广西污水处理厂Word文档下载推荐.docx

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1）臭氧消毒原理。

臭氧（O3）是氧（O2）的同素异形体,纯净的O3常温常压下为蓝色气体。

臭氧具有很强的氧化能力（仅次于氟）,能氧化大部分有机物。

臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应,臭氧灭菌有以下三种作用:

a.臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶,使细菌灭活死亡。

b.直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁、DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡（DNA—核糖核酸;

RNA—脱氧核糖核酸。

病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子;

病毒只含一种核酸）。

c.渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。

因此,O3能够除藻杀菌,对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。

2）污水臭氧处理工艺。

臭氧氧化能力强,且很不稳定,也无法储藏,因此应根据需要就地生产。

臭氧的制备一般有紫外辐射法、电化学法和电晕放电法。

目前臭氧制备占主导地位的是电晕放电法。

由臭氧发生器制备好的臭氧气体通过管道输送到密闭的臭氧接触池,与处理后的污水进行接触反应。

反应后的气体由池顶汇集后,经收集器离开接触池,进入尾气臭氧分解器,在此剩余臭氧气体被分解成氧气排入大气中（见图2）。

1.2.3二氧化氯消毒

二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍,氧化能力是氯气的2.5倍左右,它是一种强氧化剂。

溶于水后很安全,是国际上公认的含氯消毒中唯一高效消毒剂。

二氧化氯性质不稳定,只能采用二氧化氯发生器现场制备。

用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种:

以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器,其中前者应用最为广泛。

1）复合二氧化氯发生器原理。

复合二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸制备二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体。

反应如下:

NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O该反应的最佳温度为70℃,反应器采用耐温、耐腐蚀材料制造。

反应生成的二氧化氯和氯气混合气体通过水射器投加到被处理水中。

2）复合二氧化氯发生器的应用。

复合二氧化氯发生器用于消毒时,消毒剂投加点一般在滤后,有效氯投加量一般为3mg/L~5mg/L;

用于脱色或降低COD时,该复合气体投加在硫酸铝等混凝剂投加点之前效果较好,投加量应根据水质由试验确定,同时也可以查看中国污水处理工程网更多关于二氧化氯消毒处理污水技术文档。

2上述几种消毒方法的特点

2.1紫外线消毒

紫外线污水消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中,包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管道溢流废水和再生水的消毒。

紫外线消毒法除具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作较传统消毒工艺安全简单和实现自动化等优点外,运行、管理、劳务和维修费用也低,近20年来逐渐得到广泛应用。

紫外线消毒工艺对紫外穿透率较低的水质并不适用,如未经处理或只经过一级处理的污水,SS高于30mg/L的污水。

这种情况采用紫外线消毒的方式不但会增加能耗,还会造成消毒效果不好。

而对于经过二级处理的污水和再生水,紫外穿透率一般为40%~80%,采用紫外线消毒方式是不错的选择。

但是紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力,当处理水离开反应器之后,一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子,使细菌再生。

2.2液氯消毒

液氯使用最大的优点是价格便宜,杀菌力强,该工艺简单,技术成熟,药剂易得,投量准确,有后续消毒作用,不需要庞大的设备。

液氯消毒在各地医院、工业、民用的灭菌消毒中都有广泛应用,并且有些已达到了自动化的程度。

液氯储存不是十分安全,容易发生泄漏,而且自20世纪70年代以来,由于发现氯可与水中多种物质形成致癌或致病变的产物,致使该工艺在应用上开始受到限制。

2.3臭氧消毒

臭氧是一种强氧化剂,它具有高效无二次污染,既能氧化有机物,又能杀菌除色、嗅、味等特点,可氧化铁、锰等物质,通常认为它的氧化能力比氯高600倍~3000倍,且接触时间短,除能有效杀灭细菌以外,对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。

臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影响,而且其最终产物是二氧化碳和水,不产生致癌物质。

2.4二氧化氯消毒

二氧化氯消毒的特点是只起氧化作用,不起氯化作用,因而一般不会产生致癌物质。

二氧化氯的消毒效果与氯气相当,但当污水中NH3N浓度较高时,耗氯量会大幅度增加,但二氧化氯由于不与NH3反应,因而其投加量并不增加。

另外,二氧化氯消毒还不受pH的干扰。

二氧化氯不稳定且具有爆炸性,因而必须在现场制造,立即使用。

制备含氯低的二氧化氯较复杂,且原料（NaClO2）的价格较其他消毒方法高,故限制了该方法的广泛采用。

所以国内目前只是在一些中小型的污水处理工程中采用了二氧化氯消毒工艺。

3对几种消毒工艺的综合比较

如表1所示,几种消毒方式目前在国内均有运用。

由于液氯消毒运行费用低,操作简单,主要运用于大型污水处理厂。

中小型污水处理厂主要采用二氧化氯和紫外线消毒,但由于紫外线消毒效果不稳定,且设备维护费用较高等因素,二氧化氯消毒在中小型污水处理厂中运用越来越广泛。

臭氧消毒主要运用于中水处理,具有较强的消毒效果及脱色效果,同时再辅以加氯消毒,以保证出水中余氯要求。

二、污水处理厂的污泥处理和处置

通常把污水厂污泥的稳定和脱水（一般脱水至含水率达70％～80％）称作污泥的处理；

将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。

如脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准，就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。

从国外污泥处理的发展来看，无论在欧洲、日本或美国对污泥用于农田控制越来越严，而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。

1.污泥的处理

污泥稳定处理有好氧稳定和厌氧稳定，好氧稳定有很多优点，但能耗很高，只有当污泥量较少时才采用。

污泥厌氧稳定处理通常采用中温（35℃）厌氧消化方法。

国内已有十几座大型污水处理厂采用此方法，污泥经消化后，有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，污泥消化过程中还产生大量沼气（消化降解1kgCOD可产生350L沼气）可以回收利用。

但由于消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。

污泥厌氧消化和沼气利用装置费用，约占污水处理厂投资和运行费的30％左右，而且大多需进口技术和设备。

从调查已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。

有管理、设计问题，亦有沼气利用的经济性和安全性问题。

比较好的如天津市东郊污水处理厂，该厂设计规模为处理城市污水40万m3/d，污泥日产2460m3（含水率96％），产生沼气13300m3，供4台248kW发电机发电，日可发电27000度，并与市电并网。

污泥的稳定问题，除了采取污泥厌氧消化外，还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。

例如污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间，减少污泥的产量；

设计参数中增加污泥泥龄（如泥龄20天以上），尽量使污泥趋向稳定的污水处理工艺。

对中小型污水处理厂来说，采用带有延时曝气功能处理工艺（如氧化沟等处理工艺）是可取的。

有的污水处理工艺投资低（如AB法的A段），而污泥量较多，增加了污泥的处理成本。

故应当把污水处理和污泥处理统一考虑，一并计算投资和运行费用。

污泥的稳定并不等于污泥无害，用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。

见下表。

其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的，应该通过严格控制工业废水源头的排放，来控制污泥的性质。

国外在污泥稳定方面，除了用生物法（包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂）外，还采用了化学法，有的将脱水后的污泥加盐酸调pH值至2～3，反应60分钟再加硝酸钠；

有的对脱水污泥添加石灰。

后者在欧洲应用较多。

2.污泥的处置

（1）制复合肥

按我国目前的经济条件，对多数污水厂（特别是大量小型污水厂）来说，污泥用于农田是比较可行和现实的方案。

污泥中的氮、磷、钾和微量元素，对农作物有增产作用；

污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。

污泥经适当浓缩、脱水后运至市郊或邻近省份作为农肥，是许多污水厂采用的方法。

但农田施肥有季节性，不需要泥肥时，污水厂会泥满为患，影响正常运行。

于是一些污水厂支付费用，让农民把污泥拉走，而不问其去向，这会造成二次污染。

同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

北京市环境科学研究院和北京市农业科学院合作，对北京市密云县污水处理厂的污泥，通过堆肥加工成复合肥，进行了用于农田的试验。

该厂每天处理15000m3城镇污水，污泥产量5～6t/d（含水率80％），由于采用酸化—好氧污水处理工艺，污泥质量不错。

添加一定数量的N、P、K做成复合肥（N、P、K的比为1∶09∶04），并直接造粒为污泥颗粒肥。

通过在北京市大兴县庞各庄冬小麦田试验以及在温室内进行的油菜和玉米苗期盆栽施肥试验，均取得可喜的结果。

由于是制成颗粒状污泥肥料，便于运输和贮存。

（2）卫生填埋

上海市对污水厂的污泥处置提出“处理一点，填埋一点，利用一点”的原则，上海市水务局组织对污泥处理、处置和利用的专题研究，提出污泥用作农田、卫生填埋和污泥焚烧点的布局和具体的分期实施方案，防止产生二次污染。

