污水處理講座

污水處理講座第1頁/共49頁碳氮磷污染的危害性水體的富營養(yǎng)化水體出現(xiàn)缺氧，水質(zhì)惡化黑臭；水體中有毒有害物質(zhì)增加，水中生物的大量死亡；給水體帶來大量病原菌、寄生蟲卵及病毒等；造成水體重金屬富集，并可由水中生物轉(zhuǎn)移至人體；引發(fā)藻類大量繁殖，加快湖泊水體的老化程度。海洋赤潮湖泊水華第2頁/共49頁污染物來源點源污染城鎮(zhèn)污水工業(yè)廢水面源污染農(nóng)業(yè)排水第3頁/共49頁我國水體污染現(xiàn)狀局部有所改善整體仍在惡化第4頁/共49頁主要內(nèi)容第一章有機物生物去除的工藝原理與應(yīng)用第二章脫氮除磷的工藝原理與研究進(jìn)展第三章生物去碳脫氮除磷的技術(shù)應(yīng)用第四章污水深度處理方法的工藝原理與應(yīng)用第5頁/共49頁第一章有機物生物去除的

工藝原理與應(yīng)用第6頁/共49頁第一節(jié)物理化學(xué)法格柵攔截法——大型懸浮物、漂浮物（混凝）沉淀法——非溶解性物質(zhì)（混凝）氣浮法——非溶解性物質(zhì)（混凝）過濾法——非溶解性物質(zhì)化學(xué)氧化法吸附法……第7頁/共49頁第二節(jié)生物化學(xué)法分類一：

好氧法——如一段式曝氣池 厭氧法——水解酸化階段，產(chǎn)甲烷階段；如UASB分類二：

活性污泥法 生物膜法第8頁/共49頁第三節(jié)主要工程應(yīng)用視污水水質(zhì)條件而定：

混凝沉淀/氣浮——進(jìn)水SS/膠體濃度高； 混凝過濾/炭濾——進(jìn)水SS/膠體濃度低；

A/O工藝——進(jìn)水難降解有機物濃度高，考慮水解酸化；

AB工藝——進(jìn)水有機物濃度高，分段處理以提高效率；

A2/O工藝——協(xié)同考慮脫氮除磷工藝； 化學(xué)氧化——除色度及分解有機物；

……第9頁/共49頁第二章脫氮除磷的工藝原理與

研究進(jìn)展第10頁/共49頁第一節(jié)物理化學(xué)法脫氮吹脫法折點加氯法離子交換法第11頁/共49頁第二節(jié)化學(xué)法除磷混凝沉淀除磷技術(shù)晶析法除磷技術(shù)特點：效率高，污泥產(chǎn)量大第12頁/共49頁第三節(jié)生物法脫氮基本原理氨化作用：多種微生物硝化作用：亞硝酸菌，硝酸菌（好氧）反硝化作用：反硝化菌（缺氧/厭氧）第13頁/共49頁典型應(yīng)用A/O工藝：

A段為缺氧段，存在氧、硝酸鹽/亞硝酸鹽，DO一般低于0.5mg/L；

O段傾向于延時曝氣； 有混合液回流。第14頁/共49頁第四節(jié)生物法除磷基本原理第15頁/共49頁典型應(yīng)用A/O工藝：

A段為厭氧段，DO一般要求低于0.2mg/L；

O段傾向于短時——普通曝氣； 無混合液回流。第16頁/共49頁關(guān)于其它“A/O”工藝水解酸化+接觸氧化（生物膜法）：

A段為厭氧/缺氧段，以水解酸化為主；

O段為好氧段，以好氧反應(yīng)為主； 一般無混合液回流及污泥回流。上述同樣適合活性污泥法，但需設(shè)污泥回流。第17頁/共49頁第五節(jié)生物法脫氮機理研究進(jìn)展微生物對氮的可能轉(zhuǎn)化途徑第18頁/共49頁1、同時硝化反硝化(SND)現(xiàn)象： 在有氧條件下存在反硝化反應(yīng)進(jìn)程 硝化和反硝化在同一反應(yīng)器中、相同操作條件下同時發(fā)生機理： 宏觀環(huán)境解釋：反應(yīng)器內(nèi)存在缺氧/厭氧段——水力因素 微環(huán)境理論：微生物絮體內(nèi)存在DO梯度 生物學(xué)的解釋：存在著好氧反硝化菌影響因素

DO——適中，與污泥絮體大小有關(guān) 碳源——同傳統(tǒng)相比，要求不嚴(yán)格 活性污泥絮體大小——顆粒大小、密實度適中

ORP——同DO第19頁/共49頁2、短程硝化反硝化機理：

NH4+→NO2?→N2

將硝化過程控制在亞硝酸鹽階段，然后直接進(jìn)行反硝化要點： 細(xì)致地選擇污泥齡，保留亞硝化細(xì)菌，排除硝化細(xì)菌第20頁/共49頁3、厭氧氨氧化機理： 厭氧條件下，以NO3?

