水處理構(gòu)筑物概述

1、1 水處理構(gòu)筑物 2 1物理處理構(gòu)筑物 1.1格柵 1.2沉砂池 1.3調(diào)節(jié)池 1.4沉淀池 1.5隔油池 1.6氣浮池 2.生物處理構(gòu)筑物 2.1活性污泥法 2.1.1曝氣池 2.1.2生物脫氮除磷工藝 2.2生物膜法 2.2.1生物濾池 2.2.2生物轉(zhuǎn)盤法 2.2.3生物接觸氧化法 2.2.4曝氣生物濾池 2.3厭氧生物處理技術(shù) 2.3.1化糞池 2.3.2厭氧生物濾池 2.3.3厭氧接觸法 2.3.4上流式厭氧污泥床反應(yīng)器 3 1. 物理處理構(gòu)筑物 1.1格柵 位置：安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理 廠的前端。 作用：用來截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，防止其堵 塞和纏繞水

2、泵機(jī)組、曝氣器、管道閥門等，減少后續(xù)處理 產(chǎn)生的浮渣，保證污水處理設(shè)施的正常運行。 原理：篩濾截留法。 4 1.2.沉砂池 作用：去除污水中泥沙、煤渣等相對密度較大的無機(jī)顆粒 ，以免影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。 位置：初沉池前、泵站前、倒虹管前。（城市污水處理中 ，設(shè)在格柵之后，初沉池之前；給水中水處理中設(shè)在沉淀 池之前；工業(yè)廢水處理中設(shè)在調(diào)節(jié)池之前。） 原理：重力分離或離心力分離為基礎(chǔ)，控制污水流速，使 其將相對密度較大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒隨水 流帶走。 5 常用的沉砂池形式有：平流式沉砂池、曝氣沉砂池 、旋流沉砂池、豎流式沉砂池。 池型 優(yōu)缺點 平流式 沉砂池 構(gòu)造簡單，處理效

3、果好，工作穩(wěn)定。但沉 砂中夾雜有機(jī)物，易于腐化散發(fā)臭味 曝氣沉 砂池 沉砂中含有機(jī)物量低于5%，長期擱置不 易腐化。還有預(yù)曝氣、脫臭、除泡作用。 實際工程中多采用曝氣沉砂池。 旋流沉 砂池 利用機(jī)械力控制水流流態(tài)與流速、加速砂 粒的沉降并使有機(jī)物隨水流帶走的沉砂裝 置。 豎流式 沉砂池 通常去除較粗（粒徑在0.6mm以上）的砂 粒，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，目前生產(chǎn)中采用較 少。 6 1.3調(diào)節(jié)池 作用：調(diào)節(jié)水量，均衡水質(zhì)。 原理：一般在池內(nèi)設(shè)置混合和曝氣裝置來實現(xiàn)調(diào) 節(jié)水量，均衡水質(zhì)。 設(shè)置位置：一般設(shè)計在一級處理之后，二級處理 之前，這樣污泥和浮渣的問題會少點。若設(shè)計在 一級處理之前，則需要有足夠的

4、混合設(shè)備以防止 懸浮物沉淀和廢水濃度過高。 7 1.4沉淀池 按照工藝布置的不同，可以分為初沉池和二沉池。 初沉池 作用：去除污水中無機(jī)顆粒和部分有機(jī)物質(zhì)，降低后續(xù)生 物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。 原理：重力分離或離心分離。 位置：設(shè)置于生物處理前面，作為生物處理的預(yù)處理。 二沉池 作用：泥水分離，使生物處理構(gòu)筑物出水澄清。 原理：重力分離或離心分離。 位置：設(shè)置在生物處理后面。 8 沉淀池按照池內(nèi)水流方向的不同分為平流式、豎流 式、輻流式。另外還有斜板（管）沉淀池。 9 各類沉淀池及使用條件 池型優(yōu)點缺點使用條件 平流 式 1.對沖擊負(fù)荷和溫 度變化適應(yīng)能力強(qiáng) ；2.施工簡單，造 價低 1.采用

5、多斗排泥，每個泥 斗單獨操作，工作量大； 2.采用機(jī)械排泥時，設(shè)備 都位于水下，易腐蝕。 1.適用于地下水位 較高和水質(zhì)較差的 地區(qū)。2.適用于大 中小型污水處理 豎流 式 1.排泥方便，管理 簡單；2.占地面積 ??； 1.池深大，施工困難；2. 對沖擊負(fù)荷和水溫變化適 應(yīng)能力差 適用于小型廢水處 理 輻流 式 1.機(jī)械排泥設(shè)備已 定型系列化；2對 大型污水處理廠較 為經(jīng)濟(jì) 1.水流速度不穩(wěn)定；2.機(jī) 械排泥設(shè)備復(fù)雜；3.易于 出現(xiàn)異重流現(xiàn)象 1.適用于地下水位 較高地區(qū)；2.適用 于大中型廢水處理 斜管 式 處理效率高，停留 時間短，占地面積 小。 1.構(gòu)造復(fù)雜；2.斜管、斜 板造價高；3.

