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污水处理工培训教程污水处理工培训教程一、工艺基础知识一、工艺基础知识第一部分第一部分 污水处理基础知识污水处理基础知识1.污水处理常识污水处理常识1.1城市污水的来源与组成城市污水的来源与组成城市污水为城市下水道系统收集到的各种污水，通常有生活污水、工业废水和城市降水径流三部分组成，是一种混合污水。1）生活污水）生活污水：指人们日常生活中的排水包括粪便污水、洗涤污水、沐浴污水。主要由有机物、无机物和微生物组成。2）工业废水）工业废水：是从工业生产过程中排出的废水。其成分复杂、主要由产品种类、原材料、工艺过程所决定。工业废水按照污染程度的不同，可分为：生产废水和生产污水两类。生产废水是指在使用过程中受到轻度沾污或水温增高的水；通常经某些处理后即可在生产中重复使用，或直接排入水体。生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水；需经适当处理后才能排放或在生产中使用。1.2城市污水流量的变化规律城市污水流量的变化规律城市污水流量是随着城市活动的变化而不断变化的。一般来说，大多数的城市随着经济的发展，人口不断地增加，用水量及污水量也在逐年增长。污水处理厂所接纳的污水量随汇水面积内的企事业单位的增减和服务人口的多少而变化。污水量还随着居民的生活习惯而变化。通常，城市污水流量的时变化特征是：大城市的流量时变化相对较小，中小城市流量时变化很大。城市污水流量的日变化则主要取决于城市下水道系统体制（合流制或分流制）、城市的气候特点、城市的工业类别、城市类型（工业化城市、文化城市还是旅游城市等）。1.3排水系统基础知识排水系统基础知识1.3.1排水系统的体制及其选择排水系统的体制及其选择排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。1）合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。2）分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。1.4城市污水处理方法与原理简介城市污水处理方法与原理简介现代的污水处理技术，按其作用原理，可分为物理法、化学法和生物法三类。1.4.1物理法物理法污水的物理处理法，就是利用物理作用分离污水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。属于物理法的处理技术有以下几种。1）沉淀（重力分离）2）筛滤（截留）3）气浮4）离心与旋流分离5）反渗透1.4.2化学法化学法污水的化学处理法，就是通过投加化学物质，利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物，或使其转化为无害的物质。1）混凝法2）中和法3）氧化还原法4）电解法5）吸附法6）离子交换法7）化学沉淀法8）电渗析法属于化学法处理技术的还有汽提法、吹脱法和萃取法等。在污水厂的化学法主要是在好氧段投加絮凝剂，其目的多为除磷。1.4.3生物法生物法污水的生物处理法，就是利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使污水得以净化。主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。属于生物处理法的工艺有以下几种。1）活性污泥法活性污泥法这是目前使用很广泛的一种生物处理法。将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有大量好氧性微生物的絮凝体活性污泥，活性污泥能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长繁殖，有机物被分解、去除，污水得以净化。从曝气池流出的含有大量活性污泥的污水混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分地回流曝气池。活性污泥法自出现以来，经过80多年演变，出现了各种活性污泥的变法，但其原理和工艺过程没有根本性的改变。普通活性污泥法普通活性污泥法这种方法被广泛使用，是许多污水厂的主流工艺。传统活性污泥法是将污水和回流污泥从池首端引入，呈推流式至池末端流出。此法适于处理要求高、水质较稳定的污水，但对负荷的变动适应性较弱。后来在此基础上产生了一些改良形式。多点进水法多点进水法为了使槽内有机负荷接近一定值，把废水从几个地点分开流入，有利于解决超负荷问题。吸附再生法吸附再生法使接触槽内活化的活性污泥吸附污染物质，污泥与水分离后，在再曝气槽内把吸附的污染物质进行氧化。该法有利于增加处理量，并有一定的抗冲击负荷能力。延时曝气法延时曝气法延长曝气时间，有利于完全氧化，污泥产量少，适于小型污水厂。