这无疑是正确的举措。

上海白龙港大型污水厂，按卫生填埋要求建设污泥填埋场，根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计。

填埋厂使用期为七年，填埋场底部设有盲管将渗滤液再回到污水厂处理。

此法占地大，运行工作量大，遇雨季污泥更难以压实，到使用期限后仍需另选场址。

对大型污水厂采用污泥卫生填埋，是不得已的权宜之计。

卫生填埋场的造价不低，国外对卫生填埋场还要有沼气安全收集系统，对分层复盖的泥土和排水、绿化有专门的要求。

鉴于地价上升和填埋场有臭味，近几年来，无论欧盟国家或美国、日本，污泥卫生填埋的比例越来越小，美国已有的填埋场还将逐步关闭。

有些城市（如成都市）拟将污水厂污泥运至城市垃圾填埋场一并处置，这存在两个实际问题：

一是管理体制上的问题。

垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资，属环卫局管理，而污水厂的污泥属市政系统管理，设计垃圾填埋场使用年限和布点距离未考虑接纳污水厂污泥；

二是脱水污泥含水率过高。

运往垃圾填埋场的污泥，要求含水率不大于30％，而目前污水厂的脱水污泥含水率在70％～80％，这类污泥不易碾压填埋，除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂处理。

无论作何种填埋，污泥宜采取高干度脱水方案。

（3）干化、焚烧

国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。

但污水厂的污泥作焚烧处置，只有上海市石洞口污水处理厂（设计规模为40万m3/d）设有污泥焚烧炉装置，计划今年年底投产。

焚烧炉采用国外技术在国内制造，污泥的干化和焚烧设备总投资为人民币8000万元，费用并不算高。

由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少，处理成本低，故污泥干化往往是焚烧的前处理。

北京市清河污水厂二期工程和天津市咸阳路污水厂，拟先建污泥干化装置。

污泥干化可使污泥含水率控制在10％～40％，减少了污泥的体积和重量，降低了运输费和填埋费，而且污泥的臭味大为减少。

干化装置分直接干化和间接干化，其能量消耗与污泥成份和水分有关。

间接干化（利用沼气通过热交换器）一般推荐用立式干化装置，并选用流化床工艺。

干化与焚烧串联工艺中，干化的程度取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能，使干化的能量尽量平衡，不另外添加燃料。

上海石洞口设计污泥的干化和焚烧，污泥热值高，能源平衡有余。

污泥流化床焚烧炉，温度在800℃以上，炉内有砂粒循环使用，外排气体要适当处理。

污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多，且污泥焚烧不会产生二恶英。

下图是法国巴黎塞纳河旁Colombes污水处理厂的污泥焚烧炉和焚烧灰的除尘装置。

如脱水污泥与垃圾一并焚烧，国外的经验是每吨垃圾添加15％～20％含水率为30％的污泥。

污泥的干化和焚烧，可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向。

当然，由于国外对焚烧炉排尘有严格的要求，除了采用电除尘，还要降温加温，加酸加碱，达到无烟尘的排放。

（4）填埋与焚烧的比较

上海和浙江一些单位作过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。

其主要工艺流程为：

原污泥→浓缩→消化→脱水→卫生填埋

原污泥→浓缩→（消化）→脱水→焚烧→焚烧灰填埋

对于焚烧处理工艺，为了避免消化后污泥热值减少，也可以不作污泥消化处置。

上述两个工艺的经济性比较结果，无论采用国产设备或进口设备，二者的处置工程费用基本相同。

按国产设备对污泥进行处置，运行费用折成污泥干固体，处理总成本约为800元/t。

以10000m3/d污水厂产生2吨DS计，每吨污泥处理成本约为016元，与国内大型污水处理厂污水处理成本（不计折旧和还贷利息）03～045元/m3相比，需增加成本35％～50％，这与国外的实例相当。

既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当，那么，从污泥无害化和减量化看，焚烧方案有明显的优点。

