城市污水处理厂：设备与工艺课件.ppt

城市污水处理厂:设备与工艺,牟国超2010，12,1,PPT课件,一、我国水资源以及污水现状,我国多年平均水资源总量为2.8万亿m3，扣除生态环境用水后，全国实际可能合理利用的水资源量约为80009500亿m3。 据预测，我国用水的高峰将在2030年左右出现。分项预测： 农业用水总量与现在的规模相仿，为4200亿m3左右； 工业用水总量从现在的1100多亿m3增至2000亿m3； 城乡生活用水从现在的500多亿m3增至1100多亿m3左右； 考虑到未来发展前景的不确定性，估计全国总用水量有可能达到70008000亿m3，人均综合用水量为400500m3。扣除生态环境用水后，全国实际可能合理利用的水资源量约为80009500亿m3，按上述估计的用水量，已接近可合理利用水量的极限！ 结论：当我国人口增至16亿时，我国的人均水资源量将降到1760m3，已接近国际公认的水资源紧缺的标准，水资源的形势十分严峻。 我国的水资源具有如下特点： 水资源总量多，但人均占有量少； 地区分布不均匀，长江以南水资源丰富，但北方地区相当缺水； 季节分配不均，年际变化很大，雨水集中程度很高，常常引起洪涝、干旱灾害；,2,PPT课件,部分河流含沙量大，尤以黄河最为突出，黄河年径流量为543亿m3，而年平均输沙量达26亿吨，平均含沙量为37.6kg/ m3，居世界之冠； 水污染日益严重，尤其是在工业比较集中的大中城市附近水域； 地下水开采过量，某些地区出现地面下沉现象。各省级行政区的用水指标值差别很大 按照人均用水量，大于600m3的有新疆、西藏、宁夏、黑龙江、江苏、内蒙古、广西、上海、青海9个省（自治区、直辖市），其中新疆、西藏、宁夏分别达2500m3、1315m3、1208m3；小于300m3的有山西、天津、北京、陕西、山东、河南、四川、贵州、河北、重庆10个省（直辖市），其中山西最低，仅167m3。 按照万元国内生产总值用水量，新疆和西藏2个自治区较高，分别为1209m3和948m3；小于100m3的有北京、天津、山东、山西、上海、浙江6个省（直辖市），其中北京、天津分别为30m3和34m3。 摘自2008年中国水资源公报气候变化对我国水资源的影响 从全国范围看，水资源总量不会有大的影响和变化，但是北方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河以及汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响，将会加剧北方水资源供需失衡的矛盾。,3,PPT课件,4,PPT课件,5,PPT课件,2009年，全国废水排放总量为589.2亿吨，比上年增加3.0%；COD排放量为1277.5万吨，比上年下降3.3%；氨氮排放量为122.6万吨，比上年下降3.5。 按第一次全国污染源普查公报 ,目前全国污水处理厂污水年实际处理量210.31亿吨,处理率59.4%。 按照建设部公布的数据，截至2010年3月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇累计建成污水处理厂2157座，污水处理能力达到1.09亿立方米/日。全国正在建设的城镇污水处理项目1949个，总设计能力约5500万立方米/日。,6,PPT课件,我国目前的污水分布状况 按照2009年中国环境状况公报，全国地表水污染依然较重。七大水系总体为轻度污染，浙闽区河流为轻度污染，西北诸河为轻度污染，西南诸河水质良好，湖泊（水库）富营养化问题突出。,7,PPT课件,2009年长江水系水质状况,8,PPT课件,2009年黄河水系水质状况,9,PPT课件,2009年珠江水系水质状况,10,PPT课件,2009年松花江水系水质状况,11,PPT课件,2009年淮河水系水质状况,12,PPT课件,2009年海河水系水质状况,13,PPT课件,2009年辽河水系水质状况,14,PPT课件,2009年太湖环湖河流水质类别比例太湖水质总体为劣类，主要污染指标为总氮和总磷,15,PPT课件,2009年滇池环湖河流水质类别比例滇池水质总体为劣类，主要污染指标为总磷和总氮,16,PPT课件,2009年巢湖环湖河流水质类别比例巢湖水质总体为类，主要污染指标为总磷、总氮和石油类,17,PPT课件,2009年重点湖库营养状态指数,18,PPT课件,2009年全国近岸海域水质分布示意图,19,PPT课件,全国污水处理的规模 截止到2010年初，全国共有城镇污水处理厂2094座。其中：城镇污水处理厂处理量占92.5%；工业废水集中处理厂处理量占6.1%；其他污水处理厂（设施）处理量占1.4%。