城镇污水处理厂工艺全套.ppt
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1、城镇污水处理厂减排核查基本知识讲座城镇污水处理厂减排核查基本知识讲座无锡市排水总公司无锡市排水总公司李李 激激二二OO九年六月九年六月目录目录四大部分内容四大部分内容污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识1 1城镇污水处理厂主要工艺城镇污水处理厂主要工艺城镇污水处理厂减排核查方法城镇污水处理厂减排核查方法 科学减排核查的注意要点科学减排核查的注意要点2 23 34 4污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识v城市污水的组成v城市污水的污染指标v水污染的危害v水处理基本方法v污水生物处理污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识城市污水的组成v生活污水v工
2、业废水v入渗地下水v合流制排水系统的初期雨水污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识城市污水的污染指标v物理指标v浊度、色度、嗅味、SS、水温等v化学指标v无机物污染指标:pH、氮、磷、无机盐、重金属离子v有机物污染指标:BOD、COD、TOC、毒物v生物指标v细菌总数、粪大肠菌群数、病毒污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识水污染的危害v水体物理性污染和危害v水温、色度、SSv水体无机物污染和危害v氮、磷污染 水体富营养化v重金属污染 通过食物链的富集,对人类、动植物产生毒 害作用v水体有机物污染和危害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
3、对人类和水生物产生危害v水体病原微生物污染和危害 污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识水处理基本方法v污水一级处理(包括强化一级处理,物理方 法)v污水二级处理(以生物处理为主体的处理工 艺)v污水深度处理(进一步去除二级处理不能完全 去除的污染物)污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水一级处理v处理对象v漂浮物、悬浮物、比重较大的无机颗粒、部分有机污染物v处理方法v格栅截留、重力分离、离心分离v处理构筑物v格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水二级处理v处理对象v胶体和溶解性有机物(BOD,COD),氮,磷v处理方法v生物法(利用微生物降解有机污染
4、物、脱氮除磷)v化学法(通过加药去除相关污染物,如加药除磷)v处理构筑物v活性污泥法(传统活性污泥法,A2/O法,氧化沟,SBR等)v生物膜法(生物滤池,生物转盘,接触氧化,生物流化床)污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水深度处理v处理对象v进一步去除氮、磷、SS和有机物(BOD,COD)v处理方法v生物法,物化法,物理法v处理构筑物v生物除磷脱氮系统,曝气生物滤池BAF,MBRv混凝沉淀过滤(CMF)v活性炭吸附过滤v电渗析,反渗透污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污泥处理v污水处理过程中产生的污泥量大、含水率高、成分复杂、易腐化发臭,造成二次污染,必须及时有效地进行处理和处置
5、。v污泥处理的目的:污泥减量化、无害化及资源化。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污泥处理v常用的污泥处理方法 污泥浓缩、污泥消化(好氧消化和厌氧消化)、污泥脱水等v常用的污泥处理流程v生污泥 浓缩 消化 机械脱水 最终处理v生污泥 浓缩 消化 自然干化 最终处理v生污泥 浓缩 消化 机械脱水 干燥焚烧 最终处理v污泥 浓缩 机械脱水 最终处理v污泥 机械脱水 最终处理v污泥最终处理方式农田利用与土地处理(要求污泥进行无害化处理)、污泥堆肥、污泥制造建筑材料、污泥填地、污泥焚烧等污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污泥处理带式脱水机带式脱水机污泥匀质池污泥匀质池污泥浓缩池污泥浓缩池离
6、心脱水机离心脱水机污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污泥处理v污泥性质指标v污泥的含水率:污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数(P);v污泥的比重:一般情况下以1计;v污泥中的挥发性固体与灰分:v污泥中的重金属离子含量;v污泥中的肥分;v污泥的可消化程度。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污泥处理污泥种类 含水率(%)范围 代表值 初沉污泥88 96 95 剩余污泥(二沉污泥)98.5 99.5 99.2 重力浓缩后的初沉污泥88 94 92 重力浓缩后的混合污泥90 97 96 气浮池污泥94 97 96 消化池污泥 93 97.5 96 v常见污泥的含水率污水处理基本理