这亦是国外（特别是西欧和日本）污泥焚烧发展较快的原因。

荷兰的污泥是100％采用焚烧处置的。

焚烧后少量的泥灰可用于混凝土、砖瓦制品、路基路面的骨料和工程建设的回填土。

三、污泥处理和处置应注意的问题

1.设计城市污水处理设施时，要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置，作为一个系统来考虑。

上海市对全市大小污水厂的污泥成份、数量进行分析，在此基础上，对污泥的处置作全面规划，协调多方关系，落实分期实施方案，这是正确的。

不认真处置污水厂的污泥，污水处理是不完整的。

2.对污泥的最终处置，我们缺乏经验，如污泥的干化和焚烧装置的设计，比污水处理工艺复杂得多，我们应认真学习、引进、消化、吸收国外的技术和经验，同时要制订和完善污泥处置有关的法规和标准。

我国一些污水处理厂的污泥消化、沼气利用装置，基本上都是引进国外的技术和设备。

3.采用多途径来解决污泥问题。

大厂与小厂不一样，南方与北方亦不一样。

有的地方污泥可与垃圾处置相结合，有的地方污泥可与发电厂燃煤相结合。

对量大面广的小型污水厂的污泥，要总结农用的经验。

在污泥干化和加热技术上，还可考虑利用太阳能、微波和湿式氧化等多种方案。

有的污泥可与工业废水治理中的污泥一并处理。

要善于总结各地的经验和教训，大力发展国产化设备，这是一项朝阳产业。

要积极探索适合国情的低成本、无害化、多用途的污泥处理和处置途径。

三、污水处理厂生物除臭技术

同污水处理一样，臭味的处理方法有很多，但经济实用的还属生物除臭技术。

1产生气味的物质与测定

在污水处理工艺过程中产生气味物质主要由碳、氮和硫元素组成。

只有少数的气味物质是无机化合物，例如：

氨（NH3）、膦（PH3）和硫化氢（H2S）；

大多数的气味物质是有机物，比如：

低分子脂肪酸、胺类、醛类、酮类、醚类、卤代烃以及脂肪族的、芳香族的、杂环的氮或硫化物。

值得注意的是：

这些物质都带有活性基团，容易发生化学反应，特别是被氧化。

当活性基团被氧化后，气味就消失，生物除臭工艺就是基于这一原理。

一般来说，扩散源废气的成分相当复杂，其气味又是一个不可客观确定的量，它与接受对象的敏感性、心理和生理作用有关。

常用嗅觉法的原理是：

将待测气体用无味的人造合成空气逐步进行稀释，直到刚好可以闻出气味（嗅阈）时为止，把此时的稀释比作为表示被测气体气味强度的量度，所需的稀释倍数越大，说明气体气味越大。

这个稀释比被表示成“气味单位”。

测量的具体方法如下：

从扩散源取来待测气体样品，在稀释仪中用人造空气混和，让最少四个嗅觉健康并经过专门训练的人来闻，并说出是否能闻到气味，一直重复到其中一半的人刚刚能闻到，而另一半的人已不能闻到为止，从仪表上就可以读出稀释倍数，即气味单位。

2城市污水处理厂内气味的分布情况

城市污水处理厂内的主要气味源是污水厂的进水部分和污泥处理部分。

德国工程师协会对城市污水厂各个部分的气味扩散进行了调查，结果见表1。

3除臭方法

废气处理的方法可以分成吸收吸附法和燃烧法两种，吸附法的主要代表是活性炭滤池。

废气处理的方法可以归纳如图1。

在这些方法中最为经济有效的是生物吸收法，其原理是气味物质被液相吸收并被微生物氧化，所以该法要求被去除的臭味物质有好的水溶性并可被生物氧化。

污水处理厂的生物吸收除臭法主要有废气直接通入曝气池法、生物过滤法和生物洗涤法，其中常用的是前两种。

废气直接通入曝气池法是将从格栅间、沉砂池、浓缩池、污泥脱水机房收集到的废气直接通入曝气池中，有机气味物质在曝气池中被活性污泥吸收，随后被分解。

其主要优点是方法简单，费用低，但除臭效果较差，存在过曝气的可能，曝气池中污水生化处理过程将受到一定的影响，使得曝气池成为严重的气味扩散源，因此其应用有较大的局限性。

3.1.1工作原理

生物过滤是使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体（填料），气味物质先被填料吸收，然后被填料上的微生物氧化分解，完成废气的除臭过程。

