污水的深處理與回用詳解演示文稿

污水的深度處理與回用詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)優(yōu)選污水的深度處理與回用目前二頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)顆粒分離技術(shù)一覽表目前三頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)

（1）SS的組成生物絮體：數(shù)mm到10μm膠體顆粒（未被凝聚）（2）SS的有機(jī)化顆粒幾乎全是有機(jī)物BOD:50-80%來源于這些顆粒

7.2.2SS的去除技術(shù)由SS的狀態(tài)和粒徑而定d>1μm，一般用砂濾；微濾機(jī)等。膠體狀——混凝沉淀。1、混凝沉淀（1）常用技術(shù)：去除微小懸浮狀態(tài)的有機(jī)物和無機(jī)污染物、膠體.也可去除：Mg，As（溶解態(tài)）、N、P、及細(xì)菌、病毒（2）特點(diǎn)：①二級(jí)出水——膠體和菌膠團(tuán)微粒；而天然水主要是針對(duì)泥砂等7.2懸浮物的去除

7.2.1概述SS特點(diǎn):②不同于給水處理的混凝主要原因是：污水中有生物微粒的存在，這種微粒與藥劑的親和力強(qiáng)，進(jìn)而投藥后混凝過程短時(shí)間內(nèi)可以完成。目前四頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（3）藥劑

①傳統(tǒng)藥劑：Al2(SO4)3，聚合氯化鋁，及助凝劑（活化硅酸等）“七.五”開發(fā)藥劑——聚合氯化鐵（PFC），降低了鐵鹽的酸性并清除了殘余亞鐵及色度.②新型藥劑：對(duì)濁度、色度、除磷效果明顯天津大學(xué)：（PDM）有機(jī)高分子絮凝劑，高效脫色、濁度低于5度后來發(fā)展PDMMC(唯一達(dá)到4萬個(gè)分子量)；中科院：AL13納米絮凝劑。

（4）工藝形式①沉淀池——平流、輻流、豎流、斜管壓力溶氣氣浮DAF(DissolvesAirHotation)

渦凹?xì)飧、蹥飧〕亍狢AF(CavitationAirHotation)

引氣氣浮IAF(InducedAirFlotation)空氣在分散于水中葉片、輪盤等吸入（5）混凝機(jī)理目前五頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)②過濾時(shí)一般情況下不需要加藥劑膠體過濾難于去除，濁度上升，需投藥劑溶解性有機(jī)物——用活性炭吸附③反沖洗難度大，需水氣同時(shí)沖洗氣:20l/m2.s;水:10l/m2.s；④濾料粒徑適當(dāng)放大。（2）過濾作用

SS、BOD、重金屬、細(xì)菌①去除各類污染物化學(xué)絮凝產(chǎn)生的Al、Fe鹽及石灰等沉淀物去除化學(xué)除P時(shí)，水中不溶性P②活性炭或離子交換：預(yù)處理設(shè)施，可以節(jié)省后續(xù)的活性炭費(fèi)用；③克服生物、和化學(xué)處理的不穩(wěn)定性，提高回用的連續(xù)性和可靠性。2、過濾①給水過濾技術(shù)不宜簡(jiǎn)單的直接應(yīng)用于污水處理。原因：a、濾池截留的污泥粘而易碎，污泥在濾池表面積聚形成濾膜b、如果加大水頭，污泥又很容易穿透濾層。（1）特點(diǎn)拍賣預(yù)展龍威目前六頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)廢水過濾——有機(jī)物絮體給水過濾——無機(jī)泥砂對(duì)二沉池出水過濾——隔濾被認(rèn)為是去除懸浮固體的主要機(jī)理（3）過濾機(jī)理

區(qū)別:強(qiáng)度不一樣,穿透濾料的性能不同①隔濾a、機(jī)械隔濾：粒徑大于濾料孔徑的顆粒被濾料濾去；b、偶然隔濾：粒徑小于濾料孔徑的顆粒由于偶然接觸而被截獲。②沉淀在濾料內(nèi)部，顆粒可以沉淀在濾料上；③碰撞：較重的顆粒不隨水運(yùn)動(dòng)；④截獲：隨水流運(yùn)動(dòng)的顆粒與濾料表面接觸時(shí)被去除；⑤粘附：當(dāng)絮凝顆粒通過濾料時(shí)，它們就會(huì)附著在濾料表面⑥化學(xué)吸附：a、鍵吸附b、化學(xué)的相互作用；a、靜電作用⑦物理吸附：b、動(dòng)電作用c、范德華力對(duì)其吸附⑧絮凝：大顆粒與小顆粒接觸時(shí)，形成更大顆粒；⑨生物繁殖：生物濾池內(nèi)繁殖可使濾料孔隙減少。目前七頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（4）進(jìn)水特征①特征（※）a、懸浮固體濃度（二級(jí)處理水中，SS：6-30mg/l）以濃度監(jiān)測(cè)過程b、粒徑大小：（雙峰分布）（混合10d的活性污泥出水）

