污水处理厂设计基本知识.docx
《污水处理厂设计基本知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水处理厂设计基本知识.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
污水处理厂设计基本知识
污水处理厂设计基本知识
一、如何选择污水的处理流程
工业废水和城市污水处理方法或流程的确定，需要综合考虑多方面的因素。
1、废水的特性及主要成分的可处理性。
2、国家或地方污水排放标准对排放废水各种成分的具体指标，确定应去除的主要污染物及其处理程度。
3、处理系统的基建投资。
4、建成后的运行维护费用。
因地制宜的选择确定废水的处理流程，使之在达到即定的水质目标的条件下，技术上可行、经济上适宜，做到环境效益、经济效率和社会效益的和谐统一。
二、废水的生物处理（又叫二级生物处理）
（一）废水的生物处理机理。
废水的生物处理过程都是一种生物转化过程
1从液相中益出气体
2变成剩余活性污泥
（二）如何确定废水可否生化处理
确定废水可否采用二级生物处理，首先要鉴定和评价废水可生化性。
可通过鉴定和评价废水中主要有机物来判断，判断的方法有下面四种方法
⑴根据氧化所需的氧量
⑵根据有机物去除效果
⑶根据CO2（耗氧）CH4（厌氧）产生量
⑷根据微生物、生理、生化指标。
总之都需进行实验测定来决定。
最首要的是根据需氧量，先进行废水可降解性判别，主要方法要点是采用
BOD5/CODcr作为评价指标；＞0.45好，0.3—0.45较好，0.2—0.3较差，＜0.2不宜。
（三）废水生物处理的基本方法
1、按微生物对氧需求程度分
a、好氧DO＞1mg/L以上，最好＞2mg/L。
b、缺氧DO＜0.7mg/LNO3CO＞0.4mg/L
c、厌氧NO3CO＜0.3mg/L
2、按微生物的生长方式分
a、悬浮生长：
代表活性污泥法
b、固着生长：
代表生物膜法
c、混合生长：
代表是接触氧化法
3、好氧生物处理的基本方法
a、生物膜法
b、活性污泥法
4、影响废水生物处理的因素有那些
Ⅰ负荷：
⑴污泥负荷：
kgBOD5/kgMLSS.d（用NS表示），单位重量活性污泥在单位时间内承担的有机质数量。
一般记为F/M，常用NS表示。
⑵容积负荷:
kgBOD5/m3.d单位有效曝气体积，在单位时间内，承担的有机质的量一般记为F/V，常用NV表示。
⑶有机负荷率：
分为进水负荷和去除负荷两种。
进水负荷可分为污泥负荷NS和容积负荷NV两种。
⑷去除负荷：
是指曝气池内单位重量的活性污泥，在单位时间内，去除的有机质的数量。
⑸冲击负荷：
指在短时间内，污水处理设施的进水负荷超出设计值或正常值的情况。
可以是水力冲击负荷，也可以是有机冲击负荷。
每一种生物处理工艺都有其最佳的水力负荷或有机负荷，也都能忍耐一定程度的冲击负荷。
但是如果冲击负荷过大，超过了生物处理本身能承受的能力，就会影响处理效果，使出水水质变差，甚至导致处理系统瘫痪。
Ⅱ温度：
好氧微生物在15-30℃之间活动旺盛。
厌氧微生物的最佳温度是35℃左右和55℃左右。
ⅢPH：
好氧微生物生长活动的最佳PH值在6.5~8.5之间。
厌氧微生物生长活动的最佳PH值在6.8~7.2之间。
Ⅳ含氧量溶解氧
Ⅴ营养平衡：
N.P及一些无机盐的含量适中。
Ⅵ有毒物质
（四）活性污泥法
1、活性污泥的组成：
细菌、微型动物及其他的微生物，加上废水中的SS和一些溶解性物质等杂质混合在一起，形成具有很强吸附分解有机物能力的絮凝体，即活性污泥。
2、活性污泥净化废水的过程
a、第一阶段吸附阶段通过活性污泥的吸附作用得到净化。
