污水处理工艺基本原理75页PPT

无机化学毒物包括金属和非金属两类。 有机化学毒物
这类毒物大多是人工合成有机物，难以被生化降解，主
要有：农药(DDT、有机氯、有机磷等)、酚类化合物、聚 氯联苯、稠环芳烃(如苯并芘)、芳香族氨基化合物等
放射性物质 放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性。
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(六)油类污染物
包括“石油类”和“动植物油”两项。
各类水质标准中，对色度、臭味、浊度、漂浮物等指标都 作了相应的规定。
(九)热污染
废水温度过高而引起的危害，叫做热污染。
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水质标准
水质标准是用水对象(包括饮用和工业用水对象 等)所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为 国家标准、地方标准和行业标准等不同等级。
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一、污水的排放标准
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常见基本概念
活性污泥法
利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉 淀等作用，去除废水中有机污染物的一种废水处理方法。
生物膜法
使废水接触生长在固定支撑物表面上的生物膜，利用生 物降解或转化废水中有机污染物的一种废水处理方法。
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常见基本概念
气浮
气浮法是在水中通入或产生大量的微细气泡，使其附着在 悬浮颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮 在水面，从而获得固等。
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(一)固体污染物
固体污染物常用悬浮物（SS)和浊度两个指标来表示。 浊度：水的透明程度的量度。指水溶液中所含颗粒物对 光的散射情况。水质分析中规定：1L水中含有1mgSiO2 所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。
(二)有机污染物

SBR每一个工作周期中，各个阶段的运行时间、运行状态 可根据污水水质、排放规律与出水要求等进行调整。还可根据实 际情况省去某个阶段（例如闲置阶段），或者把反应阶段与进水 阶段合并，即进水一开始即进行曝气，可一直持续到反应阶段
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一、SBR工艺原理
结束。在反应阶段，可以始终曝气，也可曝气与搅拌交（此时不曝气） 交替运行，控制十分灵活、方便。
底物浓度梯度大，厌氧缺氧状态 并存
流态与连续式不同
刘永凇
对活性污泥膨胀有抑制作用 对冲击负荷有抵抗能力
厌氧好氧状态的交替出现 微生物对环境条件变化的适应
出水水质好
沉淀性能好，可以脱氮
对冲击负荷适应性强
流量变化可通过周期调节来适应
污泥沉降性能好
存在有机物的浓度梯度
张志仁
污泥处理系统简便
14
200
180
反应器相对大小
160
140
120
100
fm ax
以传统活性
污 泥 法 为 100％
80
0
1
2
3
4
5
6
周 期 数 (n)
图5-1 周期数对于SBR反应器池容的影响 (假设HRT=24h，沉淀和滗水时间为2.0h)
2) 可以防止污泥膨胀； 3) 反应效率高，特别对难降解有机物降解性能好；
4) 可以除磷脱氮等等。 5) 工艺简单，如可省去二沉池，不需污泥回流等；
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1、SBR反应器的理论分析 1) 流态理论； 2) 理想沉淀理论； 3) 推流反应器理论； 4) 选择性准则； 5) 微生物环境的多样性； 6) 提供了时空上的可操作性。 以上的特点，从另一方面分类可以分为： a) SBR反应器的流态特点，如上面的1)、2)、3)和4)； b) 生态特点(5)； c) 结构特点(6)。

