城市污水处理技术(1)

➢ 在有氧的条件下，使污水与生物载体表面对流接 触，经过一段时间后，生物载体表面被一层膜状 活性污泥——生物膜所覆盖，这一过程工程上称 为生物挂膜。
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2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的三级处理（深度处理）
处理对象：氮、磷、SS和有机物（BOD, COD） 处理方法：生物法，物化法 处理构筑物：
如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法除磷。
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生物除磷原理
厌 厌氧 氧环 环境 境 有 有机 机基 基质 质 产 产酸 酸菌 菌
乙 乙酸 酸 PP
聚 聚PP
聚 聚磷 磷菌 菌
PHB PHB
聚 聚磷 磷菌 菌
好 好氧 氧环 环境 境
PP
PHB PHB
聚 聚磷 磷菌 菌
聚 聚PP
聚 聚P P 聚 聚P P
污水处理技术概述
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主要内容
城市污水组成及性质 污水处理基本方法 脱氮除磷原理 常用污水处理工艺 MBR技术概述
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1 城市污水的组成及性质
✓ 城市污水的组成：
❖ 生活污水 ❖ 工业污（废）水 ❖ 初期雨水
✓ 城市污水的污染指标：
❖ 物理指标：水温、色度、嗅味（臭味）、固体含量 ❖ 化学指标：pH、BOD、COD、TOD、TOC ❖ 生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒
在水温20℃，由于微生物的生化活动，将有机物氧 化为无机物所消耗的溶解氧的量来表示有机物的量。
有机物 （可生物降解）
异氧菌
呼吸
（氧化）
自养菌
Oa
CO2、H2O、能量、NH3
合成 新细胞 Od
Oc
自养菌 H2O、能量、NO2-
合成
残存物质
合成 新细胞
Ob
CO2、H2O、能量、NH3
能量、NO3新细胞
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• 生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBR • 混凝＋沉淀＋过滤（CMF） • 活性炭吸附过滤 • 电渗析，反渗透
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2 污水处理基本方法
➢ 城市污水处理厂的污泥处理
处理目的：减量，稳定，综合利用 处理方法：物理法，化学法，生物法 处理构筑物：
• 浓缩池 • 消化池 • 污泥脱水机械 • 沼气利用设备
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城 市 污 水 处 理 厂 典 型 处 理 工 艺 流 程
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太湖的富营养化
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3 脱氮除磷原理
（一）氮的生物去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸 氮四种形式存在。
＊生物脱氮机理
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨 态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反 硝化两个反应过程。
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——化学需氧量（COD）：
在酸性条件下，利用强氧化剂将有机物氧化为CO2和H2O 所消耗的氧的量，称为化学需氧量。常用的氧化剂包括重 铬酸钾和高锰酸钾。
Organic matter(CaHbOc)+Cr2O72-+H+→Cr3++CO2+H2O
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2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的一级处理（物理处理）

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1 城市污水的组成及性质
✓城市污水中的主要污染物：
1、固体污染物： 溶解态（颗粒直径＜1nm）、胶体态(直径介于1～200nm)、 悬浮态（直径大于200nm）。
2、有机污染物： 具有可生物降解性；使水体发臭
3、富营养污染物 主要指氮、磷等元素
4、酸、碱、盐类污染物
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——生物化学需氧量（BOD）：
处理对象：悬浮物（SS） 处理方法：筛滤截留，重力分离 处理构筑物：
格栅（粗格栅、细格栅、超细格栅） 沉砂池（曝气沉砂池、旋流沉砂池等） 沉淀池（平流式、辐流式等）
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粗格栅
曝气沉砂池
辐流式沉淀池
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2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的二级处理（生物处理）
处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD） 处理方法：好氧生物法、厌氧生物法 处理构筑物：
好氧环境中：
进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分 解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动 吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好 氧吸磷。
活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR） 生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）
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活性污泥生物代谢过程模式图
污水中有机物 O2
（CxHyOz） 微生物
代谢产物 H2O,CO2,NH3
能量
合成细胞物质 C5H7NO2
O2
微生物
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内源呼吸产物 H2O,CO2,NH3
能量
内源呼吸残留物
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预处理后的污水
传统活性污泥法
细菌分解 RC2 C HO N O O 2H R HCO C C 2 O N O3H O
b 硝化反应：
N 4 2 H O 2 硝 化 N 细 3 2 O H 菌 H 2 O
c 反硝化反应：
63 N 5 C 3 O O H 反 H 硝 3 N 2 化 5 C 菌 2 7 O H 2 O 6- OH
聚 聚磷 磷菌 菌
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厌氧环境中：
污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷； 而活性污泥中的聚磷菌在厌氧状态下，将体内积聚的聚磷分解， 分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分供聚磷菌主动
吸收乙酸苷转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚
磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧释磷。
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有机氮
生物脱氮过程
（蛋白质、尿素）
细菌分解和水解
氨氮 同化
有机氮
有机氮
（NH3-N）
（细菌细胞）
（净增长）
O2 硝化
自溶和自身氧化
亚硝态氮 缺氧 反硝化
（NO2-）
O2 硝化
有机碳
硝态氮
缺氧 反硝化
氮气
（NO3-）
有机碳
（N2）
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a 氨化反应：
水解
RC2 H CN OH H O 2O HRCO H NC 3HOO
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（二）污水中磷的去除
污水中磷的去除途径：
➢ 常规活性污泥法的微生物同化和吸附；
➢ 生物强化除磷；
➢ 投加化学药剂除磷。
普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的 1.5%~2.0%，通过同化作用可去除磷12%~20%。
生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷 含量占到干重5%~6%。
空气
曝气池
二沉池
处理水
回流污泥
回流污泥泵
剩余污泥
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氧化沟法
预处理后的污水 转刷
氧化沟 回流污泥
二沉池
处理水
污泥 污泥泵房
剩余污泥
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空气 进水
SBR法
空气
进水时段
曝气时段
沉淀时段
处理水
排水时段
闲置时段
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生物膜法
➢ 生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物载体 （填料）的引入。
生物载体（填料）：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶 粒，塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）