7、论知识污水处理基本理论知识消毒v常用的消毒方法常用的消毒方法 紫外线消毒紫外线消毒 二氧化氯消毒二氧化氯消毒 臭氧消毒臭氧消毒污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识紫外线消毒紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸)或或RNA(核糖核酸核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞的分子结构,造成生长性细胞死亡和死亡和(或或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果,紫外线可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、,紫外线可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、
8、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等,具有广谱性。体等,具有广谱性。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识紫外线消毒污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识二氧化氯消毒 二氧化氯是一种水溶性的强氧化剂,在水中以二氧化氯单体存在,不聚合生成ClO2气体,不与有机物结合,不生成三氯甲烷致癌物。如果以氯气的氧化能力为100,那么二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍,次氯酸钠的2.0倍,双氧水的1.3倍。所以二氧化氯是氧化类消毒剂消毒效果最好的消毒剂。同时二氧化氯可以氧化水中多种有机物、无机物,具有脱色的效果。污水处理基本理论知识污水处理基本理论
9、知识二氧化氯消毒污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识臭氧消毒臭氧分子很不稳定,在常温常压下,容易分臭氧分子很不稳定,在常温常压下,容易分解为氧(解为氧(O2)和氧原子()和氧原子(O),单个氧原子具有),单个氧原子具有很强的活性,能够氧化分解细菌内部的生物活性很强的活性,能够氧化分解细菌内部的生物活性酶、破坏细胞器和核糖核酸,还可以渗透到细胞酶、破坏细胞器和核糖核酸,还可以渗透到细胞膜组织、侵入细胞膜内使细胞发生通透性畸变,膜组织、侵入细胞膜内使细胞发生通透性畸变,导致细胞溶解死亡。并将死亡细菌内的遗传基因、导致细胞溶解死亡。并将死亡细菌内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体
10、及热寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源等溶解变性死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂,源等溶解变性死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂,即可以达到即可以达到“彻底、永久地彻底、永久地”消灭物体内部所有消灭物体内部所有微生物。微生物。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识臭氧消毒污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识污水生物处理v活性污泥法的基本理论v生物膜法的基本理论v生物除磷脱氮基本原理污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法 活性污泥法实质上是经过强化的自然界水体自净的人工模拟。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体,包括细菌类、真菌类、原生动物、后生动物等,在微生物群体新陈
11、代谢功能的作用下,有机污染物被转化为稳定的无机物质。正常的城市污水的活性污泥外观呈黄褐色絨絮状,具有较大的比表面积,含水率很高,一般在99%以上。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水曝气池曝气池空气空气二沉池二沉池处理水处理水回流污泥泵回流污泥泵基本流程:污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥初期吸附初期吸附(捕食)(捕食)空气空气处理水处理水活性污泥活性污泥污水污水氧化分解氧化分解(代谢)(代谢)絮凝沉淀絮凝沉淀(回收)(回收)空气空气污泥污泥净化污水过程:污水处理基本理论知
12、识污水处理基本理论知识活性污泥法生物代谢过程模式:污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法活性污泥增长曲线:污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法v活性污泥法主要参数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、污泥回流比、剩余污泥量污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法vBOD负荷 F/M(Ns,kg BOD5/kg MLSS.d)v污泥龄(d)生物固体停留时间(SRT)低负荷低负荷一般负荷一般负荷高负荷高负荷污泥负荷污泥负荷1.5污泥龄污泥龄20305150.22.5污水处理基本理论知识污水处理基本理
