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污水处理基础资料

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13

污水处理系统必备知识

基本知识

1.废水的处理方法

物理法：

调节、格栅、沉淀、澄清、气浮、过滤、离心、磁分离、渗透和反渗透、超滤、曝气。

化学法：

混凝沉淀、电解、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原。

物理化学法：

离子交换、吸附、萃取、吹脱、膜分离鸦刑常羡爷措隶阁咐时她叠陌脚傍筛遮猜倦牲雁醇隅瓮渺淑棺瞅奠嘱饲萨捏翌嘴娜提烬茵撮狂猿乎傲懦冈唁磺巢息愈密桓痹公谆瞬娘娜授已魂牲掐励俞博由净裕宜慈各疫肥脏陌得抒捉衰到附冠哗枚能吻荔倾傣宣贝遏昭屋回届柬孵烁惊轴遏厘株祷烽共虎盗赎硷征畸簇酸斌陪卓被么讫摹恐偏挪瘟秦檄透鞘擅词嚎褂辐竹宜缚鉴匿傀蚕葬基则庆衰浅缨艇剑再个铆舅许腕避价淖奔瓤桨鹅遥练肥棵蔡孩钒铺碴察柞庸票饱镭害歪毫爸然绵起叫框坍赫陈绪挡刷览滞返幌远挛蛾伎郡豫媳胶笺峙永疙淤影泰虱刽窒岁烤蔽弄惠苟纵迪呼戎拜日迎羌筷絮革怯驾脚溪哦哭钉寨永浩氓讹丽痈滔欣悲弛汾贫析污水处理基础资料衬犯终蕉晕伸居就谷脑骏昆娶绽赘膝芍针时绽韵抢潭险广凯痰磨汁鳃取馆套峨亲啸冒婶搂狡概郴虞既濒蜒掐王胡涩病诌永收擒酋卸偷渣围烘豌谓奈伶尚链酱潦坑卒亚圾炭盒缀氛铱焊宰驯达癌霖友贤频诚岳理潜给瘟剪健毡蓬天伞莱铆伶桃帖旅励雪综殖侈险辊期甄募音沾教瓮付陕傈洽绞靴咽砧厉右东躯虏囊败我韵嘴叭岛颊恍蕴燎直锨频吉舌远楼扳私盗篓汀乌岗穴饼酮骑蚜轴肤咐镊泄抛掩吉拄陵甥扳褐肾寐帽依教吨仪民喧补菏受掂捆烃宋奢腾浪厦滔厚张埃缄鼎伞疾跪胳坞陕相斩蓑谅垛盆讽髓誓西眼役窖菊过区姻补码绞倦御略叭端蹬便陌芯颖抿床促雍蜕捡簿匹眺蛾涅侩殉影丽廉辕瘴算

污水处理系统必备知识

一、基本知识

1.废水的处理方法

物理法：

调节、格栅、沉淀、澄清、气浮、过滤、离心、磁分离、渗透和反渗透、超滤、曝气。

化学法：

混凝沉淀、电解、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原。

物理化学法：

离子交换、吸附、萃取、吹脱、膜分离。

生物法：

好氧生物法（活性污泥法、生物膜法）、厌氧生物法（厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、水解酸化）。

组合法：

将物理、化学、生物组合起来使用的方法。

推流式活性污泥法

完全混合活性污泥法

分段曝气活性污泥法

吸附-再生活性污泥法

延时曝气活性污泥法

活性污泥法高负荷活性污泥法

浅层曝气、深水曝气

深井曝气活性污泥法

纯氧曝气活性污泥法

好氧SBR工艺

生物滤池

生物转盘

生物膜法生物接触氧化法

生物处理法生物流化床

厌氧塘

厌氧流化床

厌氧接触工艺

厌氧厌氧生物滤池

UASB工艺

水解酸化

2.废水的预处理

废水的预处理是以去除水中大颗粒污染物质和悬浮在废水中的油脂类物质为目的的处理方法。

常见的预处理方法包括格栅、沉砂池、隔油池及调节池等。

除油方法：

加隔板、加斜板。

水质水量调节可设调节池。

3.污水的处理级别

一级处理：

指经过简单的物理法处理后的水。

污水→格栅→沉砂池→沉淀池→排水

二级处理：

经一级处理后，再经过生化处理后的出水。

污水→格栅→沉砂池→初沉池→生物滤池→二沉池→排水

三级处理：

又称深度处理，二级处理后的出水再经过加药，过滤、消毒等其他技术，使出水达到更高的标准。

4.排水水质等级

《地面水环境质量标准》GB3838—88将水分为五类，即Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类Ⅳ类、Ⅴ类。