厌氧厌氧好氧活性污泥法好氧活性污泥法为了在去除有机物质（BOD）的同时有效地去除氮、磷等营养物质，人们把厌氧状况组合到活性污泥法中，使厌氧和好氧状况在反应池内同时存在或反复周期地实现，形成了厌氧好氧活性污泥（A/O）法，甚至缺氧厌氧好氧活性污泥(A2/O)法。间歇式活性污泥法（间歇式活性污泥法（SBR）污水不是顺次流经各处理单元，而是放流到单一反应池中，按时间通过程序控制各过程，在反应池的一个工作周期内，运行程序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机等过程。该法日常维护管理非常简便，可获得高质量的出水，有利于自动化控制，通过对运行的调整，该池可进行除磷脱氮及化学处理，有利污水回用。近年来，SBR工艺发展很快，尤其随着仪表、自动控制技术与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CAST工艺、ICEA工艺、MSBR工艺及UNITANK工艺等。AB法法该法是吸附降解工艺的简称，属超高负荷活性污泥法，它是两个活性污泥系统的串联系统，两者各有独立的二次沉淀池。该法抗冲击负荷能力强，有利于除磷脱氮，特别适于处理浓度较高、水质水量变化大的污水。氧化沟法氧化沟法氧化沟为连续环形曝气池，其池体较长，深度较浅。氧化沟系统是一种成本低廉、构造简单、易于维护管理的处理技术，其出水水质好，可进行脱氮，有利于延时曝气。氧化沟工艺也发展迅速，如Carrousel 2000型、DE型、Orbal型及转刷曝气氧化沟等。2）生物膜法生物膜法使污水连续流经固体填料（碎石、炉渣或塑料蜂窝），在填料上就能够形成污泥状的生物膜，生物膜上繁殖着大量的微生物，能够起与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解水中的有机污染物。从填料上脱落下来的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池被澄清净化。生物膜法有多种处理构筑物，如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化以及生物流化床等。生物滤池生物滤池生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内设固定填料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜，净化污水。装置由提供微生物生长栖息的滤床、使污水均匀分布的布水设备及排水系统组成。生物滤池操作简单，费用低，适用于小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池（滴滤池）、高负荷生物滤池、塔式生物滤池及活性生物滤池（ABF）等。生物转盘生物转盘通过传动装置驱动生物转盘以一定的速度在接触反应塔内转动，交替地与空气和污水接触，每一周期完成吸附吸氧氧化分解的过程，通过不断转动，使污水中的污染物不断分解氧化。生物转盘流程中除了生物转盘外，还有初次沉淀池和二次沉淀池。生物转盘的适应范围广泛，除了应用在生活污水的处理外，还用在各种行业生产污水的处理。生物转盘的动力消耗低，抗冲击负荷能力强，管理维护简单。生物接触氧化生物接触氧化在池内设置填料，使已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应力，污泥生产量少，可保证出水水质。生物流化床生物流化床采用相对密度大于1的细小惰性颗粒如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作为载体，微生物在载体表面附着生长，形成生物膜。充氧污水自下而上流动使载体处于流化状态，生物膜与污水充分接触。生物流化床处理效率高。能适应较大冲击负荷，占地小。3）自然生物处理法）自然生物处理法利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理污水，形成水体（土壤）微生物植物组成的生态系统，对污染物进行一系列的物理、化学和生物净化。生态系统可对污水中的营养物质充分利用，有利于绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该法工艺简单、费用低、效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式，但容易受自然条件影响，占地较大。主要有稳定塘、水生植物塘、水生动物塘、湿地、土地处理系统及上述工艺的组合系统。4）厌氧生物处理法）厌氧生物处理法利用兼性厌氧菌在无氧的条件下降解有机污染物。主要用于处理高浓度、难降解的有机工业废水及有机污泥。近年来开发的工艺有厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等高效反应装置。厌氧生物处理法能耗低且能产生能量，污泥产量少。