11.1概述第十一章污水的深度處理與資源化

1、深度處理——是有針對性的進一步去除常規二級處理所不能完全去除污水中雜質的凈化過程。2、深度處理目的：水資源短缺、污水回用3、深度處理對象：脫色、除臭、COD、BOD、SS營養型無機鹽、重金屬、細菌、病菌4、深度處理水用途；排放、回用、回灌地下。

5、污水深度處理單元技術的確定原則（1）處理水的用途；（2）原水水質、各級處理后水質；（3）單元工藝可行性與整體流程的適應性；（4）運行控制難易程度、設備國產化程度、廢棄物處置方法；（5）工程投資與運行成本。表11—1二級處理水深度處理的目的、去除對象和所采用的處理技術與工藝流程臭氧氧化、消毒(氯氣、次氯酸鈉、紫外線)細菌、病毒微生物反滲透、電滲析、離子交換電導度Na、Ca、Cl離子溶解性無機物

無機鹽類金屬鹽混凝沉淀石灰混凝沉淀晶析法生物除磷PO4—PT—P磷生物脫氮吹脫、折點氯化脫氨、生物脫氮T—NK—N

NH3—NNO2-—NNO3-—N氮混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化BOD5、COD

色度、TOC、溶解狀態快濾機、微濾機、混凝沉淀SS、VSS懸浮狀態采用的主要處理技術有關指標去除對象處理目的防止富營養化回用微量成分植物類營養鹽排放水體再用有機物

（1）SS的組成生物絮體：數mm到10μm膠體顆粒（未被凝聚）（2）SS的有機化顆粒幾乎全是有機物BOD:50-80%來源于這些顆粒

11.2.2SS的去除技術由SS的狀態和粒徑而定d>1μm，一般用砂濾；微濾機等。膠體狀——混凝沉淀。1、混凝沉淀（1）常用技術：去除微小懸浮狀態的有機物和無機污染物、膠體.也可去除：Mg（溶解態）、N、P、及細菌、病毒（2）特點：①二級出水——膠體和菌膠團微粒；而天然水主要是針對泥砂等.11.2懸浮物的去除

11.2.1概述SS特點:②不同于給水處理的混凝主要原因是：污水中有生物微粒的存在，這種微粒與藥劑的親和力強，進而投藥后混凝過程短時間內可以完成。（3）藥劑

傳統藥劑：Al2(SO4)3，聚合氯化鋁，及助凝劑（活化硅酸等）聚合氯化鐵（PFC），降低了鐵鹽的酸性并清除了殘余亞鐵及色度.

（4）工藝形式①沉淀池——平流、輻流、豎流、斜管

②氣浮池------壓力溶氣氣浮

②過濾時一般情況下不需要加藥劑膠體過濾難于去除，濁度上升，需投藥劑溶解性有機物——用活性炭吸附③反沖洗難度大，需水氣同時沖洗氣:20l/m2.s;水:10l/m2.s；（2）過濾作用

SS、BOD、重金屬、細菌①去除各類污染物化學絮凝產生的Al、Fe鹽及石灰等沉淀物去除化學除P時，水中不溶性P②活性炭或離子交換：預處理設施，可以節省后續的活性炭費用；③克服生物和化學處理的不穩定性，提高回用的連續性和可靠性。2、過濾①給水過濾技術不宜簡單的直接應用于污水處理。原因：a、濾池截留的污泥粘而易碎，污泥在濾池表面積聚形成濾膜b、如果加大水頭，污泥又很容易穿透濾層。（1）特點廢水過濾——有機物絮體給水過濾——無機泥砂對二沉池出水過濾——隔濾被認為是去除懸浮固體的主要機理（3）過濾機理

區別:強度不一樣,穿透濾料的性能不同①隔濾a、機械隔濾：粒徑大于濾料孔徑的顆粒被濾料濾去；b、偶然隔濾：粒徑小于濾料孔徑的顆粒由于偶然接觸而被截獲。②沉淀在濾料內部，顆粒可以沉淀在濾料上；③碰撞：較重的顆粒不隨水運動；④截獲：隨水流運動的顆粒與濾料表面接觸時被去除；⑤粘附：當絮凝顆粒通過濾料時，它們就會附著在濾料表面⑥化學吸附：a、鍵吸附b、化學的相互作用；

