污水处理厂工艺基础培训

黄石山南污水处理厂工艺基础培训 主 讲 人 ：刘 林 海 目录 一、城市污水处理的基本知识； 二、污水的主要指标； 三、污水处理的指标解析； 城市污水处理的基本知识 城市污水处理的基本知识 城市污水处理的基本知识漂 浮 物 或 悬 浮 物 指 在 水 中 呈 漂 浮 或 悬 浮 态 的 砾 石 、 泥 沙 、 纤 维 、 塑 料制 品 、 树 枝 树 块 等 。 进 水 砂 子 较 高 的 污 水 进 入 处 理 厂 后 ， 会 加 重 沉 淀 池 或沉 砂 池 的 负 担 ， 甚 至 造 成 淤 积 ， 减 少 池 体 的 有 效 容 积 和 处理 效 果 。 纤 维 、 塑 料 进 入 处 理 厂 后 将 对 污 水 处 理 系 统 的 各 种 设备 （ 如 泵 、 转 碟 、 管 道 、 流 量 计 、 吸 刮 泥 机 等 ） 的 正 常 运行 产 生 不 利 影 响 。 城市污水处理的基本知识 污水厂常规化验项目n 污 水 处 理 厂 的 常 规 分 析 化 验 项 目 按 用 途 分 成 三 类 。 反 映 处 理 效 果 项 目 ： 进 出 水 COD、 BOD、 SS、 氨 氮 、 总磷 、 总 氮 等 ； 反 映 污 泥 状 况 的 项 目 ： SV、 SVI、 MLSS、 MLVSS及 生 物相 观 察 等 ； 反 映 污 泥 环 境 生 长 条 件 ： 水 温 、 PH值 、 溶 解 氧 等 。 进出水常规化验项目-COD化 学 需 氧 量 （ COD） 是 指 在 酸 性 条 件 下 ,用 强 氧 化 剂 重 铬 酸钾 将 污 水 中 有 机 物 氧 化 为 CO2、 H2O所 消 耗 的 氧 量 ,用 CODcr表 示 ， 一 般 写 成 COD。 进出水常规化验项目-BOD 生 物 化 学 需 氧 量 (BOD)是 一 个 反 映 水 中 可 生 物 降 解 的 含碳 有 机 物 的 含 量 及 排 到 水 体 后 所 产 生 的 耗 氧 影 响 的 指 标 。 它 表 示 在 温 度 为 20 和 有 氧 的 条 件 下 ， 由 于 好 氧 微 生 物分 解 水 中 有 机 物 的 生 物 化 学 氧 化 过 程 中 消 耗 的 溶 解 氧 量 。 BOD和COD的关系BOD5 （ 表 征 污 水 中 可 生 物 降 解 有 机 物 那 部 分 ）CODcr (可 以 较 准 确 地 测 定 水 中 有 机 物 含 量 ， 但 其 不 能 区 分污 水 中 可 生 物 降 解 有 机 物 和 不 可 生 物 降 解 有 机 物 ） 。CODcr 值 一 般 大 于 BOD5 值 ， 差 值 约 等 于 污 水 中 不 可 生 物 降解 有 机 物 。在 城 市 污 水 处 理 分 析 中 ， 常 用 BOD5/COD的 比 值 来 分 析 污 水的 可 生 化 性 。 当 BOD 5/COD 时 ， 可 生 化 性 较 好 ， 适宜 采 用 生 化 处 理 工 艺 。 但 在 工 业 废 水 处 理 中 往 往 遇 到BOD5/COD 时 我 们 就 会 结 合 采 用 其 他 方 法 的 生 化 处理 工 艺 。 氮（5）植物营养性物质 .氮（有机氮、无机氮） 氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮，有 机 氮 和 氨 氮 能用 凯 氏 法 测 定 ， 统 称 凯 氏 氮 。 有机氮 有机氮主要以蛋白质形式存在，还 有 尿 素 、 细 胞 壁 、 脂肪 胺 、 尿 酸 和 有 机 碱 等 含 氨 和 不 含 氨 基 的 化 合 物 。 