城市污水處理概論課件

第6章城市污水處理概論

城市污水的組成：生活污水工業(yè)污（廢）水初期雨水城市污水的污染指標(biāo)：感觀指標(biāo)：濁、色、嗅、味、溫物理化學(xué)指標(biāo)：pH、SS、BOD、COD、毒物指標(biāo)生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、病毒第6章城市污水處理概論城市污水的組成：1水體污染的分類(lèi)及其危害

水體的物理性污染及危害（水溫、色度、SS）水體的無(wú)機(jī)物污染及危害氮、磷污染與水體富營(yíng)養(yǎng)化重金屬污染及食物鏈的富集、遷移、轉(zhuǎn)化水體的有機(jī)物污染及危害有機(jī)物污染－微生物耗氧導(dǎo)致水質(zhì)惡化油類(lèi)污染－油膜覆蓋導(dǎo)致水生態(tài)惡化毒性有機(jī)物污染－對(duì)人類(lèi)和水生物的危害水體的病原微生物污染及危害水體污染的分類(lèi)及其危害水體的物理性污染及危害（水溫、色度、2城市污水處理的基本方法

城市污水的一級(jí)處理（物理處理）處理對(duì)象：懸浮物（SS）處理方法：篩濾截留，重力分離處理構(gòu)筑物：格柵沉砂池沉淀池城市污水處理的基本方法城市污水的一級(jí)處理（物理處理）3城市污水處理的基本方法

城市污水的二級(jí)處理（生物處理）處理對(duì)象：膠體和溶解性有機(jī)物（BOD,COD）處理方法：好氧生物法處理構(gòu)筑物：活性污泥法（傳統(tǒng)法，氧化溝，SBR）生物膜法（曝氣生物濾池，接觸氧化法）城市污水處理的基本方法城市污水的二級(jí)處理（生物處理）4城市污水處理的基本方法

城市污水的三級(jí)處理（深度處理）處理對(duì)象：氮、磷、SS和有機(jī)物（BOD,COD）處理方法：生物法，物化法處理構(gòu)筑物：生物除磷脫氮系統(tǒng)，曝氣生物濾池，MBR混凝＋沉淀＋過(guò)濾（CMF）活性炭吸附過(guò)濾電滲析，反滲透城市污水處理的基本方法城市污水的三級(jí)處理（深度處理）5城市污水處理的基本方法

城市污水處理廠的污泥處理處理目的：減量，穩(wěn)定，綜合利用處理方法：物理法，化學(xué)法，生物法處理構(gòu)筑物：濃縮池消化池污泥脫水機(jī)械沼氣利用設(shè)備城市污水處理的基本方法城市污水處理廠的污泥處理6城市污水處理的基本方法

典型的城市污水二級(jí)處理工藝流程圖城市污水處理的基本方法典型的城市污水二級(jí)處理工藝流程圖7第7章污水的物理處理

物理處理法的去除對(duì)象：粗大漂浮物懸浮物（SS）物理處理法常用工藝與設(shè)備篩濾截留——格柵，篩網(wǎng)，過(guò)濾重力分離——沉淀，上浮離心分離——離心機(jī)，旋流分離器第7章污水的物理處理物理處理法的去除對(duì)象：8格柵的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)

位置（泵前，泵后）作用（保護(hù)水泵，去除SS）間隙（粗格柵，中格柵，細(xì)格柵）形狀（平面，曲面）清渣方式（手動(dòng)，機(jī)械）格柵的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)位置（泵前，泵后）9城市污水處理廠格柵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為了充分發(fā)揮格柵作用，應(yīng)設(shè)兩道格柵；選用2臺(tái)以上運(yùn)行可靠、易于維修的機(jī)械格柵；合理設(shè)計(jì)格柵間，考慮接管、切換、維修、清渣的要求；合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，正確計(jì)算（確定）格柵斷面尺寸；正確計(jì)算柵渣量，合理確定清渣方式。城市污水處理廠格柵的設(shè)計(jì)要點(diǎn)為了充分發(fā)揮格柵作用，應(yīng)設(shè)兩道格10沉淀的現(xiàn)象與分類(lèi)

自由沉淀（平流沉砂池）絮凝沉淀（初沉池）擁擠沉淀（二沉池）壓縮沉淀（污泥濃縮池）沉淀的現(xiàn)象與分類(lèi)自由沉淀（平流沉砂池）11Stokes公式及意義顆粒沉淀速度與密度差成正比，采用金屬鹽混凝劑使密度差增大有利于沉淀過(guò)程。顆粒沉淀速度與水的粘滯度成反比，水溫增高有利于沉淀過(guò)程。顆粒沉淀速度與顆粒直徑的平方成正比，通過(guò)混凝使顆粒直徑增大是改善沉淀過(guò)程的最有效途徑。Stokes公式及意義顆粒沉淀速度與密度差成正比，采用金屬鹽12理想沉淀池及重要推論表面負(fù)荷(q0)與設(shè)計(jì)沉速(u0)數(shù)值相等，單位與物理意義不同。顆粒沉淀分離效果取決于沉淀區(qū)面積，與沉淀時(shí)間和沉淀高度無(wú)關(guān)——淺池理論。根據(jù)淺池理論開(kāi)發(fā)的斜板（管）沉淀池，可以大幅度提高沉淀池表面負(fù)荷。理想沉淀池及重要推論表面負(fù)荷(q0)與設(shè)計(jì)沉速(u0)數(shù)值相13沉砂池的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)

平流式沉砂池淺池，平流，流速、時(shí)間控制工藝尺寸，重力沉砂；多斗貯砂，重力、水力排砂。曝氣沉砂池方形斷面，曝氣旋流，摩擦碰撞，強(qiáng)化分離，水流正交，擋板隔渣；坡底、邊槽集砂，移動(dòng)式機(jī)械刮吸排砂。機(jī)械旋流沉砂池（鐘式沉砂池，多爾沉砂池）鐘形斷面，切向進(jìn)水，機(jī)械旋流，強(qiáng)化分離；中心砂斗，氣提排砂。沉砂池的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)平流式沉砂池14曝氣沉砂池構(gòu)造原理示意圖

空氣管曝氣頭集砂槽I=0.1-0.5曝氣沉砂池構(gòu)造原理示意圖空氣管曝氣頭集砂槽I=0.1-0.15曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)與計(jì)算

按最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)，池?cái)?shù)和分格數(shù)應(yīng)不少于2；選定沉砂池水力停留時(shí)間(1~3min)，計(jì)算總有效容積；選定沉砂池設(shè)計(jì)水平流速(0.1m/s)，計(jì)算總有效斷面積；選定沉砂池有效水深(2~3m)，計(jì)算池長(zhǎng)和總寬度；根據(jù)寬深比要求(1~1.5)，確定池?cái)?shù)或分格數(shù)；計(jì)算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容積，選擇排砂設(shè)備；選定氣水比(0.1~0.2)或曝氣強(qiáng)度，計(jì)算曝氣量；設(shè)計(jì)進(jìn)、出水系統(tǒng)，空氣管路系統(tǒng)，選擇鼓風(fēng)機(jī)和曝氣裝置。曝氣沉砂池的設(shè)計(jì)與計(jì)算按最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)，池?cái)?shù)和分格數(shù)應(yīng)不16沉淀池的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)

平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】豎流式沉淀池輻流式沉淀池三種沉淀池的特點(diǎn)及適用條件（表2－7－3）輻流式初沉池與二沉池的主要區(qū)別初沉池二沉池處理目的去除SS回收活性污泥SS濃度200-400mg/L2000-4000mg/L沉淀類(lèi)型絮凝沉淀?yè)頂D沉淀表面負(fù)荷1.5～3.0m3/m2.h1.0～1.5m3/m2.h設(shè)計(jì)沉速1.5～3.0m/h1.0～1.5m/h沉淀時(shí)間1.0～2.0h1.5～2.5h堰上負(fù)荷≤2.9L/s.m≤1.7L/s.m排泥方式間歇、重力連續(xù)、虹吸排泥機(jī)械半橋式刮泥機(jī)全橋式刮、吸泥機(jī)污泥含水率95～97%99～99.2%浮渣擋板必須設(shè)可不設(shè)沉淀池的類(lèi)型及構(gòu)造特點(diǎn)平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】初17輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算

確定沉淀池個(gè)數(shù)（不少于2個(gè)）；確定設(shè)計(jì)流量和表面負(fù)荷，計(jì)算單池面積；確定沉淀時(shí)間，計(jì)算有效水深并校核徑深比（6～12）；計(jì)算沉淀池總高度（保護(hù)高＋有效水深＋緩沖層高＋坡底落差＋污泥斗高）；計(jì)算污泥量，校核污泥斗容積；設(shè)計(jì)進(jìn)水系統(tǒng)，排水系統(tǒng)，排泥系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)輻流式沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算確定沉淀池個(gè)數(shù)（不少于2個(gè)）；18第8章污水的生物處理

活性污泥法的基本概念與工藝設(shè)計(jì)生物膜法的基本原理與工藝厭氧生物處理法的基本原理與工藝

生物除磷脫氮的基本原理與工藝城市污水的深度處理與再生回用

第8章污水的生物處理活性污泥法的基本概念與工藝設(shè)計(jì)198.1活性污泥法

活性污泥法的基本原理活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

活性污泥法常用運(yùn)行方式及工藝特征

活性污泥法處理工藝的新發(fā)展活性污泥法處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)8.1活性污泥法活性污泥法的基本原理20活性污泥處理系統(tǒng)的基本流程

回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水曝氣池空氣二沉池處理水回流污泥泵活性污泥處理系統(tǒng)的基本流程回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水曝21活性污泥凈化污水的反應(yīng)過(guò)程

