污水處理廠基礎知識培訓內容

1、污水處理基礎知識1、污水人類在生活和生產活動中，要使用大量的水。水在使用過程中會受到不同程 度的污染，被污染的水稱為污水。污水也包括降水。按照來源不同，污水可分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水。生活污水是人類日常生活中用過的水，包括廁所、廚房、浴室、洗衣房等處 排出的水，來自住宅、公共場所、機關、學校、醫(yī)院、商店以及工廠中生活間， 生活污水含有較多的有機物如蛋白質、動植物脂肪、碳水化合物和氨氮等，還 含有肥皂和洗滌劑以及病原微生物菌、寄生蟲卵等。這類污水需經處理后才能 排入水體、灌溉農田或再利用。工業(yè)廢水在工業(yè)生產中排出的污水，來自車間和礦場。由于生產類別、工藝過程和使用原材料不同，工業(yè)廢水的水質繁

2、雜多樣。其中如冷卻水，只受輕度 污染或只是水溫增高，稍做處理即可回用，它們被稱為生產廢水。而使用過程 中受到較嚴重污染的水，其中大多有危害性，如含有大量有機物的；含氰化物、 汞、鉛、鉻等有毒物質的；含合成有機化學物質的；含放射性物質的等等。另 外也有物理性狀十分惡劣如有臭味、有色、產生泡沫等。這些稱為生產污水， 大多需經適當處理后才能排放或回用。生產污水中所含有毒有害物質往往是寶 貴的原料，應盡量回收利用。降水是指在地面上流泄的雨水、冰雪融化水。這類水雖然較清潔，但徑流量 大，若不及時排除，會造成對人類生活、生產的巨大影響。降水一般不需處理， 可直接排入水體，但初降的雨水可攜帶大量地面上、屋頂

3、上積存的污染物，并 可能帶有工廠排放出的有毒有害粉塵，污染程度較重的也要經過處理后排放。一般情況下，污水都需經過處理再排放，但對于處理程度的要求可有所不同。 如進人受納水體或土地、大氣的，因環(huán)境具有一定的自凈能力，在自凈能力范 圍以內的，即環(huán)境容量允許的，可充分利用環(huán)境容量而減低對處理水平的要求； 對于回收利用，也可按回收后用水的水質要求來確定處理水平。以此來求得最 好的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益。2、水質指標2. 1物理指標(1) 懸浮固體水質中的懸浮固體是指水樣通過孔徑為 0.45卩m的濾膜，截留在濾膜上并于 103105C烘干至恒重的物質質量，簡稱 SS單位是mg/L。(2) 濁度水中

4、含有泥土、粉砂、微細有機物、無機物、浮游生物等懸浮物和膠體物都 可以使水體變得混濁而呈現(xiàn)一定濁度，濁度是在外觀上判斷水是否被污染的主 要特征之一。在水質分析中規(guī)定：1L水中含有ImgSiO所構成的濁度為一個標準 濁度單位，簡稱1度。(3) 臭和味臭和味是判斷水質優(yōu)劣的感官指標之一，潔凈的水是沒有氣味的，受到污染后會產生各種臭味。常見的水臭味有霉爛臭味、糞便臭味、汽油臭味、臭蛋味、 氯氣味等，臭味的表示方法現(xiàn)行是用文字描述臭的種類，用強、弱等字樣表示 臭的強度。(4) 溫度溫度也是一項重要指標，水溫的變化對廢水生物處理有很大影響，水溫通常用刻度為0.1 C的溫度計測定。水溫要在現(xiàn)場測定。(5)

5、色澤和色度色澤是指廢水的顏色種類，通常用文字描述，如：廢水呈深藍色、棕黃色、 淺綠色、暗紅色等。色度是指廢水所呈現(xiàn)的顏色深淺程度。 色度有兩種表示方法：一是采用鉑鉆 標準比色法，規(guī)定在1L水中含有氯鉑酸鉀(K2PtCI6 ) 2.49lmg及氯化鉆(CoCI26H2O 2.00mg時，也就是在1L水中含鉑(Pt) 1mg及鉆(Co) 0.5mg時所 產生的顏色深淺為1度(1o);二是采用稀釋倍數(shù)法，將廢水按一定的稀釋倍數(shù)， 用水稀釋到接近無色時的稀釋倍數(shù)。2.2化學指標(1) 生物化學需氧量BOD簡稱生化需氧量，簡寫為BOD是污水的重要污染指標之一。污水中大多含 有有機物。有機污染對水體污染、