固体载体上生长的微生物承担了物质转换的任务，因为微生物生长需要足够的有机养分，所以固体载体必须具有高的有机成分。

要使微生物保持高的活性，还必须为之创造一个良好的生存条件，比如：

适宜的湿度、pH值、氧气含量、温度和营养成分等。

环境条件变化会影响微生物的生长繁殖，因此在试运行时或改变工况时要考虑生物过滤池会有一个适应期。

生物过滤池工艺流程见图2。

3.1.2影响因素

生物过滤池的工作受以下几种因素的影响：

　　①反应速度

　　反应速度的快慢取决于气体成分的浓度和性质，填料上的微生物种类、数量和活性，温度，废气和填料的湿度，pH值。

　　②停留时间

　　停留时间由体积流量、自然堆放体积和空池体积决定。

　　③气味物质浓度

3.1.3填料选择

生物过滤池的最主要部分是填料。

一种好的填料必须满足：

容许生长的微生物种类多；

供微生物生长的表面积大；

营养成分合理（N、P、K和痕量元素）；

吸水性好；

自身的气味少；

吸附性好；

结构均匀孔隙率大；

价格便宜；

腐烂慢（运行时间长、养护周期长）。

单成分填料一般只满足上述的部分要求，配方合适的多成分混合物可以较全面地满足要求。

常用的填料有：

干树皮、干草、纤维性泥炭或其混合物。

由于填料本身是有机养分，当过滤池暂停运行时，微生物可以利用填料的有机成分继续维持生命活动。

过滤池填料的堆放高度取决于所要求的停留时间和表面负荷。

工程上填料高度一般为1.0～1.2m。

如果选择的填料合适，工艺上能做到布气均匀、排除气流短路的话，最低高度可以为0.5m。

经过几年运行后，填料的最终高度约为初始堆放高度的60%。

过滤池的表面负荷能力可达200m3/（m2·

h），一般选用100m3/（m2·

h）。

3.1.4工艺条件控制

整个处理工艺包括收集和处理。

为了避免气味源气味扩散，扩散源要求封闭，并使它处于负压状态。

吸气量的大小可根据室内是否进人，按2～8次/h换气量计算;

不进人或一般不进人的地方，空气交换量应为2～3次/h；

对于有人进入、但工作时间不长的空间，空气的交换量为2～3.5次/h；

有人长时间工作的空间，空气的交换量为4～8次/h。

在寒冷地区空气的交换量比较大时，要考虑防止冬天室内结冰问题。

从气味源收集到的气体被送到生物过滤池处理，进过滤池的空气要求潮湿，相对湿度必须为80%～95%，否则填料会干化，微生物将失活。

为了防止过滤池被堵塞，必须在空气进入以前除去其中的小颗粒，所以空气进入以前要进行水洗以提高湿度，并去除灰尘和分离油分。

运行中要调节喷水量，维持洗涤器中气体达到所要求的湿度，用于喷淋的水可以是自来水、厂区工业用水或者过滤池本身的渗水。

3.2计算示例

某城市污水处理厂进水流量为10×

10４m3/d，采用活性污泥法处理污水。

根据环境要求，决定收集进水泵房和格栅间、初沉污泥浓缩池和浓缩机、脱水机房以及二次浓缩池的废气，并用生物过滤法处理收集到的废气。

来源：

谷腾水网

3.2.1废气量计算

　　①进水泵房和格栅间

　　进水泵房和格栅间的面积为100m2，高度为4m，设空气交换量为5次/h（经常有人出入）。

　　　　　　　Q1=100×

4×

5=2000m3/h

　　②初沉污泥浓缩池

　　两座初沉污泥浓缩池加盖密封，池内空气用鼓风机抽出，液面和加盖空间的体积为350m3/座，空气的交换量为2次/h（不进人空间）。

　　　　　　　Q2=2×

350×

2=1400m3/h

　　③消化污泥浓缩池

　　二次浓缩池和初沉污泥浓缩池一样，换气量为：

　　Q3=2×

　　④浓缩机、脱水机房

　　根据计算，机房的总面积为150m2，高度为5m，空气的交换量为5次/h。

　　Q4=150×

5×

5=3750m3/h

3.2.2生物过滤池设计计算

　　待处理废气的总流量为：

　　　Q=Q1+Q2+Q3+Q4=8550m3/h

　　选用鼓风机的进口流量为1×

10４m3/h。

鼓风机压力为收集管网的阻力加滤池阻力，滤池总阻力损失可选用为10kPa。

过滤池表面负荷能力选用100m3/（m2·

由此可得过滤池表面积为：