动 物 排 泄 物 等 新 鲜 污 水 中 氨 氮 初 始 含 量 不 高 ， 但 由 于 污水 中 有 机 氮 的 脱 氨 基 反 应 ， 在 污 水 储 存 或 排 水 管 道 中 驻 留 一段 时 间 后 ， 氨 氮 的 浓 度 会 迅 速 增 加 。 总磷 .总磷 磷酸盐和有机磷的总和称为总磷。 磷 酸 盐 的 测 定 方 法 多 采 用 钼 蓝 法 ， 用 氧 化 剂 将 水 样 中 不同 形 态 的 磷 转 化 为 磷 酸 盐 后 测 定 磷 酸 盐 的 含 量 ， 可 求 得 总 磷的 含 量 。 SS 悬 浮 物 （ ） 是 指 水 中 末 溶 解 的 非 胶 状 的 固 体 物 质 ，在 适 宜 时 可 以 沉 淀 ,是 反 应 水 中 悬 浮 杂 质 的 指 标 。 实 验 室 一 般 使 用 重 量 法 ， 即 采 取 一 定 体 积 的 污 水 或 混 合液 ， 用 0.45um滤 膜 过 滤 截 留 悬 浮 固 体 前 后 的 质 量 差 作 为 悬 浮固 体 的 量 。 致病性微生物 致 病 性 微 生 物 生 活 污 水 及 屠 宰 、 生 物 制 品 、 医 院 等 工 业 废 水 常 含 有传 染 各 种 疾 病 的 各 种 致 病 性 微 生 物 。 消 毒 杀 菌 的 方 法 有 氯 气 、二 氧 化 氯 、 臭 氧 等 氧 化 法 ， 以 及 紫 外 照 射 ， 另 外 还 要 超 滤 处理 可 以 除 去 水 中 大 部 分 细 菌 。 污 水 处 理 后 需 要 监 控 的 指 标 是 细 菌 种 数 和 大 肠 菌 群 数 。 生物处理的基本原理n 污 水 处 理 的 核 心 -生 物 处 理 生 物 处 理 的 基 本 原 理 在 自 然 水 体 中 ， 存 在 着 大 量 依 靠 有 机 物 生 活 的 微 生 物 ，它 们 不 但 能 分 解 氧 化 一 般 的 有 机 物 并 将 其 转 化 为 稳 定 的 化 合物 ， 而 且 能 转 化 有 毒 物 质 。 生 物 处 理 就 是 利 用 微 生 物 分 解 氧 化 有 机 物 这 一 功 能 ， 并采 取 一 定 的 人 工 措 施 ， 创 造 有 利 于 微 生 物 的 生 长 、 繁 殖 的 环境 ， 使 微 生 物 大 量 繁 殖 ， 以 提 高 其 分 解 氧 化 有 机 物 效 率 的 一种 污 水 处 理 方 法 。 活性污泥n 活 性 污 泥n 活 性 污 泥 是 由 细 菌 、 真 菌 、 原 生 动 物 、 后 生 动 物 等 微生 物 群 体 形 成 的 絮 状 绒 粒 ， 绒 粒 直 径 一 般 0.2-0.5mm， 含水 率 是 99.2%-99.8%， 密 度 因 含 水 率 不 同 而 有 所 差 异 ， 一般 为 1.002-1.006g/m3 ,绒 粒 结 构 使 得 活 性 污 泥 具 有 较 大 的比 表 面 积 ， 具 有 很 强 的 吸 附 性 。n 成 熟 的 活 性 污 泥 似 矾 花 絮 绒 颗 粒 ， 呈 茶 褐 色 ， 稍 具 泥土 气 味 ， 具 有 很 好 的 凝 聚 沉 降 性 能 。n n 活性污泥n 活 性 污 泥 由 有 机 物 （ 75%-85%） 和 无 机 物 两 部 分（ 15%-25%） 组 成 。 有 机 部 分 主 要 由 生 长 在 其 中 的 微 生 物组 成 ， 活 性 污 泥 还 吸 附 着 微 生 物 的 代 谢 产 物 及 被 处 理 污 水中 含 有 的 各 种 有 机 物 和 无 机 污 染 物 。 