6、固體負(fù)荷不 宜過大 適用于大、中、小 型廢水處理 10 1.5隔油池 廢水中油的存在形態(tài) 油分 類 可浮油細(xì)分散油乳化油溶解油 粒徑 /m 1001010010，主要為 0.12 小于乳化油 去除 方法 利用密度 差分離 長期靜置可形成可 浮油，可用斜板隔 油池去除 破乳后利用密 度差分離 在水中的溶 解度非常低 作用：提供足夠的容量，使廢水經(jīng)過隔油池時，能夠發(fā)生油水分離， 油的去除效率一般為70%80%左右。 原理：依靠油滴與水的密度差來進(jìn)行油水分離。 11 1.6氣浮池 作用：提供一定的容積和池表面積，使微小氣泡與水中的懸浮固體混 合、接觸、粘附，使帶氣絮體與水分離。 原理：使在水中形成微

7、小氣泡形式，使微小氣泡與水中的懸浮的顆粒 粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，形成表觀 密度小于水的漂浮絮體，絮體上浮至水面，形成浮渣層被刮除，從而 實現(xiàn)固液分離。 應(yīng)用領(lǐng)域： （1）石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油廢水的油水分離。 （2）廢水中有用物質(zhì)的回收，如造紙廢水中的紙漿纖維及填料的回 收，電泳漆廢水中極性物質(zhì)的分離。 （3）含懸浮固體相對密度接近于1的工業(yè)廢水的預(yù)處理。 （4）取代二沉池進(jìn)行泥水分離，特別適用于活性污泥絮體不易沉淀 或易于產(chǎn)生膨脹的情況。 12 2.生物處理構(gòu)筑物 根據(jù)參與代謝活動的微生物對溶解氧的需求不同，污水的生物處理技 術(shù)可以分為好氧生物處理、缺

8、氧生物處理、厭氧生物處理。 好氧生物處理：污水中有分子氧存在的情況下，利用好氧微生物（包 含兼性微生物）降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。好氧生 物處理方案有活性污泥法和生物膜法兩大類。 缺氧生物處理：水中無分子氧存在，但是有如硝酸鹽等化合態(tài)氧的條 件下進(jìn)行的生物處理方法。 厭氧生物處理：是在沒有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下，兼性細(xì)菌 與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。 13 2.1活性污泥法 活性污泥法的基本流程如下表： 進(jìn)水 曝氣池 沉淀 池 剩余污泥回流污泥 空氣 出水 14 2.1.1曝氣池 作用：微生物進(jìn)行好氧生物處理，將廢水中可生物降解的 有機(jī)物進(jìn)行降解。 原理：污水

9、中有分子氧存在的情況下，利用好氧微生物（ 包含兼性微生物）降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化。 主要分為推流式曝氣池、完全混合式曝氣池、封閉環(huán)流式 曝氣池（CLR）、序批式反應(yīng)池（SBR）四大類，其他反 應(yīng)池基本上都是這四種類型的組合或變形。 15 2.1.1.1推流式曝氣池 原理：污水與活性污泥從池體的一端進(jìn)入曝氣池，池內(nèi)裝有曝氣擴(kuò)散裝置， 池水流呈推流型，理論上曝氣池橫斷面上各點濃度均勻一致，縱向不參與摻混。 底物濃度在進(jìn)口端最高，在池底出口端最低。這種屬于傳統(tǒng)的推流式曝氣池。 優(yōu)點：處理效果好，運行穩(wěn)定，BOD去除達(dá)到90%以上。 缺點：前端有機(jī)物高，耗氧量高；適應(yīng)水量水質(zhì)變化能力差；前半段供

