第三章城市污水处理典型工艺流程Word格式文档下载.docx
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推流式的特点是池子大小不受限制，不易发生短流，出水质量较高；
而完全混合式的特点是池子受池型和曝气手段的限制，池容不能太大，当搅拌混合效果不佳时易产生短流，但它对入流水质的适应能力较强。
由于以上特点，城市污水处理一般采用推流式，而完全混合式则广泛应用于工业废水处理。
2.曝气系统
曝气系统的作用是向曝气池供给微生物增长与分解有机物所必需的氧气，并起混合搅拌作用，使活性污泥与有机污染物质充分接触。
曝气系统总体上可分为鼓风曝气和机械曝气两大类。
鼓风曝气是将压缩空气通过管道送入曝气池的扩散设备，以气泡形式分散进入混合液，使气泡中的氧迅速扩散转移到混合液中，供给活性污泥中的微生物。
鼓风曝气系统主要由空气净化系统、鼓风机、管路系统和空气扩散器组成。
城市污水处理厂采用的鼓风机有多种，如罗茨鼓风机和离心鼓风机。
国产罗茨风机单机风量小，适用于中小型污水处理厂；
离心风机噪声小、效率高，适用于大型污水厂。
空气扩散器也有很多种，按材质分有陶瓷扩散器、橡胶扩散器和塑料扩散器。
按扩散器形状分有钟罩型扩散器、长条板型扩散器和圆管式（或筒套式）扩散器，另外还有固定双螺旋、双环伞形以与射流曝气器等特殊形式。
扩散器在曝气池内的布置形式也有很多种，如池底满布形式、旋转流形式、半水深布置形式等。
风管按气量和风速选择管径，干管、支管风速10〜15m/s,竖管与小支管4〜5m/s。
空气管线上设空气计量和调节装置，以便控制曝气量。
机械曝气则是利用装设在曝气池内的叶轮转动，剧烈地搅动水而，使水循环流动，不断更新液面并产生强烈的水跃，从而使空气中的氧与水滴或水跃的界而充分接触，转入到混合液中。
因此，机械曝气也称作表而曝气，简称表曝。
机械曝气分为竖轴表曝和卧轴表曝两种形式，竖轴表曝机多用于完全混合式的曝气池，转速一般为20〜100r/min,并可有两级或三级的速度调节。
卧轴表曝机一般用于氧化沟工艺，称为曝气转盘（刷）。
3.二次沉淀池
二次沉淀池的作用是使活性污泥与处理完的污水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩。
二次沉淀池内的沉淀形式较复朵，沉淀初期为絮凝沉淀，中期为成层沉淀，而后期则为压缩沉淀，即污泥浓缩。
二沉池的结构形式同初沉池一样，分为平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池。
国内现有城市污水处理厂二沉池绝大多数都采用辐流式。
有些中小处理厂也采用平流式，竖流式二沉池尚不多见。
平流式二沉池的构造与布置形式与平流初沉池基木一样，只是工艺参数不同。
平流初沉池的水平冲刷流速为50mm/s,而二沉池的水平冲刷流速为20nmi/s,当水平流速大于20mm/s或吸泥机的刮板行走速度大于20mm/s时，下沉的污泥将受扰动而重新浮起。
除工艺参数不同以外，辐流式二沉池与辐流式初沉池构造形式也基本相似。
二沉池的排泥方式与初沉池差别较大。
初沉池一般都是先用刮泥机将污泥将污泥刮至泥斗，再将其间歇或连续排除。
而二沉池一般直接用吸泥机将污泥连续排除。
这主要是因为活性污泥易厌氧上浮，应与时尽快地从二沉池中分离出来。
另外，曝气池本身也要求连续不断地补充回流污泥。
