城鎮污水處理技術

一、城鎮污水處理概論

城市污水的組成：生活污水工業廢水入滲地下水（合流制排水系統的初期雨水）城市污水的污染指標：感觀指標：濁、色、嗅、味、溫物理化學指標：pH、SS、BOD、COD、毒物指標生物指標：細菌總數、糞大腸菌群數、病毒水體污染分類和危害

水體物理性污染和危害（水溫、色度、SS）水體無機物污染和危害氮、磷污染和水體富營養化重金屬污染和食物鏈的富集、遷移、轉化水體有機物污染和危害有機物污染（微生物耗氧導致水質惡化）油類污染（油膜覆蓋導致水生態惡化）毒性有機物污染（對人類和水生物的危害）水體病原微生物污染和危害城鎮污水處理基本方法

污水一級處理和一級強化處理處理對象：懸浮物（SS），部分有機物處理方法：格柵截留，重力分離處理構筑物：格柵沉砂池沉淀池城鎮污水處理的基本方法

污水二級處理（生物處理）處理對象：膠體和溶解性有機物（BOD,COD），氮，磷處理方法：生物法（脫氮除磷），化學法處理構筑物：活性污泥法（傳統法，AAO法，氧化溝，SBR）生物膜法（曝氣生物濾池，接觸氧化法）城鎮污水處理基本方法

污水三級處理（深度處理）處理對象：進一步去除氮、磷、SS和有機物（BOD,COD）處理方法：生物法，物化法，物理法處理構筑物：生物除磷脫氮系統，曝氣生物濾池，MBR混凝＋沉淀＋過濾（CMF）活性炭吸附過濾電滲析，反滲透城鎮污水處理基本方法

污水處理廠污泥處理處理目的：減量化，無害化，穩定化，資源化處理方法：物理法，化學法，生物法處理構筑物：濃縮池，濃縮機械消化池，沼氣利用設備污泥脫水機械污泥干化焚燒設備城鎮污水處理的基本方法

典型污水二級處理工藝流程圖二、污水物理處理

物理處理法去除對象：粗大漂浮物懸浮物（SS）物理處理法常用工藝和設備篩濾截留——格柵，篩網，過濾重力分離——沉淀，氣浮沉淀分類

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）沉砂池類型和構造特點

平流式沉砂池淺池，平流，流速、時間控制工藝尺寸，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，強化分離，水流正交，擋板隔渣；坡底、邊槽集砂，移動式機械刮吸排砂。機械旋流沉砂池（比式沉砂池，多爾沉砂池）鐘形斷面，切向進水，機械旋流，強化分離；中心砂斗，氣提排砂。曝氣沉砂池構造原理示意圖

空氣管曝氣頭集砂槽I=0.1-0.5沉淀池類型和構造特點

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及適用條件（表2－7－3）輻流式初沉池和二沉池的主要區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沉淀類型絮凝沉淀擁擠沉淀表面負荷1.5～4.5m3/m2.h0.6～1.5m3/m2.h設計沉速1.5～4.5m/h0.6～1.5m/h沉淀時間0.5～2.0h1.5～4.0h堰上負荷≤2.9L/s.m≤1.7L/s.m排泥方式間歇、重力連續、虹吸排泥機械半橋式刮泥機全橋式刮、吸泥機污泥含水率95～97%99～99.2%浮渣擋板必須設可不設（宜）輻流式沉淀池不做解釋三、污水生物處理

活性污泥法的基本理論和工藝設計生物除磷脫氮基本原理和工藝設計生物膜法的基本原理和工藝設計

活性污泥處理系統基本流程

活性污泥法的基本流程向生活污水注入空氣進行曝氣，并持續一段時間以后，污水中即生成一種絮凝體。這種絮凝體主要是由大量繁殖的微生物群體所構成，它有巨大的表面積和很強的吸附性能，稱為活性污泥。將活性污泥進行沉降分離，上清液出水達標排放，污泥進行回流，剩余污泥排放。活性污泥的組成

微生物是活性污泥的主要組成部分。活性污泥中的微生物是由細菌、真菌、原生動物、后生動物等多種微生物群體相結合所組成的一個生態系。活性污泥通常為黃褐色絮狀顆粒，其直徑一般為0.02～2mm，含水率一般為99.2～99.8％，密度因含水率不同而異，一般為1.002～1.006g/cm3。細菌是活性污泥組成和凈化功能的中心，是微生物的最主要部分。污水中有機物的性質決定那些種屬的細菌占優勢。活性污泥凈化污水反應過程

活性污泥法主要設計參數

污泥濃度(MLSS)混合液揮發性懸浮固體濃度（MLVSS）污泥容積指數（SVI）污泥沉降比（SV）污泥齡（D）活性污泥法主要設計參數

（1）混合液懸浮固體濃度(MLSS)，也稱為污泥濃度。單位為mg/L或g/L。它是計量曝氣池中活性污泥數量多少的指標。一般活性污泥法中，MLSS濃度一般為2～5g/L。

（2）混合液揮發性懸浮固體(MLVSS)

指活性污泥中有機固體物質的濃度，單位為mg/L或g/L。活性污泥法主要設計參數

（3）污泥體積指數(SVI)

也稱污泥容積指數，是指曝氣池出口處混合液，經30min靜置沉降后，沉降污泥體積中1g干污泥所占的容積的毫升數，單位為mL/g。它與污泥沉降比有如下關系：

SVI=(SV×10)/MLSS

式中：X的單位為g/L，SVI以百分數代入。SVI是判斷活性污泥沉降性能和生物活性的指標，正常活性污泥的SVI應在80－150之間，一般為120左右；SVI<80，說明活性污泥中無機成分增多，活性降低；SVI>150，說明活性污泥沉降性能變差，有膨脹趨勢；活性污泥法主要設計參數

