1、城镇污水处理技术讲座城镇污水处理技术讲座上海市政工程设计研究总院张辰上海市政工程设计研究总院张辰2009年年12 月 一、一、城城镇镇污水处理概论污水处理概论 v城市污水的组成：城市污水的组成：v生活污水生活污水v工业废水工业废水v入渗地下水入渗地下水v（合流制排水系统的初期雨水）（合流制排水系统的初期雨水）v城市污水的污染指标：城市污水的污染指标：v感观指标：浊、色、嗅、味、温感观指标：浊、色、嗅、味、温v物理化学指标：物理化学指标：pHpH、SSSS、BODBOD、CODCOD、毒物指标、毒物指标v生物指标：细菌总数、粪大肠菌群数、病毒生物指标：细菌总数、粪大肠菌群数、病毒水体污染分类水体
2、污染分类和和危害危害 v水体物理性污染和危害（水温、色度、水体物理性污染和危害（水温、色度、SS）v水体无机物污染和危害水体无机物污染和危害v氮、磷污染和水体富营养化氮、磷污染和水体富营养化v重金属污染和食物链的富集、迁移、转化重金属污染和食物链的富集、迁移、转化v水体有机物污染和危害水体有机物污染和危害v有机物污染（微生物耗氧导致水质恶化）有机物污染（微生物耗氧导致水质恶化）v油类污染（油膜覆盖导致水生态恶化）油类污染（油膜覆盖导致水生态恶化）v毒性有机物污染（对人类和水生物的危害）毒性有机物污染（对人类和水生物的危害）v水体病原微生物污染和危害水体病原微生物污染和危害城城镇镇污水处理基本方
3、法污水处理基本方法 v污水一级处理和一级强化处理污水一级处理和一级强化处理v处理对象：悬浮物（处理对象：悬浮物（SS），部分有机物），部分有机物v处理方法：格栅截留，重力分离处理方法：格栅截留，重力分离v处理构筑物：处理构筑物：v格栅格栅v沉砂池沉砂池v沉淀池沉淀池城城镇镇污水处理的基本方法污水处理的基本方法 v污水二级处理（生物处理）污水二级处理（生物处理）v处理对象：胶体和溶解性有机物（处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD,COD），氮，磷），氮，磷v处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法处理方法：生物法（脱氮除磷），化学法v处理构筑物：处理构筑物：v活性污泥法（传统法，活性污泥法（传统法，
4、AAO法，氧化沟，法，氧化沟，SBR）v生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）城城镇镇污水处理基本方法污水处理基本方法 v污水三级处理（深度处理）污水三级处理（深度处理）v处理对象：进一步去除氮、磷、处理对象：进一步去除氮、磷、SS和有机物和有机物（BOD,COD）v处理方法：生物法，物化法，物理法处理方法：生物法，物化法，物理法v处理构筑物：处理构筑物：v生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBRv混凝沉淀过滤（混凝沉淀过滤（CMF）v活性炭吸附过滤活性炭吸附过滤v电渗析，反渗透电渗析，反渗透城城镇镇污水处理基本方法污水处理基本方
5、法 v污水处理厂污泥处理污水处理厂污泥处理v处理目的：减量化，无害化，稳定化，资源化处理目的：减量化，无害化，稳定化，资源化v处理方法：物理法，化学法，生物法处理方法：物理法，化学法，生物法v处理构筑物：处理构筑物：v浓缩池，浓缩机械浓缩池，浓缩机械v消化池，沼气利用设备消化池，沼气利用设备v污泥脱水机械污泥脱水机械v污泥干化焚烧设备污泥干化焚烧设备1 1 范围范围范围范围2 2 规范性规范性规范性规范性引用文件引用文件引用文件引用文件3 3 术语和术语和术语和术语和定义定义定义定义4 4 城镇污城镇污城镇污城镇污水处理厂水处理厂水处理厂水处理厂污泥处置污泥处置污泥处置污泥处置的分类的分类的分
6、类的分类目录目录目录目录城镇污水处理厂污泥处置城镇污水处理厂污泥处置 分类分类序号分类范围备注1污泥土地利用园林绿化造林、育苗和园林绿化等的基质或肥料土地改良盐碱地、沙化地和废弃矿场的土壤改良材料农用注1农用肥料、农田土壤改良材料2污泥填埋混合填埋在城市生活垃圾填埋场进行混合填埋（含填埋场覆盖材料利用）单独填埋在专门填埋污泥的填埋场进行填埋处置3污泥建筑材料利用制水泥添加料制水泥的部分原料或添加料制砖制砖的部分原料制轻质骨料制轻质骨料（陶粒等）的部分原料4污泥焚烧注2单独焚烧在专门污泥焚烧炉焚烧与垃圾混合焚烧与生活垃圾一同焚烧利用锅炉焚烧注1：农用包括进食物链利用和不进食物链利用两种。注2：污