c、絮體強(qiáng)度:與處理方法及操作方式有關(guān)生物處理化學(xué)沉淀該值下降泥齡長(zhǎng)但超過15d下降

較小粒徑：1-15μm較大粒徑：50-150μm雙峰分布——影響過濾機(jī)理——二級(jí)過濾d、雙峰圖（5）深度處理濾池設(shè)計(jì)①預(yù)處理——生物處理和濾池之間，通常增設(shè)混凝沉淀（澄清或氣浮池）對(duì)比試驗(yàn)直接過濾：簡(jiǎn)單、但COD、TP去除率不高，運(yùn)行復(fù)雜微生物絮凝過濾：去除率高，但周期短，冬季2-4h絮凝沉淀：過濾周期長(zhǎng)，17h以上，全年水質(zhì)合格紀(jì)莊子污水廠目前八頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)②濾速（V）——重要參數(shù)，決定濾池面積絮體強(qiáng)度：其值低時(shí)，濾速上升會(huì)使絮體顆粒遭受破壞，污物穿透濾池，使出水不能達(dá)標(biāo);生物絮體牢固（4-11m/h不影響），化學(xué)絮體強(qiáng)度較弱。

雙層濾料：5-10m/h取決于濾池型式單層濾料：4-6m/h壓力濾池：24m/h③生物繁殖：濾池內(nèi)生物繁殖可使濾料孔隙減少④水頭損失——取決于濾速和濾料的截污能力，濾料的組成和尺寸對(duì)水頭損失影響大。Ht=H0+∑(hi)ti=1--nHt——t時(shí)間的總水頭損失,mH0——開始過濾時(shí)，清水總水頭損失（管道，閘門，儀表，彎頭，下部排水系統(tǒng)，濾料，構(gòu)筑物）,m(H0)t——濾層內(nèi)第I濾料在時(shí)間t時(shí)的水頭損失目前九頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)7.3溶解性有機(jī)物的去除

丹寧二級(jí)出水中，溶解性有機(jī)物：木質(zhì)素等難降解有機(jī)物里腐酸從技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、工程實(shí)踐中，活性炭和臭氧氧化法適應(yīng)

1、活性炭吸附——由煤或木等材料經(jīng)一次炭化制成，高溫下，用CO使其活化，使炭形成多孔結(jié)構(gòu)。7.3.1活性炭吸附2、活性炭技術(shù)指標(biāo)碘值、亞甲蘭值、糖蜜值3、活性炭孔的分布大孔（100-1000nm）、過渡孔（100-2nm）、微孔〈2nm〉4、活性炭吸附處理二級(jí)處理水的特點(diǎn)（1）對(duì)分子量〈1500（道爾頓）的環(huán)狀化合物，不飽和化合物效果好；對(duì)分子量〈3000的直鏈化合物（糖類）效果好；（2）吸附時(shí)有微生物存在——提高處理效果（對(duì)有機(jī)物）但可能有生物泄漏的問題（代謝產(chǎn)物有毒性）目前十頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)活性炭指標(biāo)測(cè)定值目前十一頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)BCEDA五種活性炭的掃描電鏡照片（×3000）目前十二頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)四種炭原子力顯微鏡掃描照片BCDE目前十三頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)1、目的（二級(jí)出水回用）

7.3.2臭氧氧化處理去除殘余有機(jī)物、脫出污水的色度、殺菌消毒。2、去除有機(jī)物的特征（1）能夠氧化有機(jī)物，（蛋白質(zhì)、氨基酸、木質(zhì)素、腐殖酸）；（2）氧化有機(jī)物并易形成中間產(chǎn)物（甲醛、酸等）可生化性好；（3）氧化效果與PH值有關(guān)，PH高，效果好，(OH-)羥基自由基由臭氧分解產(chǎn)生（4）臭氧化的副產(chǎn)物問題，溴酸鹽上升，濁度上升，AOC升高。3、脫色效果砂濾前處理+臭氧脫色效果好4、消毒效果砂濾后+O3消毒效果好5、O3混合形式擴(kuò)散板式（反應(yīng)為主）、噴射式（擴(kuò)散為主）、機(jī)械攪拌式。目前十四頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)目前十五頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（1）富營(yíng)養(yǎng)化——N、P引起，藻類問題（滇池，太湖）；（2）