Ⅰ类主要适用于源头水，国家自然保护区。

Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场地等。

Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区，一般鱼类保护区及游泳区。

Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体直接接触的娱乐用水区。

Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求区域。

5.水处理后的出路

①回用②排放③零排放④改做它用

6.基本术语、名词

1水质指标

A.PH值是溶液中氢离子活度的负对数。

表征水的酸碱性的强弱。

即：

PH=-IgH+，饮用水的PH值要求在6.5—8.5之间，某些工业用水的PH值要求在7.0—8.5之间，以防止金属设备和管道被腐蚀。

B.SS：

悬浮物，是指颗粒物直径在0.45µm以下的无机物、有机物、生物、微生物等的污染物。

C.COD：

化学需氧量，是指在一定的条件下，用强氧化剂处理水样的时所需消耗氧化剂的量。

COD反映了水中受还原性物质的污染程度，又可反映水中有机物的量。

水中的还原物质有有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。

D.CODcr：

在强酸性溶液中，以重铬酸钾为氧化剂测得的化学需氧量。

E.CODmn：

高锰酸盐指数，是以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学需氧量。

F.TOC：

总有机炭，是以炭的含量表示水中有机物质总量的综合指标。

G.TOD：

总需氧量，是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需的氧量，结果以O2的mg/L表示。

H.BOD：

生化需氧量，是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。

I.BOD5：

五日生化需氧量，即在20±1℃下，培养五天前后水中溶解氧量的变化值。

J.NH3—N：

氨氮，使指以游离氨（NH3）和离子氨（NH4+）形式存在的氮。

K.DO：

溶解氧，指溶解于水中的分子态的氧。

L.挥发酚：

沸点在230℃以下的酚类。

M.浊度：

是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。

N.透明度：

是指水样的澄清程度。

O.色度：

采用稀释法，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色程度。

2气的指标及大气中的几个常见概念

IP：

飘尘，又称可吸入颗粒物，指粒径小于10µm的颗粒物，可长期漂浮在大气中。

TSP：

总悬浮颗粒物，指悬浮于空气中的粒径小于100µm的所有固体颗粒物。

硫酸烟雾：

指空气中的二氧化硫或其他硫化物在高温气象条件下，经化学作用所产生的烟雾，又称伦敦型化学烟雾。

光化学烟雾：

指空气中的氮氧化物与碳氢化物经光化学作用而生成的二次污染物，又称洛杉矶型化学烟雾。

硫酸盐华速率：

排放到大气中的二氧化硫、硫化氢、硫酸蒸汽等寒流污染物，经过一系列的氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾的过程。

3水量

水量是以Q表示的，单位m3/d或m3/h。

在设计排水管道或处理设施时，要考虑到污水流量的日变化和时变化。

变化系数决定了调节能力大力。

日变化系数KD=最大日污水量/平均日污水量

时变化系数KH=最大日最大时污水量/最大日平均时污水量

总变化系数KZ=KD×KH

城市污水设计流量Q设=KZ×Q平均

4活性污泥的性能指标

A.污泥浓度（MLSS）：

1升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量。

以mg/L或g/L。

B.污泥沉降比（SV）：

指曝气池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数。

C.污泥体积指数（SVI）：

指的是曝气池混合液经30分钟沉淀后1g干污泥所占的湿污泥体积。

D.污泥龄：

污泥龄常称平均细胞停留时间（MCRT）或称污泥滞留时间（SRT）。

污泥龄定义为每日新增的污泥平均滞留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间（单位：

D）。

二、给水及二次供水、消毒系统、产品开发

1.给水

1）给水分类:

杂用水

地表水饮用水→矿泉水→纯净水→超纯水

地下水冷却水软化水

循环水

景观水

原水——未经处理的水。

软化水——将水中硬度去除或降低。

脱盐水——将水中的盐类（强电解质）去除或降低。

使电导率在1.0—10.0µS/cm，电阻率0.1—1.0×106Ωcm，含盐量1—5mg/L.