具体见下页表格。,20,PPT课件,21,PPT课件,建造城市污水处理厂被证实是解决城市水污染的一条有效途径。我国每15万人左右才拥有一座污水处理厂，而且还存在污水处理厂建设有效投资利用率及处理出水达标率低等诸多问题。未来我国的污水处理厂建设依然是一个重要问题。 我国引进了大量国外城市污水处理工艺技术，并应用这些技术建设了很多污水处理厂，但是存在很多问题。如，采用各种SBR变形工艺的城市污水处理厂运行正常的很少，采用氧化沟及其各种变形工艺的城市污水处理厂运行正常率也不是很高。因此，污水处理厂的建设、运营和管理仍是我国环保方面的一个重要课题。,22,PPT课件,二、与城市污水处理相关的现行法律法规、政策 及标准,1，法律法规、政策中华人民共和国水法(2002年) 中华人民共和国水污染防治法(2008年) 中华人民共和国水污染防治法实施细则中华人民共和国环境保护法(1989年) 城市污水处理及污染防治技术政策(2000年) 建设项目环境保护管理条例(1998年) 饮用水水源保护区污染防治管理规定(1989年) 城市排水许可管理办法(2006年) 城市供水价格管理办法(1998年月) 关于加大污水处理费征收力度建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知(1999年),23,PPT课件,2，标准和规范水环境质量标准水污染物排放标准,24,PPT课件,技术规范,25,PPT课件,再生利用水质标准 其他标准。例如：恶臭污染物排放标准GB14554-93,26,PPT课件,地方制定的污染物排放标准 在国家制定的污染物排放标准之外，某些地方根据自身的情况，制定了自己的污染物排放标准以及水回用标准。这些标准均高于相应的国家标准。例如： DB11/ 3072005 水污染物排放标准（北京） DB31/1991997 上海市污水综合排放标准 DB4426-2001 广东省水污染物排放标准 DB37/ 5992006 山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准 北京市中水设施建设管理试行办法（1987年）行业、地方工业取水定额（略）,27,PPT课件,污泥处置标准,28,PPT课件,施工以及验收标准规范,29,PPT课件,专用设备的环保技术要求标准 现行有效的污水处理设备标准(环保技术要求)，共有40多项。这些标准绝大多数都是环保部发布的部颁标准，目前还都是推荐标准。这些标准基本上覆盖了城市污水处理厂设备，从预处理设备的格栅，到深度处理的超滤、反渗透装置。举例如下：环境保护产品技术要求 格栅除污机(HJ/T 262-2006 )环境保护产品技术要求 中、微孔曝气器(HJ/T 252-2006)环境保护产品技术要求 刮泥机(HJ/T 265-2006)环境保护产品技术要求 污泥脱水用带式压榨过滤机(HJ/T 242-2006)环境保护产品技术要求 超滤装置(HJ/T 271-2006)反渗透水处理设备(GB/T 19249-2003)通用设备标准 除上述环保专用设备的标准之外，城市污水处理厂使用的泵、阀、起重机等通用设备，以及管道、强弱电等，均使用像一个的标准。例如，通用阀门 压力试验(GB/T 13927-92).,30,PPT课件,三、城市污水处理厂设备,典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生物处理、污泥处理等工段。由机械处理和生物处理构成的系统属于二级处理系统；处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理；具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理；为了去除特定的物质，在二级处理后设置的处理系统属于三级处理。 一级处理常用的设备有格栅、筛网、破碎机、栅渣脱水机、栅渣打包机与各种刮吸泥设备。 二级处理主要设备有各式鼓风机、表面机械曝气设备、空气扩散器、纯氧曝气装置、生物滤塔、生物转盘、生物接触氧化塔、生物流化塔、填料等。 三级处理主要处理设备有活性炭吸附设备、离子交换设备、膜分离设备、絮凝设备、消毒设备、强氧化设备等。 与污水处理厂配套污泥处理和处置设备有：污泥脱水设备、污泥厌氧与沼气利用设备、污泥堆肥设备和污泥制肥设备等。 与污水处理厂配套的还有自控设备、计量与加药设备、水工通用设备。各种污水处理药剂等。,31,PPT课件,1，一级处理设备 一级处理也被称为预处理或机械处理，利用物理方法，通过过滤、沉淀等手段去除污水中的固体颗粒，一级段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的。