污水处理工艺管理培训教材

碳
含氮 化合物
NO-3
N2
硝化细菌
硝化反应过程
反硝化细菌
反硝化反应过程
污水处理基本理论知识—生物脱氮
影响因素 细菌特征 反应机理 碳源要求
溶解氧要求
pH要求 温度要求
污泥龄
硝化反应
反硝化反应
硝化菌是化能自养菌，生理活动 反硝化菌是异养兼性厌氧菌，在无氧
不需要有机性营养物质
条件下进行生命代谢活动
从CO2获取碳源，从无机物的氧 以硝酸氮为电子受体，以有机碳为电
❖ 常用的污泥处理流程 ❖ 生污泥 浓缩 消化 机械脱水 最终处理 ❖ 生污泥 浓缩 消化 自然干化 最终处理 ❖ 生污泥 浓缩 消化 机械脱水 干燥焚烧 最终处理 ❖ 污泥 浓缩 机械脱水 最终处理 ❖ 污泥 机械脱水 最终处理
❖ 污泥最终处理方式 农田利用与土地处理（要求污泥进行无害化处理）、污泥堆肥、污泥制 造建筑材料、污泥填地、污泥焚烧等
污水处理基本理论知识—臭氧消毒
污水处理基本理论知识—活性污泥法
活性污泥法实质上是经过强化的自然界水体 自净的人工模拟。在活性污泥上栖息着具有强大 生命力的微生物群体，包括细菌类、真菌类、原 生动物、后生动物等，在微生物群体新陈代谢功 能的作用下，有机污染物被转化为稳定的无机物 质。
正常的城市污水的活性污泥外观呈黄褐色絨 絮状，具有较大的比表面积，含水率很高，一般 在99%以上。
下一章节内容将详细介绍这几种工艺
污水处理基本理论知识—生物脱氮除磷
污水经常规二级生物处理后，还含有相当数量 的污染物质，如：BOD、COD、SS、氮、磷等， 这些污染物会导致：
❖水体富营养化； ❖水质恶化； ❖不能达标排放； ❖不能满足回用要求；
必进行脱氮除磷处理
污水处理基本理论知识—生物脱氮
氧
进水中污染物总量 Ns 曝气池内污泥总量
❖ 污泥龄（d）—生物固体停留时间(SRT)
污泥负荷 污泥龄
低负荷 <0.1
20～30
一般负荷 0.2~0.4 5～15
高负荷 >1.5
0.2～2.5
污水处理基本理论知识—活性污泥法
❖ 污泥容积指数（mL/g）
SVI
污泥所占容积 污泥量
SV (%) 10 X (g / L)
Байду номын сангаас
污水处理基本理论知识— 污泥处理
❖常见污泥的含水率
污泥种类
初沉污泥 剩余污泥（二沉污泥） 重力浓缩后的初沉污泥 重力浓缩后的混合污泥 气浮池污泥 消化池污泥
含水率（%）
范围
代表值
88 － 96
95
98.5 － 99.5
99.2
88 － 94
92
90 － 97
96
94 － 97
96
93 － 97.5
污水处理基本理论知识— 污泥处理
污泥浓缩池
污泥匀质池
带式脱水机
离心脱水机
污水处理基本理论知识— 污泥处理
❖ 污泥性质指标 ❖ 污泥的含水率： 污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数 （P）； ❖ 污泥的比重：一般情况下以1计； ❖ 污泥中的挥发性固体与灰分： ❖ 污泥中的重金属离子含量； ❖ 污泥中的肥分； ❖ 污泥的可消化程度。
污水处理基本理论知识—活性污泥法 活性污泥增长曲线：
污水处理基本理论知识—活性污泥法
❖活性污泥法主要参数
❖ BOD负荷 F/M（Ns，Nv） ❖ 污泥龄（ts）——生物固体停留时间 ❖ 污泥容积指数（SVI） ❖ 污泥浓度、污泥回流比、剩余污泥量
污水处理基本理论知识—活性污泥法
❖ BOD负荷 F/M（ Ns， kg BOD5/kg MLSS.d ）
污水处理基本理论知识—活性污泥法
❖ 活性污泥法典型工艺
❖ 氧化沟工艺： 环状沟渠，介于完全混合型和推流型之间，溶解氧
梯度明显； ❖ SBR工艺：
通过时间上的推流排序，在同一反应器内完成活 性污泥处理过程，无需二沉池；设置生物选择区，污 泥不易膨胀； ❖ A2/O工艺：
功能分区明显，分厌氧区、缺氧区及好氧区，根 据不同水质可设计不同的流程组合。
污水处理基本理论知识— 污泥处理
❖ 污水处理过程中产生的污泥量大、含水率高、成分复杂、 易腐化发臭，造成二次污染，必须及时有效地进行处理和 处置。
❖ 污泥处理的目的：污泥减量化、无害化及资源化。
污水处理基本理论知识— 污泥处理
❖ 常用的污泥处理方法 污泥浓缩、污泥消化（好氧消化和厌氧消化）、污泥脱水等
污水处理基本理论知识—活性污泥法
类别
普通曝气 阶段曝气 吸附再生 延时曝气 完全混合 深井曝气 纯氧曝气
主要工艺特征
推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线上某一段，曝气池与二沉池分建， 鼓风曝气