回流污泥剩余污泥初期吸附（捕食）空氣處理水活性污泥污水氧化分解（代謝）絮凝沉淀（回收）空氣污泥活性污泥凈化污水的反應(yīng)過(guò)程回流污泥剩余污泥初期吸附空氣處理22活性污泥生物代謝過(guò)程模式圖

分解代謝O2合成代謝代謝產(chǎn)物H2O,CO2,NH3能量微生物內(nèi)源呼吸O2內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸產(chǎn)物H2O,CO2,NH3微生物內(nèi)源呼吸殘留物合成細(xì)胞物質(zhì)C5H7NO2污水中有機(jī)物（CxHyOz）能量活性污泥生物代謝過(guò)程模式圖分解代謝O2合成代謝代謝產(chǎn)物能量23活性污泥增長(zhǎng)曲線

對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量時(shí)間0活性污泥增長(zhǎng)曲線對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)24活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

BOD負(fù)荷F/M（Ns，Nv）污泥齡（ts）——生物固體停留時(shí)間污泥容積指數(shù)（SVI）污泥濃度（X，Xr）污泥回流比（R）剩余污泥量（Qw）活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)BOD負(fù)荷F/M（Ns，Nv）25活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

BOD污泥負(fù)荷（kgBOD5/kgMLSS.d）Q－設(shè)計(jì)流量V－曝氣池容積t－水力停留時(shí)間Sa

－進(jìn)水BOD濃度Se

－出水BOD濃度X－曝氣池混合液污泥濃度K2

－有機(jī)物降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)f－MLVSS/MLSS＝0.75η

－BOD去除率活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)BOD污泥負(fù)荷（kgBOD5/k26活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥齡（d）——生物固體停留時(shí)間(SRT)活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)污泥齡（d）——生物固體停留時(shí)間(27活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

BOD負(fù)荷與污泥齡的關(guān)系低負(fù)荷一般負(fù)荷高負(fù)荷污泥負(fù)荷<0.10.2~0.5>1.5污泥齡20～305～150.2～2.5活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)BOD負(fù)荷與污泥齡的關(guān)系低負(fù)荷一般28活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥容積指數(shù)（mL/g）SVI是判斷活性污泥沉降性能和生物活性的指標(biāo)，正常活性污泥的SVI應(yīng)在80－150之間，一般為120左右；SVI<80，說(shuō)明活性污泥中無(wú)機(jī)成分增多，活性降低；SVI>150，說(shuō)明活性污泥沉降性能變差，有膨脹趨勢(shì)；污泥負(fù)荷為1左右時(shí)，SVI急劇增大，污泥極易膨脹，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)這一負(fù)荷范圍?；钚晕勰喾ǖ闹饕O(shè)計(jì)參數(shù)污泥容積指數(shù)（mL/g）SVI是判29活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥濃度（g/L，kg/m3）活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)污泥濃度（g/L，kg/m3）30活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

污泥回流比SVI，X，Xr，R之間的關(guān)系SVIXr(mg/L)下列X值(mg/L)時(shí)的回流比(R)15002000300040005000600080150000.110.150.250.360.500.66120100000.180.250.430.671.001.5015080000.240.330.601.001.703.00活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)污泥回流比SVI，X，Xr，R之31活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)

剩余污泥量(m3/d)活性污泥法的主要設(shè)計(jì)參數(shù)剩余污泥量(m3/d)32活性污泥法常用運(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)（普通曝氣）階段曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)吸附－再生活性污泥法處理系統(tǒng)延時(shí)曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)完全混合活性污泥法處理系統(tǒng)深井曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)純氧曝氣活性污泥法處理系統(tǒng)活性污泥法常用運(yùn)行方式傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)（普通曝氣）33活性污泥法常用運(yùn)行方式的主要工藝特征

類(lèi)別主要工藝特征普通曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，污泥增長(zhǎng)曲線上某一段，曝氣池與二沉池分建，鼓風(fēng)曝氣階段曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，多點(diǎn)進(jìn)水或漸減曝氣，改善傳統(tǒng)活性污泥法存在的負(fù)荷不均和需氧--供氧失調(diào)的弊端吸附再生推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，進(jìn)水口在曝氣池中部某一點(diǎn)，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，減少體積延時(shí)曝氣推流式，長(zhǎng)方折流廊道形，污泥增長(zhǎng)曲線末端，污泥負(fù)荷低，停留時(shí)間長(zhǎng)，出水水質(zhì)好，剩余污泥量少且穩(wěn)定完全混合完全混合，圓或方形，污泥增長(zhǎng)曲線上某一點(diǎn)，曝氣池與二沉池合建，表面曝氣深井曝氣圓形深井構(gòu)造，曝氣提升循環(huán)流動(dòng)，氧利用率高，高效高負(fù)荷純氧曝氣多室串聯(lián)，密閉純氧曝氣，氣體循環(huán)，氧利用率高，混合液濃度高，容積負(fù)荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少活性污泥法常用運(yùn)行方式的主要工藝特征類(lèi)別主要工藝特征普34活性污泥增長(zhǎng)曲線與運(yùn)行方式

對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S(BOD)O2X(污泥)X0量時(shí)間0延時(shí)曝氣完全混合普通曝氣活性污泥增長(zhǎng)曲線與運(yùn)行方式對(duì)數(shù)增殖期減速增殖期內(nèi)源呼吸期S35氧化溝處理系統(tǒng)的基本流程

回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水污泥處理水污泥泵房二沉池氧化溝轉(zhuǎn)刷氧化溝處理系統(tǒng)的基本流程回流污泥剩余污泥預(yù)處理后的污水污泥36氧化溝處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

常用工藝類(lèi)型：（三溝式，Carrousel,Orbal)構(gòu)造方面：環(huán)狀溝渠型，池長(zhǎng)可達(dá)百米以上，水深2～6m；多溝并行或交替工作時(shí)，設(shè)自動(dòng)控制配水裝置；出水采用可升降溢流堰調(diào)節(jié)水位或控制水流方向。流態(tài)方面：循環(huán)流，介于完全混合與推流之間；獨(dú)特的流態(tài)有利于活性污泥的生物絮凝和生物脫氮。工藝方面：BOD負(fù)荷低，污泥齡長(zhǎng)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；可不設(shè)初沉池，剩余污泥量少，污泥達(dá)到好氧穩(wěn)定；可不再單設(shè)二沉池，省卻污泥回流設(shè)施。

氧化溝處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)常用工藝類(lèi)型：（三溝式，Carro37SBR處理系統(tǒng)的工作原理

空氣處理水進(jìn)水時(shí)段進(jìn)水曝氣時(shí)段沉淀時(shí)段排水時(shí)段閑置時(shí)段空氣SBR處理系統(tǒng)的工作原理空氣處理水進(jìn)水時(shí)段進(jìn)水曝氣時(shí)段沉淀38SBR處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

常用工藝類(lèi)型：(CASS,ICEAS,DAT-IAT）通過(guò)時(shí)間上的推流排序，在同一反應(yīng)器內(nèi)完成活性污泥處理過(guò)程；工藝組成簡(jiǎn)單，無(wú)需二沉池和污泥回流設(shè)備，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用降低；污泥的SVI值低，沉淀性能好，不易膨脹；通過(guò)對(duì)運(yùn)行方式的調(diào)節(jié)，可在同一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)除磷脫氮；應(yīng)用電動(dòng)閥門(mén)、液位計(jì)和PLC等自控儀表，可實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程自動(dòng)化控制。SBR處理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)常用工藝類(lèi)型：(CASS,ICE39活性污泥法的曝氣系統(tǒng)

曝氣的作用（供氧，混合攪拌）雙膜理論及影響氧轉(zhuǎn)移效率的主要因素曝氣方式與曝氣設(shè)備鼓風(fēng)曝氣（鼓風(fēng)機(jī)，空氣擴(kuò)散裝置）機(jī)械充氧（葉輪攪拌器，曝氣轉(zhuǎn)刷）衡量曝氣設(shè)備技術(shù)性能的主要指標(biāo)動(dòng)力效率（EP）氧利用效率（EA）氧轉(zhuǎn)移效率（EL）－充氧能力活性污泥法的曝氣系統(tǒng)曝氣的作用（供氧，混合攪拌）40鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)空氣量計(jì)算

需氧量計(jì)算：曝氣池內(nèi)溶解氧飽和度：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需氧量：實(shí)際供氣量：鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)空氣量計(jì)算需氧量計(jì)算：曝氣池內(nèi)溶解氧飽和度：標(biāo)41活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)

選定處理工藝及流程確定主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)曝氣池容積計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)需氧量、供氣量及曝氣系統(tǒng)的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)回流污泥量、剩余污泥量及污泥回流系統(tǒng)的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)二沉池池型的選定、容積的計(jì)算與工藝設(shè)計(jì)活性污泥處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)選定處理工藝及流程428.2生物膜法

生物膜法的基本原理生物膜法的典型工藝及工藝特征

生物膜法處理工藝的新發(fā)展生物膜法處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)8.2生物膜法生物膜法的基本原理43生物膜法的典型工藝

生物濾池（滴灑濾池）生物轉(zhuǎn)盤(pán)（回轉(zhuǎn)式生物接觸器）生物接觸氧化（浸沒(méi)式生物濾池）曝氣生物濾池生物移動(dòng)床生物流化床生物膜法的典型工藝生物濾池（滴灑濾池）44生物膜法與活性污泥法的最大區(qū)別生物膜法與活性污泥法最大的區(qū)別在于生物載體（填料）的引入。由于生物載體是人為提供的，所以載體的形狀、性質(zhì)、填充方式等也可根據(jù)需要人為地進(jìn)行選定，這就使得生物膜法單元設(shè)施比活性污泥法更具有靈活性、多樣性和創(chuàng)造性。生物膜法與活性污泥法的最大區(qū)別生物膜法與活性污泥法最大的區(qū)別45生物膜法的主要工藝特征