（4）深度處理濾池設計①預處理——生物處理和濾池之間，通常增設混凝沉淀（澄清或氣浮池）對比試驗直接過濾：簡單、但COD、TP去除率不高，運行復雜微生物絮凝過濾：去除率高，但周期短，冬季2-4h絮凝沉淀：過濾周期長，17h以上，全年水質合格a、靜電作用⑦物理吸附：b、范德華力對其吸附⑧絮凝：大顆粒與小顆粒接觸時，形成更大顆粒；⑨生物繁殖：生物濾池內繁殖可使濾料孔隙減少。②濾速（V）——重要參數，決定濾池面積絮體強度：其值低時，濾速上升會使絮體顆粒遭受破壞，污物穿透濾池，使出水不能達標;生物絮體牢固（4-11m/h不影響），化學絮體強度較弱。

雙層濾料：5-10m/h取決于濾池型式單層濾料：4-6m/h壓力濾池：24m/h③生物繁殖：濾池內生物繁殖可使濾料孔隙減少④水頭損失——取決于濾速和濾料的截污能力，濾料的組成和尺寸對水頭損失影響大。

11.3溶解性有機物的去除

二級出水中，溶解性有機物和色素等難降解有機物。從技術、經驗、工程實踐中，活性炭和臭氧氧化法適應

11.3.1活性炭吸附1、目的（二級出水回用）

11.3.2臭氧氧化處理去除殘余有機物、脫出污水的色度、殺菌消毒。2、去除有機物的特征（1）能夠氧化有機物，（蛋白質、氨基酸、木質素、腐殖酸）；（2）氧化有機物并易形成中間產物（甲醛、酸等）可生化性好；（3）氧化效果與PH值有關，PH高，效果好，(OH-)羥基自由基由臭氧分解產生；3、脫色效果砂濾前處理+臭氧脫色效果好4、消毒效果砂濾前處理+O3消毒效果好5、O3混合形式擴散板式（反應為主）、噴射式（擴散為主）、機械攪拌式。（1）富營養化——N、P引起，藻類問題（滇池，太湖）；（2）

提高制水成本——應用水，污水消毒時，增加投氯量；（3）污水回用填塞管道——NH3－N可促進設備中微生物的繁殖；（4）

農業灌溉——TN不大于1mg/l，否則對農作物有影響。（5）含氮化合物對人和其它生物有毒害作用2、氮的存在形式（1）有機氮（2）氨態氮（NH3—N、NH4+—N）（3）NO2—N、NO3—N（4）N23、二級處理技術的局限性※合成代謝對氮磷的去處率低，水中氮磷過剩

11.4脫氮技術11.4.1概述1、氮污染的危害1、原理11.4.2氮的吹脫去除（1）NH3+H2ONH4++OH-PH=7時，以NH4+存在PH=11時，90%NH3存在PH升高，去除NH3上升T上升，去除NH3上升（2）脫氮塔脫氮塔技術的特點除氮的效果穩定操作簡便，容易控制NH3二次污染（可回收）使用CaO易結垢（改用NaOH）水溫下降時，效果差②水溫——水溫升高，效率升高③布水狀態——滴狀下落最好，膜狀下落，效果大減④布水負荷率——填料6m高以上時，其值不超過180m3/m2.d⑤氣液比——填料6m高以上時，2200-2300以下為好。活性污泥法的傳統功能——去除水中溶解性有機物N、P只滿足生理要求即可，因此對二者去除率低，僅為20-40%；5-20%1、氨化反應與硝化反應11.4.3生物脫氮原理（1）氨化反應

RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3（3）脫氮塔工作影響因素與設計參數①PH值——PH升高到10.5以上，去除率增加緩慢氨化菌（3）硝化菌的特點①硝化菌——亞硝酸菌和硝酸菌的統稱;②硝化菌屬于——化能自養菌，革蘭氏染色陰性，可生芽孢的短桿狀細菌.

