环保基础知识与水处理技术课件

水处理技术基础知识水处理技术基础知识及养殖污水处理现状及养殖污水处理现状Contents畜禽养殖废水处理技术畜禽养殖粪便处理技术畜禽养殖污染系统控制理念与原则畜禽养殖污染防治现状畜禽养殖废水处理技术的应用示范污水处理基础知识畜禽养殖废水处理技术工艺确定1、污水处理知识、污水处理知识1.1、污水处理标准、污水处理标准畜禽养殖业污染物排放标准 GB18596-2001畜禽养殖业污染物排放标准（征求意见稿）畜禽养殖业污染物排放标准（征求意见稿）1、制度体系逐渐完善。中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国畜牧法中明确提出畜禽养殖污染防治的总体要求。环境保护部颁布实施了畜禽养殖污染防治管理办法（国家环境保护总局令第9号）。2、标准规范日臻完备。畜禽养殖业污染防治技术规范（HJT81-2001）和畜禽养殖业污染物排放标准（GB 18596-2001）。近年来，有关部门陆续制定发布了畜禽场环境质量评价准则（GB/T 19525.22004）、畜禽粪便无害化处理技术规范（NY/T 11682006）、畜禽场环境污染控制技术规范（NY/T 11692006）、畜禽养殖业污染治理工程技术规范（HJ 4972009）、农业固体废物污染控制技术导则（HJ 5882010）、畜禽养殖污染防治技术政策（环发2010151号）、畜禽养殖产地环境评价规范（HJ5682010）等。1.2、畜禽养殖业污染防治法律法规1、污水处理知识、污水处理知识1、污水处理知识、污水处理知识 1.3、衡量污水水质的指标、衡量污水水质的指标 1、生化需氧量，简称BOD，是指有溶解氧的条件下，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。2、化学需氧量，简称COD，是利用化学氧化剂（如高锰酸钾）将污水中可氧化物质（如有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等）氧化分解，然后根据残留的氧化剂的量计算出氧的消耗量。1、污水处理知识、污水处理知识1.3、衡量污水水质的指标、衡量污水水质的指标 3、氨氮，氨氮主要来源于污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。1.4、COD和和BOD5之间的关系之间的关系l有的有机物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有的有机物只能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有机物是不能被生物氧化降解的而且还具有毒性（如银杏酚、银杏酸、某些表面活性剂）。因此，我们可以把水中的有机物分成二个部分，即可以生化降解的有机物和不可生化降解的有机物。l通常认为COD基本上可表示水中的所有的有机物。而BOD为水中可以生物降解的有机物，因此COD与BOD的差值可以表示废水中生物不可降解部分的有机物。1、污水处理知识、污水处理知识1.5、什么叫、什么叫B/C？B/C表示什么意义？表示什么意义？lB/C是BOD5与COD比值的缩写，该比值可以表示废水的可生化降解特性。如果CODNB表示COD中的不可生物降解部分，则废水中不可为微生物生物降解的有机物所占的比例可用CODNB/COD表示。lBOD5/COD与CODNB/COD之间有如下表所示的关系：1、污水处理知识、污水处理知识l当BOD5/COD0.45时，不可生物降解的有机物仅仅占全部有机物的20%以下，而当BOD5/COD0.2时，不可生物降解的有机物已占全部有机物的60%以上。因此，BOD5/COD值常常被作为有机物生物降解性的评价指标。lBOD5/COD0.45易生物降解lBOD5/COD0.30可生物降解lBOD5/COD0.30较难生物降解lBOD5/COD0.20较以难生物降解1、污水处理知识、污水处理知识1.6、污染物去除概述、污染物去除概述（1）BOD5的去除的去除污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行分离，对于溶解性有机物主要靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质，这也是污水中BOD5的降解过程。主要处理方法：固液分离、沼气池、曝气池等。（2）COD的去除的去除污水中COD去除原理与BOD5的基本相同，污水厂COD的去除率取决于原污水的可生化性，这与污水的组成有关。BOD5反映了污水的可生化量，而COD则反映了污水的污染量，因此两者的比值即生化比BOD5：COD则反映了污水的综合去除能力和生化处理的难度。养猪污水可生化性都比较好。主要处理方法：固液分离、沼气池、曝气池等。（3）NH3-N的去除的去除生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。主要处理方法：曝气池，沼气池出水氨氮还会上升。（4）SS的去除的去除废水中SS的去除主要依靠沉淀去除。污水中较大颗粒的悬浮性污染物质，借重力自然沉淀即可去除；较小颗粒的悬浮性污染物，其有机部分可被微生物吸附、降解而去除，而无机颗粒则往往要借助于活性污泥絮体的吸附、网络，与活性污泥同时沉淀去除。主要处理方法：固液分离、沼气池、曝气池、沉淀池n n一是畜禽养殖污染已经成为部分水体水质恶化重要污染一是畜禽养殖污染已经成为部分水体水质恶化重要污染源源。