生物膜法活性污泥法起源土壤自凈的人工化水體自凈的人工化生長(zhǎng)方式附著在填料表面，固定生長(zhǎng)分散在水中，懸浮生長(zhǎng)生物群體外觀膜狀覆蓋絮狀污泥生物相種類(lèi)多，食物鏈長(zhǎng)，微生物生長(zhǎng)不受世代時(shí)間限制種類(lèi)少，食物鏈短，微生物生長(zhǎng)受泥齡限制生物量10000－60000mg/L，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，單位池容處理能力大2000－3000mg/L，抗沖擊負(fù)荷能力差單位池容處理能力低攝食方式移動(dòng)、接觸、傳遞分散、混合、接觸二沉池作用澄清回收活性污泥運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，能耗低復(fù)雜，能耗高生物膜法的主要工藝特征生物膜法活性污泥法起源土壤自凈的人工46生物膜形成的基本要素生物載體（填料）：固體表面（礫石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、管、環(huán)，化學(xué)纖維絲、束、團(tuán)）污水（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）：BOD,N,P空氣（溶解氧）：DO微生物：細(xì)菌＋真菌＋原生動(dòng)物＋后生動(dòng)物＋小型昆蟲(chóng)在有氧的條件下，使污水與生物載體表面對(duì)流接觸，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，生物載體表面被一層膜狀活性污泥——生物膜所覆蓋，這一過(guò)程工程上稱(chēng)為生物掛膜。生物膜從形成到成熟，經(jīng)歷潛伏和生長(zhǎng)兩個(gè)階段。一般的城市污水，在20℃左右的溫度條件下，這一過(guò)程大致需要30天左右。生物膜形成的基本要素生物載體（填料）：固體表面（礫石，焦炭，47生物膜的構(gòu)造和代謝工況

生物載體、污水、空氣的對(duì)流接觸：養(yǎng)料（污水中的有機(jī)物，空氣中的氧）的傳遞：好氧代謝產(chǎn)物的傳遞：（CO2，H2O，NH3+…….）生物膜的增殖，厭氧層形成：厭氧代謝產(chǎn)物的傳遞：（CH4，H2S，N2……）生物膜的老化、脫落和更新：生物膜的構(gòu)造和代謝工況生物載體、污水、空氣的對(duì)流接觸：48生物膜脫落的主要原因

生物膜過(guò)厚，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能到達(dá)，微生物處于內(nèi)源呼吸或死亡，生物膜附著力減弱；生物膜內(nèi)側(cè)厭氧層代謝產(chǎn)物傳遞過(guò)程中的氣體頂托作用；生物膜中小型昆蟲(chóng)的穿鑿蠕動(dòng)，使生物膜松動(dòng)脫落；水力剪切、沖刷作用造成生物膜松動(dòng)脫落。

生物膜脫落的主要原因生物膜過(guò)厚，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能到達(dá)，微生物處49生物濾池的基本構(gòu)造

池體：填充、圍護(hù)、承托濾料，風(fēng)筒作用濾料：生物載體，為微生物生長(zhǎng)，微生物、污水、空氣對(duì)流接觸提供巨大表面積和孔隙布水裝置：向?yàn)V池表面均勻?yàn)⒉嘉鬯ü潭ㄊ剑D(zhuǎn)式）集、排水裝置：收集、排除處理后污水，保證良好通風(fēng)條件生物濾池的基本構(gòu)造池體：填充、圍護(hù)、承托濾料，風(fēng)筒作用50生物濾池的類(lèi)型與發(fā)展

生物濾池工藝發(fā)展的原因：占地面積大濾料堵塞濾池蠅干臭味

生物濾池普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池的工藝類(lèi)型：

生物濾池的類(lèi)型與發(fā)展生物濾池工藝發(fā)展的原因：生物濾池生物濾51生物濾池的動(dòng)力學(xué)特征

污水沿濾池高度自上而下滴落，污水BOD濃度沿濾池高度自上而下變化，相當(dāng)于推流式活性污泥工藝。有機(jī)物負(fù)荷：上高，下低生物膜分布：上厚，下薄生物相分布：上低級(jí)，下高級(jí)

生物濾池的動(dòng)力學(xué)特征污水沿濾池高度自上而下滴落，污水BOD52生物濾池的主要工藝特征

工藝特征普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池池體構(gòu)造圓形，磚石砌筑圓形，磚石砌筑或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)圓形，矩形，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)濾料材料礫石，爐渣，焦炭天然或塑料濾材輕型塑料濾材波紋板蜂窩管粒徑25－40mm(工作層)40－70mm(工作層)70－100mm(承托層)70－100mm(承托層)高度1.5－2.0m2.0m8－24m布水方式固定噴嘴，間歇旋轉(zhuǎn)布水器，連續(xù)固定或旋轉(zhuǎn)供氧方式自然通風(fēng)自然通風(fēng)自然通風(fēng)處理水回流不回流回流回流負(fù)荷特征低負(fù)荷高負(fù)荷高負(fù)荷容積負(fù)荷0.15－0.3kg/m3.d0.5－1.2kg/m3.d1－2kg/m3.d水量負(fù)荷1－3m3/m2.d10－30m3/m2.d80－200m3/m2.d生物濾池的主要工藝特征工藝特征普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔53高負(fù)荷生物濾池的主要特征

處理水回流處理水回流的主要作用：稀釋進(jìn)水，控制進(jìn)水BOD濃度（<200mg/L），保證處理效果。增大水力負(fù)荷，強(qiáng)化水力沖刷作用，防止填料堵塞，加速生物膜更新，抑制厭氧層發(fā)育，使生物膜經(jīng)常保持較高的活性。抑制濾池蠅的孳生和臭味的散發(fā)。高負(fù)荷生物濾池的主要特征處理水回流54高負(fù)荷生物濾池的主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，造價(jià)低自然通風(fēng)，運(yùn)行費(fèi)用低負(fù)荷高，處理效果好，濾料堵塞、濾池蠅等問(wèn)題得到改善缺點(diǎn)：占地面積大（由于通風(fēng)供氧的需要，濾料高度受限）處理水大量回流，運(yùn)行成本增大濾料堵塞，工作環(huán)境差的問(wèn)題有所改善，但未能根除高負(fù)荷生物濾池的主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：55高負(fù)荷生物濾池的典型工藝流程

高負(fù)荷生物濾池的典型工藝流程56高負(fù)荷生物濾池

進(jìn)水濃度的確定

物料衡算：

兩邊除Q：

代入回流比：

進(jìn)水濃度：

高負(fù)荷生物濾池

進(jìn)水濃度的確定物料衡算：兩邊57高負(fù)荷生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算

濾池面積：（水力負(fù)荷NQ）

濾池容積：（BOD容積負(fù)荷NV）

濾池高度：

輔助設(shè)備設(shè)計(jì)：布水裝置排水裝置通風(fēng)裝置

高負(fù)荷生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算濾池面積：（水力負(fù)荷NQ）58生物轉(zhuǎn)盤(pán)的工作原理生物膜的形成（載體－污水－溶解氧－微生物）污水的凈化（接觸－吸附－傳遞－生物代謝）生物膜的增殖代謝（增厚－分層－脫落更新）盤(pán)片轉(zhuǎn)動(dòng)的作用充氧攪拌混合增強(qiáng)傳質(zhì)攜帶水

生物轉(zhuǎn)盤(pán)的工作原理生物膜的形成（載體－污水－溶解氧－微生物）59生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要優(yōu)點(diǎn)生物濃度高（40000－60000mg/L），處理效果好生物相分級(jí)生長(zhǎng)，各級(jí)可培育相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)菌群，可進(jìn)行深度處理污泥齡長(zhǎng)，生物多樣化，食物鏈長(zhǎng)，剩余污泥量少，無(wú)污泥膨脹耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，可承受高濃度污水可改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)充氧效果，控制生物膜厚度，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便能耗低

生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要優(yōu)點(diǎn)生物濃度高（40000－60000mg/L60生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要缺點(diǎn)占地大（盤(pán)片直徑限制氧化槽深度）盤(pán)片內(nèi)外緣線速度不均，生物膜厚度，充氧、接觸、水力沖刷不均衡不宜建在室外，特別是北方寒冷地區(qū)造價(jià)高（材料多，價(jià)格貴），對(duì)生產(chǎn)加工要求高（轉(zhuǎn)軸易撓曲變形）生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要缺點(diǎn)占地大（盤(pán)片直徑限制氧化槽深度）61生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷計(jì)算法：BOD負(fù)荷（NA）：10－40gBOD5/m2.d容積面積比（G）：5－9L/m2

水力停留時(shí)間（t）：>2.5h經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法：經(jīng)驗(yàn)圖表計(jì)算法：（教材、設(shè)計(jì)手冊(cè)）

生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷計(jì)算法：62生物接觸氧化法的

工作原理

池內(nèi)填充生物載體（填料），污水淹沒(méi)填料，池底通入空氣曝氣，充氧、攪拌、三相對(duì)流接觸、傳遞，通過(guò)填料表面生物膜的代謝作用，使污水得到凈化。構(gòu)造形式與生物濾池相近，但填料全部淹沒(méi)在水中，所以又稱(chēng)為“淹沒(méi)式生物濾池”。運(yùn)行方式與曝氣池相似，只是在池內(nèi)人為提供微生物棲息生長(zhǎng)的填料，所以又稱(chēng)為“接觸曝氣法”。實(shí)質(zhì)上，生物接觸氧化是一種介于活性污泥法和生物濾池之間的生物處理技術(shù)，兼具兩者的特點(diǎn)，所以也稱(chēng)為“懸?。街锝佑|氧化法”。生物接觸氧化法的

