污水處理講座

1、污水處理的污水處理的技術(shù)原理與應(yīng)用技術(shù)原理與應(yīng)用前前 言言碳氮磷污染的危害性水體的富營(yíng)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(lái)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。海洋赤潮湖泊水華污染物來(lái)源點(diǎn)源污染城鎮(zhèn)污水工業(yè)廢水面源污染 農(nóng)業(yè)排水我國(guó)水體污染現(xiàn)狀局部有所改善整體仍在惡化主要內(nèi)容第一章第一章 有機(jī)物生物去除的工藝原理與應(yīng)用有機(jī)物生物去除的工藝原理與應(yīng)用第二章第二章 脫氮除磷的工藝原理與研究進(jìn)展脫氮除磷的工藝原理與研究進(jìn)展第三章第三章 生物去碳脫氮除磷的技術(shù)應(yīng)用生物去碳脫

2、氮除磷的技術(shù)應(yīng)用第四章第四章 污水深度處理方法的工藝原理與應(yīng)用污水深度處理方法的工藝原理與應(yīng)用第一章第一章 有機(jī)物生物去除的有機(jī)物生物去除的工藝原理與應(yīng)用工藝原理與應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 物理化學(xué)法物理化學(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(guò)濾法非溶解性物質(zhì)化學(xué)氧化法吸附法第二節(jié)第二節(jié) 生物化學(xué)法生物化學(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 曝 氣 池 二沉池 空氣 回流污泥 剩余污泥 出水 進(jìn)水 進(jìn)水 出水 消化氣 澄清區(qū) 污泥層 懸浮層 第三節(jié)第三節(jié) 主要工程應(yīng)用主要工程應(yīng)用視污

3、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(guò)濾/炭濾進(jìn)水ss/膠體濃度低；a/o工藝進(jìn)水難降解有機(jī)物濃度高，考慮水解酸化；ab工藝進(jìn)水有機(jī)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(jī)物；第二章第二章 脫氮除磷的工藝原理與脫氮除磷的工藝原理與研究進(jìn)展研究進(jìn)展第一節(jié)第一節(jié) 物理化學(xué)法脫氮物理化學(xué)法脫氮吹脫法折點(diǎn)加氯法離子交換法 第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)法除磷化學(xué)法除磷混凝沉淀除磷技術(shù)晶析法除磷技術(shù)特點(diǎn)：效率高，污泥產(chǎn)量大 第三節(jié)第三節(jié) 生物法脫氮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

4、氧）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(shí)曝氣；有混合液回流。出水 進(jìn)水 cn dn a. s 第四節(jié)第四節(jié) 生物法除磷生物法除磷基本原理發(fā)酵性產(chǎn)酸菌 水中基質(zhì) o2 p 乙 酸 有機(jī)基質(zhì) 積磷細(xì)菌 非積磷 異養(yǎng)細(xì)菌 好氧區(qū) 厭氧區(qū) 基質(zhì)o2 能量細(xì)胞 物質(zhì) 基質(zhì)o2 能量細(xì)胞 物質(zhì) 好氧區(qū) 厭氧區(qū) 基質(zhì) 乙酸 乙酸聚 p phb能量+p 發(fā)酵 產(chǎn)酸菌 積磷菌 放磷 吸磷 聚 p 積磷菌 phb 積磷菌 phb 積磷菌 聚 p 厭氧產(chǎn)酸后基質(zhì)的利用和 phb 的貯藏 生物除磷機(jī)理圖解 典型應(yīng)用a/o工藝：a段為厭氧段，do一般要求

5、低于0.2mg/l；o段傾向于短時(shí)普通曝氣；無(wú)混合液回流。qras, 0.51.0q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(wú)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。第五節(jié)第五節(jié) 生物法脫氮機(jī)理研究進(jìn)展生物法脫氮機(jī)理研究進(jìn)展微生物對(duì)氮的可能轉(zhuǎn)化途徑 1、同時(shí)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(shí)發(fā)生 機(jī)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