平流二沉池一般采用桁车式吸泥机，辐流式二沉池一般采用回转式吸泥机。
常用的排泥方式有静压排泥、气提排泥、虹吸排泥或直接泵吸。
4.回流污泥系统
回流污泥系统把二沉池中沉淀下来的绝大部分活性污泥再回流到曝气池，以保证曝气池有足够的微生物浓度。
回流污泥系统包括回流污泥泵和回流污泥管道或渠道。
回流污泥泵的形式有多种，包括离心泵、潜水泵和螺旋泵。
螺旋泵的优点是转速低，不易打碎活性污泥絮体，但效率较低。
回流污泥泵的选择应充分考虑大流量、低扬程的特点，同时转速不能太快，以免破坏絮体。
回流污泥渠道上一般应设置回流量的计量与调节装置，以准确控制与调节污泥回流量。
5.剩余污泥排放系统
随着有机污染物质被分解，曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分活性污泥称为剩余活性污泥，应通过剩余污泥排放系统排出。
污水处理厂用泵排放剩余污泥，也可直接用阀门排放。
可以从回流污泥中排放剩余污泥，也可以从曝气池直接排放。
从曝气池直接排放可减轻二沉池的部分负荷，但增大了浓缩池的负荷。
在剩余污泥管线上应设置计量与调节装置，以便准确控制排泥。
三、活性污泥系统的工艺参数
活性污泥工艺是一个较复杂的工程化的生物系统，其工艺参数可分为三大类。
第一类是曝气池的工艺参数，主要包括污水在曝气池内的水力停留时间、曝气池内的活性污泥浓度、活性污泥的有机负荷。
第二类是关于二沉池的工艺参数，主要包括混合液在二沉池的停留时间、二沉池的水力表面负荷、出水堰的堰板溢流负荷、二沉池内污泥层深度、固体表面负荷。
第三类是关于整个工艺系统的参数，包括入流水质水量、回流污泥量和回流比、回流污泥浓度、剩余污泥排放量、泥龄。
以上工艺参数相互之间联系紧密，任一参数变化都会影响到其它参数。
1.入流水质水量
入流污水量Q必须充分利用所设置的计量设施准确计量，它是整个活性污泥系统运行控制的基础。
入流水质也直接影响到运行控制。
传统活性污泥工艺的主要目标是降低污水中的BOD》因此，入流污水的BOB必须准确测定，它是工艺调整的一个基础数据。
2.回流污泥量与回流比
回流污泥量是二沉池补充到曝气池的污泥量，常用Qr表示。
Qr是活性污泥系统的一个重要控制参数，通过有效地调节Qr可以改变工艺运行状态，保证运行的正常。
回流比是回流污泥量与入流污泥量（Q）之比，通常用R表示。
保持R的相对恒定，是一种重要的运行方式。
回流比也可以根据实际运行需要加以调整。
传统活性污泥工艺的R一般在25%〜100%之间。
3.悬浮固体和回流污泥悬浮固体
悬浮固体是指混合液中悬浮固体的浓度，通常用MLSS表示。
MLSS也可近似表示曝气池内活性微生物的浓度，这是运行管理的一个重要控制参数。
当入流污水的BODs增高时，一般应提高MLSS,即增大曝气池内的微生物量。
实际测得的MLSS,是混合液的过滤性残渣，活性污泥絮体内的活性微生物量、非活性的有机物和无机物都被滤纸截留而包括所测得的MLSS中，因此MLSS值实际比活性微生物的浓度值要大。
MLVSS是MLSS中的有机部分，称为混合液的挥发性悬浮固体,由于不包含无机物，它能较好地反应活性污泥微生物的数量，但不是活性微生物的实际浓度。
回流污泥悬浮固体是指回流污泥中悬浮固体的浓度，通常用RSS表示，它近似表示回流污泥中的活性微生物浓度。
如上所述，运行管理中应尽量采用RVSS,即回流污泥挥发性悬浮固体。