推流式，长方折流廊道形，多点进水或渐减曝气，改善传统活性污泥法存 在的负荷不均和需氧--供氧失调的弊端
推流式，长方折流廊道形，进水口在曝气池中部某一点，充分利用活性污 泥的初期吸附能力，提高效率，减少体积
剩余污 泥
水质指标及其含义
1、一般物化指标
1. pH值 概念
pH值是溶液中酸和碱的相对含量， 是衡量水中酸碱度的重要指标。
❖ 表示方法
❖ pH值是水中氢离子浓度 的负对数值。
❖ 意义及影响
过高或者过低的pH值对 污水处理中的微生物都 有很大影响。
pH值对微生物活性的影响
1、一般物化指标
pH值对微生物的影响主要通过几个方面实现：
1、一般物化指标
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污水处理基本理论知识— 消毒
❖ 常用的消毒方法 紫外线消毒 二氧化氯消毒 臭氧消毒
污水处理基本理论知识— 紫外线消毒
紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线 能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸) 或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞 死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效 果，紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖 体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和 支原体等，具有广谱性。
膜覆盖导致水生态恶化
❖ 毒性有机物污染
对人类和水生物产生危害
❖ 水体病原微生物污染和危害
污水处理基本理论知识— 水处理基本方法
❖污水一级处理（包括强化一级处理，物理方法） ❖污水二级处理（以生物处理为主体的处理工艺） ❖污水深度处理（进一步去除二级处理不能完全
去除的污染物）
污水处理基本理论知识— 污水一级处理
硝化菌对pH值变化敏感，最佳 pH值：8.0－8.4
反硝化菌对pH值变化敏感，最佳pH 值：6.5－7.5，当pH值高于8或低于6
时，反硝化速率降低
适宜温度：20－30℃，低于5℃ 适宜温度：20－40℃，低于15℃时，
时，硝化反应停止
反硝化速率降低
增殖缓慢，污泥龄10d以上
污泥龄无特殊要求
污水处理基本理论知识—生物除磷
污水处理基本理论知识— 城市污水的组成
❖ 生活污水 ❖ 工业废水 ❖ 入渗地下水 ❖ 合流制排水系统的初期雨水
污水处理基本理论知识— 城市污水的污染指标
❖ 物理指标 ❖ 浊度、色度、嗅味、SS、水温等
❖ 化学指标 ❖ 无机物污染指标：pH、氮、磷、无机盐、重金属 离子 ❖ 有机物污染指标：BOD、COD、TOC、毒物
污水处理基本理论知识— 二氧化氯消毒
污水处理基本理论知识—臭氧消毒
臭氧分子很不稳定，在常温常压下，容易分 解为氧（O2）和氧原子（O），单个氧原子具有 很强的活性，能够氧化分解细菌内部的生物活性 酶、破坏细胞器和核糖核酸，还可以渗透到细胞 膜组织、侵入细胞膜内使细胞发生通透性畸变， 导致细胞溶解死亡。并将死亡细菌内的遗传基因、 寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热 源等溶解变性死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂， 即可以达到“彻底、永久地”消灭物体内部所有 微生物。
化中获取能量
子供体，使硝酸盐还原
混合液中有机物含量不应过高， BOD＜20mg/L
混合液中有机物含量不应过低， BOD/T-N ≮ 3－5，当碳源不足时，
应考虑外加碳源（甲醇）
氧是硝化反应的电子受体， DO≮1 mg/L
反应器内溶解氧较高时，反硝化菌将 利用氧进行呼吸，阻碍硝酸氮的还原，
DO ≯ 0.5mg/L
❖ SVI是判断活性污泥沉降性能和生物活性的指标，正常活性 污泥的SVI应在80－150之间，一般为120左右；
❖ 一般SVI<80，说明活性污泥中无机成分增多，活性降低； ❖ 一般SVI>150，说明活性污泥沉降性能变差，有膨胀趋势；
污水处理基本理论知识—活性污泥法
❖ 活性污泥法常用运行方式