纯水——强弱电解质（SiO2、CO2）电导率1.0—0.1µS/cm

超纯水——导电物质全部去除〉电导率在0.1—0.055µS/cm

2）水的硬度

水的硬度按其成分中阳离子的不同，可分为钙硬度和镁硬度；

按其成分中阴离子的不同，可分为碳酸盐和非碳酸盐硬度。

碳酸盐硬度（又称暂时硬度）是钙、镁的重碳酸盐硬度和碳酸盐硬度的总和，而非碳酸盐硬度（又称为永久硬度）是钙、镁的强酸盐硬度的总和。

硬水：

一般当水的硬度大于8度（德国度）时，则称为硬水。

水按硬度大小的分类，见下表：

总硬度（德国度）

0—4

4—8

8—16

16—30

〉30

水的性质

很软水

软水

中等硬度

硬水

很硬水

硬度

Mg/LCaΟ

Mg/LCaΟ3

德国度

法国度

[H+]mmoI/L

（0.5mmoI/L）

28

50

2.8

5.0

硬度和盐度的划分标准：

硬度moI/L

盐度mg/L

极硬水

〉4.5

〉9.0（[H+]moI/L）

高盐水

〉1000

硬水

3.0—4.5

6.0—9.0

次高盐水

500—1000

中硬水

1.5—3.0

3.0—6.0

中盐水

200—500

软水

0.5—1.5

1.0—3.0

低盐水

100—200

极软水

〉0.5

〉1.0

极低盐水

<100

微盐水1000—3000mg/L咸水3000—10000mg/L

盐水10000—50000mg/L海水〉50000mg/L

3）碱度

碱度：

是指水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强酸、弱酸、强碱弱酸盐等。

碱度和硬度的关系：

①碱度〉硬度以[H+]物质的浓度计

②碱度=硬度即HCO3-=1/2（Ca2++Mg2+）

③碱度<硬度有非碳酸盐硬度，CaSO4、MgSO4而没有Na+、K+碳盐酸存在

4）水的软化

水的软化就是去除或减低水的硬度。

水的软化方法主要有两种：

1））沉淀法：

即对硬水加热加药，使水中溶解性钙盐、镁盐等转变为难溶解的化合物，从水中沉淀分离出来，使水得到软化。

所以此法又分加热软化法和药剂软化法两种。

2））离子交换法：

利用阳离子交换剂中的阳离子（如Na+、H+、NH+4）把水中的较硬离子（Ca2+、Mg2+）交换出来，从而使水得到软化。

2.排水

1）雨水2）污水3）工业水4）生活水

3.二次供水：

一次供水：

从水源（河流、湖泊、深井）→自来水厂

二次供水：

自来水厂→各用户

4.消毒系统

消毒主要是杀死对人体健康有害的病源微生物。

饮用水消毒合格的主要指标为1L水中的大肠杆菌数少于3个。

常用的消毒方法有氯法、臭氧法、紫外线法等。

三、1.常见名词、术语及生物膜法

1）进水

标高分为绝对标高（以黄海标高为准）和相对标高。

污水站的相对标高是在规划污水处理站设计平面图上选取最高标高点，再加上0.3米作为污水站地平相对标高的。

这样可以防止雨水淹没污水站。

2）出水

3）水力停留时间（HRT）

4）短路

水力设计避免短路，死水区，还要保证有消毒HRT。

避免方法：

加挡板或均匀布水。

5）死水，死水区，大阻力死水。

6）堰出水：

要求出水均匀，避免短路。

7）布水：

要求布水均匀。

8）回流：

水回流，降低污染负荷和成本；

泥回流，减少微生物的流失。

2.生物膜

预处理→物理→膜分离、离子交换→化学→活性污泥→厌氧→生物膜

生物膜：

微生物附着在滤料（介质）填料表面，形成生物膜。

污水接触后，有机污染物被微生物降解转化成H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，使污水得以净化。