10、養(yǎng)不 足，后半段供養(yǎng)過足，造成能耗浪費。 應(yīng)用領(lǐng)域：適用于對處理效果和穩(wěn)定程度要求高的污水，多用于城市污水處 理。 16 2.1.1.2完全混合式曝氣 原理：因為污水進(jìn)入曝氣池后，在曝氣攪拌的作用下，與全池完全混合， 使底物濃度，微生物濃度還有溶解氧的濃度在各處保證一致，所以在入流出現(xiàn) 沖擊負(fù)荷時，能夠瞬時完全混合。故耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。 優(yōu)點：耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；容易調(diào)控，更好的使發(fā)揮活性污泥的凈化功能； 缺點：有機(jī)負(fù)荷較低，活性污泥容易產(chǎn)生污泥膨脹。 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用于處理工業(yè)廢水，特別是濃度較高的工業(yè)廢水。 17 2.1.1.3封閉環(huán)流式曝氣池（CLR） 封閉環(huán)流式曝氣池在短時間內(nèi)呈現(xiàn)的是推流

11、式，在長時間內(nèi)則呈現(xiàn)出 完全混合式，兩種流態(tài)的混合，可以減小短流，使進(jìn)水被數(shù)十倍甚至數(shù)百 倍的稀釋，從而提高了反應(yīng)器的緩沖能力。 特點：結(jié)合了推流式曝氣池和完全混合式曝氣池的優(yōu)點。具有較高的容積 負(fù)荷 ，不存在污泥膨脹問題。污泥產(chǎn)量較少。 18 2.1.1.4序批式反應(yīng)池（SBR） 原理：流態(tài)上屬于完全混合，但有機(jī)物隨著反應(yīng)時間的推移降解。廢水由進(jìn)水、 反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，完成一個周期。所有處理過程都是在同 一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)一次進(jìn)行。 相比連續(xù)活性污泥工藝的優(yōu)點：工藝簡單（曝氣池兼二沉池功能，無污泥回 流設(shè)備）；耐沖擊負(fù)荷，一般無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；易得到更優(yōu)水質(zhì)

12、；污泥沉降性 能好，能有效防止絲狀菌膨脹；可自動控制，易于管理，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)可以達(dá)到脫 氮除磷的效果。 應(yīng)用領(lǐng)域：可廣泛應(yīng)用于屠宰、含酚、啤酒、化工等工業(yè)廢水和生活污水的處 理。 19 污泥膨脹 污泥膨脹：活性污泥沉降性能變差 的現(xiàn)象。有絲狀菌性膨脹和非絲狀 菌性膨脹兩種，前者系系絲狀菌異 常增長而引起，后者因黏性物質(zhì)大 量積累而引起。 特征：污泥結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)量變輕， 沉淀壓縮性能差；SV值增大，有時 達(dá)到百分之九十，SVI達(dá)到300以上 ；大量污泥流失，出水渾濁；二次 沉淀難以固液分離，回流污泥濃度 低，有時還伴隨大量的泡沫的產(chǎn)生 ，無法維持生化處理的正常工作。 20 常見的類型有絲狀菌膨脹

13、和非絲狀菌膨脹。 第一類：絲狀菌膨脹主要是由于絲狀菌的繁殖引起，顯微鏡觀察膨脹的活性 污泥，有絲狀生物增殖，這些絲狀生物互相纏在一起，妨礙污泥濃縮，SVI值 通常上升到300以上。絲狀菌在下列情況下最容易繁殖生長，導(dǎo)致污泥膨脹： 1）偏酸環(huán)境；2）供氧不足；3）水溫偏高；4）碳氮比失衡。 第二類：非絲狀菌膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷太高的時候，此 時細(xì)菌吸附了大量有機(jī)物，來不及代謝，在胞外積貯大量高粘性的多糖物質(zhì) ，使得表面附著物大量增加，很難沉淀壓縮。而當(dāng)?shù)獓?yán)重缺乏時，也有可產(chǎn) 生膨脹現(xiàn)象。因為若缺氮，微生物便于工作不能充分利用碳源合成細(xì)胞物質(zhì) ，過量的碳源將被轉(zhuǎn)彎為多糖類胞外貯存物

14、，這種貯存物是高度親水型化合 物，易形成結(jié)合水，從而影響污泥的沉降性能，產(chǎn)生高粘性的污泥膨脹。非 絲狀菌污泥膨脹發(fā)生時其生化處理效能仍較高，出水也還比較清澈，污泥鏡 檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發(fā)生情況較少，且危害并不十分嚴(yán)重。 21 2.1.2生物脫氮除磷 （1）厭氧區(qū) 原理及作用：聚磷微生物厭氧釋磷。 （2）缺氧區(qū) 原理及作用：NO2-和NO3-在反硝化菌的作用下被還原為氮氣，從而去 除氮。 （3）好氧區(qū) 原理及作用：氨態(tài)氮進(jìn)行硝化，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽和亞硝酸鹽。聚磷菌 在好氧條件下超量吸磷，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除從而 達(dá)到生物除磷的目的。 生物脫氮 生物除磷 聚磷菌厭氧條件下釋放