6、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(shí)度適中 orp同do2、短程硝化反硝化機(jī)理： nh4+ no2 n2 將硝化過(guò)程控制在亞硝酸鹽階段，然后直接進(jìn)行反硝化要點(diǎn)：細(xì)致地選擇污泥齡，保留亞硝化細(xì)菌，排除硝化細(xì)菌3、厭氧氨氧化機(jī)理：厭氧條件下，以no3 或no2為電子受體，將氨轉(zhuǎn)化為n2 要點(diǎn)：厭氧氨氧化反應(yīng)和厭氧氨氧化菌的存在 4、氧限制自養(yǎng)硝化反硝化（oland）機(jī)理：控制溶解氧，使硝化過(guò)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(diǎn)：低溶解氧濃度下實(shí)現(xiàn)維持no2的積累 5、好氧反氨化現(xiàn)象：某些高濃度含氮廢

7、水處理過(guò)程中，氨轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^(guò)程不需要按化學(xué)計(jì)量式消耗電子供體。 機(jī)理：涉及到的微生物目前尚不太清楚。 第六節(jié)第六節(jié) 生物法除磷機(jī)理研究進(jìn)展生物法除磷機(jī)理研究進(jìn)展反硝化除磷 在磷的生物攝/放過(guò)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 第三章第三章 生物脫氮除磷的技術(shù)應(yīng)用生物脫氮除磷的技術(shù)應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 序批式反應(yīng)器的應(yīng)用序批式反應(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(shí)現(xiàn)生物脫氮/除磷 廢水 出水 閑置期 排水期 沉降期 反應(yīng)期 進(jìn)水期 cass與cast與a2/o工藝類似，兼有脫氮除磷功能 生物選擇區(qū)

8、缺氧區(qū) 主 反 應(yīng) 區(qū) 污泥回流 曝氣 q 表面潷水器 msbrunitank 第二節(jié)第二節(jié) abab法的應(yīng)用法的應(yīng)用原理 a級(jí)：短時(shí)曝氣，利于除磷；底物濃度高，反應(yīng)速度快； b級(jí)：延時(shí)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(jí)可采用a/o等工藝a+a/o；a+sbr第三節(jié)第三節(jié) 氧化溝的應(yīng)用氧化溝的應(yīng)用原理a/o工藝的多級(jí)串聯(lián)a段：距曝氣機(jī)下游較遠(yuǎn)的區(qū)域； o段：距曝氣機(jī)下游較近的區(qū)域；特點(diǎn)：循環(huán)水流混合條件好，傳質(zhì)效果佳。 進(jìn)水 至二沉池 回流污泥 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

9、氧化溝；一體化方向一體式氧化溝第四節(jié)第四節(jié) a a2 2/o/o工藝的應(yīng)用工藝的應(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(wèn)題；工藝改良示例：ccfp工藝機(jī)理：水處理工藝與氧化溝工藝相結(jié)合；水流動(dòng)力學(xué)獨(dú)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(dòng)力學(xué)同時(shí)硝化反硝化特點(diǎn)：兼具兩種工藝的特點(diǎn)；節(jié)約能耗。oa1攪拌器推流器推流器混合液回流過(guò)水孔出水至二沉池進(jìn)水及污泥回流a2過(guò)水孔 第四章第四章 污水深度處理方法的污水深度處理方法的工藝原理與應(yīng)用工藝原理與應(yīng)用污水深度處理概述污水深度處理概述深度處理

10、目的：一般指污水回用深度處理對(duì)象：有機(jī)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)合水中雜質(zhì)顆粒分布污水回用的主要途徑第一節(jié)第一節(jié) 物理化學(xué)法物理化學(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(guò)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，反滲透第二節(jié)第二節(jié) 生物化學(xué)法生物化學(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）接觸氧化法生物膜法的一種；泥齡長(zhǎng)，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(lái)水預(yù)處理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

11、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(jī)理：活性炭的吸附作用提高反應(yīng)速率；增加反應(yīng)時(shí)間；微生物的分解作用投加濃度低，處理成本低。特點(diǎn)：提高對(duì)難降解有機(jī)物的去除率；增強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷的能力；保證安全性（增強(qiáng)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(qiáng)；有助于提高反應(yīng)速率，提高難降解有機(jī)物去除率。膜生物反應(yīng)器（mbr）特點(diǎn)：利用膜取代傳統(tǒng)二沉池的一種新工