13、论知识活性污泥法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,一般为120左右;v一般SVI150,说明活性污泥沉降性能变差,有膨胀趋势;污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法v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污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法类类 别别主要工艺特征主要工艺特征普通曝气普通曝气推流式,长方
14、折流廊道形,推流式,长方折流廊道形,污泥增长曲线上某一段污泥增长曲线上某一段,曝气池与二沉池分建,曝气池与二沉池分建,鼓风曝气鼓风曝气 阶段曝气阶段曝气推流式,长方折流廊道形,推流式,长方折流廊道形,多点进水或渐减曝气多点进水或渐减曝气,改善传统活性污泥法存,改善传统活性污泥法存在的负荷不均和需氧在的负荷不均和需氧-供氧失调的弊端供氧失调的弊端 吸附再生吸附再生推流式,长方折流廊道形,推流式,长方折流廊道形,进水口在曝气池中部某一点进水口在曝气池中部某一点,充分利用活性污,充分利用活性污泥的初期吸附能力,提高效率,减少体积泥的初期吸附能力,提高效率,减少体积 延时曝气延时曝气推流式,长方折流廊
15、道形,推流式,长方折流廊道形,污泥增长曲线末端污泥增长曲线末端,污泥负荷低,停留时间长,污泥负荷低,停留时间长,出水水质好,剩余污泥量少且稳定出水水质好,剩余污泥量少且稳定 完全混合完全混合完全混合,圆或方形,完全混合,圆或方形,污泥增长曲线上某一点污泥增长曲线上某一点,曝气池与二沉池合建,表,曝气池与二沉池合建,表面曝气面曝气 深井曝气深井曝气圆形深井构造圆形深井构造,曝气提升循环流动,氧利用率高,高效高负荷,曝气提升循环流动,氧利用率高,高效高负荷纯氧曝气纯氧曝气多室串联,多室串联,密闭纯氧曝气密闭纯氧曝气,气体循环,氧利用率高,混合液浓度高,容积,气体循环,氧利用率高,混合液浓度高,容积
16、负荷高,污泥沉降性能好,剩余污泥量少负荷高,污泥沉降性能好,剩余污泥量少污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识活性污泥法v活性污泥法典型工艺v氧化沟工艺:环状沟渠,介于完全混合型和推流型之间,溶解氧梯度明显;vSBR工艺: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,无需二沉池;设置生物选择区,污泥不易膨胀;vA2/O工艺:功能分区明显,分厌氧区、缺氧区及好氧区,根据不同水质可设计不同的流程组合。下一章节内容将详细介绍这几种工艺污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物膜法 生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术,两者最大的区别在于膜法引入了“载体”,微生物在载体
17、上生长繁殖,并形成了膜状生物污泥生物膜。在生物膜表面和内部生长着大量的各种类型的微生物和微型动物,形成有机污染物-细菌-原生动物(后生动物)的食物链,有机污染物通过传质作用进入膜表面和内部,并通过细菌的代谢活动而被降解。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物膜法生物膜法生物膜法活性污泥法活性污泥法起源起源土壤自净的人工化土壤自净的人工化水体自净的人工化水体自净的人工化生长方式生长方式附着在填料表面,固定生长附着在填料表面,固定生长分散在水中,悬浮生长分散在水中,悬浮生长生物群体外观生物群体外观膜状覆盖膜状覆盖絮状污泥絮状污泥 生物相生物相种类多,食物链长,微生物生种类多,食物链长,微生物
18、生长不受世代时间限制长不受世代时间限制 种类少,食物链短,微生物生种类少,食物链短,微生物生长受泥龄限制长受泥龄限制 生物量生物量1000060000mg/L,抗冲击负荷能力强,抗冲击负荷能力强,单位池容处理能力大单位池容处理能力大20003000mg/L,抗冲击负荷能力差抗冲击负荷能力差单位池容处理能力低单位池容处理能力低摄食方式摄食方式移动、接触、传递移动、接触、传递 分散、混合、接触分散、混合、接触 二沉池作用二沉池作用澄清澄清 回收活性污泥回收活性污泥 运行管理运行管理简单,能耗低简单,能耗低 复杂,能耗高复杂,能耗高污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物膜法生物膜的构造和代谢工