05
污水处理技术的发展趋势
新技术和新方法的研发和应用
序批式活性污泥法（SBR）
SBR是一种间歇式活性污泥处理工艺，通过控制反应器内的曝气和沉淀过程，实现生物反应和泥水分 离。SBR具有工艺简单、灵活性强、处理效果好等优点，适用于多种类型的污水处理。
膜分离技术
膜分离技术是一种高效、节能的污水处理技术，通过膜的过滤作用将污水中的悬浮物、有机物、细菌 等分离出来。膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等，具有处理效果好、占地面积小、操作简 便等优点，在污水处理领域具有广阔的应用前景。
污水处理的重要性和挑战
环境保护
污水处理能够减少污水对水体的 污染，保护生态环境。
人类健康
污水处理能够降低疾病的发生率 ，保障人类健康。
污水处理的重要性和挑战
• 可持续发展：污水处理是实现可持续发展的重要组成部分， 有利于经济和社会的长期发展。
污水处理的重要性和挑战
01
02
03
技术难度
不同地区、不同水质需要 不同的处理技术，技术难 度较大。
污水处理厂的节能和减排
污水提升泵站的节能
污水提升泵站是污水处理厂的重要能 耗之一，通过优化泵站运行方式、选 用高效低能耗水泵等措施，可以有效 降低污水提升泵站的能耗。
污泥处理的节能
污泥处理是污水处理厂的另一大能耗， 通过优化污泥处理工艺、选用节能设 备等措施，可以有效降低污泥处理的 能耗。
污水处理后水的再利用和资源化
04
污水处理厂和设施
污水处理厂的组成和功能
污水处理厂的组成
污水处理厂通常由预处理、生物处理、后处理和污泥处理等 部分组成。
污水处理厂的功能
污水处理厂的主要功能是去除污水中的有机物、悬浮物、氮 、磷等污染物，使污水达到排放标准或回用标准。

物理处理法
通过物理作用去除污水中的悬 浮物、油脂等污染物，包括沉
淀、过滤等方法。
化学处理法
通过化学反应去除污水中的溶 解性有机物、重金属等污染物 ，包括氧化、还原、中和等方 法。
生物处理法
利用微生物的代谢作用去除污 水中的有机物、营养盐等污染 物，包括活性污泥法、生物膜 法等。
工艺流程
污水预处理→一级处理→二级 处理→深度处理→污泥处理与
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处置。
02
污水预处理技术
格栅拦截与清理
格栅拦截
通过设置不同规格的格栅 ，拦截污水中的大块悬浮 物和漂浮物，保护后续处 理设备的正常运行。
清理方式
定期或连续清理格栅截留 物，可采用人工或机械清 理方式，确保格栅通畅。
格栅类型
根据处理需求，选择不同 材质和结构的格栅，如钢 制格栅、塑料格栅等。
调节池均质均量
06
运行管理与维护保养知识
设备运行参数监控及调整策略
关键参数实时监测
对污水处理设备的关键运行参数进行实时监测，包括进出水流量 、水质指标、设备运行状态等。
参数异常预警与处理
建立参数异常预警机制，及时发现并处理运行过程中的异常情况， 确保设备稳定运行。
调整策略制定
根据监测数据和分析结果，制定相应的调整策略，优化设备运行参 数，提高污水处理效率。
常见故障识别与排除方法分享
常见故障类型
介绍污水处理设备常见 的故障类型，如机械故 障、电气故障、自控系 统故障等。
故障识别方法
分享故障识别的经验和 方法，包括观察、听取 、测量等多种手段，帮 助操作人员快速准确地 识别故障。
排除方法与步骤
针对不同的故障类型， 提供详细的排除方法和 步骤，指导操作人员及 时有效地处理故障，恢 复设备正常运行。