畜禽粪污中含有大量的。畜禽粪污中含有大量的CODCOD，氨氮、磷等物质，排入，氨氮、磷等物质，排入水体致使水体富营养化，溶解氧不足，直接威胁水环境质水体致使水体富营养化，溶解氧不足，直接威胁水环境质量和生态安全。量和生态安全。2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状 2.1 畜禽养殖污染现状畜禽养殖污染现状n n二是严重威胁人体健康。二是严重威胁人体健康。人畜混居现象在部分农村地区人畜混居现象在部分农村地区仍较为普遍。畜牧粪便中含有的大量病原微生物、寄生虫仍较为普遍。畜牧粪便中含有的大量病原微生物、寄生虫卵，极易孳生蚊蝇，影响村庄环境卫生状况。有关研究表卵，极易孳生蚊蝇，影响村庄环境卫生状况。有关研究表明，年出栏量明，年出栏量1010万头的养猪场，污染半径可达万头的养猪场，污染半径可达4.54.55.0km5.0km。n n三三是对土壤环境和农产品质量安全构成威胁。是对土壤环境和农产品质量安全构成威胁。畜禽饲料畜禽饲料添加剂中的添加剂中的铜、铁、铬、锌、铬、镉、汞、抗生素、激素铜、铁、铬、锌、铬、镉、汞、抗生素、激素等物质等物质，随着畜禽粪便进入水体和农田，长期累积，导致，随着畜禽粪便进入水体和农田，长期累积，导致土壤环境质量下降，有毒有害物质沉积，威胁粮食、蔬菜土壤环境质量下降，有毒有害物质沉积，威胁粮食、蔬菜等农产品安全。有资料表明，畜禽粪肥过量施用会导致土等农产品安全。有资料表明，畜禽粪肥过量施用会导致土壤和地下水硝酸盐超标。壤和地下水硝酸盐超标。2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状 2.1 畜禽养殖污染现状畜禽养殖污染现状n n总体特征：畜禽养殖污染点总体特征：畜禽养殖污染点多面广，污染物排放总量大，多面广，污染物排放总量大，污染份额高，区域差异明显污染份额高，区域差异明显。n全国畜禽养殖污染物排放总全国畜禽养殖污染物排放总量较大量较大。2010年规模化畜禽养殖场（小区、户）化学需氧量、氨氮、总磷排放量占农业源排放总量的比例依次为95%、78%、74%，占全国排放总量的比例依次为45%、25%、58%。n n畜禽养殖是农业污染源之首畜禽养殖是农业污染源之首。n畜禽养殖业化学需氧量排放量分别为当年工业源排放量的3.23倍、生活源的1.18倍。2.2 环境污染现状环境污染现状污染物排放总量污染物排放总量2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状2.2 环境污染现状环境污染现状化学需氧量排放量差异化学需氧量排放量差异2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状福建第17位2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状2.2 环境污染现状环境污染现状总磷排放量差异总磷排放量差异福建第16位山东、河南、湖南、四川、广东、河北、湖北的畜禽养殖氨氮排放量较大，共占到全国的50%以上；海南、天津、甘肃、北京、云南、贵州、上海、新疆兵团、宁夏、青海、西藏畜禽养殖氨氮排放量较小，占全国的比重不足6%。2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状2.2 环境污染现状环境污染现状氨氮排放量差异氨氮排放量差异福建第13位2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状l2.2传统畜禽养殖污染防治传统畜禽养殖污染防治 传统畜禽养殖以生产为主导，污染控制技术大部分仅传统畜禽养殖以生产为主导，污染控制技术大部分仅指产后治理，主要方法有指产后治理，主要方法有:物理法（沉淀、脱水、干燥）物理法（沉淀、脱水、干燥）化学法（混凝、氧化、消毒）化学法（混凝、氧化、消毒）生物法（厌氧、好氧、兼氧）生物法（厌氧、好氧、兼氧）生态法（氧化塘、湿地、生态沟渠）生态法（氧化塘、湿地、生态沟渠）资源化利用（堆肥、有机肥、饲料化）资源化利用（堆肥、有机肥、饲料化）2、畜禽养殖污染防治现状、畜禽养殖污染防治现状2.3畜禽养殖污染防治现状畜禽养殖污染防治现状l现有技术对现有技术对COD处理达到国标不存在技术问题；处理达到国标不存在技术问题；l对氮、磷的处理仍存在技术和经济上的问题；对氮、磷的处理仍存在技术和经济上的问题；l现有技术处理成本与养殖低利润、高风险之间矛现有技术处理成本与养殖低利润、高风险之间矛盾突出；盾突出；l运行管理与操作人员素质低、已有设施没有正常运行管理与操作人员素质低、已有设施没有正常运行；运行；l生物有机肥推广应用力度不够，导致粪便肥料化生物有机肥推广应用力度不够，导致粪便肥料化循环利用不畅。循环利用不畅。