设备主要包括格栅、沉砂池（或沉砂设备）和一沉池及相关处理设备。格栅格栅的分类基本参数： 回转式格栅、链传动式格栅都将机器宽度(mm)；栅条间隙(mm)；机器安装倾角和齿耙运行速度(m/min)作为基本参数。 转鼓型格栅将栅宽(mm)；栅条间隙(mm)；渠深(m)和安装角度作为基本参数。 粉碎型格栅将栅条间隙(mm)；渠深(m)；渠宽(m)和有效水深(m)作为基本参数。按栅条间距进行的格栅分类： 细格栅，间距小于 10 mm, 中格栅，间距在 10 到 40 mm, 粗格栅，间距大于 40 mm.格栅池示意图 钢绳牵引式格栅 回转式格栅 移动伸缩臂式格栅 转鼓格栅（示意） 粉碎型格栅,32,PPT课件,转鼓格栅（通化项目）,33,PPT课件,转鼓部分,34,PPT课件,安装完毕的转鼓格栅,35,PPT课件,弧形格栅,36,PPT课件,背清洗格栅,37,PPT课件,垂直回转格栅,38,PPT课件,回转格栅后部,39,PPT课件,粉碎型格栅,40,PPT课件,粉碎型格栅部件（通化项目）,41,PPT课件,粉碎型格栅,42,PPT课件,除砂设备除砂设备一览表平流式除砂设备基本参数：池宽(mm)；池深(m)；行走速度(m/min)；驱动功率(Kw)多尔沉砂设备基本参数：设计流量(m3/d)；方形池边长(mm)；功率(Kw)链式刮砂机基本参数：排沙能力(m3/h)；功率(Kw)；刮板线速度(m/min)平流沉沙池（1） 平流沉沙池（2） 多尔沉砂池 方形曝气沉沙池 曝气沉沙池（1） 曝气沉沙池（2） 钟式沉砂池 链板式刮砂机 水力旋流器 水力旋流器与螺旋吸砂机,43,PPT课件,方形曝气沉砂池,44,PPT课件,旋流除砂机底部,45,PPT课件,旋流除砂机底部特写,46,PPT课件,沉淀池，排泥设备 排泥设备一览表辐流沉淀池周边传动刮泥机基本参数：沉淀池直径(m);电机功率(kw);刮板外缘线速度(m/min)辐流沉淀池中心传动刮泥机的基本参数：沉淀池直径或边长(m);电机功率(kw);刮板外缘线速度(m/min)桁车式、链传动式刮泥机的基本参数：沉淀池宽度(m);行走电机功率(kw);刮板速度(m/min)周边传动泵吸式吸泥机的基本参数：池径(m);电机功率(kw);周边线速度(m/min)中心传动泵吸式吸泥机的基本参数：池径(m);电机功率(kw);周边线速度(m/min)桁车式吸泥机的基本参数：池宽(m);驱动装置功率、污泥泵功率、真空泵功率(kw);行走速度(m/min)辐流式沉淀池；导流快速沉淀池；平流式沉淀池；斜板（管）沉淀池；圆形曝气沉淀池；圆形竖流式沉淀池；虹吸式吸泥机；静压式吸泥机；链带式刮泥机,47,PPT课件,圆形初沉池和刮泥机,48,PPT课件,初沉池刮泥机（通化项目）,49,PPT课件,二沉池吸泥机（通化项目）,50,PPT课件,平流斜板沉淀池（局部）,51,PPT课件,平流沉淀池刮泥机,52,PPT课件,2，二级处理设备 城市污水处理厂的二级处理全部为生物法工艺，其设备有机械搅拌装置、曝气设备、鼓风机、滗水器、水下搅拌器、二沉池排泥设备、间歇排水设备等，其中二沉池排泥设备与一沉池相同。机械搅拌装置 垂直轴式机械搅拌反应池；机械搅拌混合槽；压缩空气搅拌 潜水搅拌机：按照使用性能，潜水搅拌机可分为中、高速搅拌型和低速推流型。 中、高速搅拌型：叶轮直径200-900mm低速推流型：叶轮直径1000-3000mm 潜水搅拌机的水力性能：截面有效扰动半径(Ry)/m；轴向有效推进距离(Ly/m),53,PPT课件,潜水搅拌机(通化项目),54,PPT课件,潜水搅拌机(通化项目),55,PPT课件,低速搅拌机,56,PPT课件,曝气设备 曝气设备类型曝气池；推流式曝气池；鼓风曝气生物接触氧化池K型叶轮曝气器 泵型叶轮曝气器 倒伞形表面曝气器 膜片微孔曝气器 射流曝气器网状膜空气扩散装置 转刷曝气器 竖轴式机械表面曝气装置性能要求：在规定的试验条件下， a) 表曝机的动力效率（充氧能力与整机输入功率的比值）应大于1.88 kgO2/kWh；b) 表曝机应有搅拌能力，底边流速应不小于0.2 m/s。转刷曝气装置技术参数：有效长度(mm)；转速(rpm)；电机功率(kW)；叶片浸深(mm)；转刷直径(mm)；动力效率(kgO2/kwh)；充氧能力(kgO2/h)；推动力(m3/m)鼓风式潜水曝气机技术参数：电机功率(kW)；供气量(m3/min)；充氧能力(kgO2/h)；水深(m)转盘曝气装置技术参数：充氧能力(kg/hds)；曝气装置有效长度(m)；浸没深度中、微孔曝气器技术指标：氧利用率(%)；充氧能力(kgO2/h)；理论动力效率(kgO2/kWh)；曝气器阻力损失，Pa 根据使用材质的不同，曝气器的气孔密度应满足下述要求之一： a) 增强PVC 软管型其开孔密度应不少于1600 孔/m； b) 刚玉、硅质型其孔隙率应不小于35%； c) 钛质型其孔隙率应不小于35%。