工作原理池內(nèi)填充生物載體（填料），污水淹63生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：兼具活性污泥法和生物膜法的主要優(yōu)點(diǎn)，由于生物載體（填料）的不斷革新、變化，使該工藝更具靈活性、多樣性。填料表面微生物固定生長(zhǎng)，生物相豐富，食物鏈長(zhǎng)，能夠生長(zhǎng)氧化能力強(qiáng)的球衣菌屬絲狀菌而不發(fā)生污泥膨脹。懸浮、附著微生物共存，生物濃度高（>10000mg/L），處理能力大，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。氣、液、固三相混合接觸，加之填料的分割作用，水流狀態(tài)好，氧利用率高。不產(chǎn)生濾池蠅和臭氣，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便。適用于工業(yè)廢水處理和污水深度處理。生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：64生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)缺點(diǎn)：如果設(shè)計(jì)運(yùn)行不當(dāng)，填料易堵塞；布水、布?xì)獠灰拙鶆?；由于大量填料的使用，造價(jià)較高。常用填料：剛性固定填料：塑料、玻璃鋼，蜂窩管、波紋板，軟性固定填料：有機(jī)合成纖維束半軟性固定填料：塑料片、軟纖維結(jié)合（盾形組合填料），彈性填料，自旋轉(zhuǎn)填料輕型移動(dòng)填料：塑料，比重接近水，空心球，空心環(huán)，廢棄飲料瓶生物接觸氧化法的主要特點(diǎn)缺點(diǎn)：65生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)計(jì)算

BOD容積負(fù)荷（Nw）：1.0－5.0kgBOD/m3.d填料有效容積

式中：Q——

日平均污水量，m3/d S0——

原污水BOD濃度，mg/L水力停留時(shí)間（HRT）：2.0－4.0h生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)計(jì)算BOD容積負(fù)荷（Nw）：1.0－566生物接觸氧化法的工程應(yīng)用

小區(qū)生活污水處理：地埋式污水處理設(shè)備中水回用工業(yè)廢水處理：印染廢水處理食品釀造廢水處理石油化工廢水處理生物制藥廢水處理畜禽養(yǎng)殖廢水處理生物接觸氧化法的工程應(yīng)用小區(qū)生活污水處理：67生物接觸氧化法的發(fā)展

生物接觸氧化法工藝發(fā)展的原因：采用顆粒濾料，增大比表面積，提高處理能力解決濾料堵塞問(wèn)題提高處理效率，設(shè)備小型化、工業(yè)化接觸氧化池生物生物濾池曝氣生物移動(dòng)床生物接觸氧化法的工藝進(jìn)展：

生物流化床生物接觸氧化法的發(fā)展生物接觸氧化法工藝發(fā)展的原因：接觸氧化68曝氣生物濾池的

主要特點(diǎn)和工程應(yīng)用

主要特點(diǎn)：氣、液、固三相對(duì)流接觸，氧的轉(zhuǎn)移率高，動(dòng)力消耗低。具有截留懸浮物和脫落生物膜的凈化功能，無(wú)需二沉池。采用3－5mm的顆粒濾料（石英砂，陶粒，活性炭等），比表面積大，生物濃度高（8000－23000mg/L），處理效果好。無(wú)需污泥回流，也無(wú)污泥膨脹之慮，維護(hù)管理方便。工程應(yīng)用：微污染水處理污水深度處理工業(yè)廢水處理（造紙，食品，制藥）

曝氣生物濾池的

主要特點(diǎn)和工程應(yīng)用主要特點(diǎn)：698.5污水的深度處理與回用

城市污水經(jīng)二級(jí)生物處理（活性污泥法、生物膜法）后的出水中，還含有相當(dāng)數(shù)量的污染物質(zhì)，如：BOD、COD、SS、氮、磷、重金屬等。二級(jí)處理出水排入湖泊、水庫(kù)、景觀河道等緩流水體，會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化；二級(jí)處理出水排入水產(chǎn)養(yǎng)殖等具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水體，會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，使其遭到破壞；二級(jí)處理出水水質(zhì)不能滿足回用要求。要使污水處理水質(zhì)滿足以上要求，必須在二級(jí)生物處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深度處理。8.5污水的深度處理與回用城市污水經(jīng)二級(jí)生物處理（活性70污水深度處理的對(duì)象、

目標(biāo)與技術(shù)處理目的處理對(duì)象水質(zhì)指標(biāo)主要處理技術(shù)排放水體再生回用有機(jī)物懸浮狀態(tài)SS混凝沉淀、過(guò)濾溶解狀態(tài)BODCODTOC膜生物反應(yīng)器活性炭吸附臭氧氧化防止富營(yíng)養(yǎng)化植物性營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)氮T－NNH3－N吹脫、折點(diǎn)氯化生物脫氮磷PO4－PT－P混凝沉淀生物除磷再生回用微量成分溶解性無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)鹽類(lèi)電導(dǎo)率Mg、Ca、Cl離子反滲透、電滲析離子交換微生物細(xì)菌、病毒氧化、消毒污水深度處理的對(duì)象、

目標(biāo)與技術(shù)處理目的處理對(duì)象水質(zhì)指標(biāo)主要71懸浮物的去除混凝沉淀過(guò)濾

砂濾微濾反滲透1A10A100A1000A1μ10μ100μ1mm離子高分子粒子蛋白質(zhì)細(xì)菌懸浮物粒徑與處理技術(shù)的選擇懸浮物的去除混凝沉淀砂濾微濾反滲透1A10A100A100072溶解性物質(zhì)的去除溶解性有機(jī)物的去除膜－生物反應(yīng)器（MBR）活性炭吸附臭氧氧化溶解性無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的去除反滲透電滲析離子交換

溶解性物質(zhì)的去除溶解性有機(jī)物的去除73致病微生物的去除（消毒）污水消毒技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較及選擇消毒方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件液氯效果可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確，價(jià)格便宜。余氯和氯化合物對(duì)水生物有毒害作用，部分氯化合物有致癌作用大、中型污水處理廠臭氧消毒效率高去除有機(jī)物、色、味投資大、成本高設(shè)備管理復(fù)雜衛(wèi)生條件要求高的污水處理廠次氯酸鈉現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，直接投配，使用方便，易于控制。次氯酸鈉發(fā)生器和投配設(shè)備設(shè)備管理復(fù)雜中、小型污水處理廠紫外線消毒效率高安全方便電能消耗大管網(wǎng)中再污染問(wèn)題小型污水處理廠致病微生物的去除（消毒）污水消毒技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較及選擇消毒方74生物脫氮原理生物脫氮過(guò)程：含氮化合物硝化反應(yīng)過(guò)程氧NO-3N2硝化細(xì)菌碳反硝化細(xì)菌反硝化反應(yīng)過(guò)程生物脫氮原理生物脫氮過(guò)程：含氮硝化反應(yīng)過(guò)程氧NO-3N2硝化75影響硝化反硝化反應(yīng)過(guò)程的主要因素硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)細(xì)菌特征硝化菌是化能自養(yǎng)菌，生理活動(dòng)不需要有機(jī)性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)反硝化菌是異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無(wú)氧條件下進(jìn)行生命代謝活動(dòng)反應(yīng)機(jī)理從CO2獲取碳源，從無(wú)機(jī)物的氧化中獲取能量以硝酸氮為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體，使硝酸鹽還原碳源要求混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過(guò)高，BOD＜20mg/L混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過(guò)低，BOD/T-N≮3－5，當(dāng)碳源不足時(shí)，應(yīng)考慮外加碳源（甲醇）溶解氧要求氧是硝化反應(yīng)的電子受體，DO≮1mg/L反應(yīng)器內(nèi)溶解氧較高時(shí)，反硝化菌將利用氧進(jìn)行呼吸，阻礙硝酸氮的還原，DO≯0.5mg/LpH要求硝化菌對(duì)pH值變化敏感，最佳pH值：8.0－8.4反硝化菌對(duì)pH值變化敏感，最佳pH值：6.5－7.5，當(dāng)pH值高于8或低于6時(shí)，反硝化速率降低溫度要求適宜溫度：20－30℃，低于5℃時(shí)，硝化反應(yīng)停止適宜溫度：20－40℃，低于15℃時(shí)，反硝化速率降低污泥齡增殖緩慢，污泥齡30d以上污泥齡無(wú)特殊要求影響硝化反硝化反應(yīng)過(guò)程的主要因素硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)細(xì)菌特征硝76A/O前置生物脫氮工藝N2污泥回流剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處理水脫氮池內(nèi)回流A/O前置生物脫氮工藝N2污泥回流剩余污泥原污水曝氣池空氣沉77A/O前置生物脫氮工藝的主要特點(diǎn)流程簡(jiǎn)單，裝置少，勿需外加碳源，適用于現(xiàn)有推流式曝氣池的改造，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用均較低。反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化反應(yīng)所需堿度的一半左右，處理城市污水時(shí)，不必投堿調(diào)節(jié)pH值。硝化曝氣池在后，反硝化反應(yīng)過(guò)程殘留的有機(jī)物在硝化段進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)，勿需增建后曝氣池。在處理水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，會(huì)發(fā)生反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，使出水水質(zhì)惡化。如欲提高脫氮率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，使運(yùn)行費(fèi)用增高。內(nèi)循環(huán)液溶解氧較高，破壞A段缺氧狀態(tài)，影響脫氮效果。A/O前置生物脫氮工藝的主要特點(diǎn)流程簡(jiǎn)單，裝置少，勿需外加碳78A/O前置生物脫氮工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間（HRT）：硝化反應(yīng)需時(shí)較長(zhǎng)，一般不應(yīng)該低于6h；反硝化需時(shí)較短（2h），兩段容積比一般為3：1。內(nèi)循環(huán)比（R）：內(nèi)循環(huán)回流比不僅影響脫氮效果，而且影響動(dòng)力消耗，是一項(xiàng)非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。為了保證脫氮效果，一般內(nèi)循環(huán)回流比不宜低于200％，最高為600％。MLSS值：反應(yīng)池內(nèi)MLSS應(yīng)在3000mg/L以上，低于此值，脫氮效果顯著降低。生物固體停留時(shí)間（污泥齡）：30d以上氮負(fù)荷（N/MLSS）：≯0.03kgN/kgMLSS.d進(jìn)水總氮濃度：≯30mg/LA/O前置生物脫氮工藝的主要設(shè)計(jì)參數(shù)水力停留時(shí)間（HRT）：79生物除磷原理聚磷菌對(duì)磷的攝取和釋放過(guò)程：厭氧放磷過(guò)程H3PO4能量好氧聚磷過(guò)程H3PO4聚磷菌能量好氧條件厭氧條件生物除磷原理聚磷菌對(duì)磷的攝取和釋放過(guò)程：厭氧放磷過(guò)程H3PO80Phostrip生物除磷工藝剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處理水污泥回流脫磷污泥回流石灰沉淀池脫磷水混凝池除磷池含磷污泥含磷污泥脫磷水回流Phostrip生物除磷工藝剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處81A2/O同步生物脫氮除磷工藝N2污泥回流（含磷污泥）剩余污泥原污水曝氣池空氣沉淀池處理水缺氧池厭氧池氨化、放磷脫氮除BOD、硝化、吸收磷內(nèi)回流（200％）A2/O同步生物脫氮除磷工藝N2污泥回流（含磷污泥）剩余污泥82城市污水的再生與回用

