城市污水的深度處理課件

城市污水的深度處理污水脫氮技術污水除磷處理城市污水的三級處理城市污水的深度處理污水脫氮技術1第一節(jié)污水脫氮技術

化學法除氮吹脫法

折點加氯法離子交換法Cl2＋H2OHOCl＋H+＋Cl-NH3＋H2ONH4+＋OH+NH4+＋HOCl

NH2Cl＋H+＋

H2ONH4+＋2HOCl

NHCl2＋H+＋2

H2O2NH4+＋3HOCl

N2＋3

Cl-＋5H+＋3

H2O第一節(jié)污水脫氮技術化學法除氮Cl2＋H2O2生物脫氮法生物脫氮機理硝化反應控制指標溶解氧：2mg/L以上，小于2抑制，小于1.0mg/L完全抑制溫度：20-30OC，15OC以下下降，5OC以下停止pH：7－8泥齡：應為硝化細菌最小世代時間的兩倍以上營養(yǎng)：有機底物含量不應過高，BOD應在20mg/L以下NH4+＋2O2NO3+＋2H+＋

H2O硝化細菌生物脫氮法NH4+＋2O23反硝化反應控制指標碳源：BOD5/TKN>3～5pH：6.5-7.5DO：小于0.5mg/L較好，高于0.5脫氮效率明顯下降溫度：5-40°C，15°C以下反應速率下降NO3－＋5CH3OH5CO2＋3N2＋6OH－＋7

H2O反硝化細菌NO3-＋1.08CH3OH＋H+0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0.76CO2

＋2.44H2O反硝化細菌反硝化反應NO3－＋5CH3OH4生物脫氮工藝Barth三段生物脫氮工藝有機物氧化＋硝化（合并）＋反硝化，沉淀系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)獨立曝氣池沉淀池沉淀池沉淀池硝化池反硝化池污水污泥回流剩余污泥污泥回流污泥回流剩余污泥剩余污泥出水堿CH3OH生物脫氮工藝曝氣池沉淀池沉淀池沉淀池硝化池反硝化池污水污泥回5Bardenpho生物脫氮工藝

缺氧－好氧生物脫氮工藝污水缺氧1好氧1缺氧2好氧2沉淀污泥回流混合液回流出水缺氧好氧沉淀污泥回流硝化液回流出水污水剩余污泥剩余污泥Bardenpho生物脫氮工藝污水缺氧1好氧16第二節(jié)廢水除磷技術化學法除磷機理：利用磷酸鹽和某些化學物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽、石灰等反應生成不溶的沉淀物特點：磷去除率較高、處理結(jié)果穩(wěn)定，不會重新釋放磷造成二次污染影響因素初始磷濃度、陽離子濃度、pH值和其它與P爭奪陽離子的陰離子濃度第二節(jié)廢水除磷技術化學法除磷7生物法除磷除磷機理厭氧狀態(tài)下：活性污泥中的聚磷菌分解釋放磷好氧狀態(tài)下：聚磷菌吸收磷增殖在好氧－厭氧交替狀態(tài)下，聚磷菌能以比普通活性污泥高3-7倍的水平攝取，貯存或釋放磷。控制指標

有機碳源、溫度、pH、泥齡、溶解氧生物法除磷8除磷工藝A/O法工藝條件DO：好氧段2.0mg/L以上，為什么？）營養(yǎng)：BOD5/TP>10，出水TP<1mg/LpH：7.0-8.0厭氧好氧沉淀污泥回流出水污水含P污泥除磷工藝厭氧好氧沉淀污泥回流9Phostrip除磷工藝主路：常規(guī)活性污泥旁路：回流污泥過程厭氧放磷＋上清液化學沉淀回流污泥厭氧放磷后＋進水——曝氣池吸收磷Phostrip除磷工藝10生物脫氮除磷A2/O工藝厭氧段缺氧段好氧段污泥回流混合液回流出水二沉池進水含磷污泥生物脫氮除磷厭氧段缺氧段好氧段污泥回流混11改進的Bardenpho工藝厭氧缺氧好氧缺氧好氧污泥回流回流出水二沉池進水含磷污泥改進的Bardenpho工藝厭氧缺氧好氧缺氧12UCT工藝厭氧缺氧缺氧好氧污泥回流回流1出水二沉池進水含磷污泥回流1UCT工藝厭氧缺氧缺氧好氧污泥回流13SBR工藝缺氧：進水，分解有機物，DO降為零厭氧：反硝化脫氮，停止攪拌、聚磷菌放磷曝氣，硝化，聚磷菌吸收磷停止曝氣，靜止沉淀SBR工藝14主要的脫氮除磷活性污泥法功能及影響因素脫氮除磷工藝比較影響因素環(huán)境因素，pH、溫度、溶解氧工藝因素，泥齡、水力停留時間污水成分，BOD5及N、P的比值主要的脫氮除磷活性污泥法功能及影響因素15第三節(jié)城市污水的三級處理活性炭吸附