30min内完成BOD5去除70%。
b、第二阶段氧化分解阶段。
主要继续分解前阶段所被吸附和吸收的有机物，同时继续吸附一些剩余的溶解物质。
c、第三阶段泥水分离阶段。
在二沉池中进行泥水沉淀分离。
3、活性污泥法基本流程
活性污泥法：
是以活性污泥为主体，利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分解污水中有机物质的污水生物处理技术。
是一种应用最广泛的废水生物好气处理技术。
其净化污水的过程可分为吸附、代谢（分解有机物、微生物生长发育）、固液分离三个阶段。
⑴好氧活性污泥法污水处理法工艺流程
由曝气池、曝气系统、污泥回流系统及二次沉淀池等组成。
其工艺流程图见下图144、
曝气池是好氧活性污泥法的核心。
通过一级处理后的废水和回流污泥一起进入曝气池，通过曝气供氧。
活性污泥对水中的有机物进行氧化分解使之无机化。
污水处理厂其他建筑物和设施都是围绕着曝气池设置的。
比如一级处理设施和二沉池，回流污泥泵房等都以满足曝气池的需要为前提，各种三级处理设施需要根据曝气池的处理效果而确定处理流程和处理方式。
⑵曝气池的类型
按曝气池的流态分：
a、推流式；
b、完全混合式；
c、两种流态的组合式。
a、推流式曝气池：
一般是长宽比为5~10的长方形，有效水深3~9米。
为节省占地面积往往建成两折或多折。
推流式曝气池多采用鼓风曝气。
适用于处理水质较稳定的废水。
b、完全混合式：
完全混合式曝气池一般为圆形，曝气装置多采用表面曝气，曝气机置于曝气池中心平台上，污水进入搅拌中心后立即与仓池混合液混合，仓池的污泥负荷耗氧速率和微生物种类等性能完全相同，不象推流式曝气池那样上下流有明显区别。
由于曝气池原有混合液对进水的稀释作用，完全混合式曝气池耐冲击负荷的能力较强。
负荷均匀使供氧和需氧容易平衡。
从而节省供氧能力。
c、两种流态的结合式：
在推流式曝气池中，可用一系列表面曝气机串联充氧和搅拌，这样在每个表面曝气机周围的流态是完全混合式，而对仓池来说，流态具有推流式性质。
⑶鼓风曝气系统
a、鼓风曝气系统组成：
由鼓风机（空压机），空气扩散装置（曝气器）和一系列的联通管道组。
b、鼓风曝气的形式：
根据气体扩散设备在曝气池混合液中的深度不同，鼓风曝气法又分四类：
①底层曝气；②浅层曝气；③深水曝气；④深井曝气。
⑷污泥回流系统
a、污泥回流系统组成：
由污泥回流泵房、排泥装置和一系列的联通管组成。
污泥回流比：
是污泥回流量与曝气池进水量的比。
b、污泥回流系统控制污泥回流的方式有三种：
①回流量衡定；②剩余污泥排放量衡定；③回流比可随时调整。
⑸二次沉淀池：
a、沉淀池分类：
按在污水处理流程中所处的位置，沉淀池可分为初次沉淀池和二次沉淀池两种。
初次沉淀池设置在污水处理厂的沉沙池之后，曝气池之前。
二次沉淀池设置在曝气池之后，深度处理后排放之前。
b、二次沉淀池的作用：
污水经生物处理后，必须进入沉池进行泥水分离，澄清后的达标处理水才能排放。
同时还要为生物处理设施提供一定浓度的回流污泥或一定量的处理水。
作用是：
①混合澄清；②污泥进行浓缩，供曝气池回流污泥；③出水澄清液水质SS含量合格的决定作用。
c、二沉池的型式有：
①平流沉淀池②竖流沉淀池③辐流沉淀池④斜板沉淀池
4、活性污泥法
设计参数的确定：
选取及运行参数的确定
⑴进出水水质水量；
⑵水力停留时间（曝气时间）：
是废水在处理构筑物内的平均停留时间V/Q=h。
生物处理停留时间由实验确定，一般＞8小时；
⑶固体停留时间：
是生物体（污泥）在处理构筑物内平均驻留时间，即污泥龄。
MLSS/剩余MLSS排放量=d