提高制水成本——應(yīng)用水，污水消毒時(shí)，增加投氯量；（3）污水回用填塞管道——NH3－N可促進(jìn)設(shè)備中微生物的繁殖；（4）

農(nóng)業(yè)灌溉——TN不大于1mg/l，否則對(duì)農(nóng)作物有影響。2、氮的存在形式（1）有機(jī)氮（2）氨態(tài)氮（NH3—N、NH4+—N）（3）NO2—N、NO3—N（4）N2凱式氮3、二級(jí)處理技術(shù)的局限性※合成代謝對(duì)氮磷的去處率低，水中氮磷過剩nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5)O2

(C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O7.5脫氮技術(shù)7.5.1概述1、氮污染的危害目前十六頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)1、原理7.5.2氮的吹脫去除（1）NH3+H2ONH4++OH-PH=7時(shí)，以NH4+存在PH=11時(shí)，90%NH3存在PH升高，去除NH3上升T上升，去除NH3上升（2）脫氮塔脫氮塔技術(shù)的特點(diǎn)除氮的效果穩(wěn)定操作簡(jiǎn)便，容易控制NH3二次污染（可回收）使用CaO易結(jié)垢（改用NaOH）水溫下降時(shí)，效果差目前十七頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)②水溫——水溫升高，效率升高③布水狀態(tài)——滴狀下落最好，膜狀下落，效果大減④布水負(fù)荷率——填料6m高以上時(shí)，其值不超過180m3/m2.d⑤氣液比——填料6m高以上時(shí)，2200-2300以下為好?；钚晕勰喾ǖ膫鹘y(tǒng)功能——去除水中溶解性有機(jī)物N、P只滿足生理要求即可，因此對(duì)二者去除率低，僅為20-40%；5-20%1、氨化反應(yīng)與硝化反應(yīng)7.5.3生物脫氮原理（1）氨化反應(yīng)

RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3（3）脫氮塔工作影響因素與設(shè)計(jì)參數(shù)①PH值——PH升高到10.5以上，去除率增加緩慢氨化菌目前十八頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（3）硝化菌的特點(diǎn)①硝化菌——亞硝酸菌和硝酸菌的統(tǒng)稱;②硝化菌屬于——化能自養(yǎng)菌，革蘭氏染色陰性，可生芽孢的短桿狀細(xì)菌.

NH4++2O2NO3-+H2O+2H+-△F（△F=351kj）（4）硝化反應(yīng)的控制指標(biāo)※硝化菌對(duì)環(huán)境條件的變化極為敏感NH4++3/2O2NO2-+H2O+2H+-△（△F=278.42kj）NO2-+1/2O2NO-△F（△F=72.27kj)硝化菌亞硝化菌（2）硝化反應(yīng)目前十九頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)④溫度——適應(yīng)20-30℃，15℃時(shí)硝化速度下降，低于5℃完全停止⑤有機(jī)物——BOD應(yīng)低于15-20mg/l⑥污泥齡（SRT）——微生物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間（θc）N>(θc)Nmin，硝化菌最小的世代時(shí)間(θc)Nmin⑦重金屬機(jī)有害物質(zhì)重金屬對(duì)硝化反應(yīng)抑制

高濃度NH4+—N，高濃度NOx-—N有機(jī)物、絡(luò)合物陽離子①溶解氧——氧是電子受體，DO不能低于1.0mg/l硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）②堿度——7.1g堿度（以CaCO3計(jì)）/1g氨態(tài)氮（以N計(jì)）,一般堿度不低于50mg/l③PH——對(duì)PH變化敏感（硝化菌),最佳值8.0-8.4,效率最高目前二十頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)①反硝化菌屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌；②以NO3—N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體，不能釋放更多的ATP，合成的細(xì)胞物質(zhì)較少。（2）反應(yīng)過程

（3）反硝化反應(yīng)的控制指標(biāo)