難降解化合物、殘余的無機化合物如氮、磷，硫化物和重金屬投加粉末活性炭的活性污泥工藝化學氧化法第三節(jié)城市污水的三級處理活性炭吸附16小型污水處理設施小型污水處理設施水量水質(zhì)特點組合式生活污水處理設備小型污水處理設施小型污水處理設施水量水質(zhì)特點17第一節(jié)小型污水處理設施水量水質(zhì)特點污水流量特點污水水質(zhì)特點第一節(jié)小型污水處理設施水量水質(zhì)特點污水流量特點18第二節(jié)組合式生活污水處理設備組合式污水處理設備分類好氧處理設備單級好氧處理設備多級好氧處理設備污水處置出水消毒池二沉池接觸氧化池初沉池調(diào)節(jié)池格柵污泥池第二節(jié)組合式生活污水處理設備組合式污水處理設備分類污水處置19缺氧－好氧和厭氧－缺氧－好氧相結(jié)合的處理設備缺氧－好氧處理流程出水污水處置消毒池二沉池接觸氧化池細格柵調(diào)節(jié)池粗格柵缺氧池缺氧－好氧和厭氧－缺氧－好氧相結(jié)合的處理設備出水污水處置消毒20厭氧－缺氧－好氧處理流程污水處置出水好氧池缺氧池厭氧池沉砂池調(diào)節(jié)池格柵沉淀池消毒厭氧－缺氧－好氧處理流程污水處置出水好氧池缺氧池厭氧池沉砂池21組合式生活污水處理設備的材質(zhì)和附屬設備材質(zhì)：碳鋼、不銹鋼和玻璃鋼增強復合材料附屬設備：鼓風設備、電氣控制系統(tǒng)、消毒處理設備的布置組合式生活污水處理設備的材質(zhì)和附屬設備22污泥的處理和處置污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的處置和前處理污泥濃縮污泥的穩(wěn)定污泥的調(diào)理污泥脫水污泥的干燥和焚化污泥的管道運輸污泥的處理和處置污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量23第一節(jié)污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的來源、性質(zhì)和主要指標污泥的來源作為垃圾處置柵渣沉砂池沉渣初沉池污泥：有機物，病源體和重金屬化合物二沉池污泥：微生物機體第一節(jié)污泥的來源、性質(zhì)和數(shù)量污泥的來源、性質(zhì)和主要指標作為24污泥的主要指標含水率和含固率含水率：污泥中水含量的百分數(shù)含固率：污泥中固體或干泥含量的百分數(shù)揮發(fā)性固體（VSS）：污泥中在600oC的燃燒爐中能被燃燒，以氣體溢出的部分固體。污泥中的有毒有害物質(zhì)污泥的脫水性能比抗阻值（r）和毛細吸水時間（CST）污泥的主要指標25污泥量初沉污泥量

ρ0為進水中的懸浮物濃度；ρ為污泥密度

S為每人每天產(chǎn)生的污泥量；N為設計人口數(shù)?；蛭勰嗔炕?6剩余污泥量以VSS計算的剩余污泥量以SS計算的剩余污泥量f為VSS與SS之比。以體積計算的剩余污泥量剩余污泥量27污泥中的水分污泥中的水分游離水：存在于污泥顆粒間隙中的水，可借助外力去除。毛細水：存在于污泥顆粒間的毛細管中的水，也可能用物理方法分離。內(nèi)部水：粘附于污泥顆粒表面的附著水和存在于其內(nèi)部的水，用干化分離。污泥中的水分對污泥處理的影響污泥中的水分28第二節(jié)污泥的處置及其處理污泥的處置農(nóng)業(yè)利用填埋焚燒投放海洋第二節(jié)污泥的處置及其處理污泥的處置29污泥處置的前處理污泥濃縮污泥的含水率下降到97.5％左右，體積濃縮到原來的1/3左右。污泥穩(wěn)定污泥調(diào)理污泥干化污泥的含水率一般低于10％污泥處置的前處理30污泥濃縮衛(wèi)生填埋土地利用脫水脫水調(diào)理調(diào)理穩(wěn)定減量灰渣污泥濃縮衛(wèi)生填埋土地利用脫水脫水調(diào)理調(diào)理穩(wěn)定減量灰渣31第三節(jié)污泥濃縮污泥濃縮去除污泥的間隙水，用以減少污泥的體積。主要方法：沉降法、氣浮法和離心法沉降法間歇式污泥濃縮池