,57,PPT课件,转碟曝气机,58,PPT课件,转碟曝气机(工作中),59,PPT课件,转碟曝气机,60,PPT课件,转刷曝气机,61,PPT课件,倒伞型曝气机,62,PPT课件,倒伞型曝气机(上部),63,PPT课件,鼓风机（通化项目）,64,PPT课件,悬挂链曝气装置（曝气池）,65,PPT课件,悬挂链曝气器安装效果图,66,PPT课件,提出水面检修的悬挂链微孔曝气器,67,PPT课件,射流曝气器,68,PPT课件,盘式曝气头和微气泡 另一种曝气头,空气扩散器,69,PPT课件,正在铺设曝气头的反应池（通化项目）,70,PPT课件,盘式曝气头(安宁污水处理厂，5万吨/日，SBR工艺),71,PPT课件,铺满曝气头的反应池,72,PPT课件,滗水器 滗水器是SBR工艺的关键设备，也仅仅用于SBR工艺。其作用为SBR反应池的间歇性出水。 滗水器主要有机械式、浮力式、虹吸式三种。 滗水器按传动堰口升降方式分为电动型、气动型和液动型。 滗水器按排水量（m3/h）分为50、100、200、300、400、500、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2500 等型号。 技术要求 驱动装置应设置调整功能，速度可调节。 滗水器应设置限位装置，其限位动作应正确可靠。 滗水器排水量不得低于标定值。 滗水器堰口运行的控制方式应采用程序控制或智能控制： a) 通讯功能：能与上位机进行实时数据交换； b) 实时数据处理功能：能检测反应池的液位和沉降污泥界面，并实时处理其检测数据。SBR工艺的操作过程；滗水器工作过程,73,PPT课件,工作中的滗水器,74,PPT课件,滗水器(安宁污水处理厂,5万吨/日),75,PPT课件,滗水器,76,PPT课件,滗水器,77,PPT课件,回转堰门,78,PPT课件,3，污泥处理设备 污泥是生化法污水处理过程的产物，约占所处理污水量的0.030.05%。污泥处理包括污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水，还有污泥资源化的污泥制肥和沼气利用。带式压滤机性能要求： 滤带线速度（m/min）范围：脱水段1.05.4。卸料刮刀的刀刃应平行于卸料辊的圆柱素线，与滤带紧密接触。液压系统在1.25 倍的设计最大工作压力下进行密封性试验，保压10min 以上，压力降不得超过试验压力的10%。滤带相对于辊子的跑偏量不得大于40mm，超过40mm 应自动停机并报警。污泥脱水性能：对活性污泥，其滤饼含水率应不大于80；对化学污泥，其滤饼含水率应不大于75。带式压榨过滤机应设置清洗装置，并保证滤带清洗彻底。污泥浓缩带式脱水一体机性能要求： 除上述之外，污泥浓缩带式脱水一体机还要求转鼓滚筒旋转速度范围(r/min):210。污泥浓缩带式脱水一体机污泥脱水性能应符合下表的规定。,79,PPT课件,厢式压滤机和板框压滤机性能要求： 由于城市污水处理厂使用厢式压滤机和板框压滤机的情况很少，此处省略。离心脱水机性能要求： 脱水后固体含固率（%）平均固相回收率（%）脱水机的装机功率（Kw）单套机组处理量（ m3/h ）固体负荷（ kgDS/h ）耗药量(kg/TDS)重力浓缩池原理；连续式重力浓缩池带式压滤机原理；离心脱水机原理；,80,PPT课件,污泥浓缩池（通化项目）,81,PPT课件,污泥浓缩池,82,PPT课件,带式压滤机（宝钢二期焦化水处理项目）,83,PPT课件,带式压滤机（无锡芦村污水厂一期工程）,84,PPT课件,工作中的带式压滤机,85,PPT课件,带式压滤机,86,PPT课件,板框压滤机（石钢项目）,87,PPT课件,板框压滤机（石钢项目）,88,PPT课件,板框跑泥现象,89,PPT课件,板框压滤机泥饼（石钢项目）,90,PPT课件,离心脱水机（通化项目）,91,PPT课件,离心脱水机成套设备,92,PPT课件,4，通用设备 通用设备主要有水泵、阀门、闸门等。 水泵在污水厂中的使用非常广泛，其中作用最重要的有进水提升泵； 污泥回流泵。 阀门的作用是管道的开关转换或控制流体流量的大小。 闸门是用于调节或通断水渠的水流。5，检测控制系统(仪表自控）6，强电系统,93,PPT课件,鸭嘴阀（通化项目）,94,PPT课件,7，污水处理厂设备种类归纳，国产和进口设备比较污水厂设备种类国产、进口设备价格比较 从污水处理设备总体方面看，进口设备的价格要高于国产设备25倍，甚至更高。