近年来，水解酸化工艺也逐步得到应用。其原理是利用水解产酸菌，并将厌氧反应控制在水解酸化阶段，将难于生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质。1.4.4物理化学法物理化学法采用物化原理处理污水的一些工艺。一般用于污水的深度处理，处理目的是污水回用。方法有：混凝沉淀、过滤、消毒等。按处理程度划分，污水处理技术还可分为一级、二级、和三级处理。目前佛山的污水处理厂均采用二级处理。一级处理：一级处理：主要是去除污水中成悬浮状态的固体污染物质。物理处理法大部分只能完成一级处理的需要。经过一级处理后的污水，SS去除率为4055%，BOD一般只能去除2030%，达不到排放标准。一级处理是二级处理的预处理。二级处理：二级处理：主要是去除污水中成胶体和溶解状态的有机污染物质（即BOD、COD的物质），去除率可达90%以上，使有机污染物质达到排放标准的要求。三级处理或深度处理：三级处理或深度处理：是在一级、二级处理后进一步处理难降解的有机物，氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。三级处理常用于二级处理之后，而深度处理则以污水回收、再生为目的，在一级处理或二级处理后增加的处理工艺。1.5污水的性质与污染指标污水的性质与污染指标1.5.1污水的物理性质及指标污水的物理性质及指标 表示污水物理性质的主要指标是水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等。1）水温）水温城市污水的水温具有相对稳定的特征，均约在1020之间，冬季较气温高，夏季较气温低。2）色度）色度 水的颜色用色度作为指标。色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质组成。生活污水的颜色常呈灰色，但当污水中的溶解氧降低，污水所含有机物腐烂，发生厌氧反应，则水色转呈黑褐色并有臭味。其他颜色的水均可以认为是不正常的水，要多加留意。3）臭味）臭味正常的城市污水有霉臭味。生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成。工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。4）固体含量固体含量固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标（TS）。悬浮固体（SS）或叫悬浮物是指在污水中呈颗粒状的污染物质。胶体(粒径在0.001 0.1m之间)和溶解固体(DS)或称为溶解物也是由有机物与无机物组成。5）氧化还原电位（）氧化还原电位（ORP）正常的城市污水具有约+100mV的氧化还原电位，小于+40mV的氧化还原电位或负值氧化还原电位说明污水己经厌氧发酵或有工业还原剂的大量排放。氧化还原电位超过+300mV，指示有工业氧化剂废水的大量排入。1.5.2污水的化学性质及指标污水的化学性质及指标污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态与溶解状态。1）无机物污染指标）无机物污染指标无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等。酸碱度酸碱度酸碱度用pH值表示。正常污水的pH值在69之间，超出此标准可以认为存在偷排现象。总氮总氮TN、氨氮、氨氮NH3-N、凯氏氮、凯氏氮TKNA.总氮TN：为水中有机氮、氨氮和总氧化氮(亚硝酸氨氮及硝酸氨氮之和)的总和。B.氨氮NH3-N：是水中以NH3和NH4+形式存在的氮，它是有机氮化物氧化分解的第一步产物。C.凯氏氮TKN：是氨氮和有机氮的总和。总磷总磷TP总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。重金属离子重金属离子城市污水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅等。2）有机物污染指标有机物污染指标生化需氧量生化需氧量BOD生化需氧量是在指定的温度和时间段内，在有氧条件下由微生物(主要是细菌)降解水中有机物所需的氧量。一般采用20下5天的BOD5作为衡量污水中可生物降解有机物浓度指标。化学需氧量化学需氧量COD尽管BOD5是城市污水中常用的有机物浓度指标，但是存在分析上的缺陷：5天的时间过长，难以及时指导实践；污水中难生物降解的物质含量高时，BOD5测定误差较大；工业废水中往往含有抑制微生物生长繁殖的物质，影响测定结果。因此有必要采用COD这一指标作为补充或代替。COD的测定，是将污水置于酸性条件下，用强氧化剂重铬酸钾将污水中的有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量，用CODcr表示，一般写成COD。