污水中的碳源，BOD5/T—N>3-5時(shí)，勿需外加外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），當(dāng)BOD5/T—N<3-5時(shí)適當(dāng)?shù)腜H值（6.5-7.5）——主要的影響因素PH>8，或PH<6，反硝化速率下降①碳源②PH值（1）反硝化菌的特點(diǎn)2、反硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)——指NO3—N和NO2—N在反硝化菌的作用下，還原成氣態(tài)N2的過程。目前二十一頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)2HNO32HNO22HNO2NH2OH2NH3NON2NO3-NO2-NH2OHNO2-N2O有機(jī)體(同化反硝化)N2(異化反硝化)反硝化過程式上式的簡(jiǎn)化式同化反硝化+4H+2H-2H2O+2H-2H2O-H2O異化反硝化圖7－14反硝化反應(yīng)過程（同化反硝化、異化反硝化）+4H+4H-2H2O-2H2O目前二十二頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)表7-4生物脫氮反應(yīng)過程各項(xiàng)生化反應(yīng)特征目前二十三頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)

0.5mg/l以下，厭氧、好氧交替的環(huán)境，如存在氧，會(huì)抑制反硝化菌體內(nèi)硝酸鹽還原酶的合成，或氧成為電子受體阻礙硝酸氮的還原，但另一方面，某些酶系統(tǒng)還需有氧才能合成；④溫度最適宜的溫度是20-40℃，低于15℃時(shí)代謝速率下降；⑤冬季低溫季節(jié)提高SRT，降低負(fù)荷率，從而提高污水的HRT。1、活性污泥傳統(tǒng)脫氮工藝Barth工藝，氨化由三個(gè)反應(yīng)過程建立硝化反硝化7.5.4生物脫氮技術(shù)③溶解氧

目前二十四頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)目前二十五頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)“一級(jí)”曝氣池：去除COD、BOD，BOD<15-20mg/l有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3NH4+；“二級(jí)”硝化曝氣池，NH3、NH4+生成NO3—N，堿度下降；“三級(jí)”反硝化池——厭氧、好氧交替運(yùn)行。投甲醇時(shí)，CM=2.47N0（初始NO3—N濃度）+1.53N(初始NO2—N濃度)+0.87D（初始DO濃度）（2）優(yōu)缺點(diǎn)去除效果好各類菌類環(huán)境條件好設(shè)備多，造價(jià)高，能耗大（1）流程說明目前二十六頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（3）改進(jìn)的二級(jí)生物脫氮系統(tǒng)BOD去除和硝化兩個(gè)反應(yīng)合并目前二十七頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)2、缺氧—好氧活性污泥法A/O工藝（1）工藝特征80年代開創(chuàng),前置反硝化——不加碳源,外加堿度,降低負(fù)荷設(shè)內(nèi)循環(huán)產(chǎn)生堿度,3.75mg堿度/mgNO3—N勿需建后曝氣池回流水含有NO3—N（沉淀池污泥反硝化生成）要提高脫氮率，要增加回流比（2）影響因素與主要工藝參數(shù)水力停留時(shí)間：3：1；循環(huán)比：200%；MLSS值：大于3000mg/l;污泥齡：30d;N/MLSS負(fù)荷率：0.03gN/gMLSS.d進(jìn)水總氮濃度：小于30mg/l。目前二十八頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)內(nèi)循環(huán)（硝化液循環(huán)）原污水反硝化反應(yīng)器（缺氧）BOD去除,硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）堿沉淀池處理水剩余污泥回流污泥N2圖7－17分建式缺氧-好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)目前二十九頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)目前三十頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)（2）P<0.5mg/l，能控制藻類的過度生長(zhǎng)；（3）P低于0.05mg/l時(shí)，藻類幾乎停止生長(zhǎng)。2、磷的存在形式（1）有機(jī)磷酸鹽——存在有機(jī)物和原生質(zhì)細(xì)胞如：葡萄糖—6—磷酸，2—磷酸—甘油，大量膠體和顆粒狀，可溶性占30%。（2）磷酸鹽——H2PO4-、HPO4-、PO43-，其中[PO43-]正磷酸鹽（3）聚磷酸鹽——焦磷酸鹽—P2O74-三聚磷酸鹽—P3O105-偏磷酸鹽—PO3-7.6除磷技術(shù)7.6.1概述1、富營(yíng)養(yǎng)化的限制因素（1）P>0.5mg/l，促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化；目前三十一頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)磷---不同于氮，不能形成氧化體和還原體，但有固態(tài)和溶解態(tài)轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。4、去除方法化學(xué)除磷法-----混凝沉淀和晶析法除磷生物除磷法——設(shè)想是由Greenburyg于1955年提出的，60年代人們對(duì)上述方法廣泛應(yīng)用。