净化污水的过程n 活 性 污 泥 净 化 污 水 的 三 个 阶 段n 第 一 阶 段n 污 水 通 过 活 性 污 泥 的 吸 附 作 用 而 得 到 净 化 ， 吸 附 作 用进 行 得 十 分 迅 速 ， 一 般 在 30min内 完 成 ， BOD5的 去 除 率 高达 75%。 吸 附 达 到 饱 和 后 污 泥 就 失 去 活 性 ， 不 再 具 有 吸 附能 力 ， 但 通 过 氧 化 阶 段 ， 除 去 所 吸 附 和 吸 收 的 大 量 有 机 物后 ， 污 泥 又 重 新 呈 现 活 性 ， 恢 复 它 的 吸 附 和 氧 化 能 力 。 净化污水的过程n 第 二 阶 段n 也 称 氧 化 阶 段 ， 主 要 是 继 续 分 解 和 氧 化 前 阶 段 被 吸 附和 吸 收 的 有 机 物 ， 同 时 继 续 吸 附 吸 收 一 些 残 余 的 溶 解 物 质 ，这 一 阶 段 进 行 得 比 较 缓 慢 。n 如 果 进 水 负 荷 过 低 ， 曝 气 过 度 ， 活 性 污 泥 进 入 自 身 氧化 阶 段 时 间 过 长 的 话 ， 污 泥 就 会 变 成 颗 粒 化 ， 回 流 污 泥 进入 曝 气 池 后 ， 初 期 所 具 有 的 吸 附 去 除 效 果 就 会 降 低 。 净化污水的过程n 第 三 阶 段n 泥 水 分 离 阶 段 ， 这 一 阶 段 中 ， 活 性 污 泥 在 二 沉 池 中 进行 沉 淀 分 离 。n 微 生 物 的 代 谢 有 两 种 ， 合 成 代 谢 和 分 解 代 谢 。 分 解 代谢 的 产 物 是 二 氧 化 碳 和 水 ， 可 直 接 消 除 污 染 。 而 合 成 代 谢的 产 物 是 新 生 的 微 生 物 细 胞 ， 只 有 将 其 从 混 合 液 中 去 除 才能 实 现 污 水 的 完 全 净 化 处 理 。 溶解氧溶解氧 溶 解 氧 DO,表 示 溶 解 于 水 中 分 子 态 氧 的 数 量 ， 单 位 是mg/L。 一般好氧池溶解氧浓度（2-4）； 缺氧池溶解氧浓度（0.5-0.2）; 厌氧池溶解氧浓度（小于0.2）。 SV30n 活 性 污 泥 的 性 能 指 标n 污 泥 沉 降 比 （ SV）n 又 称 30min沉 降 比 ， 是 曝 气 池 混 合 液 在 量 筒 内 静 置30min后 所 形 成 的 沉 淀 污 泥 容 积 占 原 混 合 液 容 积 的 比 例 ，以 %表 示 。n SV能 反 映 曝 气 池 正 常 运 行 时 的 污 泥 量 和 污 泥 的 凝 聚 和沉 降 性 能 。n SV30n 通 常 SV值 越 小 ， 污 泥 的 沉 降 性 能 越 好 。 可 以 控 制 剩 余污 泥 的 排 放 量 ， 通 过 SV的 变 化 可 以 判 断 和 发 现 污 泥 膨 胀 的发 生 。n 城 市 污 水 处 理 厂 的 SV一 般 控 制 在 20-30%之 间 。n 而 有 些 工 业 废 水 处 理 厂 的 正 常 SV值 可 能 达 到 90%以 上 。 MLSS与MLVSSn 污 泥 浓 度 （ MLSS）n 它 表 示 的 是 混 合 液 中 活 性 污 泥 浓 度 ， 单 位 是 mg/L或 g/L。n MLSS包 含 了 污 泥 所 有 成 分 （ 即 具 有 代 谢 功 能 的 微 生 物群 体 ， 微 生 物 代 谢 氧 化 的 残 留 物 、 吸 附 在 微 生 物 的 有 机 物 、无 机 物 等 ）n MLVSS是 混 合 液 挥 发 性 悬 浮 固 体 浓 度 ， 是 扣 除 了 混 合液 中 的 无 机 成 分 ， 能 够 准 确 表 示 活 性 污 泥 中 的 活 性 成 分 的数 量 。