15、磷，好氧條件下吸收磷，并以剩余污泥的形式 實現(xiàn)高效生物除磷。 22 2.2生物膜法構(gòu)筑物 特點：微生物附著生長在濾料或是填料的表面， 形成生物膜。污水與生物膜接觸后，污染物被微 生物吸附轉(zhuǎn)化，污水得以凈化。 生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧 化、曝氣生物濾池、生物流化床等工藝形式。 23 生物濾池的種類很多，有普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池 和曝氣生物濾池。 （1）普通生物濾池（第一代生物濾池） 結(jié)構(gòu)及原理：由濾床、布水設(shè)備、排水系統(tǒng)組成。其中濾床提供微生物生 長附著的環(huán)境，布水設(shè)備使污水均勻分布于池體，排水系統(tǒng)收集濾床流出的 污水和生物膜，保證通風(fēng)，支撐濾料。 特點：運

16、行簡單。對入流水質(zhì)水量變化承受能力較強(qiáng)。脫落的生物膜密實， 較容易在二沉池中被分離。 應(yīng)用領(lǐng)域：適用于小城鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)城區(qū)。 2.2.1生物濾池 24 （2）高負(fù)荷生物濾池（第二代生物濾池） 低負(fù)荷生物濾池又稱普通生物濾池，在處理城市污水方面，普通生物濾池由 長期運行的經(jīng)驗。普通生物濾池的優(yōu)點是：處理效果好，BOD5去除可以達(dá)到 85%95%，出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點是占地面積大、易于堵塞，灰蠅很多，影響 環(huán)境衛(wèi)生。 高負(fù)荷生物濾池，其采用新型濾料，革新流程，有機(jī)負(fù)荷大，可以達(dá)到普通 生物濾池的68倍，因此池體占地面積小。但是其BOD去除率較低，一般為 75%90%。 回流是高負(fù)荷生物濾池的主要特點，回

17、流有利于污水中的BOD被稀釋，有利 于污水的凈化處理。 25 當(dāng)污水濃度不是很高的時候，可以采用a流程，回流比可調(diào)。b、c 流程適用于高濃度污水或者出水水質(zhì)要求較高的場合。 26 （3）塔式生物濾池（第三代生物濾池） 塔式生物濾池濾料層高達(dá)812m，污水自 上而下滴流，通風(fēng)條件好（一般為自然通 風(fēng)），氧氣供給足，可承受較大的有機(jī)負(fù) 荷和有毒物質(zhì)的沖擊，但是由于污水在塔 內(nèi)只停留幾分鐘，因此對有機(jī)物的處理往 往不夠充分，對BOD的去除率僅60%85% 。鑒于此，該法常用來作為高濃度有機(jī)工 業(yè)廢水的第一級處理工藝。 與普通生物濾池相比，塔式生物濾池具有 負(fù)荷高（是普通生物濾池的210倍）； 生物相

18、分層；濾床堵塞可能性減??； 占地面積小。 如圖為單級進(jìn)水塔式生物濾池。 27 2.2.2生物轉(zhuǎn)盤 28 2.2.2生物轉(zhuǎn)盤 原理：當(dāng)轉(zhuǎn)盤浸沒在水中，有機(jī)物被生物膜吸附，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)出水面，轉(zhuǎn)盤表層 吸收空氣中的氧氣，從而實現(xiàn)微生物好氧分解有機(jī)物。如此循環(huán)下去。 轉(zhuǎn)盤不斷轉(zhuǎn)動，污染物不斷被氧化分解，生物膜也逐漸變厚，衰老的生物膜在 水流剪切力作用下脫落，并隨污水排出，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動也使槽中污水不斷的攪動充 氧，脫落的生物膜在槽中呈懸浮狀態(tài)，繼續(xù)起凈化作用，因此，生物轉(zhuǎn)盤兼有 活性污泥池的功能。 優(yōu)點：不需要曝氣和回流，運行時動力消耗低和費用低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、 無需回流污泥、易于維護(hù)管理、產(chǎn)生的污泥量少

