污水处理基础培训

湖南省邵阳首创红旗渠污水处理厂（一期）工艺基础知识培训资料二○一○年十二月编制：王本涛第一部分基础知识•基本概念•.污水处理常识•城市污水的来源与组成•城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常有生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。•生活污水：指人们日常生活中的排水包括粪便污水、洗涤污水、沐浴污水。主要由有机物、无机物和微生物组成。•工业废水：是从工业生产过程中排出的废水。其成分复杂、主要由产品种类、原材料、工艺过程所决定。•1．pH氢离子浓度指数的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离子浓度的常用对数的负值。如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001克，它的氢离子浓度指数就是5。氢离子浓度指数一般在0-14之间，当它为7时溶液呈中性，小于7时呈酸性，值越小，酸性越强；大于7时呈碱性，值越大，碱性越强。•2.酸度：一般把中和100克试样中的酸性物质需要的OH-的物质的量n（OH-）用毫摩尔作单位的数值称为酸度。从本质上来看，用样品中的质量摩尔浓度b（H+）表达更为明确。SI单位为：摩尔/千克。•3.碱度：碱度是指水中吸收质子的能力，水中碱度的形成主要是由于重碳酸盐、碳酸盐及氢氧化物的存在，硼酸盐、磷酸盐和硅酸盐也会产生一些碱度。此外还有有机碱等。•4.浊度：浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。浊度可用比浊法或散射光法进行测定。我国一般采用比浊法测定，将水样和用高岭土配制的浊度标准溶液进行比较测浊度不高，并规定一升蒸馏水中含有1毫克二氧化硅为一个浊度单位。对不同的测定方法或采用的标准物不同，所得到的浊度测定值不一定一致。浊度的高低一般不能直接说明水质的污染程度，但由人类生活和工业生活污水造成的浊度增高，表明水质变坏。•5．化学需氧量COD（ChemicalOxygenDemand）：是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。•6.BOD（BiochemicalOxygenDemand的简写）：生化需氧量或生化耗氧量。表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。它说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。其单位ppm成毫克/升表示。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。为了使检测资料有可比性，一般规定一个时间周期，在这段时间内，在一定温度下用水样培养微生物，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5。数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。生化需氧量的计算方式如下：BOD（mg/L）=（D1-D2）/P其中D1：稀释后水样之初始溶氧（mg/L），D2：稀释后水样经20℃恒温培养箱培养5天之溶氧（mg/L），P=【水样体积（mL）】/【稀释后水样之最终体积（mL）】；生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。•7.SV：污泥沉降比（SV）是指曝气池混合液在1000ml量筒中，静置沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液之体积比（%）。因为污泥沉降30分钟后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的标准时间。也可以15分钟为准。•8.MLSS混合液悬浮固体：是指单位体积污泥含有的干固体重量，或干固体占污泥重量的百分比。用重量法测定，以g/L或mg/L表示。该指标也称为悬浮物浓度（MLSS）。•9.MLVSS-混合液挥发性悬浮固体浓度(mixedliquorvolatilesuspendedsolids)的简写。本想指标所表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。相对于MLSS而言，在表示活性污泥活性部分数量上，本项指标在精度方面进了一步。•10.污泥回流比，曝气池中回流污泥的流量与进水流量的比值。•11.污泥负荷，是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。•12.污泥龄。是指在曝气池中工作着的活性污泥与每日排放的剩余污泥量之比值，系统稳定运行时，剩余污泥量也就新增长的污泥量，因此，污泥龄也是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间，或者是污泥增长一倍平均所需要的时间。•13．F/M：营养物或者有机物与微生物的比值（F/M），是活性污泥增长速率，有机物去除速率，氧利用速率、污泥的凝聚吸附性能等的重要因素。实际应用上，其是以BOD-污泥负荷率表示的。活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间以后，污水即生成一种絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是活性污泥。•工艺介绍•1.城市污水处理方法与原理简介•现代的污水处理技术，按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。•物理法•污水的物理处理法，就是利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。属于物理法的处理技术有以下几种。•1）沉淀（重力分离）2）筛滤（截留）3）气浮4）离心与旋流分离5）反渗透•化学法•污水的化学处理法，就是通过投加化学物质，利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物，或使其转化为无害的物质。•1）混凝法2）中和法3）氧化还原法4）电解法5）吸附法6）离子交换法7）化学沉淀法•属于化学法处理技术的还有汽提法、吹脱法和萃取法等。•生物法•污水的生物处理法，就是利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。属于生物处理法的工艺有以下几种。1）活性污泥法•这是目前使用很广泛的一种生物处理法。