水污染控制工程课件水污染控制工程5学习教案.pptx

会计学1水污染控制工程课件水污染控制工程水污染控制工程课件水污染控制工程5第一页，共42页。污水自然生物处理的回顾与前瞻污水自然生物处理的回顾与前瞻污污水水的的自自然然生生物物处处理理已已有有300300多多年年的的历历史史，但但随随着着经经济济和和社社会会的的发发展展，生生活活污污水水和和工工业业废废水水的的水水质质水水量量发发生生了了很很大大的的变变化化，“经经典典式式”生生态态系系统统的的自自然然净净化化能能力力承承受受不不了了越越来来越越沉沉重重的的污污染染负负荷荷。为为了了(wi(wi le)le)解解决决日日益益严严重重的的水水环环境境污污染染问问题题，出出现现了了以以普普通通活活性性污污泥泥法法、生生物物膜膜法法等等高高效效的的人人工工净净化化技技术术。但但进进入入2020世世纪纪7070年年代代，严严重重的的世世界界能能源源危危机机，迫迫使使人人们们又又转转向向研研究究节节省省能能源源、资资源源和和投投资资的的处处理理方方法法。污污水水的的自自然然生生物物处处理理作作为为“替替代代技术技术”之一将受到重视。之一将受到重视。在在我我国国，国国家家环环保保局局组组织织了了“七七五五”、“八八五五”城城市市废废水水生生物物稳稳定定塘塘技技术术和和废废水水的的土土地地处处理理技技术术攻攻关关，使使污污水水的的自自然然生生物物处处理理向向规规范范化化、资资源源化化和和系系统统化化迈迈进进了了一一步步。目目前前，我我国国还还在在人人工工湿湿地地方方面面进进行了系统研究。行了系统研究。第2页/共42页第二页，共42页。一、稳定一、稳定一、稳定一、稳定(wndng)(wndng)塘（生物塘）塘（生物塘）塘（生物塘）塘（生物塘）1 1、概述、概述稳稳定定塘塘：又又叫叫生生物物稳稳定定塘塘（biological biological stabilization stabilization pondpond），俗称氧化塘（俗称氧化塘（oxidation pondoxidation pond）。）。1)1)工作原理：依靠自然生态系统的净化作用使污水净化。工作原理：依靠自然生态系统的净化作用使污水净化。2)2)供供氧氧方方式式：通通过过大大气气复复氧氧和和藻藻类类的的光光合合作作用用供供氧氧，或或人人工工(rngng)(rngng)曝气（曝气塘）。曝气（曝气塘）。3)3)分类：按分类：按DODO浓度高低分好氧稳定塘浓度高低分好氧稳定塘,兼性塘兼性塘,厌氧塘厌氧塘,曝气塘。曝气塘。按处理程度分一级、二级和深度处理塘。按处理程度分一级、二级和深度处理塘。按出水方式又可分连续出水塘、控制性水塘、贮存塘。按出水方式又可分连续出水塘、控制性水塘、贮存塘。4)4)适适宜宜条条件件：要要求求有有废废河河道道、沼沼泽泽地地、峡峡谷谷、荒荒地地且且地地质质条条件件良好的地形；要考虑气温、光照和风力。良好的地形；要考虑气温、光照和风力。5)5)优优缺缺点点：工工程程简简单单，建建设设投投资资少少，能能耗耗少少，成成本本低低廉廉，利利于于农农业业灌灌溉溉，能能实实现现污污水水资资源源化化。但但占占地地面面积积大大，净净化化效效果果受受季季节节（含含光光照照、气气温温）影影响响，易易造造成成地地下下水水污污染染，周周边边环环境境条件较差。条件较差。第3页/共42页第三页，共42页。2 2、净化机理：、净化机理：1 1）生态系统的组成）生态系统的组成a.a.细菌：好氧菌、兼性菌、产酸菌、厌氧菌、硝化菌、光合细菌等。细菌：好氧菌、兼性菌、产酸菌、厌氧菌、硝化菌、光合细菌等。b.b.藻类：绿藻、蓝绿藻等。藻类：绿藻、蓝绿藻等。c.c.原原生生动动物物和和后后生生动动物物：不不同同类类型型稳稳定定塘塘数数量量变变化化较较大大，不不宜宜作作为为指指示生物。示生物。d.d.