6、自凈都有很大的影響，是污水處理的主要對 象，在污水處理及環(huán)境保護領域內被廣泛使用。生化需氧量是指在一定的溫度、時間條件下，微生物在分解、氧化水中有機 物的過程中，所消耗的游離氧數(shù)量，單位為 mg/ L。在B0的測量中，通常規(guī)定 使用20C、5天的測試條件，并將結果以氧的mg/L表示，記為五日生化需氧量， 符號BOD有機物生物降解的過程，可分為兩個階段。第一階段，有機物在好氧 微生物作用下被降解，轉化為CQ "0和NH。在自然條件下，一般10 20天可以 完成。第二階段是NH轉化為硝酸鹽的硝化反應，大約需百日可以完成。在第一 階段完成后，已不影響環(huán)境衛(wèi)生，因此，水體只要保持第一階段需要

7、的氧，就 可達到衛(wèi)生要求。測定第一階段污水降解的需氧量，需要20天，時間太長，一般都以五日為測定生化需氧量的標準，寫為 BOB而以第一階段所需20天時間， 近似地認為是完全生化需氧量，寫為 BOD。，生活污水的BOD勺為BOD的70%。(2) 化學需氧量COD在一定條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量，即為化學需氧量，寫為COD是污水水質的重要指標之一?；瘜W需氧量越大，說明水 體受有機物的污染越嚴重。常用的氧化劑有重鉻酸鉀和高錳酸鉀。我國規(guī)定的廢水檢驗標準采用重鉻酸 鉀作為氧化劑，在酸性條件下進行測定，所以有時記作 “CODcr，單位為mg/L。測定CO采用的是強氧化劑，對大

8、多數(shù)的有機物可以氧化到85%-953以上，所 以，同一種水質的CO一般高于BOD其間的差值能夠粗略地表示不能為微生物 所降解的有機物。對于一定的廢水而言，一般說來，COD> BOD> BOD。BODCOD旨標是5日生化需氧量與化學需氧量的比值，是污水可生化降解性 的指標。這一比值可反映污水可生化降解性的功能。通常以BODCOD=0.3為污水 可生化降解的下限。(3) 總需氧量TOD由于有機物主要組成元素是CHON、S等，當被氧化后，分別產生CO、 HO NO和SO,所消耗的氧量稱為總需氧量TOD TO更接近于理論需氧量值。TO的測定原理是：向氧含量已知的氧氣流中注入一定數(shù)量的水樣，

9、并將其 送入以鉑鋼為觸媒的燃燒管中，在900°C的高溫下燃燒，水樣中的有機物即被氧 化，消耗掉氧氣流中的氧，剩余氧量可用電極測定并自動記錄。氧氣流原有氧 量減去剩余氧量即總需氧量TOD可見TO的值大于CO值。TO的測定僅需幾分 鐘。從以上看出：TOD > CODcr > BOD(4) 總有機碳TOC總有機碳TO(是目前在國內、外開始廣泛使用的表示污水被有機物污染的綜 合指標。它所顯示的數(shù)值是污水中有機物的總含碳量。測定原理是：先將水樣 酸化，通過壓縮空氣吹脫水中的無機碳酸鹽，排除干擾，然后向氧含量已知的 氧氣流中注入一定數(shù)量的水樣，并將其送入以鉑鋼為觸媒的燃燒管中，在90