❖ 传统活性污泥法处理系统（普通曝气） ❖ 阶段曝气活性污泥法处理系统 ❖ 吸附再生活性污泥法处理系统 ❖ 延时曝气活性污泥法处理系统 ❖ 完全混合活性污泥法处理系统 ❖ 深井曝气活性污泥法处理系统 ❖ 纯氧曝气活性污泥法处理系统
一是使蛋白质、核酸等生物大分子所带电荷发生变化,从而影响其生 物活性;
二是引起细胞膜电荷变化,导致微生物细胞吸收营养物质能力改变; 其三是改变环境中营养物质的可给性及有害物质的毒性。
控制范围
pH值范围在0~14之间 ，pH值为7.0 则水为中性；pH值小于7.0，则水为酸 性的；pH值大于7.0，则水为碱性的。一般好氧生物处理pH 值控制在 6.5~8.5之间，厌氧生物处理pH值控制在6.8~7.2之间。
污水处理基本理论知识—活性污泥法 基本流程：
空气
预处理后的污水
曝气池
二沉池
处理水
回流污泥
回流污泥泵
剩余污泥
污水处理基本理论知识—活性污泥法
净化污水过程：
空气
空气
污水
初期吸附 （捕食）
活性污泥
氧化分解 （代谢）
回流污泥
絮凝沉淀 （回收）
污泥
处理水
剩余污泥
污水处理基本理论知识—活性污泥法 生物代谢过程模式：
❖ 生物指标 ❖ 细菌总数、粪大肠菌群数、病毒
污水处理基本理论知识— 水污染的危害
❖ 水体物理性污染和危害
❖ 水温、色度、SS
❖ 水体无机物污染和危害
❖ 氮、磷污染
水体富营养化
❖ 重金属污染
通过食物链的富集，对人类、动植物产生毒
害作用
❖ 水体有机物污染和危害
❖ 有机物污染
微生物耗氧导致水质恶化
❖ 油类污染油
污水处理基本理论知识— 紫外线消毒
污水处理基本理论知识— 二氧化氯消毒
二氧化氯是一种水溶性的强氧化剂，在水中以 二氧化氯单体存在，不聚合生成ClO2气体，不与 有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物 。
如果以氯气的氧化能力为100％，那么二氧化 氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，次氯酸钠的2.0 倍，双氧水的1.3倍。所以二氧化氯是氧化类消毒 剂消毒效果最好的消毒剂。同时二氧化氯可以氧 化水中多种有机物、无机物，具有脱色的效果。
聚磷菌在厌氧条件下释放磷，好氧条件下过量 吸磷，然后通过排泥的方式将磷从系统中去除。
好氧条件
厌氧条件
H3PO4
聚磷菌
H3PO4
能量
好氧积磷过程
能量
厌氧放磷过程
污水处理基本理论知识—生物脱氮除磷工艺流程
原污 水
厌氧池
氨化、放磷
硝化液回流
N2
空气
缺氧池
曝气池
沉淀池
处理 水
脱氮
除BOD、硝化、吸收 磷
污泥回流（含磷污泥）
推流式，长方折流廊道形，污泥增长曲线末端，污泥负荷低，停留时间长， 出水水质好，剩余污泥量少且稳定
完全混合，圆或方形，污泥增长曲线上某一点，曝气池与二沉池合建，表 面曝气
圆形深井构造，曝气提升循环流动，氧利用率高，高效高负荷
多室串联，密闭纯氧曝气，气体循环，氧利用率高，混合液浓度高，容积 负荷高，污泥沉降性能好，剩余污泥量少
❖ 处理构筑物 ❖ 活性污泥法（传统活性污泥法，A2/O法，氧化沟，SBR等） ❖ 生物膜法（生物滤池，生物转盘，接触氧化，生物流化床）
污水处理基本理论知识— 污水深度处理
❖ 处理对象 ❖ 进一步去除氮、磷、SS和有机物（BOD， COD）
❖ 处理方法 ❖ 生物法，物化法，物理法
❖ 处理构筑物 ❖ 生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池BAF，MBR ❖ 混凝＋沉淀＋过滤（CMF） ❖ 活性炭吸附过滤 ❖ 电渗析，反渗透
北控工艺管理培训
安徽北控水务环境产业有限公司 武先扬
二OO九年六月
目录
四大部分内容
1
污水处理基本理论知识
2
水质指标及其含义
3
污水处理基本理论
4
紫蓬山污水厂工艺
污水处理基本理论知识
污水处理基本理论知识
❖ 城市污水的组成 ❖ 城市污水的污染指标 ❖ 水污染的危害 ❖ 水处理基本方法 ❖ 污水生物处理
❖ 处理对象 ❖ 漂浮物、悬浮物、比重较大的无机颗粒、 部分有机污染物
❖ 处理方法 ❖ 格栅截留、重力分离、离心分离
❖ 处理构筑物 ❖ 格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池
污水处理基本理论知识— 污水二级处理
❖ 处理对象 ❖ 胶体和溶解性有机物（BOD, COD），氮，磷
❖ 处理方法 ❖ 生物法（利用微生物降解有机污染物、脱氮除磷） ❖ 化学法（通过加药去除相关污染物，如加药除磷）