛虫占优势，出水差 高负荷时，草履虫占优势，出水也不好 中等负荷时，固着型纤毛虫（钟虫）的出现，标志着污泥性状良好 低负荷时，轮虫等后生动物出现，出水水质良好，但污泥老化,影响微生物生长的因素,微生物的营养 水处理中微生物对C、N、P三大营养元素的要求：对好氧生物处理 BOD5：N：P=100：5：1 对厌氧生物处理 BOD5：N：P=100：6：1 pH值 活性污泥微生物最适宜的pH值介于6.58.5. pH4.5 原生动物消失，优势菌为真菌，易污泥膨胀 pH
11、9 微生物代谢速率受影响，菌胶团解体,温度 各类微生物生长的温度范围不同，约为580。此范围内可分成最低生长温度、最高生长温度和最适生长温度。 以微生物适应的范围 中温性（2045） 高温性（ 45以上） 低温性（20以下） 好氧生物处理 以中温菌细菌为主，最适温度2037 厌氧生物处理 中温性甲烷菌最适温度范围为2540,溶解氧（DO）溶解氧是影响生物处理效果的重要因素。例如，废水的好氧生物处理中，如果溶解氧不足，由于得不到足够的氧，其活性受到影响，新陈代谢能力降低，同时对氧要求低的微生物应运而生，影响正常的生化反应过程，造成处理效果下降。好氧生物处理的溶解氧一般以2-3mg/L为宜。有毒物
12、质在工业废水中，有时存在着对微生物具有抑制和杀害作用的 化学物质，这类物质称为有毒物质。其毒害作用主要表现于细胞的正常结构遭到破坏以及菌体内的酶变质，并失去活性。如重金属离子（砷、铅、镉、铬、铁、铜、锌等）能与细胞内的蛋白质结合，使它变质，致使酶失去活性。,污泥浓度（MLSS） 反映参与反应的微生物数量 含有无机悬浮固体，包括未前处理的进水SS 对于未设初沉池的工艺，情况可能很严重 挥发性污泥浓度（ MLVSS ） 更准确反映污泥浓度，但仍包括有机SS。 VSS/SS值大致能够反映污泥中微生物的有效含量 在满足限制条件（沉降、供氧、混合）的前提下，MLSS越高，意味着反应池体积越小 膜生物法,
13、活性污泥法运行参数,污泥沉降比（SV30） SV用以模拟二沉池中污泥的沉降 沉降观察 1-2分钟，出现清晰的泥水界面 成层沉降 压缩沉降（污泥浓缩）,污泥指数（SVI） 污泥沉降比/污泥浓度，单位污泥所占的体积 SVI通常在50-150之间，最好在100左右。太高，意味着污泥可能膨胀，难以沉降；太低，活性低,污泥负荷(FM) 流入污水BOD的量（食料）与活性污泥量（微生物）的比值称为污泥负荷，污泥负荷对处理效果、污泥生长和需氧量有重要影响。 污泥负荷的调节和控制是操作人员对系统控制和调整的常用方法，往往在应急调整中被用到，当然也是系统长期稳定需要经常调节的工艺控制参数。 污泥龄 （SRT）5d
14、，除磷脱氮8-15d SRT生化池中的污泥量/剩余污泥量,生物脱氮,生物脱氮的定义 废水中存在着有机氮、NH3-N、NOx-N等形式的氮，而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NOx-N，最后通过反硝化作用使NOx-N转化成N2，而逸入大气。 生物脱氮的过程 生物脱氮可分为氨化硝化反硝化三个步骤。,生物脱氮,氨化反应 有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮。 硝化反应 在亚硝酸菌的作用下，氨(NH4)转化为亚硝酸氮。 亚硝酸氮在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸氮 反硝化反应 反硝化反应
15、是指硝酸氮（NO3-N）和亚硝酸盐氮 （ NO2-N ）在反硝化菌的作用下，被还原成气态氮 （ N2 ) 的过程。,生物除磷,磷的形态和来源 城市污水中磷酸盐的主要来源为人类活动的排泄物、废 弃物和工业污水，特别是含磷洗涤剂的大量使用。城市 污水中磷酸盐按物理特性可以划分为溶解磷和颗粒态磷，按化学特性可以划分为正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐。生物除磷机理 生物除磷主要依靠聚磷菌的吸磷和释磷，一般认为，在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等容易降解有机物，而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥排放，污水中的磷主要进入污泥外排。,污水消毒（三级处理）,液氯消毒法 臭氧消毒法 氯酸钠消毒
16、法 紫外线消毒法 我厂一级B标准 大肠杆菌数104（个/L）,污泥处理,意义：污泥处理是污水处理过程中重要的一环，处置不当会造成二次污染。 污泥中含有大量有毒物质，如寄生虫卵、细菌、病原微生物、重金属离子，还有植物营养素氮、磷等。 原则：减量化、无害化、稳定化、资源化 污泥减容 厌氧消化 浓缩 干化脱水 自然干化 机械脱水 （离心式、压滤式等）含水率在80%左右 污泥最终处置 土地利用、焚烧协同处置、建材利用、填埋（含水率40%以下）,运行管理要点,一个理念树立“泥好水好”的理念。 主要掌握：泥（膜）好的标准，出水好的标准；活性污泥（生物膜污泥）的感官标准、评价指标、污泥定性定量、测试指标、水质理化指标，以及“泥好”和“水好”的关系。,运行管理要点,两个原理好养生化处理原理和厌氧生 化处理原理。 主要掌握：（1）理解的基础上认识生化反应，泥（微生物）、水（废水中有机污染物）、气（O2）的作用本质。（2）用自己的语言阐述好氧厌氧的机理等知道。,