n MLSS与MLVSSn 相 对 稳 定 的 污 水 生 物 处 理 系 统 ， MLVSS/MLSS的 比 值 是固 定 的 ， 比 如 城 市 污 水 处 理 厂 活 性 污 泥 这 一 比 值 一 般 在0.75-0.85之 间 。n 黄 石 山 南 污 水 处 理 厂 的 污 泥 浓 度 MLSS设 计 值 在 4g/L。 控制MLSS值n 当 污 泥 浓 度 过 高 时 ， 虽 然 抗 冲 击 负 荷 增 大 ， 但 运 行 往往 是 不 经 济 的 ， 因 为 你 要 提 供 足 够 的 氧 供 微 生 物 生 长 活 动 ，增 加 转 碟 曝 气 的 电 耗 。 而 且 有 时 还 会 导 致 污 泥 过 度 老 化 ，活 性 下 降 ， 最 后 影 响 处 理 效 果 。n 在 实 际 运 行 中 ， 通 过 加 大 剩 余 污 泥 排 量 的 方 式 ， 强制 减 少 曝 气 池 的 MLSS的 值 ， 刺 激 曝 气 池 混 合 液 活 性 污 泥 的增 长 ， 提 高 活 性 污 泥 的 活 性 。 SVI值n 污 泥 容 积 指 数 （ SVI）n 是 指 曝 气 池 出 口 处 混 合 液 经 30min静 置 沉 淀 后 ， 每 克 干污 泥 所 形 成 的 沉 淀 污 泥 所 占 的 容 积 ， 单 位 是 ml/g。 计 算 公式 如 下 ：n SVI=（ 1L混 合 液 经 30min静 沉 后 以 ml计 的 污 泥 容 积 ） /（ 1L混 合 液 以 g 计 的 干 污 泥 量 ）n SV值 与 SVI值 的 关 系 如 下 ：n SVI=10 X SV / MLSS（ 以 g 计 ） SVI值的影响n SVI排 除 了 污 泥 浓 度 对 污 泥 沉 降 体 积 的 影 响 ， 因 此 比 SV值 更 能 准 确 地 评 价 和 反 映 活 性 污 泥 污 泥 的 凝 聚 、 沉 淀 性能 。n 一 般 来 说 ， SVI过 低 说 明 污 泥 颗 粒 细 小 ， 无 机 物 含 量 高 ，缺 乏 活 性 。n SVI值 过 高 ， 说 明 污 泥 沉 降 性 能 较 差 ， 将 要 发 生 或 已 经发 生 污 泥 膨 胀 。n SVI值控制范围n 一 般 认 为 ， 处 理 生 活 污 水 时 SVI200时 ， 沉 降 性 能 不好 。n 一 般 SVI控 制 在 50-100之 间 较 好 。 污染物排放标准城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 标 准 解 释 我 厂 的 水 质 处 理 表 城 镇 污 水 处 理 厂 的 污 泥应 进 行 污 泥 脱 水 处 理 ， 脱 水后 污 泥 含 水 率 应 小 于 80%。 项 目 进 水 一 级 ACODcr 3 0 0 5 0BOD5 1 2 0 1 0SS 2 0 0 1 0NH 4 -N 2 5 5TN 3 5 1 5TP 3 .0 0 .5 表 1黄 石 山 南 厂 水 质 处 理 表 溶解氧的控制溶解氧的概念可以理解为水体中游离氧的含量，用DO表示，单位为mg/l。溶解氧在实际的污水、废水处理过程中具有举足轻重的作用，这一指标的恶化或波动过大，往往也会迅速的导致活性污泥系统的稳定性大幅波动，自然对处理效率的影响也是非常明显。n 在运行过程中曝气池的DO是处在不断消耗又不断补充的动态过程中，所测得的DO实际上是剩余DO，只要有DO存在就说明充氧值大于耗氧值，但是否有DO存在就表明充氧量够了呢，这要从微生物对氧的需求和污泥结构等方面来理解。 