传统活性污泥法的MLSS在1500〜3000mg/L之间，而RSS则取决于回流比R的大小，以与活性污泥的沉降性能和二沉池的运行状况。
4.活性污泥的有机负荷F/M
活性污泥的有机负荷是指单位质量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kgBODs/（kgMLSS・d）。
活性污泥的有机负荷通常是用BOD5代表有机污染物进行计算的，因此也成为BOD负荷。
F/M代表了微生物量与有机污染物之间的一种平衡关系，它直接影响活性污泥增长速率、有机污染物的去除效率、氧的利用率以与污泥的沉降性能。
传统活性污泥工艺的F/M值一般在0.2〜0.4kgBODs/（kgMLSS・d）之间，即每lOOOgMLVSS每天承受0.2〜0.4kgB0D5,这属于中负荷范围。
F/M较大时，由于有机污染物较充足，活性污泥中的微生物增长速度较快，有机污染物被去除的速率也较快，但此时的活性污泥的沉降性能可能较差。
反之，F/M较小时，由于有机污染物不太充足，微生物增长速率较慢或基本不增长，甚至也可能减少，此时有机物被去除的速率也必然较慢，但这时活性污泥沉降性能往往较好。
运行管理中应选择合适的F/M值，在有机物去除速率满足要求的前提下，污泥的沉降性能最佳。
5.溶解氧浓度
传统活性污泥工艺主要采用好氧过程，因而混合液中必须保持好氧状态，即混合液内必须维持一定的溶解氧D0浓度。
D0是通过单纯扩散方式进入微生物细胞内的，因而混合液须有足够高的D0值，以保持强大的扩散推动力，将微生物好氧分解所需的氧强制“注入”微生物细胞体内。
传统活性污泥法一般控制曝气池出口D0大于
2.Omg/Lo
6.剩余污泥排放量和污泥龄
剩余活性污泥的排放量用Q.表示。
剩余污泥排放是活性污泥系统运行控制中一项最重要的操作，Q▼的大小，直接决定污泥龄的长短。
如从曝气池排放剩余活性污泥,则其浓度为混合液的污泥浓度MLVSS；
如果从回流污泥系统内排除剩余活性污泥，则其浓度为RSS。
绝大部分处理厂都从回流污泥系统排泥，只有当二沉池入流固体值严重超负荷时，才考虑从曝气池直接排放。
污泥龄是指活性污泥在整个系统内的平均停留时间，一般用SRT表示。
因为活性微生物基本上存在于活性污泥絮体中，因此，污泥龄也就是微生物在活性污泥系统内的停留时间。
不同种类的微生物，具有不同的世代期。
控制污泥龄是选择活性污泥系统中微生物的种类的一种方法。
所谓世代期，是指微生物繁殖一代所需要的时间，如某种微生物群体数量增加一倍需要2d的时间，则该种微生物的世代期就是2do如果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄长，则该类微生物在繁殖出下一代微生物之前，就被以剩余污泥的方式排走，该类微生物就不会在系统内繁殖起来。
反之，如果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄短，则该种微生物在被以剩余活性污泥的形式排走之前，可繁殖出下一代，因此这种微生物就能在系统内繁殖起来。
分解有机污染物的绝大部分微生物，其世代期都小于3d,因此只要控制污泥龄大于3d,这些微生物就能在活性污泥系统生存下来并得以繁殖，用于处理污水。
而硝化杆菌的世代期一般为5d,因此要在系统内培养出硝化杆菌，将NH3—N硝化成NO：
-N,则必须控制SRT大于5do