3、畜禽养殖污染系统控制理念、畜禽养殖污染系统控制理念一源头控制过程控制循环利用末端治理优良品种合理的饲料供应量合理的营养配比干清粪机械刮粪节约“水冲式”用水解决种植业营养需求与养殖业废物产生在时空上的不协调水、气、渣二三四3、畜禽养殖废弃物处理的原则、畜禽养殖废弃物处理的原则综合利用优先运行费用低廉化减量化资源化无害化4 4、畜禽养殖废弃物处理技术、畜禽养殖废弃物处理技术还田模式自然处理模式工业处理模式目前国内外所采用三种主要处理模式4 4、畜禽养殖粪便处理技术、畜禽养殖粪便处理技术畜禽粪便减排主要方法：畜禽粪便减排主要方法：农业利用：直接农用、干化后储存农用、简单堆肥后农用、水产养殖、食用菌种植等生产有机肥：指有专用有机肥生产设备，生产产品作为商品销售；生产沼气：必须是粪、污水分离后粪便厌氧发酵生产沼气；4 4、畜禽养殖粪便处理技术、畜禽养殖粪便处理技术畜禽粪便直接农业利用要求：畜禽粪便直接农业利用要求：粪便农业利用减排原则要求：保证畜禽养殖连续产粪便农业利用减排原则要求：保证畜禽养殖连续产生的粪便有足够的干化场、发酵池、储存场，其中生的粪便有足够的干化场、发酵池、储存场，其中发酵池、储存场必须防雨防渗，干化场必须防渗处发酵池、储存场必须防雨防渗，干化场必须防渗处理；理；农业种植用地与养殖规模匹配，且减排项目要求对农业种植用地与养殖规模匹配，且减排项目要求对应的农业用地必须是连片的集中种植区；应的农业用地必须是连片的集中种植区；4 4、畜禽养殖粪便处理技术、畜禽养殖粪便处理技术畜禽粪便农业利用基本技术：畜禽粪便农业利用基本技术：1、干燥技术：l太阳能大棚自然干燥太阳能大棚自然干燥（直接农业利用的主要干燥方法）充分利用自然条件，成本较低，干燥的速度慢，且占地面积较大；充分利用自然条件，成本较低，干燥的速度慢，且占地面积较大；l高温快速干燥高温快速干燥（主要用于专业有机肥生产）干燥速度快，可批量生产，杀菌、除臭熟化快，但能耗高，投资大；干燥速度快，可批量生产，杀菌、除臭熟化快，但能耗高，投资大；l烘干膨化干燥烘干膨化干燥（应用较少）干燥过程中易产生恶臭气体。干燥过程中易产生恶臭气体。从目前掌握的情况看，畜禽粪便干燥处理尚无较完善的技术。各规模从目前掌握的情况看，畜禽粪便干燥处理尚无较完善的技术。各规模化养殖场，尤其是养鸡场只能根据自己的资金情况及所拥有的土地面积，化养殖场，尤其是养鸡场只能根据自己的资金情况及所拥有的土地面积，选择相应的干燥技术。选择相应的干燥技术。4 4、畜禽养殖粪便处理技术、畜禽养殖粪便处理技术畜禽粪便农业利用基本技术：畜禽粪便农业利用基本技术：2、堆肥技术：l自然堆肥法自然堆肥法（直接农业利用的主要使用方法）无需设备和耗能，但占地面积大、腐熟慢、效率低l现代堆肥法现代堆肥法（主要用于专业有机肥生产）利用发酵罐（塔）等设备，效率高，堆制时间短，便于控制，自动化控制连续生产，处理量大，对周边无污染；一次性投资大。堆肥法比干燥法具有省燃料、成本低、发酵产物生物活性强、粪便处理过程中养分损失少且可达到去臭，灭菌的目的，处理的最终产物臭气少且较干燥，容易包装、撒施。因此对于畜禽场的干粪和由粪水中分离出的干物质，进行堆肥化处理是最佳的固体粪便处置方式。相关现场图片相关现场图片相关现场图片相关现场图片5、畜禽养殖废水处理技术、畜禽养殖废水处理技术畜禽养殖废水减排的主要方法：农业利用：包括直接农业利用、厌氧发酵后沼液沼渣农业利用、水产养殖等，不能设置污水排放口；循环利用：废水经处理后全部用于回收利用（包括农用与回用于栏舍冲洗等），不能设置污水排放口；达标排放：采用厌氧+好氧+深度处理的工业化处理方法，外排污水达标排放；4.1畜禽养殖废水农业利用畜禽养殖废水农业利用 畜禽粪便污水还田作肥料为传统而经济有效的处置方法，可使畜禽粪尿不排往外界环境，达到污染物零排放。既可有效处置污染物，又能将其中有用的营养成分循环于土壤一植物生态系统中，家庭分散户养畜禽粪便污水处理均采用该法。该方法适用于远离城市、土地宽广且有足够农田消纳粪便污水的经济落后地区，特别是种植常年需施肥作物的地区，要求养殖场规模较小。l与现代规模化养殖不与现代规模化养殖不相适应，对养殖专业相适应，对养殖专业户以上的规模养殖很户以上的规模养殖很难保证，受气候因素难保证，受气候因素和种植季节性影响。和种植季节性影响。4.2、畜禽养殖废水处理技术、畜禽养殖废水处理技术畜禽养殖废水处理单元技术分类：厌氧处理技术：UASB、AF、UBF、USR、两段厌氧法、黑膜沼气池好氧处理技术：活性污泥、生物滤池、生物接触氧化、序批式活性污泥（SBR）、生物转盘深度处理技术：氧化塘、人工湿地、土壤净化定义：定义：在隔绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生在隔绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称为厌氧生物处理法或厌氧消化法。氧消化法。优点优点:1.1.应用范围广；应用范围广；2.2.厌氧生物处理技术可以把环境保护、能源回收以良性循环厌氧生物处理技术可以把环境保护、能源回收以良性循环的形式结合起来，是一种低成本、低能耗的废水处理技术的形式结合起来，是一种低成本、低能耗的废水处理技术 ；3.3.厌氧处理设备负荷高、占地少厌氧处理设备负荷高、占地少 ；4.4.厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法少得多厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法少得多 5.5.厌氧生物法对营养物的需求量小厌氧生物法对营养物的需求量小 ；6.6.能被厌氧法降解的有机物种类多能被厌氧法降解的有机物种类多 ；厌氧生物处理技术 缺点：缺点：1.1.采用厌氧生物处理法不能去除废水中的氮和磷。采用厌氧生物处理法不能去除废水中的氮和磷。2.2.厌氧法启动时间长。厌氧法启动时间长。3.3.运行管理较为复杂。如进水负荷突然提高，反应运行管理较为复杂。如进水负荷突然提高，反应器的器的pHpH值会下降，如不及时发现控制，反应器就值会下降，如不及时发现控制，反应器就会出现会出现“酸化酸化”现象，使产甲烷菌受到严重抑止，现象，使产甲烷菌受到严重抑止，甚至使反应器不能再恢复正常运行，必须重新启甚至使反应器不能再恢复正常运行，必须重新启动。