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1、城市污水处理厂运行管理,Urban sewage treatment plant operation management,教学计划 lesson plan,本课程特点,以城市污水处理厂运行管理为重点 系统地介绍了城市污水处理的基本原理和基本工艺 城市污水处理采用的新技术和新工艺详细介绍 城市污水处理厂处理设施运行和管理中常遇到的问题和解决办法 实用性和针对性强,学好本课程的必要性,生存的需求(就业的需求) 提高生活质量的需求(找到一份合适自己的工作及好的工作单位) 享受生活的需求(高薪,高职) 回报社会,怎样学好本课程,认识本课程的重要性:本课程是理论和实践紧密结合的一门课程,针对性强、实用
2、性强 提高学习兴趣 注重授课时所讲的重点 自学为主(语之所贵者意也,意有所随,意之所随者,不可以言传也) 结合实际,慢慢体会(精彩之处是很难表达的,是要慢慢体味,像老牛嚼草一样,吃下去后又翻出来,再嚼一遍,如此几番才能很精),城市污水的主要水质指标,生物化学需氧量(BOD)是一个反映水中可生物降解的含碳有机物的含量及排到水体后所产生的耗氧影响的指标。它表示在温度为20和有氧的条件下，由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中消耗的溶解氧量。 化学需氧量（COD）是指在酸性条件下,用强氧化剂重铬酸钾将污水中有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量,用CODcr表示，一般写成COD。在城市污水
3、处理分析中，常用BOD5/COD的比值来分析污水的可生化性。当BOD5/COD时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。但在工业废水处理中往往遇到BOD5/COD时我们就会结合采用其他方法的生化处理工艺。,悬浮物（）是指水中末溶解的非胶状的固体物质，在适宜时可以沉淀。 值 总氮（）、氨氮（）、凯氏氮（）氮是水体富营养化的主要物质。 总磷（）磷也是水体富营养化的主要物质。 非重金属无机物质有毒化合物 重金属 微生物,二、水质污染物排放标准,执行标准为污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)。该标准将城镇污水污染物控制项目分为两类。 第一类为基本项目。主要是对环境产生较短期影响的污染物，
4、共19项。 第二类为选择控制项目。主要是对环境有长期影响或毒性较大的污染物，或是影响生化处理、在城市污水处理厂又不易去除的有毒有害化学物质和微量有机污染物，43项。 该标准分一级标准、二级标准、三级标准。一级标准又分为一级A标准和一级B标准。 标准的意义: 保护人类生存环境 国家安全战略 选择污水处理方法、流程的依据,第二章城市污水处理方法及处理工艺,第一节城市污水处理方法及典型处理工艺流程 一、污水处理的基本方法 1.物理处理法 2.化学处理法 3.生物化学处理法 二、处理技术与工艺 按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。 一级处理一般为物理处理，二级处理为生化处理，三级为深度处理,1
5、.城市污水一级处理 (1) 、作用: 去除污水中相对密度较大的无机颗粒 去除部分有机质 (2) 、效果: SS可去除40-50% BOD可去除30% (3) 、所用构筑物 格栅 沉砂池 初沉池,2 、城市污水二级处理 (1) 、作用:去除污水中呈胶状和溶解状态的有机污染物(BOD、COD) (2) 、效果:城市污水有机物的去除率可达90%以上,出水BOD、SS等指标能够达到排放标准。 (3) 、主要方法: 活性污泥法 生物膜法,3.三级处理：是在一级、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有机物等。 主要方法：生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法