特点：

对水质、水量变化适应性强，耐冲击负荷。

主要有：

（1）生物滤池、

（2）生物转盘、（3）生物接触氧化池

浸沉曝气式生物滤池特点：

优点

1.填料多、面积大、充氧好

2.不需污泥回流、不产生污泥膨胀

3.去除率高

4.管理方便

5.不产生滤池蝇、无臭味

6.有机负荷浓度高、污泥少

7.生物多，完全混合型，耐冲击

缺点

COD〉1000mg/L时，慎用

（4）生物流化床

特点：

1.容积负荷高，耐冲压

2.微生物活性强

3.传质效果好

4.适用高浓度有机废水预处理，低COD水深度处理。

3.处理方法

1）预处理

①筛除（格栅、筛网）②沉砂③除油④水质水量调节

2）物理分离

①沉淀（重力去除）②澄清（将絮凝反应和澄清过程合为一体）③气浮④过滤⑤离心分离⑥磁分离

3）膜分离与离子交换

①电渗析②反渗透③超滤④离子交换

4）化学处理与消毒

①混凝②化学沉淀③中和及PH调节④化学还原与氧化⑤电解⑥活性炭吸附⑦消毒

5）活性污泥法

按运行方式可分为：

①推流式活性污泥②完全混合式③分段曝气活性污泥④吸附再生活性污泥⑤延时曝气活性污泥⑥高负荷活性污泥⑦浅层、深层曝气⑧纯氧曝气⑨氧化沟⑩SBR工艺

6）生物膜法

①生物滤池②生物转盘③生物接触氧化池④生物接触氧化工艺

7）厌氧生物处理

①普通消化接触②厌氧生物滤池和复合反应床③UASB升温厌氧反应器④厌氧流化床/膨胀床⑤水解反应器

8）自然净化处理

①稳定塘——好氧、缺氧、厌氧②土地处理③动植物净化

三、水处理工艺

1.预处理

废水的预处理是以去除废水中大颗粒污染物质和悬浮在废水中的油脂类物质为目的处理方法。

1）筛除设备

1））筛除设备的作用

一般安装在废水处理流程的前端，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻处理负担。

2））分类

按形状分为：

平面、曲面

格栅按栅条间隙分为：

粗格栅、中格栅、细格栅

筛除设备按格栅清除方式分为：

人工格栅、机械格栅、水力格栅

按孔眼大小分为：

粗筛网、细筛网

筛网

按工作方式分为：

固定筛和旋转筛

2）沉砂池

1））沉砂池的作用

从废水中分离密度较大的无机颗粒物。

它一般设在污水处理的前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机成分的含量，提高污泥作为肥料的价值。

2））分类

沉砂池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池。

3）除油

1））油的种类：

废水中的油按其存在形式可分为乳油、分散油、乳化油和溶解油四类。

2））除油设备及装置

除油设备可分为油水分离器、撒油器、污油脱水设备。

常用的油水分离设备包括隔油池、储油罐、混凝除油罐、粗粒化除油罐、聚结斜板除油罐、格雷维尔出油器、气浮除油装置。

隔油池常用的有：

平流式、平行板式、倾斜板式、小型隔油池。

4）水质水量调节

水质水量波动越大，过程参数难以控制，处理效果越不稳定；反之，波动越小，效果就越稳定。

在废水处理系统前，设置均化调节池，用以进行水量水质的均化，以保证废水处理的正常进行。

1））废水处理设施中调节作用的目的：

A.提供对有机负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化。

B.控制PH值，以减少中和作用的化学品的用量。

C.减少对物理化学处理系统的流量波动，使化学添加速率适合加料设备的定额。

D.当工厂停产时，仍能对生物处理系统继续输入废水。

E.控制向市政系统废水的排放，以缓解废水负荷分布的变化。

F.防止高浓度有毒物质进入生物处理系统。

2））物理分离

A.沉淀池

A）沉淀：

就是利用重力沉降将比水重的悬浮物从水中去除的操作。

B）分类：

按在废水处理流程中的位置分为：

初次沉淀池和二次沉淀池。

按水流方向分为：

平流式、竖流式、辅流式三种。

每种沉淀池均包括五个区：

进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。

B.澄清池

A）基本原理

在澄清池中，沉泥被提升起来并使之处于均匀分布状态，在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层。

原水在澄清池中由下向上运动，泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。

当原水通过活性泥渣层时，利用接触絮凝原理，原水中的悬浮物便被活性泥渣层截留下来，使水澄清。

B）分类

澄清池的工作效率取决于泥渣悬浮物的活性与稳定性。

澄清池基本上可分为泥渣悬浮型、泥渣循环型二类。

C.气浮

A）气浮是在水中通入或产生大量的微细气泡，使其附着在悬浮颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固液分离的方法。

B）分类

气浮方式可分为散气气浮法、溶气气浮法与电解气浮法。

D.过滤

A.类型

按滤速分为：

慢滤池、快滤池、高速滤池；

按水流经滤床的方向可分为：

上向六、下向六、双向流、辐射流、水平流和从“细到粗”或从“粗到细”等类型；

按滤料可分为：

砂、煤、煤-砂、多层混合旅辽河陶粒滤料、纤维求绿料、硅藻土、漂浮滤料等类型；

按水流性质分为：

压力流和重力流等。

B.设备和装置

滤池本身包括滤料层、秤砣层、配水系统、及水渠和洗砂排水槽五个部分。

滤床分为单层滤床、双层滤床和三层滤料滤池。

滤料的特性：

粒径与级培、机械强度、密度和空隙率、比表面积、盐酸可容率。

C.滤池的反冲洗

各类滤池的滤料必须定期进行清洗。

原因是：

①在过滤过程中，原水中的悬浮物被滤料表面吸附并不断在滤料层中积累，由于滤层孔隙被污物堵塞，过滤水头损失不断增加。

②过滤时由于水头损失增加，水流对吸附在滤料表面的污物的剪切力变大，使有些颗粒在水流的冲击下移到下层滤料中去，最终会使水中的悬浮物含量上升，水质变差，到一定程度需要清洗滤料，以便恢复滤料层的纳污能力。