NH4++2O2NO3-+H2O+2H+

（4）硝化反應的控制指標※硝化菌對環境條件的變化極為敏感NH4++3/2O2NO2-+H2O+2H+NO2-+1/2O2NO-硝化菌亞硝化菌（2）硝化反應④溫度——適應20賓-3伙0℃，15案℃時硝盲化速秩度下陰降，潮低于5℃完全握停止⑤有機皂物——君BO欠D應低棕于15誰-2呼0m練g/具l⑥污泥鋤齡（SR弟T）——微生伏物在溝反應鎖器內愈的停撓留時查間（θc）N>企(θc架)N獎mi劃n，硝蒸化菌垃最小厲的世侮代時瘡間(θ口c)技Nm擁in⑦重金師屬機罵有害談物質①溶愚解氧——氧是寬電子甘受體跑，DO不能抓低于2.低0m沿g/厚l硝化段需氧林量（NO磚D）——樣4句.5胖7g騾(氧)/涼g（N）②PH段——對PH變化物敏感觸（硝柿化菌),最佳漸值8.精0-場8.魚4,效率姻最高③堿度——千7.四1g堿度府（以Ca黑CO3計）/1緒g氨態牛氮（做以N計）,一般炕堿度避不低賭于50瓜mg書/l①反硝場化菌耽屬于去異養滾型兼債性厭戚氧菌風；②以NO3—N為電通子受扇體，訓以有工機碳捧為電助子供筑體，盡不能狂釋放宗更多孔的AT著P，合盼成的激細胞桂物質牲較少。（2）反泳應過殼程（3）反夠硝化吵反應洗的控伴制指肢標污水皆中的少碳源樸，BO催D5/T也—N蒼>3衡-5時，撲勿需克外加外加慌碳源政，CH3OH（反復硝化澇速率帆高生族成CO2+H2O），當BO賄D5/T旺—N薄<3土-5時適當按的PH值（6.蓄5-沸7.憶5）——主要呀的影佳響因框素PH娃>8，或PH遲<6，反沖硝化即速率柳下降①碳源②PH值（1）反獅硝化開菌的票特點2、反俊硝化殺反應反硝奏化反悅應——指NO3—N和NO2—N在反桌硝化凍菌的攏作用挎下，肅還原脈成氣通態N2的過丹程。生化反應類型去除有機物（好氧分解）硝化反硝化亞硝化硝化微生物好氧菌和兼性菌（異養型細菌）Nitrosomonas自養型細菌Nitrobacter自養型細菌兼性菌異養型細菌能源有機物無機物無機物有機物氧源(H受體)O2O2O2NO3-NO2-溶解氧1—2mg/l以上2mg/l以上2mg/l以上0—0.5mg/l堿度沒有變化氧化1mgNH4+-N需要7.14mg的堿度沒有變化還原1mgNO3--N,N02--N生成3.57g堿度氧的消耗分解1mg有機物(BOD5)需氧2mg氧化1mgNH4+-N需氧3.43mg氧化1mgNO2--N需氧1.14mg分解1mg有機物(COD)需要NO3-N0.35mg,N02-N0.58mg，以提供化合態的氧最適pH值6—87—8.56—7.56—8最適溫度15—25℃θ=1.0—1.0430℃θ=1.130℃θ=1.134—37℃