(4)污泥沉降比（SV）是指將混勻的曝氣池活性污泥混合液迅速倒進1000ml量筒中至滿刻度，靜置沉淀30分鐘后，沉淀污泥與所取混合液之體積比為污泥沉降比（%）因為污泥沉降30分鐘后，一般可達到或接近最大密度，所以普遍以此時間作為該指標測定的標準時間。也可以15分鐘為準。污泥沉降比SV30是一個很重要的指標，通過觀察沉降比可以發現污泥性狀的很多問題，上清液是否清澈，是否含有難沉懸浮絮體，絮體粒徑大小及緊湊程度等等。一般曝氣池中SV％正常值為20%~30%

活性污泥法主要設計參數

（5）泥齡（θc）也稱細胞平均停留時間（MCRT）或污泥滯留時間（SRT）。指每日新增長的活性污泥在曝氣池的平均停留時間，即曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需要的時間，或曝氣池內活性污泥的總量與每日排放污泥量之比，單位：d。普通活性污泥法的泥齡一般采用5～15d。活性污泥法常用運行方式傳統活性污泥法處理系統（普通曝氣）階段曝氣活性污泥法處理系統吸附再生活性污泥法處理系統延時曝氣活性污泥法處理系統完全混合活性污泥法處理系統深井曝氣活性污泥法處理系統純氧曝氣活性污泥法處理系統活性污泥法常用運行方式的主要工藝特征

類別主要工藝特征普通曝氣推流式，長方折流廊道形，污泥增長曲線上某一段，曝氣池與二沉池分建，鼓風曝氣階段曝氣推流式，長方折流廊道形，多點進水或漸減曝氣，改善傳統活性污泥法存在的負荷不均和需氧--供氧失調的弊端吸附再生推流式，長方折流廊道形，進水口在曝氣池中部某一點，充分利用活性污泥的初期吸附能力，提高效率，減少體積延時曝氣推流式，長方折流廊道形，污泥增長曲線末端，污泥負荷低，停留時間長，出水水質好，剩余污泥量少且穩定完全混合完全混合，圓或方形，污泥增長曲線上某一點，曝氣池與二沉池合建，表面曝氣深井曝氣圓形深井構造，曝氣提升循環流動，氧利用率高，高效高負荷純氧曝氣多室串聯，密閉純氧曝氣，氣體循環，氧利用率高，混合液濃度高，容積負荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少氧化溝處理系統

不常用，不做講解SBR處理系統的工作原理

空氣處理水進水時段進水曝氣時段沉淀時段排水時段閑置時段空氣SBR處理系統的主要特點

常用工藝類型：(CASS,CAST,ICEAS等）通過時間上的推流排序，在同一反應器內完成活性污泥處理過程；工藝組成簡單，無需二沉池和污泥回流設備，建設費用和運行費用降低；污泥的SVI值低，沉淀性能好，不易膨脹；通過對運行方式的調節，可在同一反應器內實現除磷脫氮；應用電動閥門、液位計等自控儀表，可實現工藝過程自動化控制。生物膜法

不做解釋污水脫氮除磷處理

污水常規二級生物處理（活性污泥法、生物膜法），還含有相當數量的污染物質，如：BOD、COD、SS、氮、磷、重金屬等。會導致水體的富營養化；會導致水質惡化，使其遭到破壞；不能滿足回用要求。要使污水處理水質滿足以上要求，必須進行脫氮除磷處理。污水脫氮除磷處理的對象、

目標與技術處理目的處理對象水質指標主要處理技術排放水體再生回用有機物懸浮狀態SS混凝沉淀、過濾溶解狀態BODCODTOC膜生物反應器活性炭吸附臭氧氧化防止富營養化植物性營養鹽類氮T－NNH3－N生物脫氮磷PO4－PT－P化學除磷生物除磷再生回用微量成分溶解性無機物無機鹽類電導率Mg、Ca、Cl離子反滲透、電滲析離子交換微生物細菌、病毒氧化、消毒生物脫氮原理生物脫氮過程：含氮化合物硝化反應過程氧NO-3N2硝化細菌碳反硝化細菌反硝化反應過程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淀池處理水脫氮池內回流AAO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、吸收磷內回流（200％）污水消毒處理污水消毒技術的優缺點比較及選擇消毒方法優點缺點適用條件臭氧消毒效率高去除有機物、色、味投資大、成本高設備管理復雜衛生條件要求高的污水處理廠次氯酸鈉現場生產，直接投配，使用方便，易于控制。次氯酸鈉發生器和投配設備設備管理復雜中、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中再污染問題污水處理廠四、污泥的處理污水處理過程中產生的污泥量大（城市二級污水處理廠產生的污泥量約占處理水量的0.3%－0.5%，按含水率97％計）、濃度高（含水率99－95%）、成分復雜（有機物、無機物、細菌、病原微生物、重金屬）、危害大（腐化發臭，二次污染），必須及時有效地進行處理和處置。污泥處理的目的是使污泥減量化、無害化及資源化。保證污水處理廠的正常運行；使易腐化發臭的有機物得到穩定處理并妥善處置；使有毒有害物質得到妥善處置；使有用物質得到回收或綜合利用。

污泥處理的工藝流程污泥濃縮機械脫水最終處置污泥濃縮自然干化堆肥農肥污泥濃縮自然干化最終處置消化污泥濃縮機械脫水最終處置消化污泥濃縮機械脫水干燥焚燒消化最終處置污泥的來源與分類柵渣和沙礫：格柵、沉砂池、初沉池（浮渣）、氣浮池（浮渣）污泥：初沉污泥：初次沉淀池剩余污泥：二次沉淀池（活性污泥法）腐殖