19、。 缺點：所需占地面積大、建設(shè)投資較高、適用于小水量的廢水處理。其性能受 環(huán)境氣溫及其它因素影響較大。 29 2.2.2生物轉(zhuǎn)盤 生物轉(zhuǎn)盤的布置形式 一般有單軸單級、單軸多 級、多軸多級。最常見的 時多級轉(zhuǎn)盤串聯(lián)以延長處 理時間，提高處理效果。 一般級數(shù)為34級。 為了稀釋進(jìn)水，可 考慮出水回流。但是生 物膜的沖刷不依靠水力 負(fù)荷的增大而是通過控 制一定的盤片轉(zhuǎn)速來達(dá) 到。 30 原理：池內(nèi)污水中設(shè)有填料，填料上長滿生物膜，水中的有機(jī)物被生物膜吸 附、氧化分解和轉(zhuǎn)化成新的生物膜。 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用于國內(nèi)的污水處理領(lǐng)域，特別在有機(jī)工業(yè)廢水生物處理、小 型生物污水處理中得到廣泛應(yīng)用。 特點：具有較高

20、的容積負(fù)荷能力；不需要污泥回流，不存在污泥膨脹的 問題；對水量驟變適應(yīng)能力強(qiáng)。 2.2.3生物接觸氧化法 生物接觸氧化池，又 稱浸沒式生物濾池或接觸 曝氣池。實質(zhì)是將微生物 固著生長的濾料全部浸沒 在水中，并采用與曝氣池 相同的方法曝氣，供氧的 同時起到攪拌和混合的作 用。 31 2.2.4曝氣生物濾池 作用：主要以去除有機(jī)物為目的，同時利 用濾料的截留作用降低SS，并利用生物膜內(nèi)部 和表面的氧的濃度不同，以及曝氣管道的位置 的改變實現(xiàn)硝化和部分反硝化作用。 曝氣生物濾池是普通生 物濾池的一種變形方式，也 可看成是生物接觸氧化法的 一種特殊形式，即在反應(yīng)器 內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填 料，以提供

21、微生物的生長載 體，由于填料細(xì)小，過濾作 用強(qiáng)，因此不用進(jìn)行沉淀處 理，但是為了減少反洗次數(shù)， 對進(jìn)水SS有一定的限制。 如圖為曝氣生物濾池工 作狀態(tài)。 32 2.2.4曝氣生物濾池 l 優(yōu)點：不需要設(shè)計二沉池；占地面積少；具有模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)；便 于自動控制；臭氣少；氧傳輸效率高，曝氣量小，動力消耗低； l 缺點：對進(jìn)水SS要求高，一般低于100mg/L，最好在5060mg/L（作為二 級生物處理工藝時）；水頭損失大； l 應(yīng)用領(lǐng)域：在我國，用于城市污水處理、某些工業(yè)廢水處理和污水回用深度 處理。 33 2.3厭氧生物處理構(gòu)筑物 原理：在斷絕供養(yǎng)的情況下，利用厭氧微生物的 生命活動過程，使廢水

22、中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成較簡單 的有機(jī)物和無機(jī)物的處理過程。 應(yīng)用范圍：主要對象是有機(jī)污泥，但近年來對于 高濃度有機(jī)廢水（如屠宰場廢水、發(fā)酵工業(yè)廢水 、羊毛洗滌廢水等）有先用厭氧法處理，然后根 據(jù)需要，再用好樣進(jìn)行后處理。 34 2.3.1化糞池 作用：用于處理糞便污水。 應(yīng)用范圍：曾廣泛用于不設(shè)污水處理廠的合流制 排水系統(tǒng)，尚可用于郊區(qū)的別墅式建筑。 35 2.3.2厭氧生物濾池 厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料（如卵石、爐渣、人工填料 等），微生物附著生長在濾料上，以生物膜的形式存在，進(jìn)入?yún)捬跎?濾池的污水通過濾料上的微生物接觸得到分解。 優(yōu)點：處理能力高；濾池內(nèi)可以保持較高的微生物濃度；不需另設(shè)泥水 分離設(shè)備，出水SS較低；設(shè)備簡單，操作方便等。 缺點：濾料費用較貴；濾料容易堵塞，尤其是生物膜很厚的下部，堵塞 后沒有簡單有效的清洗方案，因此不適合用于懸浮物濃度高的污水。 應(yīng)用領(lǐng)域：我國已經(jīng)成功應(yīng)用于小麥淀廠廢水、化工廠廢水、生活污水 、填埋場滲濾液、發(fā)酵廠廢水、釀造廠廢水等COD處理范圍在 300085000不等，其中COD去除率達(dá)到65%94%不等。 36 2.3.3厭氧接觸氧化池（消化池） 優(yōu)點：由于污泥回流，厭氧反應(yīng)器內(nèi)能夠 維持較高的污泥濃度，從而大大降低了水 力停留時間，使反應(yīng)