3、其他生活污水中的含磷量：10-15mg/l，70%為可溶性；經(jīng)過二級(jí)處理進(jìn)水中，90%左右的磷以磷酸鹽存在。目前三十二頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)聚氯化鋁（PAC），反應(yīng)相同與Al2(SO4)3，但pH值不下降；鋁酸鈉（NaAlO2）

化學(xué)法除磷：使用Al鹽注意事項(xiàng)注意PH值，介于5-7之間無影響，無需調(diào)整PH降低，應(yīng)注意排放水對(duì)PH的要求沉淀污泥回流，污泥中有Al(OH)3，能提高對(duì)磷的去除率（2）鐵鹽除磷7.6.2混凝沉淀除磷技術(shù)1、金屬鹽混凝沉淀（1）鋁鹽除磷Al3++PO43-（正磷酸離子）AlPO4（難溶）

PH值上升，溶解度上升Al2(SO4)3+2PO43-2AlPO4+3SO42-Al2(SO4)3+6HCO3-2Al(OH)3+6CO2+3SO42-目前三十三頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)pH值，如P<1mg/l，二級(jí)出水PH>9.5；原污水PH>11磷的形式（3）石灰混凝沉淀除磷處理流程（自學(xué)）由以下三部分組成：快速攪拌池緩慢攪拌池沉淀池（2）除磷效果影響因素正磷酸鹽（PO4）聚磷酸鹽（焦磷酸鹽(P2O74-)<三磷酸鹽(P3O105-)<偏磷酸鹽(PO3-)）（去除難易程度）原水中Ca2+的濃度2、石灰混凝除磷5Ca2++4OH-+3HPO42-Ca5(OH)(PO4)3+3H2OPH升高，P的含量下降，（對(duì)數(shù)降低的趨勢(shì))（1）石灰與磷的反應(yīng)目前三十四頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)※生物除磷——就是利用聚磷菌一類的的微生物，能夠過量的，在數(shù)量上超過其生理需要，從外部攝取磷，并將磷以聚合形式貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的效果。1、生物除磷機(jī)理（１）好氧吸收（聚磷菌對(duì)磷的過量吸收）ADP+H3PO4+能量ATP+H2O（2）厭氧釋放厭氧條件下（DO=0，NO3-=0），ATP+H2OADP+H3PO4+能量上述兩反應(yīng)為可逆反應(yīng)7.6.3生物除磷原理霍米爾（Holmers）提出活性污泥的化學(xué)式C118H170O51N17P或C：N：P=46：8：1目前三十五頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)ADP

ATP

ATP

ADP

ADP

ADP

ATP

ATP

釋放有機(jī)磷無機(jī)磷

聚磷

無機(jī)磷

有機(jī)磷

聚磷菌+Poly

聚磷菌合成

降解PHBPHB無機(jī)物溶解質(zhì)

進(jìn)水

污泥回流

剩余污泥（高磷）

厭氧段

好氧段

釋放的少

攝取的多

聚磷酸ployPHB：聚—β—羥基酸鹽生物除磷幾乎全為活性污泥法，生物膜法很少目前三十六頁\總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)聚磷菌---甲單胞菌屬、氣單胞菌屬：起主要作用，15%--20%；不動(dòng)桿菌屬：儲(chǔ)存聚磷的能力最強(qiáng)；某些反硝化菌：也能超量吸收磷；發(fā)酵產(chǎn)酸菌：將大分子物質(zhì)降解為低分子脂肪酸類基質(zhì)；2、生物除磷的影響因素（1）溶解氧厭氧段控制在0.2mg/l以下，好氧段控制在2mg/l左右；（2）厭氧區(qū)硝態(tài)氮（3）溫度其影響不如生物脫氮過程明顯，5—30的范圍內(nèi)效果均可；（4）pH值6---8范圍內(nèi)比較穩(wěn)定；（5）BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)BOD/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)需求；（6）污泥齡一般控制在3.5—7天，厭氧段的停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)?！婺壳叭唔揬總數(shù)四十二頁\編于十九點(diǎn)1、弗斯特利普工藝（1）工藝過程1)含磷廢水進(jìn)入曝氣池同步進(jìn)入的還有聚磷菌污泥，聚磷菌過量地?cái)z取磷，去除有機(jī)