国产设备在价格上的优势十分突出。价差如此巨大的原因：国外产品多采用不锈钢等优质材料，在材料成本上高于国产设备；国外企业的人工费用高于国产设备；运输费用、销售人员的开支较大；国外企业利用国内污水处理设备企业在某些技术上的不足，赚取较高的利润。国产、进口设备使用寿命比较 设备的寿命是体现经济性的重要指标，寿命越长，单位时间的购置成本就越低。污水厂设备安装工作量大，更换不易，因此更要求使用寿命长的设备。综合评价看，国产设备使用寿命低于进口设备10%左右。国产圆形池刮泥机高于进口设备；国产提升泵、带机等低于进口设备；其他设备持平。 应当说，国产设备与进口设备还是有一定的差距。,95,PPT课件,设备能耗 污水处理厂属能耗较高企业。电耗站运行费用很大比重。因此，设备能耗、设备是否节能很重要。国产风机、水泵的功率与进口设备相同或持平；国产污泥脱水设备功率与进口设备相差15-20%，甚至相差一倍多。差距很大；刮泥机和吸泥机，主要是结构件，且结构件是运动的。国产设备与进口设备相比依然存在结构件重量、加工精度等方面的不足。圆形池刮泥机和吸泥机与进口设备相比还有5%-8%的差距。国产格栅除污机优于进口设备8%左右。定期维修费用、故障维修 国产设备的维修量较大，主要是长期连续运行的设备在轴承、胶轮、电器、密封等部分，但国产维修配件价格便宜、采购方便。最小无故障工作时间国产设备总体与进口设备差距在3%以下；提升泵差距在20%以下；国产风机好于进口风机6%左右；国产回转格栅好于进口设备5%左右。总体评价：国产设备在价格上有较大优势，可靠性、防腐性有一定差距，维修工作量要大于进口设备，外观的差距较大。,96,PPT课件,四、城市污水处理厂主要工艺,典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生物处理、污泥处理等工段。由机械处理和生物处理构成的系统属于二级处理系统，BOD5去除率可达到90-98%。处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理，主要有高负荷生物处理法和化学法两大类，BOD5去除率45-75%。具有生物脱氮除磷功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了去除特定的物质，在二级处理后设置的处理系统属于三级处理，例如化学除磷、絮凝过滤、活性碳吸附等。机械预处理工段 机械（一级）段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的。一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。污水生物处理 污水生物处理属于二级处理，以去除不可沉降悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，可分为活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类，目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。 活性污泥法有很多种型式，使用最广泛的主要有三类：传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺，氧化沟，SBR工艺。城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求：满足要求，因地制宜，技术可行，经济合理。,97,PPT课件,1，水质指标悬浮固体SS；MLSS SS特指进水或出水中悬浮颗粒的浓度，单位：mg/l MLSS一般是指生化池里混合液悬浮固体颗粒的浓度，简称污泥浓度。生化需氧量（BOD） 在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，表示为氧的毫克/升。单位：mg/l化学需氧量（COD） 在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，称为化学耗氧量，简写为COD，化学耗氧量可以反映水体受还原性物质污染的程度。单位：mg/l 成分比较固定的污水，其BOD5值与CODcr之间能够保持一定的相关关系。总有机碳（TOC） 以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。