7、泥焚烧既可认为是污泥处理方式，也可认为是污泥处置方式。城城镇镇污水处理的基本方法污水处理的基本方法 v典型污水二级处理工艺流程图典型污水二级处理工艺流程图二、二、污水物理处理污水物理处理 v物理处理法去除对象：物理处理法去除对象：v粗大漂浮物粗大漂浮物v悬浮物（悬浮物（SS）v物理处理法常用工艺和设备物理处理法常用工艺和设备v筛滤截留筛滤截留格栅格栅，筛网，过滤，筛网，过滤v重力分离重力分离沉淀沉淀，气浮，气浮格栅类型格栅类型和和构造特点构造特点 v位置（泵前，泵后）位置（泵前，泵后）v作用（保护水泵，去除作用（保护水泵，去除SS）v间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）间隙（粗格栅，中格栅，细格栅）
8、v形状（平面，曲面）形状（平面，曲面）v清渣方式（手动，机械）清渣方式（手动，机械）格栅设计要点格栅设计要点1.为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；为了充分发挥格栅作用，应设两道格栅；2.选用选用2台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；台以上运行可靠、易于维修的机械格栅；3.合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣合理设计格栅间，考虑接管、切换、维修、清渣的要求；的要求；4.合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面合理选择设计参数，正确计算（确定）格栅断面尺寸；尺寸；5.正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。正确计算栅渣量，合理确定清渣方式。沉淀分类沉淀分类 v自由沉淀（平流沉砂池）自由沉淀（平
9、流沉砂池）v絮凝沉淀（初沉池）絮凝沉淀（初沉池）v拥挤沉淀（二沉池）拥挤沉淀（二沉池）v压缩沉淀（污泥浓缩池）压缩沉淀（污泥浓缩池）理想沉淀池和重要推论理想沉淀池和重要推论v表面负荷表面负荷(q0)与设计沉速与设计沉速(u0)数值相等，单位与数值相等，单位与物理意义不同。物理意义不同。v颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时颗粒沉淀分离效果取决于沉淀区面积，与沉淀时间和沉淀高度无关间和沉淀高度无关浅池理论浅池理论。v根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大根据浅池理论开发的斜板（管）沉淀池，可以大幅度提高沉淀池表面负荷。幅度提高沉淀池表面负荷。沉砂池类型沉砂池类型和和构造特点构造特点 v
10、平流式沉砂池平流式沉砂池v浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；浅池，平流，流速、时间控制工艺尺寸，重力沉砂；v多斗贮砂，重力、水力排砂。多斗贮砂，重力、水力排砂。v曝气沉砂池曝气沉砂池v方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡方形断面，曝气旋流，摩擦碰撞，强化分离，水流正交，挡板隔渣；板隔渣；v坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。坡底、边槽集砂，移动式机械刮吸排砂。v机械旋流沉砂池（比机械旋流沉砂池（比式沉砂池式沉砂池，多尔沉砂池），多尔沉砂池）v钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；钟形断面，切向进水，机械旋流，强化分离；v中心砂斗，气提排砂。中心砂斗，气提排砂。曝气
11、沉砂池构造原理示意图曝气沉砂池构造原理示意图 空气管曝气头集砂槽I=0.1-0.5曝气沉砂池的设计与计算曝气沉砂池的设计与计算 1.按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于按最大设计流量设计，池数和分格数应不少于2；2.选定沉砂池水力停留时间选定沉砂池水力停留时间2min以上，计算总有效容积；以上，计算总有效容积；3.选定沉砂池设计水平流速选定沉砂池设计水平流速(0.1m/s)，计算总有效断面积；，计算总有效断面积；4.选定沉砂池有效水深选定沉砂池有效水深(23m)，计算池长和总宽度；，计算池长和总宽度；5.根据宽深比要求根据宽深比要求(11.5)，确定池数或分格数；，确定池数或分格数；6.计