动。4.4.卫生条件较差。卫生条件较差。厌氧生物处理技术 常用的厌氧生物处理反应器有以下几种：1、化粪池2、厌氧生物滤池3、上流式厌氧污泥反应器（UASB）4、厌氧流化床反应器5、分段厌氧处理法6、黑膜沼气池厌氧生物处理技术 化粪池化粪池 用于处理粪便污水，兼有污水沉淀和污泥发酵双重作用。粪便污水经化粪池沉淀和厌氧分解。缺点：反应时间相当长，去除效率低，对含悬物多的养殖废水沉积物过多，难于清理。很少用于对养殖废水的处理。Company Logo厌氧生物滤池厌氧生物滤池 优点：滤池内可保持很高的微生物浓度；处理能力较高；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便等。缺点：滤料费用较贵；滤料容易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚。堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。国内有少量应用，但运行效果普遍较差，大部分不能正常运行，主要是悬浮物浓度过高，容易堵塞。Company Logo 广泛应用于养殖废水的厌氧处理，能源部门推行的沼气工程主要应用该反应器。UASB反应器 UASB反应器示意图 UASB反应器结构形式 封闭式封闭式UASB敞开式敞开式UASB优点：l反应器内的污泥浓度高，有机负荷高(10-20kgCOD/m3.d)，水力停留时间短；反应器内设三相分离器，污泥自动回流到反应区，无需污泥回流设备，无需混合搅拌设备；污泥床内不需填充载体，节省造价且避免堵塞。缺点：l反应器内有短流现象，影响处理能力；难消化的有机固体不宜太高；运行启动时间长，对水质和负荷变化较敏感。UASB工艺的特点 低密度载体，无烟煤和塑料物质（减少所需的液体上升流速，从而减少提少提升费用）结构及工作机理厌氧流化床反应器l优点：填料比表面积大，微生物浓度高，有机负荷大；载体处于流化状态，无堵塞现象，对高、中、低浓度的废水均有较好的处理能力；有较高的净化速度；结构紧凑，占地少，基建投资省。l缺点：载体重量较大，介质颗粒流化和膨胀需要大量的回流，增加了运行过程的能耗，并且其三相分离特别是固液分离比较困难，要求较高的运行和设计水平，实际应用较少。厌氧流化床反应器由于生物流化床的高运行费用，在养殖废水的处理中很少应用。将厌氧发酵过程分别在两个容器中独立进行，维持各自最佳的环境条件，促进整个厌氧消化过程。第一段：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和稀释负荷冲击与有害物质，并截留难降解的固态物质。第二段：保持严格的厌氧条件和pH值，以有利于甲烷菌的生长，降解、稳定有机物，产生含甲烷较多的消化气，截留悬浮物质，改善出水水质。分段厌氧处理法l优点：耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；两阶段反应不在同一反应器内进行，相互影响小，可更好的控制工艺条件；消化效率高，尤其适应于处理含悬浮固体多，难消化降解的高浓度有机废水。l缺点：两步法设备多，流程和操作复杂。分段厌氧处理法 分段厌氧组合方式：流程尚无定式，根据废水水量和水质的不同而采用不同的组合方式。1.悬浮物含量高，前一段采用厌氧接触系统，后一段采用厌氧接触系统（水量大时）或UASB（水量小时）。2.悬浮物含量很少且水量不很大时，可考虑两上流式厌氧污泥反应器串联组合，后段也可采用厌氧生物滤池。分段厌氧处理法一体化黑膜沼气池一体化黑膜沼气池l一体化黑膜沼气池是一种产气效率高、操作简便、维护简单的新型沼气池，其基础由夯土处理结实，在基础上铺设底层HDPE膜，顶上采用HDPE膜密封一体。HDPE膜主要成分为97.5%的高密度聚乙烯，约2.5%的碳黑、抗老化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、稳定剂等辅料。主要设计参数如下：l污水滞留时间：50天l有效水深：58米l坡度系数：1.01.5l底部设排泥系统，定期将沉渣和剩余污泥排至干化场进行干化处理。l一体化黑膜沼气池特点：一体化黑膜沼气池特点：l1、建设成本低，施工方便，建设周期短，每立方设备造价约3040元；l2、停留时间长，出水效果好；l3、HDPE膜吸热性能好，产气量高；l4、超大的贮气容积，实现一体化贮气；l5、能很好得实现排渣功能。好氧生物处理法好氧生物处理法 常用的好氧生物处理法有以下几种：1、活性污泥2、生物滤池3、生物接触氧化4、序批式活性污泥（SBR、CASS）5、氧化沟活性污泥法活性污泥法的基本流程 优点：优点：吸附氧化有机物的能力强，活性污泥的活性较高。调济平衡能力强，回流比达50100%。缺点：缺点：吸附时间短，处理效率低。污泥回流量多，增加回流污泥泵的容量。运行过程能耗高，处理费用难于接受。污泥产生量高。活性污泥法特点生物滤池生物滤池生物滤池有很多种类，其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；原理：塔式生物滤池由顶部布水，污水沿塔自上而下流动，在供养充足的条件下，好氧微生物在滤料表面迅速繁殖。这些微生物又进一步吸附废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的有机物质，并随着有机物被分解的同时，微生物也不断增长和繁殖，生物膜厚度逐渐增加，当生物膜上的微生物老化或死亡时，通过某些蝇类的幼虫活动以及水流的冲刷，失活的生物膜从滤池表面脱落下来然后随废水流出。