含氮化合物（氨氮、TN、TKN、NOX-N）氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水； 总氮TN：一切含氮化合物以N计量的总称； 凯式氮TKN： TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮； NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。,98,PPT课件,总磷（TP） 一切含磷化合物以P计量的总称。溶解氧（DO） 溶解在水里氧的量，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。单位：mg/l厌氧反应 在无氧条件下，污水（或污泥）中的有机物由厌氧微生物进行降解和反应（稳定）的过程。 DO 0.2缺氧（反硝化）反应 在无氧或低氧条件下，微生物将硝酸盐氮(NO3-N)和亚硝酸盐氮(NO2-N)还原成气态氮的过程。 DO 0.5好氧反应 好氧生物反应是在不断地供给足够量氧的条件下，利用好氧微生物分解废水中的污染物质的过程。 DO 2,99,PPT课件,我国污水浓度特点与处理厂出水水质标准（单位：mg/l）排放标准数据来自城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002),100,PPT课件,2，传统活性污泥法 传统活性污泥法是应用最早的工艺，它去除有机物的效率很高，而且能耗和运行费用都比较低，因而得到广泛应用。传统活性污泥工艺是污水处理的主要工艺，亦称普通曝气法。不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。普通曝气工艺流程 普通曝气法处理效果好，经验多，可适应大的污水量；但是进水浓度不能高，不适应冲击负荷；曝气池供氧前不足后过剩，造成浪费。为了改变这些不足，普通曝气法工艺发展了几种不同的运行方式，如：渐减曝气法；阶段曝气法；完全混合曝气法。 普通曝气法对一般污染物的处理效果良好，对BOD、COD、SS的去除很有效，但对N、P的去除不是很有效，基本上遵循BOD:N:P=100:5:1的比例去除。 普通曝气工艺运行较稳定；维修难易情况一般；劳动强度和自控要求相对较低。二次污染情况在所有工艺中处于一般水平。 普通曝气工艺是一种适用性比较广泛的污水处理工艺，在经济性方面与一般工艺平均水平相比没有十分明显的优势或劣势。 在适用处理规模上，普通曝气工艺适用于大型和超大型污水处理厂，尤其在20万吨/日以上规模，凸现优势。前提是没有脱氮除磷的要求。,101,PPT课件,高碑店污水处理厂工艺流程图,102,PPT课件,高碑店污水处理厂,103,PPT课件,3， A/O工艺 A/O（Anaerobic/Oxic）工艺，即厌氧/好氧工艺，是单元组成最简单的生物除磷工艺，池型改造与普通曝气工艺非常相似。第一套A/O系统于1979年在美国建成投产。该工艺最主要的特点是高负荷运行、水力停留时间短，相应的污泥产率和除磷能力较高。 A/O工艺是针对磷或氮元素的去除开发研究的，属于最早的具有专门除磷脱氮要求的污水处理工艺，运行稳定。A/O工艺与普通曝气工艺一样适用于大型和超大型污水处理厂，尤其在20万吨/日以上处理规模。 A/O法有两种，一种是用于除磷的厌氧好氧工艺，一种是用于脱氮的缺氧好氧工艺。 用于除磷的A/O法(厌氧好氧工艺)：聚磷菌在厌氧段大量释放磷，并在好氧段超量吸收磷，富含磷的污泥排出系统，实现除磷。 A/O工艺流程 用于脱氮的A/O法(缺氧好氧工艺)：硝化过程系将氨氮氧化为亚硝酸氮，再氧化为硝酸氮。反硝化系将硝酸氮逐步还原为N2。用于脱氮的A/O工艺流程(缺氧-好氧活性污泥脱氮工艺),104,PPT课件,哈尔滨太平污水处理厂A/O工艺（32.5万吨/日）,105,PPT课件,废水脱氮方法,生物硝化脱氮法 硝化过程中，硝化菌作用下，将氨氮氧化为亚硝酸盐及硝酸盐。 反硝化过程中，在有一定数量有机物存在作碳源时，反硝化菌将氨氮还原为氮气释出。由于需要BOD作碳源，有时在处理工艺中不设曝气沉沙池，甚至不设初沉池。 生物硝化脱氮法温度最好控制在30-400C，pH控制在7-7.5。氨吹脱法 pH11，温度高于300C的情况下，NH4+转化为游离氨（NH3）。经逆流塔吹脱（气水比3000:1），游离氨从水中释出，再经氨吸收塔对释放出的氨进行回收。氨吹脱法可脱除90%以上的氮。吸附法 沸石对水中NH4+有吸附交换作用。通常以颗粒固定床方法运行。温度控制在300C以上，pH控制在9以上。折点加氯法 含NH4+水折点加氯产生NHCl2、NH2Cl进一步反应成氮气逸出。 NHCl2+NH2ClN2+3HCl pH影响较大，通常pH=6-8。