生物处理固体停留时间由实验确定，一般＞15-20d以下，溶解氧DO1-2mg/L；
⑷污泥负荷：
一般污泥负荷选定0.15—0.3kgBOD5/kgMLSS.d以下通过运行实验来确定；
⑸容积负荷：
一般容积负荷选定kgBOD5/M3.d通过运行实验来确定；
⑹有机负荷率：
进水负荷；
去除负荷：
曝气池内单位重量的活性污泥在单位时间内去除的有机质数量kgBOD5/kgMLSS.d。
单位有效曝气池的容积在单位时间内去除有机质的数量kgBOD5/M3.d；
⑺冲击负荷：
①进水量负荷超出设计值或正常运行值的情况下所能承受的能力。
②进水有机负荷超出设计值或正常运行值的情况下所能承受的能力；
⑻回流比：
污泥回流量与曝气池进水量的比值。
活性污泥的回收比一般采用0.25~1。
最高达到5。
见表P148常见活性污泥运行参数
⑼污泥浓度：
普通空气曝气活性污泥法的MLSS最佳值是2g/L左右。
纯气曝气活性污泥法的MLSS最佳值是5g/L左右。
⑽剩余污泥排放量
5、活性污泥法主要运行（工艺）
根据曝气池内混合液流态，进水方式和供氧方式的不同，活性污泥法有许多运行形式。
常见的活性污泥法运行方式：
（工艺）
⑴传统推流式活性污泥法
⑵完全混合活性污泥法
⑶阶段曝气活性污泥法
⑷吸附再生活性污泥法
⑸延时曝气活性污泥法
⑹纯氧曝气活性污泥法
⑺间断曝气式活性污泥法
⑻氧化沟
⑼缺氧/好氧活性污泥法（A/O）
⑽吸附生物降解法（A/B）等
⑾序批式活性污泥法（SBR）
⑿发展的序批式活性污泥法
3、常见污水处理工艺（活性污泥法）简介
⑴AB法是吸附-生物降解工艺的简称
由以吸附作用为主的A段和以生物降解作用为主的B段组成
A段对有机物的去除主要靠污泥絮体的吸附作用，以物理作用为主。
A段污泥浓度高，剩余污泥产率大，吸附能力强。
污泥中的重金属难降解有机物及N、P等植物性营养物质，都可以在A段通过污泥吸附去掉。
B段的运行和传统的活性污泥法相近。
AB法典型工艺流程见P190
A段可以采用好氧和缺氧的运行方式。
B段可采用：
①普通活性污泥法；②生物膜法；③A/O；④A2/O等多种生物处理工艺。
⑵A/O法是缺氧/好氧工艺或厌氧/好氧工艺的简称
（生物脱氮）（生物除磷）
有机氮和氨氮好氧段硝态氨通过污泥回流到缺氧段N2↑
BOD5与硝态氨的比值＜3时，需另加C源，一般是甲醇，需2g甲醇，反硝化1g硝态氨。
碱度：
硝化段的PH＞6.5
碱度＞30mg/L，去除1g氨氮需消耗5.4g以上的熟石灰。
碳原：
BOD5/TN＞5为宜
⑶A2/O法是厌氧/缺氧/好氧工艺的简称，其实是在缺氧/好氧前面加了厌氧段。
具有同时脱氮脱磷的功能。
流程图见P195
⑷SBR法：
间歇曝气式活性污泥法又称序批式活性污泥法。
特征是反应池一批一批地处理污水。
不需要二沉池和污泥回流系统。
SBR是在一个反应池内完成所有的生物处理过程。
在不同的时间里可实现有机物的氧化、硝化、脱氮磷的吸收，磷的释放等过程。
运行周期由进水、曝气反应、沉淀、排放、闲置待机五个工序组成。
而且这五个工序均在曝气池内进行。
见P198脱磷脱氮模式图P202
⑸新型SBR工艺
a、ICEAS工艺
ICEAS工艺的中文名称是间歇式循环延时曝气活性污泥法。
连续进水、周期排水是一种变型SBR工艺。
运行周期一般4-6小时。
两个池子交替运行，不同时曝气和排水。
其曝气时间和非曝气时间比为1：
1。
P205工艺流程示意图
b、CAST工艺
CAST工艺（也称CASS工艺或CADP工艺）称循环式活性污泥法，是在ICEAS工艺的基础上发展起来的。
见P206工艺流程