為了解決困擾人類(lèi)發(fā)展的水資源短缺問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新的可利用水源成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。再生廢水的城市回用城市景觀城市綠化市政雜用水再生廢水的工業(yè)回用工業(yè)冷卻水鍋爐補(bǔ)給水工藝用水再生廢水的農(nóng)業(yè)回用農(nóng)業(yè)灌溉漁牧用水城市污水的再生與回用為了解決困擾人類(lèi)發(fā)展的水資源短缺問(wèn)題，83污水再生回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》 (GB/T18921-2002)《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》 (GB/T18920-2002)《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5084-92)污水再生回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》84污水再生回用處理技術(shù)以二級(jí)處理出水為原水的傳統(tǒng)處理工藝:二級(jí)處理出水消毒劑沉淀池混凝劑回用水混凝池污泥清水池濾池污水再生回用處理技術(shù)以二級(jí)處理出水為原水的傳統(tǒng)處理工藝:二級(jí)85污水再生回用處理技術(shù)以二級(jí)處理出水為原水的CMF處理工藝:二級(jí)處理出水消毒劑沉淀池混凝劑回用水混凝池污泥清水池連續(xù)微濾裝置污水再生回用處理技術(shù)以二級(jí)處理出水為原水的CMF處理工藝:二86污水再生回用處理技術(shù)直接處理污水的MBR處理工藝:空氣MBR生物池污水消毒劑回用水清水池調(diào)節(jié)池MembraneBio-Reactor污水再生回用處理技術(shù)直接處理污水的MBR處理工藝:空氣MBR87第9章污泥的處理污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量大（城市二級(jí)污水處理廠產(chǎn)生的污泥量約占處理水量的0.3%－0.5%，按含水率97％計(jì)）、濃度高（含水率99－95%）、成分復(fù)雜（有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、細(xì)菌、病原微生物、重金屬）、危害大（腐化發(fā)臭，二次污染），必須及時(shí)有效地進(jìn)行處理和處置。污泥處理的目的是使污泥減量化、無(wú)害化及資源化。保證污水處理廠的正常運(yùn)行；使易腐化發(fā)臭的有機(jī)物得到穩(wěn)定處理并妥善處置；使有毒有害物質(zhì)得到妥善處置；使有用物質(zhì)得到回收或綜合利用。

第9章污泥的處理污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量大（城市二級(jí)污88污泥處理的工藝流程污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置污泥濃縮自然干化堆肥農(nóng)肥污泥濃縮自然干化最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置消化污泥濃縮機(jī)械脫水干燥焚燒消化最終處置污泥處理的工藝流程污泥濃縮機(jī)械脫水最終處置污泥濃縮自然干化89污泥的來(lái)源與分類(lèi)泥渣：格柵、沉砂池、初沉池（浮渣）、氣浮池（浮渣）污泥：初次沉淀污泥：初次沉淀池剩余活性污泥：二次沉淀池（活性污泥法）腐殖污泥：二次沉淀池（生物膜法）消化污泥：消化池化學(xué)污泥：化學(xué)沉淀池（混凝沉淀，物化除磷）污泥的來(lái)源與分類(lèi)泥渣：格柵、沉砂池、初沉池（浮渣）、氣浮池90污泥的性質(zhì)指標(biāo)污泥的含水率；污泥的比重（一般情況下以1計(jì)）；污泥中的揮發(fā)性固體與灰分；污泥中的重金屬離子含量；污泥中的肥分；污泥的可消化程度。污泥的性質(zhì)指標(biāo)污泥的含水率；91污泥的含水率式中：V1，V2——分別表示污泥濃縮前后的體積，m3W1，W2——分別表示污泥濃縮前后的固體重量，kgC1，C2——分別表示污泥濃縮前后的固體濃度，g/m3P1，P2——分別表示污泥濃縮前后的含水率，%含水率的定義：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)（P）。物料衡算，污泥比重按1計(jì)。

污泥的含水率式中：含水率的定義：污泥中所含水分的重量與污泥92常見(jiàn)污泥的含水率污泥種類(lèi)含水率（%）范圍代表值初沉污泥88－9695剩余活性污泥（二沉污泥）98.5－99.599.2重力濃縮后的初沉污泥88－9492重力濃縮后的混合污泥90－9796氣浮池污泥94－9796消化池污泥93－97.596常見(jiàn)污泥的含水率污泥種類(lèi)含水率（%）范圍代表值初沉93常用污泥脫水方法及效果脫水方法脫水裝置脫水后含水率(%)脫水后狀態(tài)濃縮法重力、氣浮、離心95－97近似糊狀自然干化法自然干化場(chǎng)、曬砂場(chǎng)70－80泥餅狀機(jī)械脫水真空吸濾法真空轉(zhuǎn)鼓、真空轉(zhuǎn)盤(pán)60－80泥餅狀壓濾法板框壓濾機(jī)45－80泥餅狀滾壓帶濾法滾壓帶式壓濾機(jī)78－86泥餅狀離心法離心脫水機(jī)80－85泥餅狀干燥法各種干燥設(shè)備10－40粉狀、粒狀焚燒法各種焚燒設(shè)備0－10灰渣狀常用污泥脫水方法及效果脫水方法脫水裝置脫水后含水率(%)脫94間歇式污泥重力濃縮池間歇式濃縮池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，濃縮效果好的特點(diǎn)，特別適用于中小型污水處理廠。間歇式濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是濃縮時(shí)間，時(shí)間太短，則不能保證濃縮效果；時(shí)間太長(zhǎng)，池容增大且可能由于污泥厭氧而破壞濃縮過(guò)程。一般，濃縮時(shí)間取10－12小時(shí)。

間歇式污泥重力濃縮池間歇式濃縮池具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，濃95間歇式污泥重力濃縮池間歇式污泥重力濃縮池示意圖進(jìn)泥排泥上清液間歇式污泥重力濃縮池間歇式污泥重力濃縮池示意圖進(jìn)泥排泥上清液96連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池的池型類(lèi)同于污水處理中的二次沉淀池，一般采用豎流式或輻流式，適用于大型污水處理廠。濃縮池高度：一般采用4m。濃縮池水力停留時(shí)間：一般采用10－16小時(shí)。固體通量：30－60kg/m2.d水力負(fù)荷：0.2-0.4m3/m2.h（剩余污泥）連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池的池型類(lèi)同于污水處97連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池工況示意圖上清液區(qū)阻滯區(qū)固體濃度壓縮區(qū)QeCeQ0C0QuCuuii連續(xù)式污泥重力濃縮池連續(xù)式污泥重力濃縮池工況示意圖上清液區(qū)98污泥的自然干化污泥在自然條件下，由于滲濾、蒸發(fā)等作用而使污泥脫水干化的方法稱(chēng)為自然干化，用于污泥自然干化的構(gòu)筑物稱(chēng)為污泥干化場(chǎng)。污泥自然干化法簡(jiǎn)便易行，投資少，運(yùn)行管理費(fèi)用低。但是，污泥干化場(chǎng)占地面積大，衛(wèi)生條件差，對(duì)周?chē)h(huán)境影響較大。污泥的自然干化污泥在自然條件下，由于滲濾、蒸發(fā)等作用而使污99污泥的機(jī)械脫水污泥機(jī)械脫水是以過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)力，使污泥水分被強(qiáng)制通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，形成濾液，而固體顆粒則被過(guò)濾介質(zhì)截留，形成濾餅，從而達(dá)到污泥脫水的目的。造成壓力差推動(dòng)力的方法有四種：污泥自身重力，如帶式壓濾機(jī)的重力脫水段。在過(guò)濾介質(zhì)的一面造成負(fù)壓，如真空吸濾脫水機(jī)。加壓污泥使水分通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，如壓濾脫水機(jī)。造成離心力使固-液分離，如離心脫水機(jī)。