重铬酸钾的氧化性极强，水中有机物绝大部分被氧化。化学需氧量的优点是能够更清楚地表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，不受水质的限制；缺点是不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量，另外还有部分无机物也被氧化，并非全部代表有机物含量。城市污水的COD大于BOD20，两者的差值大致为难于生物降解的有机物量。在城市污水处理分析中，把BOD5/COD的比值作为可生化性指标。当BOD5/COD0.3时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。总需氧量总需氧量TOD由于有机物的主要组成元素是C、H、O、N、S等，被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2、和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。总有机碳总有机碳TOC总有机碳TOC是目前国内、外开始使用的另一个表示有机物浓度的综合指标。它包括水样中所有有机污染物质的含碳量。1.5.3污水的生物性质及指标污水的生物性质及指标污水生物性质的检测指标有大肠菌群数(或称大肠菌群值)、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。1）大肠菌群数大肠菌群数：是每升水样中所含有的大肠菌群数目，以个/L计；大肠菌群指数是查出1个大肠菌群所需要的最少水量，以毫升(ml)计。大肠菌群指数 1000/大肠菌群数大肠菌群数一般作为污水被粪便污染程度的卫生指标。2）病毒病毒污水中已被检出的病毒有100多种。3）细菌总数）细菌总数细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和，以每毫升水样中的细菌菌落总数表示，细菌总数越多，表示病原菌与病毒存在可能性越大。2）丝状菌与放线菌）丝状菌与放线菌丝状菌同菌胶团细菌一样，是活性污泥中重要的组成成分，是一大类菌体细胞相连而形成丝状的微生物的总称。丝状菌，或称丝状微生物，包括丝状菌、丝状真菌和丝状藻类等微生物类群。污水处理过程中的丝状菌主要有球衣细菌、丝状硫磺细菌和放线菌。球衣菌和丝状菌等丝状微生物在活性污泥工艺中过度繁殖，可产生污泥膨胀，使污泥沉降性能恶化。放线菌是一种有细长分枝的单细胞菌丝体，活性污泥工艺中的诺卡氏菌即为放线菌的一个属类。诺卡氏菌既能形成空间网状丝体，又由于其菌体细胞的细胞壁为蜡质，具有疏水性，极易漂至水面，形成泡沫，在活性污泥工艺中，由于诺卡氏菌增殖，在曝气池内形成的大量生物泡沫，会严重干扰正常运行。3）藻类）藻类藻类是一种低等植物，有单细胞，也有多细胞。按照色素组成，主要有绿藻、蓝藻、硅藻和褐藻等。藻类在生物稳定塘处理工艺中发挥着重要作用。氧化塘中的藻类以绿藻如小球藻，栅藻和衣藻等为主。4）原生动物）原生动物原生动物是最低等的单细胞动物。与污水处理工艺有关的原生动物主要有三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。原生动物在活性污泥中发挥着重要作用。在活性污泥法中，纤毛虫可促进生物絮凝作用，能大量吞食游离细菌，进一步提高沉降效果，改善生物处理法的出水水质。由于不同种类的原生动物对环境变化的敏感程度不同，所以可以利用原生动物种群的生长情况，判断生物构筑物的运转情况及污水净化的效果。5）后生动物）后生动物后生动物由多个细胞组成，种类很多。在污水处理中常见的是轮虫和线虫。轮虫和线虫的存在，往往指示处理效果较好，但数量太多，则可能破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮。2.2微生物的生长过程：微生物的生长过程：根据单细胞微生物生长速率的不同，其生长过程可分为迟缓期、对数期、稳定期和死亡期4个主要阶段。1）迟缓期）迟缓期迟缓期又称停滞期或适应期。微生物接种到新环境中后，在开始的一段时间内，通常不立即进行细胞分裂、增殖，生长速率近于零，细胞数目几乎保持不变，这段时间被称为迟缓期。这一阶段的主要特征是代谢活跃，体积增大，大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP和其他细胞成分，为细胞分裂做准备。2）对数期）对数期细菌经过迟缓期的调整适应与个体生长，在对数期细胞进入快速分裂阶段。其特点是细胞分裂速度最快、代时最短、代谢活动旺盛、对环境变化敏感，并且细胞内的核糖体等组分也像细胞数目一样以同样的对数生长速率增加，细胞合成核糖体以及蛋白质越多，其生长速率也越快。3）稳定期）稳定期在稳定期新生的细胞数目与死亡的细胞数目保持恒定。稳定期细胞的特征是代谢活力钝化，细胞含有较少的核糖体，RNA和蛋白质合成缓慢，mRNA的水平低下。