提高人民生活质量
改善水环境质量，提高人 民生活和健康水平。
国内外污水处理现状与发展趋势
国内现状
近年来我国污水处理能力大幅提 升，但仍存在处理效率不高、设
施不足等问题。
国外现状
发达国家污水处理技术先进，处理 效率高，已实现污水资源化利用。
发展趋势
未来污水处理将更加注重资源化利 用、节能减排、智能化发展等方面 。
01
沉砂池的作用
去除污水中的砂粒、石子等无机颗粒，减轻后续处理设备的负荷。
02
初沉池的作用
通过重力沉淀作用去除污水中的悬浮物，减少后续处理设备的负荷。
03
沉砂池与初沉池的运行与维护
定期清理沉砂池和初沉池中的污泥和杂物，保持池内清洁；检查刮泥机
、排泥阀等设备的运行状况，及时维修或更换损坏部件。
生物反应池及二沉池
生物反应池的作用
通过微生物的代谢作用去除污水中的有机污染物，使污水得到净化。
二沉池的作用
进一步去除生物反应池中未沉淀完全的悬浮物，提高出水水质。
生物反应池及二沉池的运行与维护
定期向生物反应池中投加微生物菌种和营养物质，维持微生物的正常生长和代谢；检查曝 气设备、搅拌器等设备的运行状况，及时维修或更换损坏部件；定期清理二沉池中的污泥 和杂物，保持池内清洁。
污水处理行业挑战分析
针对污水处理行业面临的挑战进行深入分析，包括技术挑战、市场 挑战等，为企业应对挑战提供参考。
企业自身能力提升方向建议
技术创新能力提升
建议企业加强技术研发投入， 提高自主创新能力，推动新技 术、新工艺在污水处理领域的
应用。
运营管理能力提升
建议企业完善内部运营管理体 系，提高污水处理设施的运行 效率和管理水平，降低运营成 本。

状、水泥沉界斗速面中是。及变二浓化次缩的沉池。淀中化池污学与泥絮污的凝泥浓沉浓缩淀缩过属池程中存发在 于这生压种。缩类沉型淀。。
〔二〕沉砂池
1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前， 用以别离水中较大的无机颗粒，如砂子、 煤渣等。以使水泵、管道免受磨损和阻塞 ；减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流 动性，以便于排放、输运。
2-2
表2-1格栅的分类
格栅分类特征 按格栅间距分
按清渣方式分
格栅名称 粗格栅 细格 密格栅 人工清渣格栅 机械清渣格栅
说明 栅条间隙 > 40mm 栅条间隙l0~30mm 栅条间隙 < 10mm 主要是粗格栅 机械清渣
GL型格栅除污机
上海石洞口污水处理厂
上海嘉定水质净化厂 曝气沉砂池前细格栅
粗滤、微滤等过滤因污染物都被截留在过 滤介质的外表，所以又称外表过滤(surface filtration)；而粒状材料过滤时，污染物可以 深入到过滤介质的内部，所以又称深床过滤 (depth filtration)或滤层过滤。
外表过滤的机理比较简单，它是在各类动 力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙 对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。深 床过滤去除悬浮固体的机理比较复杂，它涉 及到随水流流动的固体颗粒如何脱离水流流 线而与滤料外表接触，即迁移机理；以及粘 附机理。
化学絮凝沉淀属于这种类型。 外表过滤的机理比较简单，它是在各类动力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙对悬浮固体的阻截作用而形成固液别离。
筛网按网眼尺寸分为粗筛网络〔≥1mm〕、中筛网〔 二、污水的重力别离处理
一些附着不牢的被截留物质在水流作用下，随水流到下一层滤料中去。
池中央进水1，池~四0周出.0水 5mm〕和微筛网〔≤0.05mm〕，城市污水处 理中，常采用粗、中筛网。