污泥的機(jī)械脫水污泥機(jī)械脫水是以過(guò)濾介質(zhì)兩面的壓力差作為推動(dòng)100污泥的機(jī)械脫水污泥預(yù)處理的主要方法：化學(xué)調(diào)節(jié)法：向污泥中投加混凝劑，使污泥顆粒脫穩(wěn)凝聚，提高脫水性能。混凝劑投量應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選確定。熱處理法：在高壓下加熱污泥，破壞結(jié)合水與污泥顆粒之間的聯(lián)系，使污泥顆粒在高溫高壓下溶解或水解，從而把細(xì)胞破壞并釋放胞內(nèi)水分，改善污泥脫水性能。 加熱溫度：180－200℃，加熱時(shí)間：20－60分鐘其它預(yù)處理方法：凍-融法；淘洗法；惰性物質(zhì)添加法：煤灰，鋸末，纖維等。污泥的機(jī)械脫水污泥預(yù)處理的主要方法：101污泥的機(jī)械脫水污泥脫水機(jī)械：

真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)： 可連續(xù)生產(chǎn)，可自動(dòng)控制，操作方便，運(yùn)行平穩(wěn)。 附屬設(shè)備多，工序復(fù)雜，濾布易堵塞。板框壓濾機(jī)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾推動(dòng)力大，適用于各種污泥。 不能連續(xù)生產(chǎn)。污泥的機(jī)械脫水污泥脫水機(jī)械：板框壓濾機(jī)：102污泥的機(jī)械脫水污泥脫水機(jī)械：滾壓帶式過(guò)濾機(jī)： 連續(xù)生產(chǎn)，操作方便，自動(dòng)控制，衛(wèi)生條件好。 對(duì)預(yù)處理要求高，必須使用高分子絮凝劑。

離心脫水機(jī)： 連續(xù)生產(chǎn)，操作方便，自動(dòng)控制，衛(wèi)生條件好，占地面積小。 對(duì)預(yù)處理要求高，必須使用高分子絮凝劑。

污泥的機(jī)械脫水污泥脫水機(jī)械：離心脫水機(jī)：103污泥的干燥與焚燒污泥經(jīng)脫水、干化后，含水率仍較高，體積較大，為便于污泥最終處置，可進(jìn)行干燥處理或焚燒。污泥經(jīng)干燥處理后，含水率可降至20%左右。污泥經(jīng)焚燒處理后，含水率可降至0，體積很小，性質(zhì)穩(wěn)定，便于運(yùn)輸，可進(jìn)行綜合利用或最終處置。污泥干燥的主要設(shè)備是回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器。常用的污泥焚燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)焚燒爐、多段焚燒爐和流化床焚燒爐等。污泥的干燥與焚燒污泥經(jīng)脫水、干化后，含水率仍較高，體積較大104污泥的穩(wěn)定處理污泥的厭氧消化污泥的好氧消化污泥堆肥污泥的石灰穩(wěn)定污泥的穩(wěn)定處理污泥的厭氧消化105厭氧生物處理的基本原理厭氧消化（AnaerobicDigestion）過(guò)程存在于某些自然生態(tài)系統(tǒng)中，例如：沼澤、湖泊和海洋的沉積物、瘤胃動(dòng)物的胃液等。在非自然的生態(tài)系統(tǒng)中，人們利用這種厭氧消化過(guò)程處理污水和污泥，防止大量有機(jī)物在環(huán)境中的有害積累，同時(shí)，回收厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷作為能源再利用。在無(wú)氧條件下，污水中所含的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機(jī)物被水解、發(fā)酵細(xì)菌厭氧分解轉(zhuǎn)化成短鏈脂肪酸等物質(zhì)。此時(shí)，如果條件合適，產(chǎn)甲烷細(xì)菌將開(kāi)始繁殖活動(dòng)，繼續(xù)進(jìn)行厭氧氧化，有機(jī)物最終形成甲烷（沼氣）。厭氧生物處理的基本原理厭氧消化（AnaerobicDige106厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：與好氧生物處理法相比，廢水處理成本低。適于處理高濃度廢水，能耗低，且能夠產(chǎn)生大量能源。厭氧廢水處理設(shè)備負(fù)荷高（5－10kgBOD/m3.d），占地少。剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定，脫水性能好。對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求量少（BOD:N:P=300:5:1）厭氧污泥生物活性可保留一年以上，可間斷或季節(jié)性運(yùn)行厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：107厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)：與好氧生物處理法相比，處理后出水水質(zhì)較差，難以直接達(dá)標(biāo)，一般需要進(jìn)行后處理。厭氧微生物對(duì)有毒物質(zhì)和環(huán)境條件較為敏感，操作不當(dāng)可能導(dǎo)致反應(yīng)器運(yùn)行條件的惡化。由于厭氧細(xì)菌增殖緩慢，厭氧反應(yīng)器初次啟動(dòng)過(guò)程需時(shí)較長(zhǎng)，一般需要8～12周時(shí)間才能完成。厭氧生物處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)：108污泥的厭氧消化污泥一般都采用厭氧消化法處理，即在無(wú)氧的條件下，由兼性菌及專(zhuān)性厭氧細(xì)菌降解有機(jī)污染物，分解的最終產(chǎn)物主要是二氧化碳和以甲烷為主的消化氣（沼氣），污泥經(jīng)厭氧消化得以穩(wěn)定。污泥厭氧消化過(guò)程也稱(chēng)為污泥厭氧生物穩(wěn)定過(guò)程。污泥厭氧消化是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，多年來(lái)，厭氧消化被概括為兩階段過(guò)程，即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段。隨著對(duì)厭氧消化微生物研究的不斷深入，厭氧消化過(guò)程中不產(chǎn)甲烷細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌之間的相互關(guān)系更加明確，1979年，伯力特（Bryant）等人根據(jù)微生物不同的生理類(lèi)別和作用，提出了厭氧消化三階段理論，成為目前較為公認(rèn)的理論模式。污泥的厭氧消化污泥一般都采用厭氧消化法處理，即在無(wú)氧的條件109三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸(>C2)水解、發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸CH4+CO2產(chǎn)甲烷產(chǎn)甲烷三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸110三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸(>C2)水解、發(fā)酵第一階段：在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，使碳水化合物、蛋白質(zhì)及脂肪經(jīng)水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳和氫等。

三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸111三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸(>C2)水解、發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸第二階段：在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為氫、二氧化碳和乙酸。

三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸112三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸(>C2)水解、發(fā)酵產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸CH4+CO2產(chǎn)甲烷產(chǎn)甲烷第三階段：通過(guò)兩組生理機(jī)能不同的產(chǎn)甲烷細(xì)菌的作用，將上階段產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為甲烷。一組（乙酸歧化菌）將乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷，即：2CH3COOH2CH4+2CO2另一組（嗜氫甲烷菌）將氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，即：4H2+CO2

CH4+2H2O三階段厭氧消化過(guò)程示意圖H2+CO2乙酸復(fù)雜有機(jī)物脂肪酸113厭氧消化過(guò)程各大類(lèi)細(xì)菌的位置H2+CO2乙酸CH4+CO2有機(jī)物脂肪酸、有機(jī)酸、醇產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)甲烷菌水解、發(fā)酵細(xì)菌產(chǎn)甲烷菌同型乙酸菌厭氧消化過(guò)程各大類(lèi)細(xì)菌的位置H2+CO2乙酸CH4+114厭氧消化的微生物學(xué)基礎(chǔ)不產(chǎn)甲烷細(xì)菌：產(chǎn)甲烷階段以前所有降解有機(jī)物或產(chǎn)酸的微生物種類(lèi)多，數(shù)量大，其中專(zhuān)性厭氧菌數(shù)量最多產(chǎn)甲烷細(xì)菌：主要形態(tài)（甲烷桿菌，甲烷球菌，八疊球菌，甲烷螺旋菌）主要特點(diǎn)：對(duì)溫度敏感（中溫：33－36℃，高溫：50－53℃）對(duì)pH敏感（中性偏堿，pH6.6－7.8）增殖緩慢（世代時(shí)間長(zhǎng)，能量水平低，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)）厭氧消化的微生物學(xué)基礎(chǔ)不產(chǎn)甲烷細(xì)菌：115污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：溫度：

甲烷菌對(duì)溫度的適應(yīng)性很差，根據(jù)其生存的適宜溫度范圍，甲烷菌可分為兩類(lèi)，即中溫甲烷菌（適宜溫度30－36℃）和高溫甲烷菌（適宜溫度50－53℃）。當(dāng)溫度超出適宜溫度范圍時(shí)，厭氧消化反應(yīng)速率則急劇下降。厭氧消化的允許溫度波動(dòng)范圍為±1.5－2.0℃。當(dāng)波動(dòng)范圍為±3℃時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重抑制消化速率。當(dāng)波動(dòng)范圍超過(guò)±5℃時(shí)，就會(huì)使有機(jī)酸大量積累而破壞厭氧消化過(guò)程的正常運(yùn)行。污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：溫度：116污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：污泥投配率與負(fù)荷： 消化池的容積一般按污泥投配率（污泥消化時(shí)間）或固體容積負(fù)荷設(shè)計(jì)。 城市污水處理廠污泥中溫消化的污泥投配率以3－5%為宜，相應(yīng)的水力停留時(shí)間為20－30d。 固體容積負(fù)荷定義為單位時(shí)間單位消化池容積所承擔(dān)的揮發(fā)性固體（VSS）污泥量，一般以0.6-1.5kgVSS/m3.d為宜。污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：污泥投配率與負(fù)荷：117污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：pH值、酸堿度和消化液的緩沖作用：

pH值與酸堿度是厭氧消化過(guò)程中的重要控制因素。如前所述，產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)pH值的適應(yīng)性很差，其適宜范圍為pH6.6－7.8。如果消化系統(tǒng)中的水解發(fā)酵階段和產(chǎn)酸階段的反應(yīng)速率超過(guò)產(chǎn)甲烷階段，則有機(jī)酸會(huì)積累，pH值下降，從而對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用。但是，由于消化液具有緩沖作用，在一定范圍內(nèi)可避免發(fā)生這種情況。消化液的緩沖作用是由有機(jī)物分解產(chǎn)生的碳酸和氨氮提供的。消化系統(tǒng)的堿度應(yīng)保持在2000mg/L以上。