12、算沉砂量计算沉砂量(0.03L/m3)，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；，校核沉砂斗容积，选择排砂设备；7.选定气水比选定气水比(0.10.2)或曝气强度，计算曝气量；或曝气强度，计算曝气量；8.设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。设计进、出水系统，空气管路系统，选择鼓风机和曝气装置。沉淀池类型沉淀池类型和和构造特点构造特点 v平流式沉淀池平流式沉淀池【斜板（管）沉淀池】v竖流式沉淀池竖流式沉淀池v辐流式沉淀池辐流式沉淀池v三种沉淀池的特点及适用条件（三种沉淀池的特点及适用条件（表273）v辐流式初沉池和二沉池的主要区别辐流式初沉池和二沉池的主要区别初沉池初沉池二沉池二沉池处理
13、目的处理目的去除去除SSSS回收活性污泥回收活性污泥SS浓度浓度200-400 mg/L200-400 mg/L2000-4000 mg/L2000-4000 mg/L沉淀类型沉淀类型絮凝沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀拥挤沉淀表面负荷表面负荷1.51.54.5 m4.5 m3 3/m/m2 2.h.h0.60.61.5 m1.5 m3 3/m/m2 2.h.h设计沉速设计沉速1.51.54.5 4.5 m/hm/h0.60.61.5 1.5 m/hm/h沉淀时间沉淀时间0.50.52.0 h2.0 h1.51.54.0 h4.0 h堰上负荷堰上负荷2.9 L/2.9 L/s.ms.m1.7 L/1.7
14、L/s.ms.m排泥方式排泥方式间歇、重力间歇、重力连续、虹吸连续、虹吸排泥机械排泥机械半桥式刮泥机半桥式刮泥机全桥式刮、吸泥机全桥式刮、吸泥机污泥含水率污泥含水率959597%97%999999.2%99.2%浮渣挡板浮渣挡板必须设必须设可不设（宜）可不设（宜）辐流式沉淀池设计辐流式沉淀池设计和和计算计算 1.确定沉淀池个数（不少于确定沉淀池个数（不少于2个）；个）；2.确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；确定设计流量和表面负荷，计算单池面积；3.确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（确定沉淀时间，计算有效水深并校核径深比（612）；）；4.计算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底计
15、算沉淀池总高度（保护高有效水深缓冲层高坡底落差污泥斗高）；落差污泥斗高）；5.计算污泥量，校核污泥斗容积；计算污泥量，校核污泥斗容积；6.设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统设计进水系统，排水系统，排泥系统，排渣系统三、三、污水生物处理污水生物处理 v活性污泥法的基本理论和工艺设计活性污泥法的基本理论和工艺设计v生物除磷脱氮基本原理和工艺设计生物除磷脱氮基本原理和工艺设计v生物膜法的基本原理和工艺设计生物膜法的基本原理和工艺设计 活性污泥处理系统基本流程活性污泥处理系统基本流程 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曝气池曝气池空气空气二沉池二沉池处理水处理水回流污
16、泥泵回流污泥泵活性污泥净化活性污泥净化污水污水反应过程反应过程 回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥初期吸附初期吸附（捕食）（捕食）空气空气处理水处理水活性污泥活性污泥污水污水氧化分解氧化分解（代谢）（代谢）絮凝沉淀絮凝沉淀（回收）（回收）空气空气污泥污泥活性污泥生物代谢过程模式图活性污泥生物代谢过程模式图 分解代谢分解代谢O2合成代谢合成代谢代谢产物代谢产物H2O,CO2,NH3能量能量微生物微生物内源呼吸内源呼吸O2内源呼吸内源呼吸内源呼吸产物内源呼吸产物H2O,CO2,NH3微生物微生物内源呼吸残留物内源呼吸残留物合成细胞物质合成细胞物质C5H7NO2污水中有机物污水中有机物（CxHyOz）能量能量活性污泥增长曲线活性污泥增长曲线 对数增殖期对数增殖期减速增殖期减速增殖期内源呼吸期内源呼吸期S(BODS(BOD)O O2 2X(X(污泥污泥)X X0 0量量时间时间0 0活性污泥法主要设计参数活性污泥法主要设计参数 vBODBOD负荷负荷 F/MF/M（N Ns s，N Nv v）v污泥龄（污泥龄（t ts s）生物固体停留时间生物固体停留时间v污泥容积指数（污泥容积指数（SVISV