10、0C的高溫下燃燒，用紅外氣體分析儀測定在燃燒過程中產生的 CO量，并自動記錄， 再折算出其中的合碳量，就是總有機碳 TO值。測定時間僅需幾分鐘。(5) 有機氮：有機氮是反映水中蛋白質、氨基酸、尿素等含氮有機物總量 的一個水質指標。若使有機氮在有氧的條件下進行生物氧化，可逐步分解為NH3 NH4+ NO2- NO3等形態(tài)，NH3 NH4稱為氨氮，NO2稱為亞硝酸氮，NO3稱為 硝酸氮，這幾種形態(tài)的含量均可作為水質指標，分別代表有機氮轉化為無機物的各個不同階段。總氮(TN)則是一個包括從有機氮到硝酸氮等全部含量的水 質指標。(6) PHS：是指水中氫離子濃度的大小，在數(shù)值上等于氫離子的負對數(shù)，即：

11、PH=-lgH+=lg1/H +PH!是廢水的重要水質指標之一。廢水呈酸性或呈堿性，一般都是用PH!來 表示。當PH=時，水呈中性；當PH< 7時，水呈酸性；當PH> 7時，水呈堿性。 PH!的測定通常根據電化學原理采用玻璃電極法。(7) 溶解氧(DO溶解于水中的分子氧。一般以每升水所含氧的毫克數(shù)表示。 水中溶解氧飽和 含量與水溫、大氣壓力和水的化學組成有密切關系。在一個大氣壓條件下，0C的蒸餾水中溶解氧達到飽和時的氧含量為14.6mg/L，在20°C時則為9.1mg/L。 海水中溶解氧含量約為淡水的80%溶解氧是魚類和好氧菌生存和繁殖所必須的 物質。溶解氧低于4 mg

12、/ L時，魚類則難以生存。當水源被有機物污染后，由 于好氧菌氧化有機物，從而消耗了水中的溶解氧，如果不能從空氣中及時補充 消耗的氧，則水中溶解氧不斷減少，甚至接近于零。此時厭氧菌就會大量繁殖， 使有機物腐敗，水產生臭氣。在靜止的水中，水面的氧靠擴散作用進入水層， 因此，湖、塘水溶解氧含量與深度成反比。在流動的水中，湍流使氧迅速進入 水中，湍流越大，氧溶解于水中的速度越快。2.3生物指標作為水質的生物指標主要有細菌總數(shù)、大腸菌數(shù)、病原菌和病毒等。（1）細菌總數(shù)：細菌總數(shù)是指1毫升水中所含有各種細菌的總數(shù)。在水質分 析中，是把一定量水接種于瓊脂培養(yǎng)基中，在 37C條件下培養(yǎng)24小時后，數(shù)出 生長的

13、細菌菌落數(shù)，然后計算出每毫升水中所含的細菌數(shù)。（2）大腸菌數(shù)：大腸菌數(shù)是指1升水中所含大腸菌個數(shù)。由于大腸菌在外部 環(huán)境中的生存條件與腸道傳染病的細菌、寄生蟲卵相似，而且大腸菌的數(shù)量多， 比較容易檢驗，所以把大腸菌數(shù)作為生物污染指標。3、污水處理污水處理就是采用各種技術與手段，將污水中所含的污染物質分離去除、回 收利用，或將其轉化為無害物質，使水得到凈化。現(xiàn)代污水處理技術按原理可分為物理處理法，化學處理法和生物化學處理法 三類。物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮固體狀態(tài)的污染物質。 方法有： 篩濾法，沉淀法，上浮法，氣浮法，過濾法和反滲透法等。化學處理法；利用化學反應的作用，分離回收污水

14、中處于各種形態(tài)的污染物 質（包括懸浮物、溶解物及膠體等）。主要方法有中和、混凝、電解、氧化還 原、汽提、萃取、吸附、離子交換和電滲析等?；瘜W處理法多用于處理生產污 水。生物化學處理法：是利用微生物的代謝作用便污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有 機污染物轉化為穩(wěn)定的無害物質。主要方法可分為兩大類，即利用好氧微生物 作用的好氧法和利用厭氧微生物作用的厭氧法。前者廣泛用于處理城市污水及 有機性生產污水，其中有活性污泥法和生物膜法兩種；后者多用于處理高濃度 有機污水與污水處理過程中產生的污泥。城市污水與生產污水中的污染物是多種多樣的， 往往需要采用幾種方法的組 合，才能去除不同性質的污染物與污泥，達到凈化的目