基本构成：一般高达 824m，直径 135m径高比为 l：61：8左右，呈塔状。在平面上塔式生物滤池多呈圆形。在构造上由塔身、滤料、布水系统以及通风排水装置组成。塔式生物滤池 优点：占地面积小，净化效率高。塔身高，通风条件好，供氧充足，氧利用效率高。产生的污泥量少，一般为活性污泥处理的3/4左右。对水质、水量的变动有较强的适应性。污泥沉降性能良好，易于固液分离。缺点：当预处理不够充分、或生物膜季节性大规模脱落时，容易导致滤池堵塞，进水的BOD5浓度应控制在500mg/L以下。滤池较高，废水提升费用较大，基建投资大，运行管理不方便。产生滤池蝇，恶化环境卫生；布水器布水时，散发臭味等问题。塔式生物滤池的特点养殖废水处理中基本没有应用生物接触氧化生物接触氧化生物接触氧化流程 优点：优点：l净化效率高，处理所需时间短；净化效率高，处理所需时间短；l对进水有机负荷的变动适应性较强；对进水有机负荷的变动适应性较强；l不必进行污泥回流，同时没有污泥膨胀问题；不必进行污泥回流，同时没有污泥膨胀问题；l运行管理方便。运行管理方便。缺点：缺点：l池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象；池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象；l填料需定期更换，费用较高，操作难度大。填料需定期更换，费用较高，操作难度大。生物接触氧化随着新型填料的开发，生物接触氧化已大量应用于畜禽养殖污水的处理中，该方法对氮磷的去除较活性污法有较大的提高。Company Logo序批式间歇反应器（序批式间歇反应器（SBRSBR）Company Logo SBR工艺的操作过程演示工艺的操作过程演示序批式间歇反应器（SBR）表表1-1 SBR的优点汇总的优点汇总1、SBR反应器的优缺点分析反应器的优缺点分析同时，经典的同时，经典的SBR反应器也操作反应器也操作一定的问题一定的问题，比如，比如1)对于单一对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池；反应器的应用需要较大的调节池；2)对于多个对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换反应器进水和排水的阀门自动切换频繁；频繁；3)无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水的处理要求。的处理要求。4)设备的闲置率较高设备的闲置率较高5)污水提升水头损失较大。污水提升水头损失较大。正是以上这一系列问题的存在导致了对于正是以上这一系列问题的存在导致了对于SBR反应器反应器的不断改进和开发。的不断改进和开发。2、SBR工艺应用和认识上的误区工艺应用和认识上的误区1)初沉池的设置和污泥稳定性问题初沉池的设置和污泥稳定性问题2)正确认识正确认识SBR反应器的优缺点反应器的优缺点 SBR工艺把沉淀与反应集中在同一个反应池进行，虽工艺把沉淀与反应集中在同一个反应池进行，虽然是然是SBR反应器的优点，但是在一定条件下这也可能成反应器的优点，但是在一定条件下这也可能成为为SBR工艺的缺点，比如工艺的缺点，比如ICEAS系统。系统。图图5-1 5-1 周期数对于周期数对于SBRSBR反应器池容的影响反应器池容的影响(假设假设HRT=24hHRT=24h，沉淀和滗水时间为，沉淀和滗水时间为2.0h)2.0h)3、SBR工艺类型和发展工艺类型和发展1)经典经典SBR反应器反应器2)ICEAS工艺工艺3)ICEAS工艺与经典工艺与经典SBR工艺的对比工艺的对比a)沉淀特性不同；沉淀特性不同；b)由由于于连连续续进进水水损损失失理理想想推推流流性性能能和和污污泥泥膨膨胀胀的的控控制制功功能；能；c)连续进水便于较大型污水处理厂；连续进水便于较大型污水处理厂；d)由由于于池池长长过过长长水水平平流流速速会会过过大大，这这也也使使得得ICEAS工工艺艺的单池无法进一步扩大；的单池无法进一步扩大；e)ICEAS工艺的运行周期比较短。工艺的运行周期比较短。4)CASS工艺工艺CASS工艺是工艺是Goronszy教授在教授在ICEAS的基础上开发出来的的基础上开发出来的(1)生物选择器生物选择器(2)缺氧区缺氧区(3)好氧区好氧区(4)回流污泥和剩余污泥回流污泥和剩余污泥 (5)滗水器滗水器图图5-45-4循环式活性污泥法工艺循环式活性污泥法工艺(CASS)(CASS)的组成的组成5)CASS工艺与工艺与ICEAS工艺的对比工艺的对比1)增加了污泥回流；增加了污泥回流；2)加大了预反应区的体积；加大了预反应区的体积；3)增加了兼氧区。增加了兼氧区。通过以上三个措施，通过以上三个措施，CASS反应器强化了以下的功能：反应器强化了以下的功能：1)加速对溶解性底物的去除和对难降解有机物的水解作用加速对溶解性底物的去除和对难降解有机物的水解作用；2)加大兼氧区强化污泥中磷在厌氧条件下得到有效的释放；加大兼氧区强化污泥中磷在厌氧条件下得到有效的释放；3)此外此外,选择器和兼氧区中还可发生比较显著的反硝化作用；选择器和兼氧区中还可发生比较显著的反硝化作用；4)采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在采用多池串联运行，使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，保证了处理效果；不同区域内为完全混合的复杂流态，保证了处理效果；5)改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀问题的发生。