污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：pH值、酸堿度和消化液118污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：攪拌和混合：厭氧消化過(guò)程是通過(guò)細(xì)菌體的內(nèi)酶和外酶與有機(jī)底物的接觸反應(yīng)完成的，因此，為保證厭氧消化過(guò)程的順利進(jìn)行，必須采用一定的措施使兩者充分混合接觸。 污泥厭氧消化通常采用的攪拌方式有：泵循環(huán)水力攪拌、機(jī)械攪拌、沼氣循環(huán)攪拌或聯(lián)合攪拌。

污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：攪拌和混合：119污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：營(yíng)養(yǎng)與碳氮比（C/N）：在厭氧消化過(guò)程中，細(xì)菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)由污泥提供。厭氧消化所需的碳源擔(dān)負(fù)著雙重任務(wù)，其一是作為反應(yīng)過(guò)程的能源，其二是合成新細(xì)胞。合成細(xì)胞所需的C/N約為5:1，此外還要考慮作為能源的碳，因此，適宜的C/N應(yīng)為（10－20）:1。如C/N太高，合成細(xì)胞的氮量不足，消化液的緩沖能力低，pH值降低，抑制消化過(guò)程。如C/N太低，氮量過(guò)多，pH值升高，銨鹽容易積累，也會(huì)抑制消化過(guò)程。

污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：營(yíng)養(yǎng)與碳氮比（C/N）120污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：有毒物質(zhì)：對(duì)于厭氧消化過(guò)程來(lái)說(shuō)，任何物質(zhì)的所謂“有毒”都是相對(duì)的，關(guān)鍵在于這些物質(zhì)的濃度界限，即毒閾濃度。

物質(zhì)名稱(chēng)毒閾濃度界限(mol/L)堿金屬和堿土金屬Ca2+，Hg2+，Na+，K+重金屬Cu2+，Ni2+，Zn2+，Hg2+，F(xiàn)e2+H+和OH-胺類(lèi)有機(jī)物質(zhì)10-1~10+610-5~10-310-6~10-410-5~10010-6~100

污泥的厭氧消化厭氧消化的影響因素：有毒物質(zhì)：物質(zhì)名稱(chēng)121污泥的厭氧消化厭氧消化池的基本池型：圓柱形卵形

污泥的厭氧消化厭氧消化池的基本池型：圓柱形122污泥的厭氧消化厭氧消化池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)消化池體積:

污泥量：初沉池污泥，剩余污泥，含水率 投配率：3－5％（一般5％） 揮發(fā)性固體容積負(fù)荷：0.6－1.5kgVSS/m3.d(一般取<1.0)

投配與排泥：間歇式，連續(xù)式 混合攪拌設(shè)備:（循環(huán)，攪拌，沼氣，聯(lián)合） 加熱保溫設(shè)備：（體外熱交換間接加熱）

沼氣收集利用設(shè)備：（沼氣柜，沼氣鍋爐）污泥的厭氧消化厭氧消化池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)消化池體積:123厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩級(jí)厭氧消化：

根據(jù)中溫消化的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在消化的前8天，產(chǎn)生的沼氣量占全部產(chǎn)氣量的80%左右，而一般中溫消化的水力停留時(shí)間為20天左右，在整個(gè)消化過(guò)程中，為維持產(chǎn)甲烷細(xì)菌所需的適宜溫度（33－35℃），則需耗費(fèi)大量的熱能。因此，污泥中溫消化常按兩級(jí)消化進(jìn)行設(shè)計(jì)，即在消化池總?cè)莘e不變的前提下，將消化池按容積比例（1:1,2:1,3:2）分為兩級(jí)。第一級(jí)消化池按普通消化池設(shè)計(jì)，采用加熱和攪拌設(shè)備。第二級(jí)消化池不加熱，不攪拌，依靠剩余熱量繼續(xù)消化。厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩級(jí)厭氧消化：根據(jù)中溫消化的運(yùn)行經(jīng)124厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩級(jí)厭氧消化：

兩級(jí)厭氧消化工藝的主要特點(diǎn)：

1）總?cè)莘e不增加，且第二級(jí)消化池被簡(jiǎn)化，建設(shè)費(fèi)用大幅度降低。

2）第二級(jí)消化池不加熱，不攪拌，能耗和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低。

3）第二級(jí)消化池沼氣產(chǎn)量低，可不設(shè)沼氣收集設(shè)施。

4）第二級(jí)消化池不攪拌，可兼作污泥后濃縮池。厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩級(jí)厭氧消化：兩級(jí)厭氧消化工藝的主125厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩相厭氧消化：

如前所述，厭氧消化過(guò)程可分為水解發(fā)酵、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸和甲烷發(fā)酵三個(gè)階段，各階段的菌種、對(duì)環(huán)境的要求、分解過(guò)程、分解速度及最終產(chǎn)物都不相同，造成運(yùn)行管理方面的諸多不便。近來(lái)出現(xiàn)的兩相厭氧消化工藝是根據(jù)消化機(jī)理，將消化過(guò)程的第一、第二階段（酸性發(fā)酵階段）與第三階段（堿性發(fā)酵階段）分別在兩個(gè)消化池中進(jìn)行。

厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩相厭氧消化：如前所述，厭氧消化過(guò)126厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩相厭氧消化：

兩相厭氧消化工藝的主要特點(diǎn)：厭氧消化分段在最佳環(huán)境條件下進(jìn)行，消化速度快，效果好。由于效率提高，水力停留時(shí)間縮短（第一相約1d，第二相6－6.5d），消化池總?cè)莘e可減少一半，建設(shè)費(fèi)用大幅度降低。由于消化池容積大幅度減小，加熱、攪拌等能耗和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低。兩相環(huán)境條件互不干擾，便于運(yùn)行管理。

厭氧消化技術(shù)的發(fā)展兩相厭氧消化：兩相厭氧消化工藝的主127厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著生物發(fā)酵工程中固定化技術(shù)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到提高反應(yīng)器中污泥濃度的重要性，于是，基于微生物固定化原理的高速厭氧反應(yīng)器取得突破性進(jìn)展，研究開(kāi)發(fā)出一系列新型高速厭氧反應(yīng)器。厭氧濾池(AnaerobicFilter,AF)升流式厭氧污泥床(Up-flowAnaerobicSludgeBed,UASB)厭氧流化床(AnaerobicFludizedBed,AFB)膨脹顆粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,EGSB)厭氧擋板式反應(yīng)器(AnaerobicBaffledReactor,ABR)厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)(AnaerobicRotatingBiologicalContactor,ARBC)厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著生物發(fā)酵工程128升流式厭氧污泥床（UASB）升流式厭氧污泥床（UpflowAnaerobicSludgeBed，簡(jiǎn)稱(chēng)UASB）反應(yīng)器是荷蘭農(nóng)業(yè)大學(xué)1974－1978年間研制出來(lái)的一種高效厭氧生物反應(yīng)器。據(jù)1993年的報(bào)道，國(guó)外至少已有300多座生產(chǎn)規(guī)模處理裝置在運(yùn)行，其中設(shè)備最大容積達(dá)15600m3。UASB反應(yīng)器的工作原理工作原理示意圖：升流式厭氧污泥床（UASB）升流式厭氧污泥床（Upflow129升流式厭氧污泥床（UASB）UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提：反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)、形成沉降性能良好的顆粒污泥或絮狀污泥層（床）通過(guò)產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布，能夠形成良好的自然攪拌作用設(shè)計(jì)合理的三相分離器，使顆粒污泥能夠保留在反應(yīng)器內(nèi)升流式厭氧污泥床（UASB）UASB反應(yīng)器運(yùn)行的三個(gè)重要前提130升流式厭氧污泥床（UASB）UASB反應(yīng)器的主要特點(diǎn)：UASB產(chǎn)生的剩余顆粒污泥在常溫下可保存很長(zhǎng)時(shí)間而不損失活性，因此，UASB采用剩余污泥接種，可使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短到幾天之內(nèi)。產(chǎn)氣的攪拌作用使污泥床不斷運(yùn)動(dòng)而與廢水良好混合，因此，UASB一般不易形成溝流。由于沒(méi)有填料，UASB有更大的空間容納污泥，容積負(fù)荷比其它厭氧處理工藝更高。由于沒(méi)有填料，UASB在投資和運(yùn)行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)易。升流式厭氧污泥床（UASB）UASB反應(yīng)器的主要特點(diǎn)：131UASB的工藝設(shè)計(jì)反應(yīng)器容積進(jìn)液系統(tǒng)三相分離器水封高度反應(yīng)器形狀、排泥和回流設(shè)施材料與防腐防臭與除臭輔助設(shè)備UASB的工藝設(shè)計(jì)反應(yīng)器容積132厭氧－好氧生物處理工藝水解（酸化）－好氧生物處理工藝的應(yīng)用：難降解工業(yè)廢水處理（印染廢水，石油化工廢水）城市污水處理（新建，改造，取代初沉池）水解（酸化）工藝的主要功能：溶解性有機(jī)物比例顯著增加；BOD5/COD比值提高，可生化性改善；縮短好氧生物處理時(shí)間，減少曝氣量；改變有機(jī)物組成，改善處理效果；可去除部分有毒有害物質(zhì)（萘、鹵代烴）。厭氧－好氧生物處理工藝水解（酸化）－好氧生物處理工藝的應(yīng)用：133污水處理與綜合利用優(yōu)化體系污水污水厭氧生物處理生物、物理、化學(xué)后處理污水排放沼氣：發(fā)電、燃料污泥：農(nóng)肥、土壤改良出水：灌溉、養(yǎng)魚(yú)、雜用氮、磷、硫回收利用污水處理與綜合利用優(yōu)化體系污水污水厭氧生物處理生物、物理、化134污泥堆肥污泥堆肥的基本原理：在有氧的條件下，利用嗜溫菌和嗜熱菌的作用，分解污泥中的有機(jī)物質(zhì)并殺滅傳染病菌、寄生蟲(chóng)卵與病毒，使污泥達(dá)到穩(wěn)定并提高污泥肥分。為了改善堆肥效果，一般采用膨脹劑（如已堆熟的污泥，稻草，麥秸、木屑或城市垃圾等）與污泥混合，以便增加堆料的孔隙度，使通風(fēng)良好。同時(shí)，膨脹劑可降低污泥含水率并改善堆料的碳氮比。