将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有大量好氧性微生物的絮凝体——活性污泥，活性污泥能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长繁殖，有机物被分解、去除，污水得以净化。从曝气池流出的含有大量活性污泥的污水——混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分地回流曝气池。•活性污泥法自出现以来，经过80多年演变，出现了各种活性污泥的变法，但其原理和工艺过程没有根本性的改变。•①普通活性污泥法•这种方法被广泛使用，是许多污水厂的主流工艺。传统活性污泥法是将污水和回流污泥从池首端引入，呈推流式至池末端流出。此法适于处理要求高、水质较稳定的污水，但对负荷的变动适应性较弱。后来在此基础上产生了一些改良形式。•②多点进水法•为了使槽内有机负荷接近一定值，把废水从几个地点分开流入，有利于解决超负荷问题。•③吸附再生法•使接触槽内活化的活性污泥吸附污染物质，污泥与水分离后，在再曝气槽内把吸附的污染物质进行氧化。该法有利于增加处理量，并有一定的抗冲击负荷能力。•④延时曝气法•延长曝气时间，有利于完全氧化，污泥产量少，适于小型污水厂。•⑤厌氧——好氧活性污泥法•为了在去除有机物质（BOD）的同时有效地去除氮、磷等营养物质，人们把厌氧状况组合到活性污泥法中，使厌氧和好氧状况在反应池内同时存在或反复周期地实现，形成了厌氧——好氧活性污泥（A/O）法，甚至缺氧—厌氧—好氧活性污泥(A2/O)•⑥间歇式活性污泥法（SBR）•污水不是顺次流经各处理单元，而是放流到单一反应池中，按时间通过程序控制各过程，在反应池的一个工作周期内，运行程序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机等过程。该法日常维护管理非常简便，可获得高质量的出水，有利于自动化控制，通过对运行的调整，该池可进行除磷脱氮及化学处理，有利污水回用。•近年来，SBR工艺发展很快，尤其随着仪表、自动控制技术与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺、ICEA工艺、MSBR工艺及UNITANK工艺等。•⑦AB法•该法是吸附降解工艺的简称，属超高负荷活性污泥法，它是两个活性污泥系统的串联系统，两者各有独立的二次沉淀池。该法抗冲击负荷能力强，有利于除磷脱氮，特别适于处理浓度较高、水质水量变化大的污水。•⑧氧化沟法•氧化沟为连续环形曝气池，其池体较长，深度较浅。氧化沟系统是一种成本低廉、构造简单、易于维护管理的处理技术，其出水水质好，可进行脱氮，有利于延时曝气。•氧化沟工艺也发展迅速，如Carrousel2000型、DE型、Orbal型及转刷曝气氧化沟等。•2）生物膜法•使污水连续流经固体填料（碎石、炉渣或塑料蜂窝），在填料上就能够形成污泥状的生物膜，生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物。从填料上脱落下来的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池被澄清净化。•生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化以及生物流化床等。•①生物滤池•生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内设固定填料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜，净化污水。装置由提供微生物生长栖息的滤床、使污水均匀分布的布水设备及排水系统组成。生物滤池操作简单，费用低，适用于小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池（滴滤池）、高负荷生物滤池、塔式生物滤池及活性生物滤池（ABF）等。•污水的化学性质及指标•污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态与溶解状态。•1）无机物污染指标•无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等。•①酸碱度•酸碱度用pH值表示。pH值等于氢离子浓度的负对数。当pH值超出6~9的范围时，会对人、畜造成危害，并对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。城市污水的pH值呈中性，一般为6.5~7.5。•碱度反应了城市污水中和酸的能力，通常用碳酸钙含量（mg/l）表示。•②总氮TN、氨氮NH3-N•A.总氮TN：为水中有机氮、氨氮和总氧化氮(亚硝酸氨氮及硝酸氨氮之和)的总和。•B.氨氮NH3-N：是水中以NH3和NH4+形式存在的氮，它是有机氮化物氧化分解的第一步产物。•③总磷TP•总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。•④重金属离子•城市污水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅等•2）有机物污染指标•①生化需氧量BOD•生化需氧量是在指定的温度和时间段内，在有氧条件下由微生物(主要是细菌)降解水中有机物所需的氧量。由于将有机物完全降解需要历时100天以上，实际上采用20℃下20天的生化需氧量BOD20为代表。一般采用20℃下5天的BOD5作为衡量污水中可生物降解有机物浓度指标。对于城市污水，BOD5一般在100~300mg/l之间。•②化学需氧量COD•尽管BOD5是城市污水中常用的有机物浓度指标，但是存在分析上的缺陷：①5天的时间过长，难以及时指导实践；②污水中难生物降解的物质含量高时，BOD5测定误差较大；③工业废水中往往含有抑制微生物生长繁殖的物质，影响测定结果。因此有必要采用COD这一指标作为补充或代替。COD的测定，是将污水置于酸性条件下，用强氧化剂重铬酸钾将污水中的有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量，用CODcr表示，一般写成COD。重铬酸钾的氧化性极强，水中有机物绝大部分被氧化。化学需氧量的优点是能够更清楚地表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，不受水质的限制；缺点是不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量，另外还有部分无机物也被氧化，并非全部代表有机物含量。•在城市污水处理分析中，把BOD5/COD的比值作为可生化性指标。当BOD5/COD≥0.3时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。•③总需氧量TOD•由于有机