CASS工艺的缺点：工艺的缺点：各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，各处理过程的切换完全依靠自控进行，因此，对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要对自控系统的质量及操作管理人员的技术水平要求非常高，一旦自控系统出现故障，将立即导致求非常高，一旦自控系统出现故障，将立即导致处理系统运行紊乱，且无法以人工替代运行；由处理系统运行紊乱，且无法以人工替代运行；由于于CASS为间歇运行，导致反应池和设备的利用为间歇运行，导致反应池和设备的利用率较低；滗水器不仅水头损失大，如设计、运行率较低；滗水器不仅水头损失大，如设计、运行控制不当，极易发生污泥流失，影响出水超标和控制不当，极易发生污泥流失，影响出水超标和系统稳定。系统稳定。（三）各种不同类型（三）各种不同类型SBR的设计方法的设计方法1、进水浓度和设计负荷的影响、进水浓度和设计负荷的影响2、周期的影响、周期的影响3、进水方式的影响、进水方式的影响4、不同类型、不同类型SBR反应器的设计公式反应器的设计公式 不同类型不同类型SBR常用的运行方式和动力学公式常用的运行方式和动力学公式氧化沟处理系统的基本流程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥预处理后的污水预处理后的污水污泥污泥处理水处理水污泥泵房污泥泵房二沉池二沉池氧化沟氧化沟转刷转刷氧化沟的主要优点是氧化沟的主要优点是：1）氧化沟的循环流量大，进入氧化沟的原污水立即与沟内的循环混合液混合，因此，具有较好的抗冲击负荷能力；2）氧化沟运行的水力条件好，运行正常时处理效果好；3）工艺流程简单，构筑物少，控制管理方便；4）氧化沟工艺的泥龄长，剩余污泥量相对较少，污泥较稳定。氧化沟的主要缺点是：氧化沟的主要缺点是：1）氧化沟池深较浅，有机负荷低，池容大，占地面积大，工程投资相对较大；2）由于受水质和温度等条件的影响，在实际运行中容易发生污泥膨胀，影响处理系统的稳定运行；3）必须建立庞大的二沉池及污泥回流系统，使占地面积和工程投资进一步增加；4）一般来说，氧化沟的耗电相对较大。不同类型的氧化沟不同类型的氧化沟1)1)卡鲁塞尔氧化沟卡鲁塞尔氧化沟图图6-1 6-1 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟 (英国英国ASH Vale 污水处理厂污水处理厂)5、不同类型的氧化沟、不同类型的氧化沟2)交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟图图6-2 OTV-Gruger6-2 OTV-Gruger的三沟式氧化沟的三沟式氧化沟(Faabborg(Faabborg污水处理厂污水处理厂)3)Orbal氧化沟型氧化沟型6-3 Orbal6-3 Orbal型氧化沟型氧化沟l主要方式：主要方式：A/O、A2/O、A-O-A-O现阶段规模化养殖场工厂化处理的主要方式。厌氧-好氧的组合优点：优点：v流程简单，装置少，勿需外加碳源，建设费用和运行费用流程简单，装置少，勿需外加碳源，建设费用和运行费用均较低。均较低。v反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左反硝化反应产生的碱度可补偿硝化反应所需碱度的一半左右，处理右，处理“水冲式水冲式”养殖污水时，不必投碱调节养殖污水时，不必投碱调节pHpH值。值。v硝化曝气池在后，反硝化反应过程残留的有机物在硝化段硝化曝气池在后，反硝化反应过程残留的有机物在硝化段进一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。进一步去除，提高了处理水水质，勿需增建后曝气池。缺点：缺点：v在处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在处理水中含有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使出水水质恶化。v如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。如欲提高脱氮率，必须加大内循环比，使运行费用增高。v内循环液溶解氧较高，破坏内循环液溶解氧较高，破坏A A段缺氧状态，影响脱氮效果。段缺氧状态，影响脱氮效果。A/OA/O前置生物脱氮工艺的主要特点前置生物脱氮工艺的主要特点A2/O工艺图工艺图A2/O反应器的特点反应器的特点l优点：是比较简单的脱氮除磷工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺；在厌氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100。l缺点：进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，运行费用高；除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高；脱氮效果也难于进一步提高。