19、况:v生物载体、污水、空气的对流接触;v养料(污水中的有机物,空气中的氧)的传递;v好氧代谢产物的传递(CO2,H2O,NH3+.);v生物膜的增殖,厌氧层形成;v厌氧代谢产物的传递(CH4,H2S,N2);v生物膜的老化、脱落和更新;污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物膜法v生物膜脱落的主要原因v生物膜过厚,营养物质不能到达,微生物处于内源呼吸或死亡,生物膜附着力减弱;v生物膜内侧厌氧层代谢产物传递过程中的气体顶托作用;v生物膜中小型昆虫的穿凿蠕动,使生物膜松动脱落;v水力剪切、冲刷作用造成生物膜松动脱落。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物膜法v生物膜法典型工艺v生物滤池v
20、生物接触氧化v生物转盘 污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物滤池v生物滤池动力学特征v污水沿滤池高度自上而下滴落,污水BOD浓度沿滤池高度自上而下变化,相当于推流式活性污泥工艺。v有机物负荷:上高,下低v生物膜分布:上厚,下薄v生物相分布:上低级,下高级 生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池塔式v生物滤池的工艺类型 生物滤池曝气污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物滤池v曝气生物滤池主要特点:v气、液、固三相对流接触,氧的转移率高,动力消耗低。v具有截留悬浮物和脱落生物膜的净化功能,无需二沉池。v采用35 mm的颗粒滤料(石英砂,陶粒,活性炭等),比表面积大,生物浓度高(80002
21、3000 mg/L),处理效果好。v无需污泥回流,也无污泥膨胀之虑,维护管理方便。v工程应用:v微污染水处理 v污水二级和三级处理 v工业废水处理(造纸,食品,制药)污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物接触氧化 生物接触氧化是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术,兼具两者的特点,所以也称为“悬浮附着生物接触氧化法”。气、液、固三相混合接触,加之填料的分割作用,水流状态好,氧利用率高。不产生滤池蝇和臭气,操作简单,运行管理方便。适用于工业废水处理和污水深度处理。污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物脱氮除磷 污水经常规二级生物处理后,还含有相当数量的污染物质,如:BOD、
22、COD、SS、氮、磷等,这些污染物会导致:v水体富营养化;v水质恶化;v不能达标排放;v不能满足回用要求;必进行脱氮除磷处理污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物脱氮含氮含氮化合物化合物硝化反应过程氧氧NONO-3 3N N2 2硝化细菌硝化细菌碳碳反硝化细菌反硝化细菌反硝化反应过程污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物脱氮影响因素影响因素硝化反应硝化反应反硝化反应反硝化反应细菌特征细菌特征硝化菌是化能自养菌,生理活动硝化菌是化能自养菌,生理活动不需要有机性营养物质不需要有机性营养物质反硝化菌是异养兼性厌氧菌,在无氧反硝化菌是异养兼性厌氧菌,在无氧条件下进行生命代谢活动条件下进行生
23、命代谢活动反应机理反应机理从从CO2获取碳源,从无机物的氧获取碳源,从无机物的氧化中获取能量化中获取能量以硝酸氮为电子受体,以有机碳为电以硝酸氮为电子受体,以有机碳为电子供体,使硝酸盐还原子供体,使硝酸盐还原碳源要求碳源要求混合液中有机物含量不应过高,混合液中有机物含量不应过高,BOD20mg/L混合液中有机物含量不应过低,混合液中有机物含量不应过低,BOD/T-N 35,当碳源不足时,应,当碳源不足时,应考虑外加碳源(甲醇)考虑外加碳源(甲醇)溶解氧要求溶解氧要求氧是硝化反应的电子受体,氧是硝化反应的电子受体,DO 1mg/L反应器内溶解氧较高时,反硝化菌将反应器内溶解氧较高时,反硝化菌将利
24、用氧进行呼吸,阻碍硝酸氮的还原,利用氧进行呼吸,阻碍硝酸氮的还原,DO 0.5mg/LpH要求要求硝化菌对硝化菌对pH值变化敏感,最佳值变化敏感,最佳pH值:值:8.08.4反硝化菌对反硝化菌对pH值变化敏感,最佳值变化敏感,最佳pH值:值:6.57.5,当,当pH值高于值高于8或低于或低于6时,反硝化速率降低时,反硝化速率降低温度要求温度要求适宜温度:适宜温度:2030,低于,低于5时,硝化反应停止时,硝化反应停止适宜温度:适宜温度:2040,低于,低于15时,时,反硝化速率降低反硝化速率降低污泥龄污泥龄增殖缓慢,污泥龄增殖缓慢,污泥龄10d以上以上污泥龄无特殊要求污泥龄无特殊要求污水处理基
25、本理论知识污水处理基本理论知识生物除磷 聚磷菌在厌氧条件下释放磷,好氧条件下过量吸磷,然后通过排泥的方式将磷从系统中去除。厌氧放磷过程H H3 3POPO4 4能量能量好氧积磷过程H H3 3POPO4 4聚磷菌聚磷菌能量能量好氧条件好氧条件厌氧条件厌氧条件污水处理基本理论知识污水处理基本理论知识生物脱氮除磷工艺流程N2污泥回流(含磷污泥)污泥回流(含磷污泥)剩余污剩余污泥泥原污水原污水曝气池曝气池空气空气沉淀池沉淀池处理水处理水缺氧池缺氧池厌氧池厌氧池氨化、放磷氨化、放磷脱氮脱氮除除BOD、硝化、吸收、硝化、吸收磷磷硝化液回流硝化液回流城镇污水处理厂主要工艺城镇污水处理厂主要工艺城镇污水处理
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