,106,PPT课件,氨吹脱塔(西安江村沟垃圾填埋场渗滤液处理场),107,PPT课件,废水除磷方法,生物法 含磷高的微生物在厌氧条件下进行内源呼吸而释放出磷，随后在好氧条件下微生物摄取大量磷，水中磷即转入微生物机体（污泥）中。石灰沉淀法除磷 沉淀法除磷利用石灰与PO42-形成羟基磷酸钙沉淀： 5Ca2+4OH-+3HPO4Ca5(OH)(PO4)3+3H2O 这个方法对象是可溶性磷酸盐，对有机磷无效。而且，pH9时才有效。混凝法除磷 二级生物处理含有可溶性无机磷的出水可用铝盐、铁盐混凝沉淀去除： Fe2(SO4)3+2PO43-2FePO4+3SO42- 除磷率可达93%-99%，最佳pH：铁盐pH=4，铝盐pH=5-6。,108,PPT课件,4，A2/O工艺 A2/O工艺或A/A/O工艺(AnaerobicAnoxicOxic)，即厌氧缺氧好氧工艺，主要针对城市污水处理的出水有去除氮和磷的要求。该工艺利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。 A2/O工艺作为A/O工艺的发展和补充，在技术上沿袭了A/O工艺的特点，具有卓越的除磷脱氮能力。对氮磷去除效率均在70以上，对COD、BOD、SS的去除效率均在80左右。 运行管理方面与A/O工艺差别不大，在大型或超大型污水处理厂工艺选择时可以考虑采用。与A/O工艺相比，A2/O工艺投资和运行费用稍高，占地面积相对节省。,109,PPT课件,东莞市区污水处理厂（20万吨/日）一期10万吨/日，厌氧氧化沟（A/O） ；二期10万吨/日，缺氧、厌氧氧化沟（A2/O）,110,PPT课件,江南污水处理厂（一期24万吨/日）倒置式A2/O,111,PPT课件,5，氧化沟工艺 氧化沟一般不设初沉池，负荷低，耐冲击，污泥少。因构造简单，易于管理，有发展前景和竞争力，成为当前主要工艺之一。氧化沟平面图 氧化沟在应用中发展为多种形式，比较有代表性的有：帕式(Passveer)简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.53.5m。单沟氧化沟奥式(Orbal)氧化沟，多为椭圆形的三环道，采用转碟曝气，水深一般在4.04.5m。 奥贝尔氧化沟 西安三污平面图卡式(Carrousel)氧化沟，采用倒伞形叶轮曝气，水深一般在3m左右，易于沉泥。卡鲁塞尔氧化沟三沟式氧化沟(T型氧化沟)，转刷曝气，水深浅占地大，不设厌氧池，不具备除磷功能。三沟式氧化沟一体化氧化沟，此种型式的基本特点是将生物处理净化和固液分离合为一体。而从生物处理工艺来讲，该一体化氧化沟又是一个集厌氧、缺氧、好氧为一体的A2/O体系。一体化氧化沟（1） 一体化氧化沟（2） 氧化沟类工艺运行比较稳定，处理效果良好，氨氮去除效率可以达到90。表曝机维护简便，劳动强度低。 氧化沟类工艺主要适用于10万吨/日左右的污水处理厂。,112,PPT课件,氧化沟污水厂模型(廊坊污水处理厂),113,PPT课件,廊坊污水处理厂,114,PPT课件,大兴污水处理厂(12万吨/日，奥贝尔氧化沟),115,PPT课件,比利时的一座污水厂,116,PPT课件,6，SBR工艺(Sequencing Batch Reactor) SBR采用时间分割替代空间分割的操作方式； 非稳定替代稳态的生化反应； 静置沉淀替代传统的动态沉淀。主要特征是在运行上的有序和间歇操作，集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。SBR间歇式曝气池操作过程CASS工艺流程 SBR工艺主要特点：处理构筑物少，使处理过程大大简化。不易产生污泥膨胀。对水量水质的变化具有很强的适应性，处理构筑物简化，节省了占地。处理效果好。可脱氮除磷。 SBR类工艺包括许多种变型(MSBR,UNITANK等)，处理效果与其他工艺差别不大，除MSBR、IDTA外脱氮除磷效果并不突出。 SBR工艺运行稳定，但对自控水平要求高，设备维修量大且不便。池深可达8米，占地小(这是SBR工艺最突出的优点)；但其对高程利用率低，容积损失大。 SBR工艺更适合用在10万吨/日以下规模的污水处理厂。,117,PPT课件,本溪污水处理厂,118,PPT课件,7，城市污水处理厂工艺运行综合评价,注：10万吨以下工艺中，土地处理法和水解好氧工艺也适用，并位于氧化沟之后。但由于实际使用较少，此处未将其列入。,119,PPT课件,国外污水处理厂(1),120,PPT课件,国外污水厂(2),121,PPT课件,国外污水厂(3),122,PPT课件,8,城市污水处理厂设备、系统、工程和工艺的发展,设备方面。