厌氧-好氧的组合Company Logo深度处理技术深度处理技术水体净化法氧化塘（好氧塘、兼性塘、厌氧塘）和养殖塘土壤净化法土地处理（慢速渗滤、快速渗滤、地面漫流）和人工湿地化学强化处理Fenton高级氧化、化学混凝、活性炭吸附等优点：优点：在条件合适时在条件合适时(如有可利用的旧河道、河滩、沼泽、山谷及无农业利如有可利用的旧河道、河滩、沼泽、山谷及无农业利用价值的荒地等用价值的荒地等)氧化塘系统的基建投资少；氧化塘系统的基建投资少；运行管理简单，耗能少，运行管理费用为传统人工处理厂的运行管理简单，耗能少，运行管理费用为传统人工处理厂的 1 15-15-13 3；可进行综合利用，如养殖水生动物，形成多级食物网的复合生态系统。如可进行综合利用，如养殖水生动物，形成多级食物网的复合生态系统。如使用得当，会产生明显的经济、环境和社会效益。使用得当，会产生明显的经济、环境和社会效益。缺点：缺点：占地面积过多；占地面积过多；处理效果受气候的影响，如越冬问题、雨季问题、春秋翻塘问题；处理效果受气候的影响，如越冬问题、雨季问题、春秋翻塘问题；如设计或运行不当，可能形成二次污染如设计或运行不当，可能形成二次污染 ，如污染地下水，如污染地下水 、产生臭气等。、产生臭气等。适于采用氧化塘的条件：适于采用氧化塘的条件：土地：因氧化塘占地多，当地需有供氧化塘使用的土地；土地：因氧化塘占地多，当地需有供氧化塘使用的土地；气候：当地的气候适于氧化塘的运行，首先要考虑气温，其次应考虑日气候：当地的气候适于氧化塘的运行，首先要考虑气温，其次应考虑日照条件及风力等气候条件。照条件及风力等气候条件。根据当前条件和我国自然条件，采用氧化塘对养殖废水进行根据当前条件和我国自然条件，采用氧化塘对养殖废水进行处理不适合，只能用于养殖废水深度处理处理不适合，只能用于养殖废水深度处理 。氧化塘处理优缺点氧化塘处理优缺点l原理：原理：在传统污水灌溉基础上发展起来的污水深度处理技术。污水土地处理净化原理主要是利用土壤截滤吸附、生物降解和植物吸收。l优点：优点：与污水人工处理相比，具有建设运行费用低、节省能源等特点。l缺点：缺点：要求在污水水源附近有可以利用的土地资源，处理能力低，需要的土地面积大。另外，污水土地处理系统在雨雪等复杂气候条件下无法运行，需要对污水作特殊处理；存在对地下水污染的风险，运行时间长容易发生堵塞问题。土壤净化法介绍土壤净化法介绍 不同综合控制技术比较Company Logo5、畜禽养殖废水处理技术的应用、畜禽养殖废水处理技术的应用l综合国内外多年来对畜禽养殖废水处理经验，结合不同养殖规模、特点，就当前应用比较成功、实用的污染治理技术工艺及要求推荐几个工艺流程及案例。适用范围：适用范围：该工艺适用于大型规模化养殖场、集中污染治理的养殖小区。要求：要求：沉淀集水池要求至少能保证8小时以上停留时间，厌氧反应池停留时间5天以上，可采用UASB、UBF、厌氧生物滤池、两段厌氧法等高效厌氧反应器，好氧反应可采用传统活性污泥法、SBR、接触氧化法、曝气生物滤池、CASS等；深度处理可采用人工湿地、化学强化处理、氧化塘、生态沟渠、膜处理、消毒等。建立集中处理处置畜禽粪便的有机肥厂或处理设施。沉淀集水池厌氧反应池好氧反应池深度处理系统达标排放污泥干清粪有机肥生产污水粪渣有机肥污水处理工艺一某集约化养殖企业，年存栏生猪头数约为18000头，年出栏生猪40000头，每天约产生300m3废水，废水的水质如下表（排水要求达GB8978-1996污水综合排放标准一级标准）：案例一Company Logo案例一主要工艺参数：案例一案例一Company Logo案例一案例一适用条件：适用条件：有充足土地消纳养殖粪便的养殖专业户、养殖小区。有充足土地消纳养殖粪便的养殖专业户、养殖小区。要求：要求：污水经厌氧处理后农业利用，沉淀集水池停留时间污水经厌氧处理后农业利用，沉淀集水池停留时间12小时以上，厌氧小时以上，厌氧反应池停留时间反应池停留时间5d以上，贮水池的贮存期不得低于当地农作物生产用肥的最以上，贮水池的贮存期不得低于当地农作物生产用肥的最大间隔时间和冬季封冻期或雨季最长降雨期，一般不得小于大间隔时间和冬季封冻期或雨季最长降雨期，一般不得小于60d 的排放总量。的排放总量。粪便经厌氧堆肥无害化处理后直接农业种用，要求必须有防雨、防渗的固定粪便经厌氧堆肥无害化处理后直接农业种用，要求必须有防雨、防渗的固定堆肥场，堆肥后的肥料有足够的储存仓库，一般情况要求至少能储存堆肥场，堆肥后的肥料有足够的储存仓库，一般情况要求至少能储存3个月的个月的肥料总量。粪肥的使用量不能超过作物当年生长所需的养分量，并符合当地肥料总量。粪肥的使用量不能超过作物当年生长所需的养分量，并符合当地环境容量的要求，同时应有一倍以上的土地用于轮作施肥，不得长期施肥于环境容量的要求，同时应有一倍以上的土地用于轮作施肥，不得长期施肥于同一土地。通常情况下每亩农业种植土地年接纳不多于同一土地。通常情况下每亩农业种植土地年接纳不多于3头猪产生的废物量头猪产生的废物量（其他畜禽按产污量折算）。（其他畜禽按产污量折算）。沉淀集水池厌氧反应池干清粪 堆 肥污水粪渣污水农业利用农业利用贮水池污水处理工艺二某养殖小区，年出栏生猪2000头，每天约产生20m3废水（包括粪便），废水的水质如下表：案例二Company Logo案例二废水处理工艺流程主要工艺参数：案例二Company Logo案例二适用条件：以能源利用为主要目的的规模化养殖场、集中污染处理的养殖小区。要求：沉砂池污水停留时间4小时，厌氧反应池污水停留时间大于10天；可采用UASB、UBF、厌氧生物滤池、两段厌氧法等高效厌氧反应器，好氧反应可采用传统活性污泥法、SBR、接触氧化法、曝气生物滤池、生物转盘等；深度处理可采用人工湿地、化学强化处理、氧化塘、生态沟渠、膜处理、消毒等。