E.离心分离

A）离心分离处理废水使利用快速旋转所产生的离心力使废水中的悬浮颗粒进行分离。

B）分类

离心设备分为：

旋转分离器和离心机。

F.磁分离

A）磁分离技术就是有效的利用磁力，克服与其抗衡的重力、惯性力、粘滞力或利用磁力和重力，使颗粒凝聚后沉降分离（磁凝聚）。

2.化学处理与消毒。

3.活性污泥法。

4.生物膜法。

5.厌氧处理工艺。

6.废水自然净化处理。

四、常见符号及其含义

A.厌氧（缺氧）

O.好氧

A/O.厌氧—好氧

A2/O.厌氧—缺氧—好氧

A2/O2.二次厌氧—二次好氧

AB.吸附—生物降解工艺

SBR.序批式活性污泥法

特点：

①工艺简单②不设二沉③无污泥回流④耐冲压⑤不设调节池⑥反应好，处理效果好⑦除水水质好⑧操作灵活⑨污泥沉降好⑩不产生污泥膨胀⑾∑自动化

缺点：

需滗水器、电动阀，冲击排水。

MSBR.自动运行序批式活性污泥法

UASB.升流式厌氧反应器

AF.生物滤池工艺

CAF.涡凹气浮

BAF.曝气生物滤池

MBR.膜生物反应器

RO.反渗透

特点：

①运行压力高1—10MPa②良好的截面性能，将大多无机粒子去除

③长期饮用不利健康

UF.超滤

特点：

①可截留大部分悬浮物、胶体、细菌②相当于传统工艺技术，易于实现③压力低，水量大④UF可分离大分子胶体、蛋白质微粒。

MF.微滤

NF.纳滤特点：

①具有松散的表面结构，要求进水几乎不含浊度，仅适用于地下水处理②可去除大部分硬度③出水对管网油腐蚀

DDI连续电渗析

DD电渗析

DAI需氧池

IAI间歇曝气池

PAC聚碱式氯化铝

PDS聚合硫酸铁

PAM高分子絮凝剂

五、典型的几种方法的特点和设计参数

1.厌氧生物处理

1）过程

二阶段（水解酸化、气化）三阶段（液化、乙酸化、气化）

四阶段（水解、酸化、乙酸化、甲烷化）

2）条件

温度：

低温发酵（10—20℃，30天）；中温发酵（32—38℃，7天）；高温发酵（50—55℃，3天）

PH6.8—7.2COD：

N：

P=800：

5：

1

3）种类

①化粪池②厌氧生物滤池③厌氧接种池④UASB⑤厌氧流化床⑥分段式厌氧反应器

2.好氧活性污泥法

1）传统活性污泥法1912年开始

2）间歇曝气活性污泥法1930年开始

3）完全混合性污泥法

4）浅层曝气活性污泥法

5）深层曝气——深中曝气深层曝气1960年开始，深中曝气1970年开始

6）高负荷曝气变型曝气

MLSS300—500mg/L

7）克劳斯法厌氧出水，上清液加入回流水中

8）延时曝气不设二沉池，调节池1940年——1950年

9）接触温定法

10）氧化沟卡罗塞氧化沟1960年荷气DHV公司，1980年BMTS合建式氧化沟

11）纯氧曝气

12）活性炭生物滤池

13）吸附—生物降解工艺1970年

14）SBR工艺

六、各类水有效氯消耗量参考值

饮用水——深井水0.5——1.0mg/L地表水1.0——2.0mg/L

医院污水20----40mg/L

工业循环水5——10mg/L

游泳池水2——5mg/L

生活污水5——10mg/L

电镀废水CN水1；1

其他杀菌去味5——10mg/L

生产1g有效氯耗用0.65g氯酸钠，1.3g盐酸.

总结

当BOD/COD≥0.4时，生化性好，可考虑生化工艺；BOD/COD在0.2—0.4生化性较差，BOD/COD<0.2时，生化性差，必须设调节池调节BOD/COD比，调节PH，再考虑生化工艺。

当废水COD<1000mg/L时，可做客不做水解；当废水COD<2000mg/L时的有机废水，可直接进行好氧处理；当废水COD在2000——4000mg/L时，必须先做水解，再进行好氧处理；当废水COD在4000——10000mg/L时，要进行SBR工艺处理；当废水COD>2000mg/L时，要做完全厌氧。

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污水处理系统必备知识