15、的?，F(xiàn)代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的同體污染物質， 物理處理法大部分 只能完成一級處理的要求。經過一級處理后的污水， B0一般只去除30%左右， 達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質 （即BODCO） 去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準的要求。三級處理，是在一級、二級處理后，進一步處理難降解的有機物、磷和氮等 能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝 沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。三級處理也常叫 做深度

16、處理。4、活性污泥法的基本原理：4.1活性污泥的組成：在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，活性污泥是由具有活性的微生 物、微生物自身氧化的殘留物、吸附在活性污泥上不能為生物所降解的有機物 和無機物組成，其中微生物是活性污泥的主要組成部分?；钚晕勰辔⑸镉质怯杉毦⒄婢⒃鷦游?、后生動物等多種微生物群體 相結合所組成的一個生態(tài)系。細菌是活性污泥在組成和凈化功能上的中心，是微生物的最主要成分，污水中有機物的性質決定那些種屬的細菌占優(yōu)勢，含蛋白質的污水有利于產堿桿菌 屬和芽抱桿菌屬，而醣類污水或烴類污水則有利于假單抱菌屬。在一定的能量 水平（即細菌的活動能力）下，大部分細菌構成了活性污泥的絮凝體

17、，并形成 菌膠團，具有良好的自身凝聚和沉淀性能。在活性污泥法處理過程中，凈化污水的第一和主要承擔者是細菌，其次出現(xiàn) 原生動物，是細菌的首次捕食者，繼之出現(xiàn)后生動物，是細菌的第二次捕食者。4.2凈化過程與機理：活性污泥微生物能夠連續(xù)從污水中去除有機物，是由以下幾個過程完成的。（1）初期去除與吸附作用在很多活性污泥系統(tǒng)里，當污水與活性污泥接觸后很短的時間（3-5分鐘）內就出現(xiàn)了很高的有機物（BOD去除率，這種初期高速去除現(xiàn)象是吸附作用所 引起的，由于污泥表面積很大（介于 2000-10000m/m3混合液），且表面具有多 糖類粘質層，因此，污水中懸浮的和膠體的物質是被絮凝和吸附去除的，初期 被去除

18、的B0象一種備用的食物源一樣貯存在微生物細胞的表面，經過幾小時的 曝氣后，才會相繼攝入代謝，在初期，被單位污泥去除的有機物數(shù)量是有一定 限度的，它取決于污水的類型以及與污水接觸時的污泥性能，例如，污水中呈 懸浮的和膠體的有機物多，貝U初期去除率大，反之如溶解性有機物多，貝U初期 去除率就小，又如，回流的污泥未經足夠地曝氣，預先貯存在污泥里的有機物 將代謝不充分，污泥未得到再生，活性不能很好恢復，因而必將降低初期去除 率，但是，如回流污泥經過長時間的曝氣，則會使污泥長期處于內源呼吸階段， 由于過分自身氧化而失去活性，同樣也會降低初期去除率。（2）微生物的代謝作用活性污泥微生物以污水中各種有機物作

19、為營養(yǎng)， 在有氧的條件下，將其中一 部分有機物合成新的細胞物質（原生質）；對另一部分有機物則進行分解代謝， 即氧化分解以獲得合成新細胞所需要的能量，并最終形成CO和H20等穩(wěn)定的物質。在新細胞合成與微生物增長的過程中，除氧化一部分有機物以獲得能量外， 還有一部分微生物細胞物質也在進行氧化分解，并供應能量。活性污泥微生物從污水中去除有機物的代謝過程，主要是由微生物細胞物質 的合成（活性污泥增長），有機物（包括一部分細胞物質）的氧化分解和氧的 消耗所組成，當氧供應充足時，活性污泥的增長與有機物的去除是并行的；污 泥增長的旺盛時期，也就是有機物去除的快速時期。（3）絮凝體的形成與凝聚沉淀污水中有機物