SRT也直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小。
SRT较大时，年长的微生物也能在系统中存在。
而SRT较小时，只有年轻的微生物存在，它们的“父辈或祖辈”早己被作为剩余污泥排走。
一般而言，年轻的污泥活性高，分解代谢有机污染物的能力强，但凝聚沉降性能较差，而年长的污泥有可能已经老化，分解代谢能力较差，但凝聚沉降性能较好。
通过调节SRT可以选择合适的微生物年龄，使活性污泥既有较强的分解代谢能力，又有良好的沉降性能。
传统活性污泥工艺一般控制SRT在3〜5d。
7.曝气池和二沉池的水力停留时间
污水在曝气池内的水力停留时间一般用匚表示。
对于一定流量的污水，必须保证足够的池容，以便维持污水在曝气池内足够的停留，否则有可能将处理尚不彻底的污水排出曝气池，影响处理效果。
Ta有时也叫污水的曝气时间，即污水在曝气池内曝气的时间。
匚有两种计算方法：
v‘、
Ta=一（3-1）0+2
Ta=^（3-2）
（2
式中，比为曝气池容积；
q和a分别为入流污水量和回流污泥量。
前一种计算方法是污水在曝气池内的实际停留时间，后一种计算方法计算的时间实际上比实际停留的时间长，有时称为名义停留时间。
当回流比相对恒定或较小时，可采用第二种，但当回流比较大时,应用第一种方法核算，检查污水实际接受曝气的时间是否充足。
传统活性污泥工艺的曝气池名义停留时间一般为6〜9d,而实际停留时间则取决于回流比。
混合液在二沉池内的停留时间一般用T.表示。
匚也有名义停留时间和实际停留时间，其计算如下：
Tc=Vc（3-3）
Q+Qr
7；
.=冬（3—4）
Q
式中，V；
为二沉池的容积；
q和a分别为入流污水量和回流污泥量。
Tc要足够大，以保证足够的时间进行泥水分离以与污泥浓缩。
传统活性污泥工艺二沉池名义停留时间一般在2〜3h之间，实际停留时间往往取决于回流比的大小。
8.二沉池的水力表面负荷、固体表面负荷和出水堰溢流负荷
二沉池的水力表面负荷是指单位二沉池面积在单位时间内所能沉降分离的混合液流量，单位一般为m3/（m:
・h）,它是衡量二沉池固液分离能力的一个指标。
对于一定的活性污泥来说，二沉池的水力表而负荷越小，固液分离效果越好，二沉池出水清澈。
此外，控制水力表而负荷的大小还取决于污泥的沉降性能，沉降性能良好的污泥即使水力表而负荷较大，也能得到较好的泥水分离效果。
如果污泥沉降性能恶化，则必须降低水力表面负荷。
水力表而负荷可用q：
=表示：
qh=—（3-5）
式中，Q为入流污水量；
人为二沉池的表面积。
传统活性污泥工艺中，①一般不超过1.2m3/（m2・h）。
二沉池的固体表面负荷是指单位二沉池面积在单位时间内所能浓缩的混合液悬浮固体，单位为kg/（m2・h）。
它是衡量二沉池污泥浓缩能力的一个指标。
对于一定的活性污泥来说，二沉池的固体表而负荷越小，污泥在二沉池的浓缩效果越好，即二沉池排泥浓度越高。
对于浓缩性能良好的活性污泥浓缩性能较差，则必须降低二沉池的固体表而负荷。
固体表而负荷可用丄表示，计算如下：
（Q+Qr）MLSS（3-6）
式中，Q和Q分别为入流污水量和回流污泥量；
MLSS为混合液污泥浓度；
工为二沉池的面积。
传统活性污泥工艺的固体表面负荷最大不超过150kgMLSS/（m2・h）。
出水堰溢流负荷是指单位长度的岀水堰板单位时间内溢流的污水量，单位为n?