污泥堆肥污泥堆肥的基本原理：在有氧的條件下，利用嗜溫菌135污泥堆肥污泥堆肥的工藝流程：脫水泥餅含水率調(diào)整攪拌混合一級(jí)堆肥二級(jí)堆肥篩分成品膨脹劑空氣脫臭氣化肥抽風(fēng)機(jī)污泥堆肥污泥堆肥的工藝流程：脫水泥餅含水率調(diào)整攪拌混合一136污泥的石灰穩(wěn)定法污泥石灰穩(wěn)定法是一種十分簡(jiǎn)單的方法，所需基建費(fèi)用不高。在石灰穩(wěn)定法中，實(shí)際上并沒(méi)有有機(jī)物被直接降解，石灰穩(wěn)定法不但不能使固體物量減少，而且使固體物量增加。由于固體物量增加，導(dǎo)致最終處置費(fèi)用較其它穩(wěn)定法高。石灰穩(wěn)定法的主要作用是解決污泥的臭氣問(wèn)題并殺死病原菌。石灰穩(wěn)定法使污泥的肥料價(jià)值降低，但可以改善污泥的脫水性能。

污泥的石灰穩(wěn)定法污泥石灰穩(wěn)定法是一種十分簡(jiǎn)單的方法，所需基137污泥的最終處置

污泥的農(nóng)田綠地利用：污泥含有豐富的植物所需要的肥分及改善土壤所需的有機(jī)腐殖質(zhì)，故污泥作為農(nóng)田綠地利用是最佳的最終處置方法。污泥的建筑材料利用：污泥的建筑材料利用主要是制磚和制纖維板材污泥的填埋處置：污泥可單獨(dú)填埋或與其它廢棄固體物（如垃圾）一起填埋，填埋場(chǎng)地設(shè)計(jì)目標(biāo)年限一般為10年以上。污泥的投海處置：沿海地區(qū)，可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰投海。污泥的最終處置污泥的農(nóng)田綠地利用：138第10章城市污水處理廠的設(shè)計(jì)

典型的城市污水水質(zhì)設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量廠址選擇與工藝流程的確定平面布置的設(shè)計(jì)原則高程布置的設(shè)計(jì)原則水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和自動(dòng)控制第10章城市污水處理廠的設(shè)計(jì)典型的城市污水水質(zhì)139典型的城市污水水質(zhì)

生物處理構(gòu)筑物的進(jìn)水中有害物質(zhì)濃度不得超過(guò)附錄5規(guī)定的容許濃度；營(yíng)養(yǎng)組合比：BOD5：N：P＝100：5：1典型的水質(zhì)參數(shù)：

BOD5＝100－400mg/L CODCr＝250－800mg/L SS＝150－350mg/L

氨氮＝15－40mg/L

總磷（以P計(jì)）＝4－10mg/L pH＝6－9典型的城市污水水質(zhì)生物處理構(gòu)筑物的進(jìn)水中有害物質(zhì)濃度不得超140城市污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量設(shè)計(jì)人口當(dāng)量（as）：

BOD5：20－35g/人.d SS：35－50g/人.d設(shè)計(jì)當(dāng)量人口（Ｎ）：

N＝Q﹡Sa/as平均日污水量：設(shè)計(jì)規(guī)模，成本計(jì)算高日高時(shí)流量：管渠、物理處理構(gòu)筑物高日均時(shí)流量：生物處理構(gòu)筑物城市污水處理廠的設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量設(shè)計(jì)人口當(dāng)量（as）：141城市污水處理廠的廠址選擇城市污水處理廠廠址選擇的考慮因素：位于城鎮(zhèn)水體和夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下游；有良好的工程地質(zhì)條件；少拆遷，少占農(nóng)田，有一定的衛(wèi)生防護(hù)措施；便于污水、污泥的排放和利用，有擴(kuò)建的可能；廠區(qū)地形不受水淹，有良好的排水條件；有方便的交通運(yùn)輸和水電條件。城市污水處理廠的占地指標(biāo)（表2－10－1）城市污水處理廠的廠址選擇城市污水處理廠廠址選擇的考慮因素：142城市污水處理廠工藝流程的確定

選定處理工藝流程應(yīng)考慮的因素：污水處理程度；工程造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用及占地面積當(dāng)?shù)氐淖匀慌c工程條件；污水的水量規(guī)模與污水量日變化程度；工程施工和運(yùn)行管理需要的技術(shù)條件。典型的城市污水處理廠工藝流程：城市污水處理廠工藝流程的確定選定處理工藝流程應(yīng)考慮的因素：143城市污水處理廠平面布置的原則

總圖布置：遠(yuǎn)近期結(jié)合，充分綠化處理單元構(gòu)筑物的平面布置：緊湊合理，間距適當(dāng)，避免迂回，減少損失，土方平衡管、渠的平面布置：主次有別，避免矛盾污泥處理構(gòu)筑物的布置：獨(dú)立區(qū)域，確保安全輔助建筑物的布置：利于生產(chǎn)，安全環(huán)保，注重廠前區(qū)的環(huán)境建設(shè)廠區(qū)道路的布置：區(qū)域分割，安全便捷城市污水處理廠平面布置的原則總圖布置：遠(yuǎn)近期結(jié)合，充分綠化144城市污水處理廠高程布置的原則

一次提升，自流排水；構(gòu)筑物間水頭損失計(jì)算要精確，為水量變化（雨水、事故）留有余地；考慮規(guī)模發(fā)展水量增加的預(yù)留水頭；精確計(jì)算，合理選擇，避免水頭浪費(fèi)；力求減小污水提升揚(yáng)程，減少運(yùn)行費(fèi)用。城市污水處理廠高程布置的原則一次提升，自流排水；145水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和自動(dòng)控制

常規(guī)監(jiān)測(cè)控制項(xiàng)目和儀表設(shè)備：表2－10－3污水處理廠控制管理的目的：優(yōu)化工藝參數(shù)，保證出水水質(zhì)；提高管理水平，改善工作條件；發(fā)揮設(shè)備功效，降低運(yùn)行成本；積累設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。常用控制方式：盤(pán)裝儀表和就地安裝儀表，單元控制；集中監(jiān)測(cè)，微機(jī)控制的儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；集中管理、分區(qū)監(jiān)控的集散型微機(jī)控制系統(tǒng)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和自動(dòng)控制常規(guī)監(jiān)測(cè)控制項(xiàng)目和儀表設(shè)備：表2－1146第11章工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水的分類(lèi)酸堿廢水的中和處理與應(yīng)用化學(xué)沉淀法與應(yīng)用氧化還原法與應(yīng)用氣浮法與應(yīng)用吸附法與應(yīng)用第11章工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水的分類(lèi)147工業(yè)廢水的分類(lèi)

按廢水中主要污染物分類(lèi)按生產(chǎn)行業(yè)分類(lèi)按污染物性質(zhì)分類(lèi)無(wú)機(jī)廢水有機(jī)廢水按污染物處理的難易分類(lèi)易處理工業(yè)廢水（SS，酸、堿）可生化工業(yè)廢水（有機(jī)物，食品，釀造）難降解工業(yè)廢水（重金屬，農(nóng)藥，染料，造紙）工業(yè)廢水的分類(lèi)按廢水中主要污染物分類(lèi)148酸堿廢水中和的主要方法

中和方法主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)酸堿廢水相互中和以廢治廢，處理成本低適用范圍窄藥劑中和適用范圍大，處理效果好設(shè)備多，費(fèi)用高，管理要求高，泥渣量大固定床中和濾池設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作維護(hù)，泥渣量少不適于硫酸廢水，高SS、油脂要求預(yù)處理升流膨脹中和濾池設(shè)備簡(jiǎn)單，濾速高，泥渣量少，可用于各種酸性廢水高SS、油脂要求預(yù)處理對(duì)濾料粒徑要求嚴(yán)格滾筒式中和濾池可用于各種酸性廢水，對(duì)濾料粒徑無(wú)嚴(yán)格要求設(shè)備復(fù)雜，防腐要求高，電耗高，噪聲大酸堿廢水中和的主要方法中和方法主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn)酸堿廢水相互149藥劑中和法投藥量計(jì)算

式中：Q——廢水流量(m3/h)C——廢水中酸（堿）濃度(kg/m3)