主要參數(shù)：停留時間連續(xù)式污泥濃縮池

主要參數(shù)：濃縮池的固體通量、水力負荷、水力停留時間第三節(jié)污泥濃縮污泥濃縮32氣浮濃縮法氣浮濃縮系統(tǒng)的組成加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置氣浮濃縮法的主要設計參數(shù)污泥負荷氣固比As：溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體的重量之比，一般取0.01～0.04水力負荷：取40～80m3/（m2.d）回流比R：加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的體積比，一般取25%～35%氣浮濃縮法33回流比的計算式中Aa為所需空氣量；S為進入氣浮池中的固體總量（不計回流水SS），g/h；一定溫度下，1大氣壓的空氣飽和溶解度；P為絕對大氣壓；f為溶解效率回流比的計算34某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率為99.3％，泥溫20oC?，F(xiàn)采用回流加壓氣浮法濃縮污泥，要求含固率達到4%，壓力溶氣罐的表壓P為3×105Pa。試計算氣浮濃縮池的面積A和回流比R。若濃縮裝置改為每周運行7d，每天運行16h，計算氣浮池面積。某廢水處理廠的剩余活性污泥量為240m3/d，含水率為99.35解：設計一座矩形的平流式氣浮濃縮池

①計算氣浮濃縮池面積A污泥負荷75kg/(m2.d)，污泥密度為1000kg/m3解：設計一座矩形的平流式氣浮濃縮池36

②回流比R根據(jù)經(jīng)驗，氣固比As取0.02采用裝設填料的壓力罐，溶解效率f＝0.09故回流水量為38m3/h。②回流比R37溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留3min計算，則：以水力負荷校核氣浮池面積溶氣罐凈體積（不包括填料）按溶氣水停留3min計算，則38③若濃縮池每天運行16h，則流量污泥負荷仍取3.125kg/(m2.h)，則③若濃縮池每天運行16h，則流量39回流比（R）仍為380％回流水量：380％×15＝57m3/h溶氣罐凈體積：VN＝57×3/60＝2.85m3以水力負荷校核氣浮池面積符合要求回流比（R）仍為380％40離心濃縮法機理：利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機中受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。特點：工作效率高，占地面積小，衛(wèi)生條件好；電耗大，需添加助凝劑。主要指標：出泥含固率和固體回收率離心機類型：轉(zhuǎn)筒式、盤式、籃式離心濃縮法41第四節(jié)污泥的穩(wěn)定概述污泥穩(wěn)定的作用污泥穩(wěn)定的方法污泥厭氧消化法的發(fā)展和分類污泥厭氧消化的分類按溫度分：中溫消化33oC～35oC高溫消化50oC～55oC按負荷率分：低負荷率0.5～1.6kgVSS/m2高負荷率1.6～6.4kgVSS/m2污泥厭氧消化的發(fā)展第四節(jié)污泥的穩(wěn)定概述42影響污泥消化的主要因素pH值和堿度

pH值：7.0～7.3，堿度保持在2000mg/L溫度負荷消化池的攪拌有毒有害物質(zhì)影響污泥消化的主要因素43消化池的構造消化池消化池的附屬設備加料、排料、加熱、攪拌、破渣、集氣、排液、溢流及其它監(jiān)測防護裝置消化池的設計沼氣的收集和利用消化池有效容積的確定或消化池的構造消化池有效容積的確定或44第五節(jié)污泥的調(diào)理概述污泥調(diào)理：破壞污泥的膠體狀態(tài)，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。調(diào)理方法加藥調(diào)理法、淘洗加藥調(diào)理法、加熱調(diào)理法、冷凍調(diào)理法、加骨粒調(diào)理法第五節(jié)污泥的調(diào)理概述45污泥脫水性能的評價指標比阻抗值r過濾基本方程式污泥脫水性能的評價指標46t/V與V呈直線關系，其斜率為：由此可得比阻抗r：式中的b為與污泥性質(zhì)有關的數(shù)值。比阻抗的物理意義是單位干重濾餅的阻力，r越大，污泥越難過濾，其脫水性能越差。t/V與V呈直線關系，其斜率為：47毛細吸水時間（CST）毛細吸水時間為污泥與濾紙接觸時，在毛細管作用下，水分在濾紙上滲透1cm長度的時間，單位為秒。CST的測定裝置加藥調(diào)理法調(diào)理劑種類無機調(diào)理劑：各種鐵鹽和鋁鹽有機調(diào)理劑：聚丙烯酰胺毛細吸水時間（CST）48調(diào)理劑投加量的確定影響污泥調(diào)理效果的因素污泥性質(zhì)調(diào)理劑品種污泥調(diào)理條件pH值、調(diào)理劑的配制濃度、污泥與調(diào)理劑的完全充分的混合調(diào)理劑投加量的確定49第六節(jié)污泥脫水概述污泥脫水：去除污泥中的毛細水和表面附著水機械脫水板框壓濾機、帶式壓濾機、離心機自然干化干化床和污泥塘第六節(jié)污泥脫水概述50污泥的自然干化污泥干化床的構造圍堤和隔墻、輸泥槽、濾水層、排水系統(tǒng)和不透水底層污泥干化床脫水效果的影響因素氣候條件污泥性質(zhì)污泥調(diào)理污泥的自然干化51污泥干化床的設計決定面積和劃分塊數(shù)