某些代谢产物特别是次生代谢产物主要就是在稳定期，特别是在对数期与稳定期转换阶段产生。4）死亡期（内源呼吸期）死亡期（内源呼吸期）营养物质耗尽和有毒代谢产物的大量积累，细菌死亡率逐渐增加，最终群体中活的细胞数目将以对数速率急剧下降。死亡期细胞的总数虽然经镜检直接计数可能保持不变，但用间接菌落计数检测到的活细胞数目却在减少，伴随着细胞的裂解或自溶可释放出一些代谢产物，细菌的生命活动主要依赖于内源呼吸。细菌生长的不同时期反映的是群体而不是单个细胞的生长规律，迟缓期、对数期、稳定期、死亡期只适用于细胞的群体而不适用于单个细胞。2.3污水处理活性污泥中微生物的作用原理污水处理活性污泥中微生物的作用原理细菌的新陈代谢是细菌不断地从外界环境摄取其生长与繁殖所必需的营养物质，同时又不断地将自身产生的代谢产物（废物）排泄到体外环境中去的过程。细菌在进行新陈代谢的生命活动中将营养物质消耗掉，也就是污染物质被处理掉的过程。新陈代谢而包括同化和异化两个作用。同化作用是细菌消耗能量，进行合成反应，将吸收的营养物质转变为细胞物质；异化作用是细菌将细胞内的营养物质和自身的细胞物质分解过程。这个过程要放出能量。同化作用和异化作用是相辅相成的，异化作用产生的能量供给同化作用，同化作用为异化作用提供营养和细胞物质。1）微生物的营养）微生物的营养活性污泥和生物膜中绝大部分细菌都利用有机污染物质作为营养物质，并利用这些物质分解过程中所产生的能量作为生命活动所需的能量来源，这类细菌被称之为异养菌。污水中的有机污染物质就是被这些异养菌去除的。还有一类微生物利用无机物质作为营养，被称之为自养微生物。这类微生物按照生命所需能量来源的不同，又分为化能自养和光能自养两类。化能自养微生是以无机物质作为营养，以无机化学反应所产生的能量作为能源的一类微生物。硝化系统活性污泥中的亚硝化单胞菌和硝化杆菌就是化能自养微生物。亚硝化单胞菌将氨氮物质氧化成亚硝酸盐，利用这个无机氧化反应产生的能量做为能源，将无机的二氧化碳还原并合成菌体。这也是污水中氨氮物质发生硝化的基本过程。光能自养微生物都能进行光合作用，利用光能做为能源，利用CO2等无机物质合成细胞物质。生物稳定塘中的藻类即属于光能自养微生物，它能利用阳光做能源，以污水中的无机碳做营养，进行光合作用，产生氧气，供给污水中的异养细菌。2）微生物的呼吸作用）微生物的呼吸作用呼吸作用即微生物的异化作用，是微生物获取生命活动所需能量的途径。有氧气参与的呼吸作用，称为好氧呼吸；没有氧气参与的呼吸称为厌氧呼吸。由于呼吸类型的不同，微生物可分为好氧微生物、厌氨微生物和兼性微生物。好氧微生物必须生活在有氧环境中，没有氧则无法生存；它们在有氧条件下，可以将有机物分解成二氧化碳和水。这个过程称之为有机物的好氧分解。污水的好氧处理进行的就是好氧分解。厌氧微生物必须生活在无氧环境中，如果有氧存在反而会产生毒害作用。它们在无氧条件下，可以将复杂的有机物分解成有机酸等较简单的有机物和二氧化碳等产物，这个过程称为厌氧分解。污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化进行的就是厌氧分解过程，兼性微生物既能在有氧环境中生活，也能在无氧环境中生长。在有氧环境中，它们对有机物进行好氧分解，在厌氧环境中，它们则能对有机物进行厌氧分解。在污水处理系统中，绝大部分细菌都为兼性菌。在厌氧环境中，如果进入足够的氧气，不仅能使厌氧微生物处于完全抑制状态，而且部分会中毒死亡。而好氧微生物进入厌氧状态则具有相当强的忍耐力。一般好氧细菌在厌氧环境中停留24h以后，如恢复供氧，则其生物活性会立即恢复如初。在污水处理中，我们会注意到，停止曝气几天的活性污泥在恢复曝气以后会在较短时间内恢复处理效果。当环境中的溶解氧高于0.20.3mg/L时，兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸；当溶解氧低于0.20.3mg/L接近于零时，兼性菌则转入厌氧呼吸，绝大部分好氧菌都基本停止了呼吸，而有一部分好氧菌（大多数为丝状菌）则生长良好，处于优势。这一类特殊的好氧菌则称之为微好氧菌。丝状菌一般都属于微好氧菌。在活性污泥工艺中，当溶解氧不足时，微好氧菌常导致污泥膨胀。3）影响微生物活性的其它因素）影响微生物活性的其它因素营养：营养：污水处理中C：N：P最合适为100：5：1，如果某种营养不足，就应予以补充，否则将影响微生物的生长，进而影响处理效果。温度：温度：水处理中的微生物绝大部分适宜生长在2035之间。在适宜的温度范围内，温度越高，微生物的活性越强，处理效果也越好；反之温度越低，生物活性就越差。因此，生物处理系统夏季较冬季的处理效果更高。pH值：值：要使微生物具有足够的生物活性去处理污水，一般应将pH值控制在68或69的范围内。有毒有害物质：有毒有害物质：工业废水中有很多物质能使微生物中毒死亡或活性下降，其中包括很多有机物如酚、甲醛等，也包括一些重金属离子如铜离子、镉和铅离子等；此外，一些氧化剂（如漂白粉或液氯）也可使微生物新陈代谢受阻，导致死亡。