或NO2?為電子受體，將氨轉(zhuǎn)化為N2

要點： 厭氧氨氧化反應(yīng)和厭氧氨氧化菌的存在第21頁/共49頁4、氧限制自養(yǎng)硝化反硝化（OLAND）機理： 控制溶解氧，使硝化過程僅進(jìn)行到NH4+氧化為NO2?階段，由NO2?氧化與未反應(yīng)的NH4+形成N2。要點： 低溶解氧濃度下實現(xiàn)維持NO2?的積累第22頁/共49頁5、好氧反氨化現(xiàn)象： 某些高濃度含氮廢水處理過程中，氨轉(zhuǎn)化為氮氣的過程不需要按化學(xué)計量式消耗電子供體。機理： 涉及到的微生物目前尚不太清楚。第23頁/共49頁第六節(jié)生物法除磷機理研究進(jìn)展反硝化除磷在磷的生物攝/放過程中，反硝化除磷細(xì)菌（DPB）以硝態(tài)氮取代氧作為電子受體反硝化脫氮和生物除磷合二為一第24頁/共49頁第三章生物脫氮除磷的技術(shù)應(yīng)用第25頁/共49頁第一節(jié)序批式反應(yīng)器的應(yīng)用SBR工藝

進(jìn)水期、反應(yīng)曝氣期、靜沉期、潷水期、閑置期與A/O相同，可實現(xiàn)生物脫氮/除磷第26頁/共49頁CASS與CAST與A2/O工藝類似，兼有脫氮除磷功能第27頁/共49頁MSBR第28頁/共49頁UNITANK第29頁/共49頁第二節(jié)AB法的應(yīng)用原理

A級：短時曝氣，利于除磷；底物濃度高，反應(yīng)速度快；B級：延時曝氣，利于硝化；底物濃度低，出水水質(zhì)好。工藝的延伸生物膜法：可不設(shè)中沉池；B級可采用A/O等工藝——A+A/O；A+SBR……第30頁/共49頁第三節(jié)氧化溝的應(yīng)用原理——A/O工藝的多級串聯(lián)A段：距曝氣機下游較遠(yuǎn)的區(qū)域；O段：距曝氣機下游較近的區(qū)域；特點：循環(huán)水流——混合條件好，傳質(zhì)效果佳。第31頁/共49頁氧化溝工藝的重要變革工藝變革：增設(shè)厭氧池——相當(dāng)于A2/O工藝；設(shè)備變革：微孔曝氣氧化溝；結(jié)合SBR類——交替式氧化溝；一體化方向——一體式氧化溝……第32頁/共49頁第四節(jié)A2/O工藝的應(yīng)用原理——生物脫氮除磷A1段：厭氧釋磷；A2段：缺氧反硝化；O段：好氧硝化。工藝的改良A+A2/O工藝——解決A1段DO問題；……第33頁/共49頁工藝改良示例：CCFP工藝機理： 水處理工藝——與氧化溝工藝相結(jié)合； 水流動力學(xué)——獨特的彎道水力條件（主流，二次流，邊壁湍流擴(kuò)散），混合傳質(zhì)作用更佳； 反應(yīng)動力學(xué)——同時硝化反硝化……特點： 兼具兩種工藝的特點； 節(jié)約能耗。第34頁/共49頁第四章污水深度處理方法的

工藝原理與應(yīng)用第35頁/共49頁污水深度處理概述深度處理目的：一般指污水回用深度處理對象：有機物，懸浮物，離子……深度處理工藝：一般為污水處理工藝與給水處理工藝的結(jié)合第36頁/共49頁水中雜質(zhì)顆粒分布第37頁/共49頁污水回用的主要途徑第38頁/共49頁第一節(jié)物理化學(xué)法（混凝）沉淀法——非溶解性物質(zhì)（混凝）氣浮法——非溶解性物質(zhì)（混凝）過濾法——非溶解性物質(zhì)化學(xué)氧化法吸附法，離子交換法微濾，超濾，鈉濾，反滲透……第39頁/共49頁第二節(jié)生物化學(xué)法生物膜法 接觸氧化法 曝氣生物濾池（BAF） 生物活性炭（BAC） 投炭式活性污泥法（PACT）膜生物反應(yīng)器（MBR）第40頁/共49頁接觸氧化法 生物膜法的一種； 泥齡長，效果穩(wěn)定。 單位空間內(nèi)生物量少； 占地面積較大。 案例：深圳自來水預(yù)處理第41頁/共49頁曝氣生物濾池 生物膜法的一種，與V型濾池的結(jié)合； 單位空間內(nèi)生物量多； 占地面積小。 案例：中石化含油廢水深度生化處理主導(dǎo)工藝第42頁/共49頁生物活性炭

生物膜法的一種，給水處理方法的延伸； 單位空間內(nèi)生物量多； 占地面積??； 與臭氧相結(jié)合，效果更理想。 案例：中石油含油廢水深度生化處理主導(dǎo)工藝第43頁/共49頁投炭式活性污泥法

生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的一種。機理：

活性炭的吸附作用——提高反應(yīng)速率；增加反應(yīng)時間； 微生物的分解作用——投加濃度低，處理成本低。特點：

提高對難降解有機物的去除率； 增強抗沖擊負(fù)荷的能力； 保證安全性（增強系統(tǒng)抵抗油、有毒物等的能力）； 減輕后續(xù)處理系統(tǒng)的負(fù)荷，總處理成本低； 生化池內(nèi)活性炭累積量多，抗沖擊負(fù)荷能力強； 有助于提高反應(yīng)速率，提高難降解有機物去除率。

第44頁/共49頁膜生物反應(yīng)器（MBR）特點： 利用膜取代傳統(tǒng)二沉池的一種新工藝； 對污泥性狀的要求低，生化池運行靈活。分類： 性質(zhì)——微濾膜、超濾膜；簾式膜、平板膜……

位置——內(nèi)置式、外置式局限性： 周邊設(shè)備較多； 價格因素； 管理水平要求高。第45頁/共