20、通過生物降解，一部分氧化分解形成二氧化碳和水， 一部分合 成細胞物質成為菌體，如果形成菌體的有機物不從污水中分離出去，這樣的凈 化不能算結束，為了使菌體從水中分離出來，現(xiàn)多使用重力沉淀法，如果每個 菌體都處于松散狀態(tài)，由于其大小與膠體顆粒大體相同，那么將保持穩(wěn)定懸浮 狀態(tài)，沉淀分離是不可能的，為此，必須使菌體凝聚成為易于沉淀的絮凝體。易于形成絮凝體的細菌有動膠菌屬、產堿桿菌、無色桿菌、黃桿菌、假單抱 菌等，但無論哪一種細菌又都是在一定條件下才能夠凝聚的。5、活性污泥的評價指標（1）混合液懸浮固體濃度（MLSSMLSS是混合液懸浮固體濃度的簡寫，它又稱為混合液污泥濃度，它表示的是 在曝氣池單位容

21、積混合液內所含有的活性污泥固體物的總重量（ mg/L），它是計 量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標，活性污泥法中，MLSS 般為 2000-4000mg/L。（2）混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（MLVSS混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度是指混合液懸浮固體中有機物的重量，單位 mg/L,在一般情況下，MLVSS/MLS的比值較固定，對于生活污水，常在 0.75左 右，對于工業(yè)廢水，其比值視水質不同而異。（3）污泥沉降比（SV污泥沉降比是指曝氣池混合液在 100ml量筒中，靜置沉淀30min后，沉淀污 泥的體積占原混合液容積的百分比， 以表示。由于正常的活性污泥在靜沉 30min 后，一般可以接近它的最大密度，

22、故污泥沉降比可以反映曝氣池正常運行時的污 泥量，可用于控制剩余污泥的排放， 它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況， 便 于及早查明原因，采取措施，污泥沉降比測定比較簡單，并能說明一定問題，因 此它成為評定活性污泥的重要指標之一。（4）污泥指數(shù)（SVI）污泥指數(shù)全稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液經 30min靜沉后， 1g干污泥所占的容積，單位 mL/g。SVI=（ 1L混合液30min靜置沉淀形成的活性污泥體積（ml） /（ 1L混合液 中懸浮固體干重）SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度（活性）和凝聚、沉淀性能，良 好的活性污泥SVI常在50120之間，SVI值過低，說明污泥活性不夠

23、，可能是 水體中營養(yǎng)元素缺失導致。SVI過高的污泥，說明可能發(fā)生污泥膨脹。（5）污泥齡（ts）污泥齡是指在反應系統(tǒng)內，微生物從其生成到排出系統(tǒng)的平均停留時間，也 就是反應系統(tǒng)內的微生物全部更新一次所需的時間。在穩(wěn)定條件下，就是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥 量之比值，單位是日，在運行穩(wěn)定時，剩余污泥量也就是新增長的污泥量，因此污泥齡也就是新增長的污泥在曝氣池中平均停留時間，或污泥增長一倍平均所需要的時間。6、環(huán)境因素的影響(1) 溶解氧活性污泥法是需氧的好氧過程，對于傳統(tǒng)活性污泥法，氧的最大需要出現(xiàn)在 污水與污泥開始混合的曝氣池首端，常供氧不足，供氧不足會出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，妨礙正

24、常的代謝過程，滋長絲狀菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的濃度控制。 由 于活性污泥絮凝體的大小不同，所需要的最小溶解氧濃度也就不一樣，絮凝體越 小，與污水的接觸面積越大，也越宜于對氧的攝取，所需要的溶解氧濃度就?。?反之絮凝體大，則所需的溶解氧濃度就大， 為了使沉淀分離性能良好，較大的絮 凝體是所期望的，因此，溶解氧濃度以 2mg/L左右為宜。(2) 營養(yǎng)物在活性污泥系統(tǒng)里，微生物的代謝需要一定比例的營養(yǎng)物， 除以BODS示的 碳源外，還需要氮、磷和其他微量元素，生活污水含有微生物所需要的各種元素， 但某些工業(yè)廢水卻缺乏一些關鍵的元素一一氮、磷等。對氮、磷的需要量應滿足以下比例，即BOD N:

25、P=1O0 5 : 1。(3) PH值對于好氧生物處理，PH值一般以6.5-9.0為宜，PH值低于6.5，真菌即開 始與細菌競爭，降低到4.5時，真菌則將完全占優(yōu)勢，嚴重影響沉淀分離； PH 值超過9.0時，代謝速度受到障礙。對于活性污泥法，其PH值是指混合液而言，對于堿性廢水，生化反應可以 起緩沖作用；對于以有機酸為主的酸性廢水， 生化反應也可起緩沖作用，而且如 果在馴化過程中將PH值因素考慮進去，活性污泥也可以逐漸適應，對于出現(xiàn)沖 擊負荷，PH值急變時，則將給活性污泥以嚴重打擊，凈化效果將急劇惡化。在 這種情況下，完全混合活性污泥法， 則有較大的優(yōu)越性，為了使污水處理裝置穩(wěn) 定運行，應避免

26、PH值急變沖擊，酸堿廢水在進行生化處理前應進行預處理，將 PH調節(jié)到適宜范圍。(4) 水溫水溫是影響微生物生長活動的重要因素，城市污水在夏季易于進行生物處 理，而在冬季凈化效果則降低，水溫的下降是其主要原因。在微生物酶系統(tǒng)不受 變性影響的溫度范圍內，水溫上升就會使微生物活動旺盛，就能夠提高反應速度。 此外，水溫上升還有利于混合、攪拌、沉淀等物理過程，但不利于氧的轉移。對 于生化過程，一般認為水溫在20-30r時效果最好，35C以上和10C以下凈化效 果即行降低。因此，對高溫工業(yè)廢水要采取降溫措施，對寒冷地區(qū)的污水，則應 采取必要的保溫措施。目前對于小型生物處理裝置，一般采取建在室內的措施加 以

27、保溫，對于大型污水處理廠，如水溫能維持 6-7C，采取提高污泥濃度和降低 污泥負荷率等措施，活性污泥仍能有效地發(fā)揮其凈化功能。（5）有毒物質對生物處理有毒害作用的物質很多，毒物大致可分為重金屬，H2S等無機物質和氰、酚等有機物質。這些物質對細菌的毒害作用，或是破壞細菌細胞某些必 要的生理結構，或是抑制細菌的代謝進程。毒物的毒害作用還與PH值、水溫、溶解氧、有無其他毒物及微生物的數(shù)量和是否馴化等有很大關系。7、污泥污水處理過程中產生的沉淀物質，包括污水中所含固體物質、懸浮物質、膠 體物質以及從水中分離出來的沉渣，統(tǒng)稱為污泥。污泥中含有毒或有害物質， 但多數(shù)污泥中還含有植物肥分及其他有用物質。因此

28、，污泥的處理和利用是污 水處理中一個十分重要的內容。污泥的性質主要是：l ）含水率很高，初沉池中排出的污泥含水95流右，二沉池排出的污泥含水 96 - 99%含水率大，不易處理。2）污泥中含有微生物，生活污水、醫(yī)院污水、食品工業(yè)廢水和制革工業(yè)廢 水等的污泥中含有大量細菌、病毒和寄生蟲卵。3）污泥中含有有毒物質，如汞、鉻或某些難以分解的有毒有機物。污泥的處理工藝包括污泥的濃縮、 消化、脫水、干化及焚燒等以及最終處理。8、硝化與反硝化（脫氮機理）（1）硝化：傳統(tǒng)活性污泥法為代表的好氧生物處理法，其傳統(tǒng)功能是去除廢水中呈溶解 性的有機物。至于氮、磷只能去除細菌細胞由于生理上的需要而攝取的數(shù)量，這樣，廢水中氮的去除率為20%-40%而磷的去除率僅為5%-20%在未經處理的新鮮廢水中，含氮化合物的主要形式有：有機氮，如蛋白質、 氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等。含氮化合物在微生物的作用下，相繼產生下列各項反應。l ）氨化反應有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