6、、离子交换法和电渗析法等。 三、活性污泥法:是以活性污泥为主体的污水生物处理技术,是污水自净的人工强化。,（一）、活性污泥的基本概念 1.活性污泥的组成：是由细菌和原生动物组成，也有真菌和以轮虫为主的后生动物。 2.活性污泥微生物及其在活性污泥反应中的作用： 2.1.细菌是活性污泥净化功能最活跃的成分，将污水中可溶性有机物分解为无机物，如CO2和H2O等。 2.2.真菌分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及含氮化合物的功能。 2.3.原生动物摄食水中游离细菌起到进一步净化水质的作用，同时是活性污泥系统中的批示性生物，它的出现说明处理水质良好。,3.活性污泥净化污水的过程: 3.1.吸附过程 3.2.氧
7、化过程 3.3.泥水分离过程 4.活性污泥微生物的增殖与污泥的增长 4.1.适应期 4.2.对数增长期,其特点:微生物活动能力很强,不容凝聚,沉淀性能较差. 4.3.减衰增殖期,其特点:沉淀性能提高,污水水质改善. 4.4.内源呼吸,5.活性污泥性能指标 5.1.活性污泥微生物量的指标 5.1.1混合液悬浮固体浓度MLSS(混合液污泥浓度)MLSS=Ma+Me+Mi+Mii单位一般g/l 5.1.2挥发性悬浮物固体浓度表示 Ma+Me+Mi 在一定条件下比较稳定，对于城市污水一般为,5.2.污泥沉降性能指标 5.2.1污泥沉降比SV又称30min沉降比：混合液在量筒内静置min后所形成的沉淀污
8、泥与原混合液的体积比，以表示。 其意义：（）反应曝气池活性污泥量； （）发现污泥膨胀异常现象； （）依据它控制和调节剩余污泥的排放量。 一般控制在,5.2.2.污泥容积指数,简称污泥指数（SVI）。指曝气池出口处混合液经30min静沉后，1KG干污泥所形成的沉降污泥所占的容积，以ml计。 SVI=SV/MLSS 其意义：较SV更好的反应了污泥的沉降性能，其值过低，说明活性污泥无机成分多，污泥细小密实；过高说明污泥沉降性能不好。 一为50-150之间。 （二）、活性污泥基本流程（见图2-7）,四、生物膜法 1.生物膜法的基本原理:在污水处理构筑物内设置填料,让微生物生长在填料上,当污水经过填料时
9、,附在填料上的微生物会吸附污水中的有机污染物,在有氧的条件下,分解其有机物,使污水净化。 2.生物膜法的特点: 2.1.微生物多样性,第二节城市污水处理厂水处理构筑物及其结构,主要构筑物:格栅、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池等。 1、格栅 1.1其作用：去除污水中较大的悬浮物和漂浮物 1.2其构造：平行的格栅条、格栅框、清渣耙及浮渣输送机组成。 1.3分类：根据格栅条间距的大小可分为粗、中、细三类。粗格栅设置在提升泵前，一般间距为16-25MM，细格栅设在处理系统前，一般间距为3-10MM。,2、沉砂池 2.2作用:去除相对密度较大的无机颗粒; 2.3分类:平流式沉淀池、曝气沉砂池、涡流式沉淀
10、池和多尔沉砂池; 2.3.1平流式沉淀池 其优点:构造简单,处理效果好,工作稳定。 其缺点:沉砂中夹杂一些有机物,易于腐化散 发臭味,难于处置,并且对有机物包裹的砂粒去除效果不好。,其构造：由入流渠、出流渠、闸板、水流部分及沉砂斗组成。 其特点：（1）重力排砂，排砂管直径200MM； （2）机械排砂采用单口泵吸式排砂机，沉砂池为平底。 2.3.2圆形涡流式沉砂池 其优点:占地面积小,土建费用低,2.3.3多尔沉砂池 其结构特点:上部为方形,下部为圆形,装有复耙提升坡道式筛分机，进水采用穿孔墙进水，固定堰出水。 优点：砂粒比较纯净，有机物含量仅10%左右，含水率比较低。 2.3.4曝气沉砂池 其
11、结构特点:平面形状为长方形,横断面多为梯形或矩形,池底设有沉砂斗或沉砂槽,一侧设有曝气管。,曝气沉砂池的停留时间一般为1-3min,进水方向应与水在沉砂池内方向一致，出水方向与进水方向垂直，并设置挡板诱导水流；集砂槽附近安装纵向挡板。 3.初次沉淀池 是城市污水一级处理的主要构筑物,其作用:去除污水中可沉悬浮物,一般采用平流式沉淀池和辐流式沉淀池两种类型。 3.1平流式沉淀池,其构造:由进水装置、出水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区及排泥装置等构成。 其优点：沉淀效果好，对冲击负荷和温度变化适应性强，平面布置紧凑，施工方便。 其缺点：配水不易均匀，采用机械排泥时设备易腐蚀；采用多斗排泥，排泥不均匀