溶解氧的控制n活性污泥是由大量微生物构成的大颗粒絮体，DO从絮体表面向内层扩散时不断被微生物消耗，并使得絮体内部的溶解氧含量远低于表层。絮体越大，内、外层的DO含量差异越大，一般来说，曝气池中混合液的DO含量应比微生物实际需要高些，否则会影响微生物的活性，进而降低处理效率。 溶解氧的控制应该说理论上来讲，当曝气池各点监测到的溶解氧值略大于0（如0.01）时，可以理解为充氧正好满足活性污泥微生物对溶解氧的要求。但是，事实上我们还是没有简单的将溶解氧控制在13mg/l的范围内。究其原因还是因为，整个曝气池而言，溶解氧的分布和各曝气池区域内的溶解氧的需求是不一样的。为了保守的稳定活性污泥在分解有机物或自身代谢过程中对溶解氧的需求，才将曝气池出水溶解氧控制在13mg/l的范围内。但是，实际运行过程中发现，很多情况下将溶解氧控制在13mg/l的范围内也是没有必要的，特别是溶解氧控制值超过3mg/l更是毫无意义的，唯一的结果只能是浪费电能及导致出水含有细 小悬浮颗粒。所以，合理又节能的溶解氧控制范围在13mg/l左右即可。 溶解氧与污泥浓度的关系n溶解氧和活性污泥浓度的关系。溶解氧和活性污泥浓度的关系还是比较密切的，通常看到的高活性污泥浓度对溶解氧的需求明显高于低活性污泥浓度对溶解氧的需求。所以，在达到去除污染物、并达到排放浓度的情况下，要尽量降低活性污泥的浓度，这对降低曝气量、减少电力消耗是非常有利的。同时，在低活性污泥浓度情况下，更注意不要过度曝气，以免出现溶解氧过高，对仅有的活性污泥出现过度氧化现象，这样对二沉池的放流水不利。通常可以看到二沉池出流水中夹杂较多的未沉降颗粒流出，这就是被氧化的活性污泥解体后分解在放流出水中的缘故。同样高活性污泥浓度对溶解氧的需求是很高的，不能不加控制的将活性污泥浓度一直升高，这样会出现供氧跟不上而出现缺氧现象，自然，活性污泥的处理效果也就受到抑制了。 溶解氧与污泥沉降比的关系n溶解氧和活性污泥沉降比的关系。溶解氧和活性污泥沉降比的关系，可以理解为溶解氧对活性污泥沉降比的影响，在以下几个方面需要注意。首先是过度曝气容易使细小的空气气泡附着在活性污泥的菌胶团上，导致活性污泥上浮到液面，在曝气池就可以看到有液面浮渣了。在做沉降实验的时候，就更有可能发现活性污泥絮凝后不能沉降或悬浮在水体中的现象。同时，活性污泥的压缩性也变差了。在实际操作中应该注意这个问题，特别是活性污泥发生丝状膨胀的时候，更加容易导致曝气的细小气泡附着在菌胶团上，继而导致液面产生大量浮渣。 SV30n活性污泥沉降比是指：取曝气池末端混合液1000ml于1000ml的量筒中，静置30min后，沉淀的活性污泥体积占整个混合液的体积的比例即为活性污泥的沉降比，单位用百分数%表示。 n SV30活性污泥沉降比应该说在所有操作控制指标中是最具备操作参考意义的。首先是检测简单，其次是整个沉降过程近似地表达了曝气池和二沉池的工作状况及活性污泥的沉降性，对观察活性污泥的工况提供了直观的帮助。通过观察活性污泥的沉降比，可以侧面推定多项活性污泥控制指标的近似值，这将减少大量的实验数据支持及计算推导，对综合判断运行故障和运转发展方向具有积极的指导意义。 SV30n活性污泥浓度和活性污泥沉降比的关系。沉降比的最终沉降值是多少，有很多影响因素，其中就有活性污泥浓度的影响。活性污泥控制弄刚度越高，活性污泥沉降比的最终结果就越大，反之则越小。在分析活性污泥浓度对沉降比的影响时，理解的出发点就是活性污泥浓度较高时，生物数量多，在压缩沉淀后自然会出现较高的沉降比了。在高活性污泥浓度导致沉降比升高的情况中与其他也可能导致沉降比升高的因素相区别的要点是观察沉降压缩后的活性污泥是否密实，色泽是否呈深棕褐色。通常非活性污泥浓度升高导致的沉降比升高多半压实性差，色泽暗淡。 SV30