新的发展并不是很多，但某些新型设备的应用还是引起了一些变化。例如， “空气悬浮”鼓风机、粉碎型格栅、曝气软管等。,123,PPT课件,曝气软管（1）,124,PPT课件,曝气软管（2）,125,PPT课件,曝气软管浅水曝气中,126,PPT课件,曝气软管满水曝气中,127,PPT课件,系统方面。除臭系统近几年发展很快；“精确曝气系统”已开始进入污水处理厂。,128,PPT课件,污水厂除臭系统设备-风机,129,PPT课件,污水厂除臭系统设备-转鼓格栅罩,130,PPT课件,污水厂除臭系统设备-带机机房和污泥池,131,PPT课件,污水厂除臭系统设备-气体出口,132,PPT课件,通化污水除臭系统,133,PPT课件,污水处理厂精确曝气系统,134,PPT课件,工程方面。工程方面新的进展主要是地下或半地下污水处理厂以及拼装式污水处理厂。前者主要集中在中心城市或城区，后者主要用于小型污水处理厂。下图为半地下污水处理厂（4万吨/日，A2/O工艺）效果图。,135,PPT课件,地下污水厂外部,136,PPT课件,地下污水厂内部(局部),137,PPT课件,工程中失误的地方,138,PPT课件,工程中失误的地方,139,PPT课件,拼装式污水处理厂（SBR）,140,PPT课件,拼装式污水处理厂（硝化反硝化）,141,PPT课件,拼装式污水处理厂（沉淀池）,142,PPT课件,工艺方面。市政污水处理工艺的发展主要集中在MBR（膜生物反应器）在应用中的快速进展，以及多种工艺在实际应用中的组合。下图为MBR池,143,PPT课件,MBR分离膜片以及安装过程,144,PPT课件,密云污水厂MBR池,145,PPT课件,出水泵站,146,PPT课件,出水效果,147,PPT课件,通州碧水污水厂,148,PPT课件,曝气管,曝气效果,149,PPT课件,污水厂中的水禽,150,PPT课件,实验进行中,151,PPT课件,青岛城阳污水厂(SBR)改造,152,PPT课件,153,PPT课件,五、我国城市污水处理市场未来发展趋势,经过多年的建设，我国的城市污水无论在处理厂的规模、数量，还是在处理率方面，都取得很大的发展和成就。特别是2008年国际金融危机之后，我国政府果断投入4万亿人民币扩大内需的举措，使城市污水处理厂建设有了一次集中的快速建设机会。据预测，2011年底之前，我国城市污水处理总规模将达到1.6亿吨/日。这个规模与美国相当。“十二五”期间以及未来，我国城市污水处理市场将在以下几个方面存在机会： 继续建设城市污水处理厂。“十二五”期间每个县都将建成污水处理厂。这将作为约束性指标；污水处理厂的规模将以中小型为主。 发改委、建设部关于组织申报2011年中央预算内投资城镇污水厂的通知 污泥处置将成为新的热点。目前，我国城镇污水处理厂污泥产量已达3000万吨，但大部分污泥都简单脱水后外运弃置，规范处置只占很小比例。,154,PPT课件,目前国内研究、实践较多的4个污泥处置技术方案: 深度脱水填埋， 干化焚烧灰渣填埋， 好氧发酵土地利用， 厌氧发酵土地农用。污泥最终处置与利用图污泥堆肥污泥混合堆肥污泥流化床焚烧过程逆流回转焚烧炉污泥处理处置经济指标,155,PPT课件, 污水处理厂改造，重点为氨氮控制、提标+回用氨氮控制 我国氨氮排放量远远超出受纳水体的环境容量、污染负荷压力大是造成目前地表水体氨氮超标的最主要原因。氨氮已超过COD成为影响地表水水环境质量的首要指标。 水体中的氨氮是指以氨(NH3)或铵(NH4)离子形式存在的化合氨。氨氮也是水体中的主要耗氧污染物，氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭。 控制氨氮排放的方式：完善氨氮的排放标准，促进氨氮污染防治水平提升；推进城镇污水处理设施建设和升级改造，大幅度强化氨氮削减作用；加大工业结构调整力度，加强工业污染治理。提标+回用 COD和氨氮污染排放具有高度的同源性，氨氮总量控制与COD控制模式也基本类似。表格：城镇污水处理厂排放标准中的主要污染物及指标值变化。表格：污水排放一级A标准与回用水质主要污染物对比 污水处理厂节能改造 污水处理行业是高耗能和高污染的行业。经测算，去除1.0kgBOD的能耗为0.5kW.h，污水处理厂产生的二氧化碳量排放量为0.29公斤CO2 /吨水.天。处理污水产生的二氧化碳包括：a) 碳源（BOD）转化为二氧化碳; b) 消耗动力折合二氧化碳排放。,156,PPT课件,污水处理厂运行能耗分布 城市污水处理厂节能改造主要集中在以下部分： 曝气组件 水泵 变频控制器高效电机监测和控制系统,157,PPT课件,谢谢！,158,PPT课件,