千岛湖 长江部分河段
Ⅲ类-- 主要适用于集中式生活饮用水、地表水源地二级保护区，鱼虾类 越冬、回游通道，水产养殖区等渔业水域及游泳区；
长江中下游 黄河部分河段
Ⅳ类-- 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；
Ⅴ类-- 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域；
劣Ⅴ类-- 已经失去了水体的基本功能，被严重污染。
污泥脱水干化
污泥干化脱水的作用是去除污泥中大量的水分，从而缩小其体积，减轻重量。经 过脱水干化，污泥含水率能从96%左右降到60-80%，体积降为原来的1/10—1/5， 有利于运输和处理。 污泥的机械脱水方法：离心、压滤、真空过滤。 卧螺离心机和带式压滤机
污水中的污染物最终去向
污水中的污染物经过处理的污泥最终就去往了垃圾填埋场或者用在农田施肥或者 在垃圾焚烧站焚烧。
污泥循环 沉淀池 外排
特征: COD处理效果好 能脱氮除磷
高碑店污水厂
剩余污泥
SBR 处理工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法的英文简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性 污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。SBR技术的核心是SBR反应池，该 池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。反应四个步 骤进水、曝气、静置、排水在同一个池中进行，自动化程度高。
一级处理作为二级处理的预处理。二级处理能大幅度的去除水中呈胶体和溶解状 态的有机性污染物，BOD去除率可以达到90%以上，BOD降至20-30mg/L，能 达到国家规定的排放标准。有些工艺还能去除水中的N P等污染物。 反应池 二沉池 三级处理（深度处理） 进一步去除二级处理未能去除的污染物。进一步净化水质。 消毒池加氯 紫外线杀菌 活性炭过滤 生物膜法处理

污水与回流污泥从池首端流入，呈推流式至池的末端流出。 进口处有机物浓度高，沿池长逐渐降低。 处理效率高，适用与大中型污水处理厂。 进水浓度不能过高，抗冲击负荷能力较差。 需氧量沿池长逐渐降低，可能造成前半段氧远远不够，后半段供氧量超过需要。 体积负荷率低，曝气池庞大，占用土地较多，基建费用较高。
其二，过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中难以沉淀，影响出水水质。
其三，曝气池污泥的增加，就要求曝气池中有更高的氧传递速率，否则，微生物就受到抑制，处理效率降低。采用一定的曝气设备系统，实际上只能够采用相应的污泥浓度，MLSS的提高是有限度的。
曝 气 量
在通常情况下，污水的曝气量与风量或者风机台数关系不大，这和满足曝气池富氧速率有关。
由于污水设备已经顶死，故只能从效率方面控制曝气量，目前只能控制风机台数和效率进行控制。目前只能开启2台风机，如果溶解氧仍不能满足，可以更换风机皮带增加风机效率。
如果设备已经无异常，只能通过阀门进行调节。
氧 传 递 速 率
氧传递速率要考虑二个过程
要提高氧的传递速率
回流量控制，尽量保证二沉池底泥保持恒定，沉降比控制在30~40%
泵的选择不当造成的流量变化，控制阀门开启度
微生物浓度
在设计中采用高的MLSS（污泥沉降比较高）并不能提高效益，原因如下：
其一，污泥量并不就是微生物的活细胞量。曝气池污泥量的增加意味着泥龄的增加，泥龄的增加就使污泥中活细胞的比例减小。
二次沉淀池的功能要求
1.澄清（固液分离）
2.污泥浓缩（使回流污泥的含水率降低，回流污泥的体积减少）
二沉池的实际工作情况
（1）二沉池中普遍存在着四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、压缩区。两个界面：泥水界面和压缩界面。

根据来源不同，废水可分为生活污水 和工业废水两大类。
生活污水：人们在日常生活中所产生的 废水。
工业废水：在工业生产过程中所排出的 废水。
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废水的特性
废水中的污染物种类大致可如下区分：固体污染物、有 机污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油 类污染物、生物污染物、感官性污染物和热污染等。
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(二 )转化法
方法原理
转化方法
化学转化
中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法
生化转化 活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物塘等
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按处理程度分主要分为四大块： 预处理，一级处理、二级处理、深度处理。
（一）预处理 ? 主要包括温度调节、水质水量调节、预曝气、隔油等； ? 格栅机、刮油刮渣机、调节池、沉砂池、初沉池等。 （二）一级处理 ? 主要去除废水中悬浮固体和漂浮物质，同时还通过中和
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? A2/O （脱氮除磷）：
?SBR
SBR是间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气 方式来运行的活性污泥污水处理技术ASS（循环式活性污泥法）是将序批式活性污泥法 （SBR）的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择 区也称预反应区，后部为主反应区。在主反应区后部安装 了可升降的滗水装置，实现了连续进水间歇排水的周期循 环运行，集曝气沉淀、排水于一体。
? 活性污泥
由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢 氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。有良好的吸附、 絮凝、生物氧化和生物合成性能。
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常见基本概念
? 活性污泥法