污水生物处理中，如发生微生物中毒现象，将严重影响处理效果。第二部分第二部分 污水处理单元污水处理单元1.预处理及初级处理预处理及初级处理1.1格栅间格栅间1.1.1工艺原理及过程工艺原理及过程格栅的主要作用是将污水中大块污物拦截出来来保护水泵和防止管道堵塞。格栅上的拦截物称为栅渣。1）格栅的种类格栅的种类按栅条形式分：直棒式、弧形式、辐射式、转筒式和活动式。常见直棒式。按栅距分：粗格栅，栅距大于40mm；中格栅，栅距在1640mm；细格栅，栅距310mm。按形状，可分为平面格栅和曲面格栅。按清渣方式，可分为人工清除格栅和机械清除格栅2）格栅工艺参数）格栅工艺参数过栅流速和水头损失，这两个参数在运行管理中非常重要，污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.40.9m/s，格栅后流速控制在0.61.0m/s。过栅流速不能太大，否则将把应拦截下来的软性栅渣冲走，同时也不能太小，过栅速度不能低于0.6m/s，否则栅前管渠内的流速低于0.4m/s，污水中粒径较大的砂粒在栅前沉积。3）栅渣清除方式）栅渣清除方式粗格栅的栅渣一般人工清除（但大型污水厂则采用机械清除）；中格栅、细格栅一般采用机械清除。按齿耙的传动方式，齿耙式除污机分为：高链式、连续自动回转式、钢绳式移动格栅污机。安装方式有垂直安装、倾斜安装。1.1.2运行管理运行管理1）过栅流速的控制）过栅流速的控制合理控制过栅流速，最大程度发挥拦截作用，保持最高拦污效率。具体情况应视实际污物的组成、含砂量的多少及格栅距等具体情况而定。2）栅渣的清除）栅渣的清除及时清除栅渣是控制过栅流速在合理范围内的重要措施。1.1.3格栅除污机的维护保养格栅除污机的维护保养巡检时应注意有无异常声音，观察栅条是否变形，应定期加油保养。链条式除污机的链瓣如有断裂应及时更换。1.2提升泵房提升泵房1.2.1工艺原理及过裎：工艺原理及过裎：污水厂的污水提升泵站的作用是将污水提升至后续处理单元所需要的高度，使其实现重力流。泵站一般由水泵、集水池和泵房组成。1.2.2运行与管理运行与管理1）集水池的维护）集水池的维护污水进入集水池后速度放慢，一些泥砂可能沉积下来，使有效容积减少，影响水泵工作，因此集水池要根据具体情况定期清理。清理集水池时，应特别注意防止检修人员中毒。先停止进水，用泵排空池内存水，然后强制通风，应特别注意，操作人员下池后，通风强度可适当减小，但绝不能停止通风，每名检修人员在池下工作时间不可超过30min。2）泵组的运行调度）泵组的运行调度泵组的运行操作应考虑以下原则。保证来水量与抽升量一致。保持集水池高水位运行，这样可降低水泵扬程，在保证抽升的前提下降低能耗。水泵的开停次数不可过于频繁。机组均衡运行，泵组内每台水泵的投运次数及时间应基本均匀。1.3沉砂池沉砂池1.3.1工艺原理及过程工艺原理及过程砂是城市污水中相对密度较大，易沉淀分离的一些颗粒物质。主要包括无机性的砂粒，砾石和有机性的颗粒，如果核皮、骨条、种粒等。除砂可减少后续工艺流程中机械部件、污泥泵的磨损、减少管道的堵塞，避免砂粒在曝气池和污泥消化池中的积累以致减少有效容积。沉砂池是采用物理原理将砂从污水中分离出来的。按照物理原理或结构形式的差别，沉砂池分为平流沉砂池、竖流沉砂池、曝气沉砂池和旋流（或涡流）沉砂池等。1）平流沉砂池平流沉砂池（见右图）平流沉砂池工艺参数主要是污水在池内的水平流速和停留时间。水平流速决定沉砂池所能去除的砂粒的粒径大小，一般控制在0.150.30 m/s。污水在池内的停留时间决定砂粒去除效率。停留时间越长，砂粒去除效率越高。但停留时间太长，非但除砂效率不能继续增加，反而导致有机污泥大量沉淀。因而最大流量时停留时间不小于30s，一般采用3060s。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。2）曝气沉砂池曝气沉砂池（见右图）曝气沉砂池的工艺参数有曝气强度、停留时间、水平流速和旋转速度。在实际运行中，曝气强度是一个最重要的工艺控制参数，有三种表达方式：第一种是单位污水量的曝气量，一般控制在每立方米污水0.10.3m3空气；第二种是单位池容的曝气量，一般控制在每立方米池容每小时25m3空气；第三种是单位池长的曝气量，一般控制在每米池长每小时1628m3空气。停留时间一般为13min，水平流速一般控制在0.060.12m/s。3）旋（涡）流沉砂池旋（涡）流沉砂池（见右图）旋（涡）流沉砂池为圆形，中心设有1台可调速的旋转桨板，进水渠道在圆池的切向位置，出水渠道对应圆池中心，中心下部设有积砂斗。在进水渠道与池体相接处设有挡板，污水从切线方向进入沉砂池后，受挡板作用流向池底，继而在向心力和螺旋桨作用下，形成复杂的涡螺流态。砂粒藉重力沉向池底并向中心移动，由于越靠中心，水力断面越小，流速越大，砂粒被冲入中心的积砂斗内。从径向看涡螺流态，污水在池壁处向下流，至池中逐渐改为向上流，有机物由于密度较小，则在池中心随污水的上流而排出池外。