式中的δ為一年內(nèi)排放在干化床上的污泥層總厚度，其值大小與污泥本身的性質(zhì)和氣候條件有關。污泥干化床的設計52含固率為6%的城市污水廠混合污泥的消化污泥，采用露天人工濾層干化床干化。當?shù)啬昶骄涤炅繛?,016mm，全年分布均勻。年蒸發(fā)量1,524mm。實驗室試驗表明，在脫水的最初幾天內(nèi)，污泥含固率提高到18%。要求干化后泥餅含水率為50%，求所需干化床面積。含固率為6%的城市污水廠混合污泥的消化污泥，采用露天人工濾層53解：每次排入干化床的污泥層厚度為254mm由于滲濾作用，污泥層厚度降低到85mm由滲濾去除的水分厚度為169mm污泥水分的年蒸發(fā)量為1143mm/a污泥吸收的降雨量為579.1mm污泥中凈蒸發(fā)量為563.9mm每年投加到干化床上污泥次數(shù)為10次每平方米面積每年可干化處理污泥量為2.54m3干化床面積為W/2.54的1.3倍解：54污泥的機械脫水及其設備帶式壓濾機污泥離心脫水和轉(zhuǎn)筒式離心機利用轉(zhuǎn)動使污泥中的固體和液體分離板框壓濾機污泥的機械脫水及其設備55第七節(jié)污泥的干燥與焚化概述污泥干燥：通過處理，去除污泥中絕大部分毛細管水、吸附水和顆粒內(nèi)部水污泥焚化：去除干燥污泥中的全部吸附水和顆粒內(nèi)部水及顆粒內(nèi)部水和有機物污泥的干燥和焚化設備轉(zhuǎn)筒式干燥器和焚化爐流化床焚化爐Sevar干燥器各種污泥干燥器和焚化爐的選擇第七節(jié)污泥的干燥與焚化概述56第八節(jié)污泥的管道輸送污泥的流體力學特性污泥輸送的流態(tài)污泥流動時的摩阻損失的確定第八節(jié)污泥的管道輸送污泥的流體力學特性57第十一章污水處理廠的設計廠址選擇廠、站處理方法和流程的選擇污水廠的平面布置污水廠的高程布置第十一章污水處理廠的設計廠址選擇58第一節(jié)廠址選擇廠址應選在地磚條件較好的地方處理廠應盡量少占土地和不占良田要考慮周圍環(huán)境衛(wèi)生條件處理廠應設在靠近電源的地方，并考慮排水、排泥的方便處理廠應選擇在不受洪水威脅的地方，否則考慮防洪措施。第一節(jié)廠址選擇廠址應選在地磚條件較好的地方59第二節(jié)廠、站處理方法和流程的選擇城鎮(zhèn)污水廠的流程污水灌溉污泥脫水設備污水格柵沉砂池沉淀池水體沼氣利用設備污泥消化池肥料第二節(jié)廠、站處理方法和流程的選擇城鎮(zhèn)污水廠的流程污水灌溉污60污泥脫水設備污水格柵沉砂池初沉池沼氣利用設備污泥消化池肥料水體污水灌溉生物濾池二沉池污泥污泥加氯設備污泥脫水設備污水格柵沉砂池初沉池沼氣利用設備污泥消化池肥料水61污泥脫水設備污水格柵沉砂池初沉池沼氣利用設備污泥消化池肥料水體污水