12、，操作工作量大。 3.2辐流式沉淀池 .其构造:由进水管、出水管、沉淀区、污泥区及排泥装置组成。,分类：按进出水的形式分：中心进水周边出水，周边进水中心出水，周边进水周边出三种类型。 其优点：（1）用于大型污水处理厂，沉淀池个数较少，比较经济，便于管理；（2）机械排泥设备已定型，排泥较方便。 其缺点：（1）池内水流不稳定，沉淀效果相对较差；（2）排泥设备比较复杂，对运行管理要求较高；（3）池体较大，对施工质量要求较高。 3.3竖流式沉淀池,4.生化处理构筑物 4.1活性污泥法 活性污泥法的核心处理构筑物是曝气池。它是活性污泥与污水充分混合接触，将污水中有机物吸收并分解的生化场所。从混合液的流动
13、形态分：推流式，完全混合式和循环混合式。 4.1推流式曝气池 其特点:(1)一般为矩形池体,廊道长度以50-70M; (2)污水与污泥从一端流入,水平推进,从另一端流出;,(3)不会发生短流,出水水质较好。 曝气多采用鼓风曝气，如采用机械表面曝气则相邻两台曝气装置的旋转方向相反。 4.2完全混合式曝气池 其特点:是对入流水质水量的适应能力强; 曝气一般采用表面机械曝气。 4.3循环混合曝气池 主要是指氧化沟,其特点:综合了推流式和完全混合式优点。 曝气方式可采用机械表面曝气也可采用鼓风曝气,5.二沉池 其作用:污泥和处理水分离,并将污泥加以浓缩。 其结构同初沉池基本一致，由于二沉池分离的污泥质
14、量轻，容易产生异重流，沉淀时间比初沉池长，水力表面负荷比初沉池小。,第三节城市污水处理厂常用的生物处理工艺及特点,1.活性污泥法及其主要运行方式 1.1传统活性污泥法(普通活性污泥法或推流式活性污泥法) 其特征:(1)长宽比一般不小于5:1; (2)前段液流和后段液流不发生混合; (3)污水浓度自池首至池尾呈下降的趋势; (4)需氧率沿池长逐渐降低。 优点：（1）处理效果好，BOD去除率可达90%以上。适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水；,（2）可以灵活调整污水处理程度的高低； （3）进水负荷升高时，可通过提高污泥回流比的方法予以解决。 缺点：（1）曝气池容积大，占用土地较多，基建费用高；
15、 （2）容积负荷较低； （3）动力消耗较大； （4）运行效果易受水质、水量变化影响,1.2阶段曝气活性污泥法 特征:分段进水或多段进水 优点:(1)动力费用较低; (2)提高了曝气池对水质水量冲击负荷的适应能力; (3)减轻二次沉淀池负荷,有利于提高二沉池固液分离效果。,1.3吸附-再生活性污泥法 1.4完全混合活性污泥法 其特征:污水进入曝气池后,立即与回流污泥及池内原有混合液充分混合。 优点（1）耐冲击负荷强； （2）其负荷率高于推流式曝气池； （3）能耗低。 缺点（1）易产生污泥膨胀， （2）出水水质低于传统活性污泥法,1.5延时曝气活性污泥法(完全氧化活性污泥法) 其特征:剩余污泥量少
16、。 优点：（1）出水水质好，稳定性高； （2）耐冲击负荷 （3）达到去除氨氮的效果。 缺点：（1）占地面积大，基建和运行费用高； （2）出水SS偏高,1.6纯氧曝气活性污泥法 2.AB两段活性污泥法 AB法是吸附-生物降解工艺的简称,是德国亚深工业大学宾克教授于20世纪70年代开创的。其工艺流程图2-31所示。 3.缺氧-好氧活性污泥法(A/O法) A/O工艺,具有同时去除有机物和脱氮的功能。其工艺图2-32所示。 A/O法操作要点：（1）A段溶解氧应控制在0.5mg/l以下; (2)O段溶解氧应控制在2.6mg/l-3.5mg/l;,(3)A段混合液停留时间为30-45min为宜; (4)O段末段PH值应控制在6.3-7.0之间； （5）混合液回流比R一般控制在3-5之间。 4.厌氧-好氧活性污泥法(An/O法) An/O法具有同时去除有机物和除磷的功能. 工艺流程图2-34 其优点:(1)建设费用及运行费用