旋（涡）流沉砂池的主要工艺参数是进水渠道内流速、圆池的水力表面负荷和停留时间。进水渠道内的流速以控制在0.60.9m/s为宜，水力表面负荷一般为200m3(m2h)，停留时间一般为2030s。1.3.2运行与管理注意事项运行与管理注意事项1）操作人员应根据水量的变化，及时调节沉砂池进水闸门，保证各池进水均匀。2）应根据沉砂量的多少及变化规律，合理安排排砂次数，保证及时排砂。下雨时应增加排砂次数或连续排砂。3）曝气沉砂池运行时空气提砂机的曝气应根据水量、水质的变化进行调节，水量变小、水质含泡沫多时应减少曝气量，水量变大，水质含泡沫少时应增大曝气量。沉砂池在运行中，不得随意停止供气。4）经常巡查进水颜色、PH值、浮渣等情况。沉砂池排出的沉砂及时外运，不宜长期存放。5）无论是行车带动砂泵排砂还是链条式刮砂机，由于故障或其它原因停止排砂一段时间后，都不能直接启动。应认真检查池底积砂槽内砂量的多少，如积砂太多，应排空沉砂池，以免由于过载而损坏设备。6）沉砂池一年小修一次，对磨损严重的零部件及时更换，如有油漆脱落应重新刷涂，运行两年后，彻底清池检修一次。1.4初沉池初沉池初沉池一般设在污水处理厂的沉砂池之后，生化池之前，它是预处理构筑物。1.4.1初沉池的作用初沉池的作用初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的30，按去除单位重量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤。初沉池的主要作用如下。1）去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷；2）使细小的固体絮凝成较大的颗粒，强化了固液分离效果；3）对胶体物质具有一定的吸附去除作用；4）由于初沉池容积较集水池、格栅井和沉砂池大得多，对成分不断有变化的废水（尤其是工业废水）起一定的调节作用，以免对后续生化处理造成冲击。有些废水处理工艺系统将二沉池污泥回流至初沉池，使初沉污泥可吸附更多的溶解性和胶体态有机物，以进一步提高初沉池对BOD的去除率。为了提高初沉池对悬浮物和胶体物质的去除率，还可以在初沉池进水端投加混凝剂。在生物脱氮除磷系统中，当废水中碳源不足时，常采取超越初沉池的操作方法，以提高废水的C/N或C/P比值，改善系统的脱氮除磷效果。初沉池运行不好会影响二级处理，使二级处理出现固体或BOD超负荷，并使二级处理产生更多的污泥，污泥中惰性成分较多。初沉池中油脂去除不好会影响二级处理的充氧以及生物滤池的正常运行，还可影响到污泥泵，使之容易损坏。1.4.2沉淀过程沉淀过程根据污水中悬浮浓度的高低和絮凝性能的强弱，沉淀过程分为四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀。初沉池的初期沉淀属于自由沉淀，但很快形成絮凝沉淀。活性污泥在二次沉淀中沉淀的初期也属于絮凝沉淀。活性污泥在二次沉淀中沉淀的中期以及化学絮凝体在混凝沉淀池中的沉淀均属于成层沉淀。活性污泥在二次沉淀中沉淀的后期，污泥在浓缩池内的重力浓缩均属于压缩沉淀。1.4.3初沉池的型式初沉池的型式根据池内的水流方向，初沉池通常有平流式、竖流式和辐流式三种基本形式。平流初沉池和竖流初沉池一般适用于中小处理水量的场合，其中竖流初沉池具有占地少、深度大的特点，大多应用于地质情况较好、地下水位较低的地区；大中型污水厂则广泛采用辐流初沉池和平流初沉池。另外，根据浅层沉淀原理在初沉池内设置斜管或斜板构成斜管或斜板初沉池，以节省占地面积和提高沉淀效率。初沉池的排泥也有重力排泥、泵吸排泥等不同的方式，有些初沉池还设有机械驱动设备（中心驱动和周边驱动）以带动池表面的刮渣板和池底的刮泥板，以加速污泥的汇集与清除。1.4.4初沉池的运行与管理初沉池的运行与管理1）工艺控制）工艺控制水力负荷太高，SS的去除率将会下降，水力负荷过低，不但造成浪费，还会因污水停留过长使污水腐败，运行过程中应控制好水力停留时间、堰板水力负荷和水平流速在合理的范围内，水力停留时间不应大于1.5h，堰板溢流负荷一般不应大于10m3（mh），水平流速不能大于冲刷流速50（mm/s）。如发现上述任何一个参数超出范围，应对工艺进行调整。2）刮泥操作）刮泥操作污泥在排出初沉池之前首先被收集到污泥斗中。刮泥有两种操作方式：连续刮泥和间歇刮泥，采用哪种操作方式，取决于初沉池的结构形式，平流沉淀池采用行车刮泥机只能间歇刮泥，辐流式初沉池应采用连续刮泥方式，运行中应特别注意周边刮泥机的线速度不能超过3m/min，线速度太高会使周边污泥泛起，直接从堰板溢流走。3）排泥操作）排泥操作排泥有连续和间歇排泥两种操作方式。平流沉淀池采用行车刮泥机只能间歇排泥，刮泥与排泥必须协同操作，周期一致。每次排泥持续时间取决于污泥量、排泥泵的容量和浓缩池要求的进泥浓度。