建立集中处理处置有机肥厂或处理（处置）设施。沉 砂 池厌氧反应池好氧反应池深度处理系统达标排放有机肥生产渣有机肥粪便、污水污泥沼气利用污水处理工艺三某集约化养殖企业，年出栏生猪20000头，每天约产生100m3废水和粪便，废水的水质如下表（排水要求达畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）：案例三案例三废水处理工艺流程主要工艺参数：案例三Company Logo案例三气浮法的原理与应用 v气浮法的分类：（根据产生气泡的方法分类）气浮法的分类：（根据产生气泡的方法分类）v电解气浮法电解气浮法v散气气浮法（扩散板，叶轮）散气气浮法（扩散板，叶轮）v溶气气浮法（真空溶气，加压溶气）溶气气浮法（真空溶气，加压溶气）v气浮法的适用范围：气浮法的适用范围：v分离去除废水中的悬浮油和乳化油；分离去除废水中的悬浮油和乳化油；v分离去除废水中的有机物、重金属和表面活性物质；分离去除废水中的有机物、重金属和表面活性物质；v分离回收废水中的有用物质（纸浆，贵金属）分离回收废水中的有用物质（纸浆，贵金属）v分离浓缩活性污泥（代替二沉池、浓缩池）。分离浓缩活性污泥（代替二沉池、浓缩池）。气浮法的原理与应用 v气浮法的优点：气浮法的优点：v表面负荷可达表面负荷可达12m12m3 3/m/m2 2.h.h，效率高；，效率高；v浮渣含水率低（浮渣含水率低（96%96%），渣量少，排渣方便；），渣量少，排渣方便；v与混凝沉淀法比，混凝剂用量少；与混凝沉淀法比，混凝剂用量少；v增加溶解氧，有利于后续处理，泥渣不易腐化。增加溶解氧，有利于后续处理，泥渣不易腐化。v气浮法的缺点：气浮法的缺点：v电耗高，运营费用高；电耗高，运营费用高；v设备多，管理复杂。设备多，管理复杂。气浮法的原理与应用 v回流加压溶气气浮工艺流程回流加压溶气气浮工艺流程溶气水溶气水浮渣浮渣气浮池气浮池污水污水混凝剂混凝剂混凝池混凝池回流水回流水出水出水压缩压缩空气空气溶气罐溶气罐鼓风机鼓风机刮渣机刮渣机加压泵加压泵l污水处理工艺的确定污水处理工艺的确定l结合养猪污水治理的经验，污水治理工艺采用A/O工艺结合CASS工艺。具体考虑了以下因素：1）该系统初期启动和停运后恢复运行均比较容易。2）该系统无产生污泥膨胀之虑，日常运行十分稳定。3）对原污水浓度适应性很强。公司养猪污水采用“刮粪式”与“全冲式”相结合，整个工艺排放的废水水质波动较大，需要处理系统有一定的抗冲击负荷的能力，本工艺对于进水浓度变化而引起的冲击负荷有很大得抵抗能力。而A/O系统中微生物固定生长在填料上，不存在“污泥流失”与“污泥膨胀”问题，因此，不论进水水质浓度高、低，都可保证处理系统始终处于稳定运行状态。4）解决低温运行效率低的问题。5）本工艺的一个最显著的特点就是充氧效率高，能耗相对较低，运行管理方便。1）工艺流程：工艺方案介绍工艺方案介绍2）工艺说明：粪污水首先通过沉砂池沉淀泥砂，格栅拦截去除大直径的杂物如胎衣、塑料袋等，自流进入集污池，进行水质、水量调节。再提升至筛网式固液分离机进行固液分离（用刮粪式清粪方式的污水处理，只做格用刮粪式清粪方式的污水处理，只做格栅及沉砂池栅及沉砂池），分离去除污水中大部分的粪渣颗粒。分离出的干粪渣进行堆肥处理制造有机肥。滤液流入黑膜沼气池，在黑膜沼气池中内微生物降解去除大部分COD，同时产生大量沼气，出水排入调节池（由于由于黑膜出水的黑膜出水的B/C、C/N比失调，后续有可能引入部分比失调，后续有可能引入部分原水进行水质调配，来提高相应的指标）原水进行水质调配，来提高相应的指标），用自流和泵提升相结合的方式进入A/0生化系统（结合CASS工艺）进行连续进水、间歇曝气达到节能降耗。在缺氧池内以进水中的有机物作为反硝化的碳源和能源，以回流水中的硝态氮作为反硝化的氧源，利用兼性菌进行反硝化脱氮反应，使污水中的NH3-N转化为N2，达到脱氮的目的，并使部分有机物降解，以减轻好氧池的负荷。在好氧池内用鼓风机进行搅拌及充氧，通过好氧菌、硝化菌等各种菌群的作用，大大降低污水中有机物。好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，出水进入原有生态处理系统经自然净化后用于浇灌树木或排放。黑膜沼气池污泥、厌氧沉淀池、二沉池污泥首先排入污泥浓缩池经过浓缩，用吸粪车定期抽至有机肥场和粪渣进行制造有机肥（若系统污泥有机场无法完若系统污泥有机场无法完全处理再考虑做污泥干化场或污泥处理设施全处理再考虑做污泥干化场或污泥处理设施）。黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程池子坝体施工过程池子坝体黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程底膜施工过程底膜黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程池底排泥管接口施工过程池底排泥管接口黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程侧边排泥管施工过程侧边排泥管排泥排泥黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程顶膜施工过程顶膜黑膜沼气池黑膜沼气池-施工过程干化场施工过程干化场 接触氧化池外观图接触氧化法填料软性纤维填料的结构栓接绳纤维束中心绳