θ=1.06—1.15增殖速度(d-1)1.2—3.50.21—1.080.28—1.44好氧分解的1/2—1/2.5分解速度70—870mgBOD/(gMLSS·h)7mgNH4+-N/(gMLSSh)0.022—8mgNO3-—N/(gMLSS·h)產率16%CH3OH/gC5H702N0.04—0.13mgSS/mgNH4+-N能量轉換率為5%—35%0.02—0.07mgVSS/mgN02--N能量轉換率10%—30%16%CH3OH/gC5H7O2N8表11絲式-2生物聚脫氮竭反應饅過程孫各項待生化恰反應償特征0.哭5m斜g/勇l以下拳，厭兔氧、待好氧釋交替堅的環男境，釘如存嶼在氧執，會邀抑制纖反硝催化菌石體內拾硝酸蜻鹽還號原酶朗的合芝成，濕或氧斯成為罵電子授受體騎阻礙糾硝酸摩氮的干還原冷，但駁另一腸方面緣瑞，某鬧些酶團系統艘還需貸有氧房誠才能辣合成階；④溫度最適姑宜的志溫度棗是20待-4細0℃，低敞于15描℃時代給謝速粘率下迫降；⑤冬季新低溫菌季節提高SR圣T，降串低負雀荷率儀，從升而提裹高污崇水的HR姻T。1、活識性污剩泥傳膝統脫厘氮工忍藝Ba夫rt者h工藝茄，氨化由三題個反逃應過偏程建蓮立烈硝暫化反硝板化11妹.4女.4生物乏脫氮這技術③溶解僅氧“一曬級”妻曝氣具池：滲去除CO響D、BO盈D，BO摟D<刮15拿-2逐0m龜g/沸l有機吊氮轉香化為NH3NH4+；“二級尾”硝雹化曝彈氣池凳，NH3、NH4+生成NO3—N，堿絹度下頌降；“三皆級”墳反硝范化池——厭氧悄、好庭氧交母替運耳行。投甲闖醇時輛，CM=2輛.4紀7N0（初株始NO3—N濃度漢）+1抽.5汁3N攝(初始NO2—N濃度)+睜0.校87川D（初渴始DO濃度揪）（2）優頭缺點去除懸效果什好各類課菌類濟環境錢條件近好設備喚多，底造價洞高，霜能耗紀大（1）流菜程說厲明（3）改講進的句二級據生物需脫氮蘿系統BO應D去除剃和硝更化兩導個反暢應合案并內循召環（焰硝化量液循司環）原污秧水反硝盲化反飲應器（缺炸氧）BO乓D去除,硝化茅反應退反應撒器怨（所好氧）堿沉淀根池處理脊水剩余闊污泥回流皺污泥N2圖11－17分建膝式缺跟氧-好氧奸活性休污泥既脫氮斤系統2、缺鳥氧—好氧乏活性香污泥找法A/渾O工藝（1）工弱藝特杠征80年代怠開創,前置改反硝霞化——不加禍碳源,外加陣堿度,降低周負荷設內密循環,回流秘水含姐有NO3—N隙,要提燃高脫配氮率檢，要墳增加球回流賠比產生番堿度,3逼.7司5m蔥g堿度/m俗gN繭O3—N，補疲償好展氧池飽中對峰堿度鉤的需捷求。勿需鼻建后雖曝氣凱池無需也外加隊碳源伐，降索低的噸運行糞費用直。流霞程簡狐單，議構筑美物少須，基碑建費番用可跡以大繭大節也省。適于愉對現誼有推曾流式糾曝氣劑池的旬改造收。（2）影剃響因乘素與頃主要平工藝散參數水力津停留賄時間雀：3：1；（位硝化役時間專長，沖不低紋于6h，反請硝化辨不低錯于2h。）循環辟比：20戀0%；ML慚SS值：嘗大于30蔑00違mg攜/l售;污泥罪齡：30烤d;N轉/M絹LS刷S負荷售率：僅低于0.晴03林gN價/g執ML精SS塌.d，否衰則脫偵氮效杰果將百急劇荷下降稈。進水濱總氮革濃度抽：小些于30德mg峰/l。（2）P<藝0.欠5m嘉g/流l，能飲控制晌藻類撈的過草度生圖長；（3）P低于0.憐05合mg綠/l時，染藻類擱幾乎裂停止蝴生長席。2、磷攔的存德在形忙式（1）有勞機磷甚酸鹽——存在棍有機業物和受原生遠質細現胞（2）磷岡酸鹽——防H2PO4-、HP駁O4-、PO43-，其損中[P盡O43-]正磷使酸鹽（3）聚俯磷酸書鹽——焦磷廈酸鹽—P2O74-三聚耳磷酸發鹽—P3O105-偏磷善酸鹽—P蘭O3-11震.5除磷圖技術11宗.5書.1概述1、富鄰營養凡化的織限制幕因素（1）P>網0.孕5m康g/駕l，促進碼富營出養化俱；磷--交-不同鑼于氮倦，不各能形跨成氧奧化體史和還稿原體久，但襖有固趙態和蘋溶解摘態轉化的揀特點倚。4、去桑除方訴法化學最除磷蕉法--供--退-混凝遷沉淀神法除豆磷生物張除磷彩法——設想槍是由Gr窯ee蠻nb感ur戀yg于19恢55年提封出的寨，60年代巧人們周對上券述方吳法廣粘泛應殖用。3、其每他生活南污水怒中的叨含磷右量：10川-1把5m炊g/旅l，70糖%為可輸溶性頸；經過狐二級按處理膠進水仙中，90舌%左右蹤蝶的磷間以磷謙酸鹽乓存在晚。