4）初沉池运行管理的注意事项）初沉池运行管理的注意事项根据初沉池的形式和刮泥机的形式，确定刮泥方式、刮泥周期的长短，避免沉积污泥停留时间过长造成浮泥，或刮泥过于频繁或刮泥过快扰动已沉下的污泥。初沉池一般采用间歇排泥，最好实现自动控制；无法实现自控时，要总结经验，人工掌握好排泥次数和排泥时间；当初沉池采用连续排泥时，应注意观察排泥的流量和排泥的颜色，使排泥浓度符合工艺的要求。巡检时注意观察各池出水量是否均匀，还要观察出水堰口的出水是否均匀，堰口是否被堵塞，并及时调整和清理。巡检时注意观察浮渣斗上的浮渣是否能顺利排除，浮渣刮板与浮渣斗是否配合得当，并应及时调整，如果刮板橡胶板变形应及时更换。巡检时注意辨听刮泥机、刮渣、排泥设备是否有异常声音，同时检查是否有部件松动等，并及时调整或检修。按规定对初沉池的常规的检测项目进行化验分析，尤其是SS等重要项目要及时比较，确定SS的去除率是否正常，如果下降应采取整改措施。2.生物化学处理生物化学处理2.1生物化学处理原理生物化学处理原理2.1.1有机物降解过程有机物降解过程1）好氧生物处理的原理）好氧生物处理的原理废水的好氧生物处理是一种在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解、稳定的无害化处理方法。废水中存在的各种有机物，主要以胶体状、溶解体的有机物为主，作为微生物的营养源。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便进一步回到自然环境和妥善处置。在水处理过程中，微生物是以活性污泥和生物膜的形式存在并起作用的。所谓活性污泥，就是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物能力的絮状体颗粒。而生物膜其实就是附着在填料上呈薄膜状的活性污泥。活性污泥因具有以下几个主要特性，而使它具有净化废水的作用。具有很强的吸附能力。生活污水在1030min内可因活性污泥的吸附作用而去除多达8590的BOD。此外，废水中的铁、铜、铅、镍、锌等金属离子，有大约3090能被活性污泥通过吸附去除。具有很强的分解、氧化有机物的能力。活性污泥还具有良好的沉降性能。2）厌氧生物处理的原理）厌氧生物处理的原理废水的厌氧生物处理是指在没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解、稳定的一种无害化处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部能量以甲烷（CH4）的形式出现。同时，仅少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分，故厌氧法相对好氧法来讲，污泥增长率小得多。有机物的厌氧分解过程（如下图）依据微生物生理类群的代谢差异，可分为三个阶段：水解发酵阶段（也称酸化）；产氢产乙酸阶段；产甲烷阶段。废水的厌氧生物处理工艺由于不需另加氧源，故运转费用低；且可回收利用生物能（甲烷），剩余污泥量也少得多；此外，厌氧生物处理对营养物的要求低于好氧生物处理对营养物的要求。这些都是厌氧生物处理工艺的优点。其主要缺点是由于厌氧生化反应速度较慢，故反应时间长，反应器容积较大；而且，要保持较快的反应速度，就要保持较高的温度，消耗能源。总的来说，对有机污泥的消化以及高浓度（一般BOD52000mgL）的有机废水均可采用厌氧生物处理。2.1.2生物除磷生物除磷1）生物除磷过程）生物除磷过程生物除磷是指利用聚磷菌一类生物，能够过量的在数量上超过其生理需要从外部环境（污水中）摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在菌体内，形成富含磷的污泥再排出污水处理系统之外，达到从废水中除磷的作用。生物除磷机理如下。厌氧区厌氧区A.发酵作用：在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧状态下，兼性菌将溶解性有机物（BOD）转化成低分子发酵产物（VFA）。B.聚磷菌释放磷：聚磷菌吸收厌氧区产生的VFA或来自污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化为细胞内碳能源存储物（PHB/PHV），所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解。并导致磷酸盐的释放。好氧区好氧区A.磷的吸收：细菌以聚磷的形式存储超出生长需要的磷量，通过PHB/PHV的氧化分解产生能量，用于磷的吸收和聚磷合成。B.合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥。剩余污泥剩余污泥通过排放剩余污泥，将磷排出系统之外去除磷。2）影响除磷效果的主要因素）影响除磷效果的主要因素.出水SS：出水的SS浓度以及它们的含磷量对生物除磷工艺的运行效果有相当大的影响。.用于除磷的有效有机物。.泥龄：泥龄越长除磷能力相应降低。