/（ni・h）。
出水堰溢流负荷不能太大，否则可能导致出流不均匀，二沉池内发生短流，影响沉淀效果。
同时，溢流负荷太大，还导致溢流流速太大，岀水易挟带污泥絮体。
传统活性污泥工艺的二沉池堰板溢流负荷一般控制在5〜10m3/（m・h）。
9.二沉池的泥位和污泥层厚度
二沉池的泥位是指泥水界而的水下深度，用匚表示。
如果泥位太
高，即L.太小，便增大了出水溢流漂泥的可能性，运行管理中一般控制恒定的泥位。
污泥层厚度用比表示，比和匚之和等于二沉池的水深。
一般控制比不超过L=的1/30
四、传统活性污泥系统的变形工艺
传统活性污泥工艺最早采用的是活性污泥法，有时也成为标准活性污泥工艺或普通活性污泥工艺。
具有以下特点：
曝气池为推流式，采用空气曝气且沿池均匀曝气，有机负荷F/M在0.2〜0.5kgB0D3/（kgMLVSS・d）之间。
随着活性污泥工艺的广泛应用，人们发现传统活性污泥工艺有很多缺点，在对这些缺点的改进过程中，出现工艺上的一些变形，或称为传统活性污泥法的变形工艺。
1.完全混合活性污泥法
这种工艺是在传统工业基础上，将曝气池由推流式改成完全混合式，以便提高抗冲击负荷能力。
通过对F/M值的调整，可以将完全混合曝气池内的有机物讲解反应控制在最佳状态。
完全混合活性污泥法适用于处理工业废水，特别是高浓度的有机废水。
完全混合法的一个缺点是易产生污泥膨胀。
2.逐点进水工艺
逐点进水工艺，也称阶段曝气工艺，该种工艺是在传统工艺基础
图3-2逐点进水活性污泥工艺
上将曝气池一端进水改成延池多点
进水，如图3-2所示。
传统工艺曝
气池前端F/M高，可能产生供氧不
足，而后段F/M很低，可能产生供氧过剩。
逐点进水工艺能使全池F/M基本一致，从而使全池曝气效果均匀。
该工艺另一个特点是污泥浓度延池长逐渐降低，曝气池出口处排入二沉池的混合液MLSS浓度很低，有利于二沉池的固液沉降分离。
3.渐减曝气工艺
传统工艺曝气量沿池长均匀分布，但实际需氧量则沿池长逐渐降低，造成沿池长氧量供需的反差。
所谓渐减曝气工艺就是曝气量沿池长逐渐降低，与需氧量的变化相匹配，在保证供氧的前提下，降低能耗，如图3-3所示。
实际上，新建的所有活性污泥工艺处理厂都设计
图3-3渐减曝气工艺
成渐减曝气。
对于典型的城市污水，如把曝气池等分成三段，则每段占总曝气量的比例一般分别为50%、35%、15%o
4.吸附再生工艺
有机污染物在污水中以悬浮态、胶态和溶解态三种形式存在。
传统工艺对这三种形式的有机污染物的去除是在同一池子内完成的。
活
性污泥絮体以与絮体内微生物对悬浮态和胶态物质的吸附过程是非常快的。
对于悬浮态和胶态有机污染物含量较高的城市污水，可以将曝气池分成两部分，一部分为吸附池，另一部分为再生池。
在吸附池内，活性污泥利用较短的时间迅速完成对胶态和悬浮态污染物质的吸附。
在再生池内活性污泥将吸附的有机污染物逐渐分解掉，这就是所谓的吸附再生工艺。
与传统工艺相比，吸附再生工艺的F/M比可适当提高，从而减小池容，降低投资。
此外，再生池中基木没有营养物质，活性污泥处于“空曝”状态，这样一方面活性污泥微生物处于“饥饿”状态，进入吸附池后会产生更高的吸附速度，另一方而空曝状态能有效抑制丝状菌，使活性污泥不易产生膨胀现象。
吸附池也叫接触池，再生池也叫稳定池，因此吸附再生工艺也称为接触稳定工艺。
吸附池和再生池可以合建也可以分建，分别如图3-4和图3-5所示。
空气..….