❖ 活性污泥的形态：
❖ 黄褐色絮绒状颗粒，粒径0.02-0.2mm； ❖ 污水中悬浮生长，含水率>99%，比重1.002-1.006
❖ 活性污泥的组成：
❖ 具有代谢功能活性的微生物群体（Ma） ❖ 微生物内源代谢、自身氧化的残留物（Me） ❖ 原污水带入的难降解惰性有机物（Mi） ❖ 原污水带入的无机物（Mii）
1. 确定沉淀池个数（不少于2个）； 2. 确定设计流量和表面负荷，计算单池面积； 3. 确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（6～12）； 4. 计算沉淀池总高度（保护高＋有效水深＋缓冲层高＋坡底落
差＋污泥斗高）； 5. 计算污泥量，校核污泥斗容积； 6. 设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统
v 0.1 L V 180 18m
A 10 b A 10 2.5m
2H 2 2
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曝气沉砂池设计计算例题
❖ 已知某城市污水处理厂的最大设计流量为0.2m3/s,总变化系数 K=1.50，设计砂斗容积按不大于2天的沉砂量，城市污水的沉砂 量为每104m3的污水沉砂30(0.3)m3，沉砂池的沉砂斗容积为（） m3.
❖ 钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离； ❖ 中心砂斗，气提排砂。
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曝气沉砂池构造原理示意图
空气管
I=0.1-0.5
曝气头
集砂槽
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曝气沉砂池的设计与计算
1. 按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2； 2. 选定沉砂池水力停留时间(1~3min)，计算总有效容积； 3. 选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积； 4. 选定沉砂池有效水深(2~3m)，计算池长和总宽度； 5. 根据宽深比要求(1~1.5)，确定池数或分格数； 6. 计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备； 7. 选定气水比(0.1~0.2)或曝气强度，计算曝气量； 8. 设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。

特点
生物膜法具有处理效果好、能耗低、污泥产量少等优点。但同时也存在占地面积大、对水质波动适应性差等缺点 。
2024/1/26
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厌氧生物处理技术
2024/1/26
原理
厌氧生物处理技术是在无氧条件下，利用厌氧微生物的代谢 作用对污水进行净化处理的方法。通过厌氧微生物的分解作 用，将污水中的有机污染物转化为甲烷、二氧化碳等无害物 质。
电气故障
检查电气设备及线路是否正常，处理电气元件损坏、接触不良等 问题。
水质异常
分析进出水水质数据，调整工艺参数或投加药剂，恢复水质稳定 达标。
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安全防护措施和应急预案制定
安全防护措施
确保设备安全稳定运行，采取防护措施如安装防护罩、设置警示标 识、配备灭火器材等。
应急预案制定
针对可能发生的突发事件，制定相应的应急预案，明确应急处置措 施和人员分工，确保在紧急情况下能够迅速响应并妥善处理。
。
2024/1/26
生活污水
来自居民日常生活、商 业设施等产生的废水。
农业污水
其他污水
来自农业生产活动，如 养殖、种植等产生的废
水。
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包括医院废水、实验室 废水等特殊来源的废水
。
污水处理意义及原则
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03
环境保护
减少污水对环境的污染， 保护水资源和生态环境。
2024/1/26
资源回收
通过处理污水，回收其中 的有用物质，实现资源的 循环利用。
离心浓缩法
利用离心力使污泥中的固体颗粒 与水分离，实现污泥浓缩，适用
于各种含固率的污泥。
2024/1/26
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污泥脱水方法比较与选择