（不同点是在反应器进口处增加了一个生物选择器，选择器是在曝气池首段划出一格，其容积按水力停留时间20min计，通过对污水充分曝气，让菌胶团细菌在DO较高，营养较充分吸收利用有机物，限制丝状菌的过度繁殖。
并进行活性污泥分流。
采用多池串联的运行方式。
特点是：
①增加了生物选择器；②主反应区中的部分污泥回流到选择器中。
c、UNITANK工艺
典型的UNITANK工艺系统近似于三沟式氧化沟的运行方式，通过改变进水点的位置，可以起到回流的作用和达到脱氮、除磷的目的。
（工艺操作过程示意图P208）
d、DAT-IAT工艺
DAT-IAT工艺是SBR工艺的一种变形。
主体构筑物由需氧池（DAT）和间歇曝气池（IAT）组成。
DAT连续进水，连续曝气，出水、进入IAT后完成曝气、沉淀、滗水和排出剩余污泥的过程。
有利于去除难降解有机物。
工艺流程示意图见209
e、MSBR工艺
MSBR又称改良式序列间歇反应器。
结合了传统活性污泥法和SBR的优点。
在恒定水位下连续运行，采用单池多格方式，省去了多池工艺所需要的连接管道、泵、阀门等设备或设施。
由流程特点看MSBR实际相当于A2/O工艺与SBR工艺串联而成。
因此同时具有很好的除磷和脱氮功能。
流程示意图见P210
（四）生物膜法：
⑴生物膜法净水过程
好氧生物膜法又称固定膜法。
其特征是在污水处理构筑物内设置生长聚集的载体（即一般所称的填料）。
在充氧的条件下，微生物在填料表面积聚附着形成生物膜。
经过充氧的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中是微生物吸收分解水中的有机物，使污水得到净化，同时微生物也得到增殖，生物膜随之增厚。
当生物膜增长到一定的厚度，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈现缺氧，甚至厌氧状态。
并最综导致生物膜的脱落。
随后填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，是污水得到净化。
生物膜法与普通活性污泥法主要运行参数比较P224
⑵生物膜法类型：
a塔式生物滤池；b生物转盘法；
c生物接触氧化法；d生物硫化床法。
⑶生物接触氧化法：
a、是一种以生物膜法作用为主，兼有活性污泥法作用的生物处理工艺，
生物接触氧化法又称淹没式生物滤池，在反应器内设置填料，废水经过充氧（或在氧化池底部鼓风曝气）后，与填料相接触，在生长在填料上的生物膜和填料空隙间的活性污泥双重作用下，使废水得到净化。
生物接触氧化法流程示意图P243
b、适用于溶解性BOD5值较高的有机工业废水
c、填料的类型及安装形式
填料的类型：
●弹性填料用聚氯乙烯或玻璃钢制成波状薄片，现场粘合成蜂窝状。
●软性填料用尼龙、维纶、腈纶等化学纤维编织成束，并用中心绳相连而成，又称纤维填料。
●半软性填料用改性聚乙烯塑料制成薄片状，薄片上带塑料丝
安装形式：
●固定式将填料采用框架支撑的方式，安装在接触氧化池内，位置是相对固定的。
●悬浮自由式填料的密度略高于要处理污水的密度，使用时将填料按一定的体积比（一般填料的堆积体积占池体积的20%-50%）投入接触氧化池。
⑷生物流化床：
a、概况：
生物流化床是生物膜法废水处理构筑物的一种。
是采用密度大于1的细小惰性颗粒如石英砂、陶粒、焦炭、活性炭等为载体，使微生物附着生长于载体表面产生膜，废水自下而上流动，载体在水流的作用下处于流化状态。
载体上的生物膜与水充分接触。
b、分类：
按着载体流化动力来源不同分：
①两相流化床以水流为动力；
②三相流化床一气流为动力。
c、适用于处理高浓度小水量废水
升级会员 