聚氯砌化鋁著（PA胖C），必反應暈相同映與Al2(S看O4)3，但pH值不枯下降謀；鋁酸船鈉（Na慶Al濤O2）化學在法除陳磷：特使用Al鹽注竟意事床項混合駱液PH值對次除磷醫產生科影響金，介喜于5-味7之間恥無影鄙響，后無需租調整投色加鋁燦鹽，PH降低輩，不狀會影堡響反悟應進倡程，赤應注優意排投放水徹體對PH的要澆求沉淀駕污泥葛回流生，污銹泥中戚有Al泳(O燒H)3，能袋提高卡對磷凱的去絮除率（2）鐵鹽鍬除磷11香.5襪.2混凝盈沉淀倚除磷籠技術1、金刃屬鹽狀混凝慢沉淀（1）鋁鹽階除磷Al3++P么O43-（正磷歇酸離差子）Al訂PO4（難溶）PH值上虎升，飾溶解鏈度上幻玉升Al2(S培O4)3+2將PO43-2A論lP奶O4+3浮SO42-Al2(S鄉豐O4)3+6繼HC跌O3-2A末l(松OH苗)3+6唉CO2+3章SO42-pH值，盜如P<填1m遮g/師l，二欺級出登水PH堵>9鹿.5；原水污水PH合>1柴1（2）除型磷效尤果影常響因因素原水黨中Ca2+的濃遣度對狀磷的折去除跳效果辰有影蔬響，疤當PH為10呆.5時，著流入敬水中羅的鈣株含量逐在40劃mg慕/l以上拼時，依處理榴水中挺磷的矮含量嚷將在0.尊25伏mg涂/l以下賴。2、石鉤灰混搞凝除激磷5C裕a2++4滿OH-+3屬HP亂O42-Ca5(O羽H)賤(P棵O4)3+3碑H2OPH升高嫂，P的含侮量下伴降。（1）石灰童與磷的的反丹應※生物點除磷——就是河利用床聚磷具菌一瞞類的廁的微都生物多，能態夠過咐量的繩，在茫數量陰上超盤過其籃生理阿需要樣，從器外部陪攝取銳磷，沒并將端磷以辯聚合獄形式胡貯藏營在菌響體內裳，形規成高欲磷污槐泥，患排出殘系統狗外，房誠達到蜜從廢丹水中基除磷牌的效召果。1、生勇物除崗磷機啟理（１突）好氧報吸磷（2）厭氧昂放磷11邀.5仿.3生物習除磷校原理聚磷熔菌--探-甲單譯胞菌桃屬、叢氣單籮胞菌混屬：富起主嶄要作繭用，15性%-曉-2傻0%；不動鑰桿菌諒屬：榆儲存應聚磷帝的能冤力最厭強；某些寸反硝南化菌繪：也瞇能超規量吸震收磷抹；發酵的產酸稿菌：她將大販分子蠟物質窄降解短為低權分子栗脂肪誘酸類娘基質很；2、生掠物除蘆磷的彼影響搬因素（1）溶澇解氧厭氧誤段控垮制在0.崇2m顏g/運l以下寧，好資氧段書控制頓在2m夠g/改l左右勿；（2）厭扯氧區蹲硝態驅氮（3）溫撤度其影質響不綁如生陪物脫辦氮過抄程明肌顯，5—我30的范廟圍內島效果遙均可夾；（4）pH值6-經--扔8范圍武內比煩較穩毛定；（5）BO拆D負荷萬和有溉機物省性質BO谷D/饒TP要大徹于15，才去能保驢證聚殃磷菌借有足擾夠的完基質姑需求駝；（6）污戲泥齡一般叔控制球在3.框5—蓮7天，學厭氧饒段的載停留泳時間努不宜課過長調。℃1、弗滴斯特側利普幻玉工藝（1）工藝懲過程1)含磷弊廢水怨進入吼曝氣秋池同童步進盆入的綁還有模聚磷寇菌污下泥，教聚磷已菌過密量地釀攝取噴磷，股去除花有機次物，穿還能纏出現叨硝化掘作用共；2)從曝讓氣池庫流出農的混計合也乳，進嗚入沉娛淀池頓，在系這里罷進行磨泥水流分離巨，含嚴磷污歪泥沉觸淀，杠上清獅液排汽放；3)含磷即污泥諸進入漆除磷畝池4)含磷州上清球液進洗入混屬合池盜，投殼加石欣灰，盯化學技除磷疊；11介.5沙.4生物走除磷輔工藝（2）弗宗斯特散利普舟除P工藝恒的特器點1）出禮水含脈磷量寄低于1m小g/趕l；2）SV買I值小體于10價0，絲碑狀菌柳難于澆增值恢，污國泥不奴膨脹耀；3）可桐根據BO之D/梳P調節形回流狂污泥劃與混雜凝污膝泥的內比例幻玉。2、厭程氧—好氧污除磷首工藝站（An證—O法）工藝類特征賠：（1）流程跑簡單自，既哀不用蹤蝶投藥最，也摩無需厚內循撥環,有利食于好勵氧（鬼厭氧滾）狀態萌的保訴持（2）HR說T段，3-很6h（3）曝傭氣池SS濃度27翼00燭-3滲00塔0m絹g/虎l之間呆，BO抬D與一任般活刷性污箱泥法胖相同踐，磷地的去襯除率檔較好穩，P<杠1.答0m旋g/笛l（4）沉竊淀污緣瑞泥含債磷率4%，肥歇效好（5）SV寄I低于10皂0，易壩沉淀答，不撓膨脹問題剛：（1）除玩磷率挺難以非進一輛步提傳高，P/致BO這D高時恩尤其廣是這畝樣（2）沉點淀池弱產生奔磷的令釋放預現象（釋酒放磷炭）曝氣怎池（BO你D去除吸收備磷）原污座水處理冠水（厭沫氧）沉淀錦池（好貧氧）回流仆污泥盲（含可磷污