TW
图3-4分建式吸附再生工艺图3-5合建式吸附再生工艺
吸附再生工艺对污水具有一定的承受冲击负荷的能力，当吸附池的活性污泥受到破坏时，可以由再生池内的污泥进行补救。
该工艺的缺点是，对于溶解性有机物含量较多的污水，处理效果略差。
5.延时曝气工艺
传统活性污泥工艺属于中等负荷，F/M比在0.2〜0.5kgB0D3/（kgMLVSS・d）之间。
延时曝气工艺属于低负荷或超负荷活性污泥法，F/M一般在0.15kgBOD5/（kgMLVSS・d）以下。
延时曝气工艺的特点是剩余污泥排放量少，臭味小，一般可不设初沉池，所有悬浮态的有机污染物质均在曝气池内被氧化分解。
但延时曝气工艺池容比较大，曝气时间长，电耗相对较高。
主要适用于处理水质要求高，而且有不易采用污泥处理的小型城镇工业废水，水量最好不超过
1000m3/ho
6.高负荷活性污泥法
高负荷活性污泥工艺的F/M比一般在0.5kgBOD5/（kgMLVSS・d）以上，其特点是有机污染物去除速率较快，因此也称为高速曝气工艺,缺点是去除效率较低，产泥量较多。
当F/M大于1.5kgBOD3/（kgMLVSS・d）时，则为高负荷工艺也称为修正曝气工艺。
该工艺主要适用于对处理水质要求不高的污水处理。
7.纯氧曝气工艺
纯氧曝气工艺是将传统工艺的空气供氧改为用氧气直接供氧。
纯氧曝气可使污水中的饱和溶解氧浓度提高几倍以上，供氧速度不再成为微生物活性的限制因素，曝气池的MLVSS可以大幅度提高，从而降低F/M,提高处理效果。
纯氧曝气工艺总运转费用的高低主要取决于纯氧的来源。
一种方式是由制氧厂集中供氧，污水处理厂内储存液态氧随时使用，这种方式一般适用20000m7d以下的小型污水处理厂；
另一种方式是在处理厂内现场制氧。
目前，国内仅在石化行业的一些污水处理厂采用了纯氧曝气工艺，城市污水处理厂尚未采用。
采用纯氧曝气系统的主要效益：
①氧利用率可达80%〜90%,而鼓风曝气系统仅为10%左右;
②曝气池内混合液的MLSS值可达4000〜7000mg/L,能够提高曝气池的容积负荷；
③曝气池混合液的SVI值较低，一般都低于100,污泥膨胀现象较少发生；
④产生的剩余污泥量少。
8.其他改进方法
除上述方法外，活性污泥法还有很多其他的曝气方法可以提高氧转移的效率，以提高处理效果，比如以下两种方法。
（1）深水曝气活性污泥法系统系统的主要特征是采用深度在7m以上的深水曝气池，这种曝气池具有优点有：
①由于水压增大,加快了氧的传递速率，提高了混合液的饱和溶解氧浓度，有利于活性污泥微生物的增殖和对有机物的降解；
②曝气池向竖向深度发展，降低了占用的土地而积。
该工艺有下列两种形式曝气池：
①深水中层曝气池，水深在10m左右，但空气扩散装置设在深4m左右处，这样仍可使用风压为5m的风机，为了在池内形成环流和减少底部水层的死角，一般在池内设导流板或导流筒；
②深水底层曝气池，水深仍在10m左右，空气扩散装置仍设于池底部，需使用高风压的风机，但无需设导流装置，自然在池内形成环流。
（2）浅层曝气活性污泥法系统浅层曝气曝气池的空气扩散装置多设置在曝气池的一侧，距水面约0.6〜0.8m的深度。
为了在池内形成环流，在池中心处设导流板。
浅层曝气曝气池可使用低压鼓风机，有利于降低电耗。
第二节生物脱氮除磷工艺
传统活性污泥工艺能有效地去除污水中的B0W和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。
如果含氮磷较多的污水排到湖泊或海湾等相对封闭的水体，则会产生富营养化，导致水体水质的恶化或湖泊退化，影响其使用功能。
因此，在对污水中的BODs和SS进行有效去除的同时，还应根据需要考虑污水的脱氮除磷。
采用化学或物理化学方法可以有效地脱氮除磷。
例如折点加氯或吹脱工艺可以有效地去除氨和氮；
采用混凝沉淀或选择性离子交换
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