水生植物（耐污耐水植物）水生植物（耐污耐水植物）浮水植物：水葫芦、浮萍等，可作为青贮饲料，其它处理方浮水植物：水葫芦、浮萍等，可作为青贮饲料，其它处理方 式困难式困难(因为含水率在因为含水率在9595左右，堆肥左右，堆肥(dufi)(dufi)、厌氧发酵、脱、厌氧发酵、脱 水均困难水均困难)，易影响水体景观及水质，需定期打捞。，易影响水体景观及水质，需定期打捞。沉水植物：马来眼子菜、叶状眼子菜等（需定期收割）。沉水植物：马来眼子菜、叶状眼子菜等（需定期收割）。挺水植物：水葱、芦苇、蒲草等。挺水植物：水葱、芦苇、蒲草等。e.e.高等水生动物：鱼、鸭、鹅等。高等水生动物：鱼、鸭、鹅等。思思考考题题：生生物物塘塘的的生生态态系系统统与与活活性性污污泥泥法法、生生物物膜膜法法有有什什么么异异同同？是是否什么植物均可用于生物塘？否什么植物均可用于生物塘？第4页/共42页第四页，共42页。2 2）生态系统）生态系统菌藻共生体系及其作用。菌藻共生体系及其作用。藻藻类类在在光光合合作作用用(gungh-zuyng)(gungh-zuyng)放放出出氧氧，细细菌菌则则利利用用藻藻类类提提供供的的氧氧降降解有机污染物，其它仅起辅助作用。具体机理见解有机污染物，其它仅起辅助作用。具体机理见P263P263图图6-16-1。a a、生生态态系系统统：由由细细菌菌、藻藻类类、原原生生动动物物、后后生生动动物物、水水生生植植物物、高高等等水水生生动物组成，但悬浮生物总量不高。动物组成，但悬浮生物总量不高。b b、不不同同水水层层存存在在分分区区：上上方方因因复复氧氧、光光合合作作用用(gungh-zuyng)(gungh-zuyng)成成好好氧氧区，下部兼性区，底部（泥）厌氧区。区，下部兼性区，底部（泥）厌氧区。c c、表层藻类放氧：、表层藻类放氧：106CO2 106CO216NO316NO3HPO42HPO42122H2O122H2O18H18H C106H263O110N16P C106H263O110N16P138O2138O2d d、上层异氧菌降解：、上层异氧菌降解：C11H29O7 C11H29O714O214O2HH11CO211CO213H2O13H2ONH4NH4 e e、底层厌氧水解：大分子、底层厌氧水解：大分子小分子小分子挥发酸挥发酸甲烷。甲烷。第5页/共42页第五页，共42页。第6页/共42页第六页，共42页。f.Cf.C、N N、P P的迁移与转化的迁移与转化 碳的转化：改变水体碳酸盐的缓冲平衡碳的转化：改变水体碳酸盐的缓冲平衡(p265)(p265)。氮氮的的转转化化：有有机机氮氮氨氨氮氮（少少部部分分挥挥发发(huf)(huf)和和被被生生物同化）物同化）亚硝酸氮亚硝酸氮硝酸氮硝酸氮氮气。氮气。磷磷的的转转化化：进进水水中中的的磷磷有有有有机机磷磷、聚聚磷磷酸酸盐盐和和正正磷磷酸酸盐盐(预预处处理理沉沉淀淀约约1010的的不不溶溶解解性性磷磷)正正磷磷酸酸盐盐、偏偏磷酸盐磷酸盐生物和化学沉淀。生物和化学沉淀。由由于于C C、N N、P P的的转转化化以以及及日日昼昼光光合合作作用用与与否否，导导致致水水体体pHpH变变化化，日日间间升升高高、夜夜间间降降低低；硝硝化化作作用用时时降降低低、反反硝硝化化时时升升高高，并并引引起起磷磷酸酸盐盐(日日间间易易于于沉沉淀淀、夜夜间间溶解溶解)、重金属等沉淀和溶解。、重金属等沉淀和溶解。g.g.其其它它有有害害物物质质转转化化：生生物物降降解解(难难降降解解有有机机物物)、吸吸附附与吸收重金属与吸收重金属(植物植物)，鳌合与沉淀，鳌合与沉淀(底泥底泥)。第7页/共42页第七页，共42页。3 3）净化作用：）净化作用：a a、稀稀释释作作用用：在在风风力力、水水流流与与浓浓度度差差的的作作用用下下，与与塘内污水混合。塘内污水混合。b b、沉沉淀淀与与絮絮凝凝作作用用：水水力力作作用用降降低低而而沉沉淀淀；微微生生物物及其分泌物与污染物质絮凝。及其分泌物与污染物质絮凝。c c、好好氧氧微微生生物物的的代代谢谢：主主要要是是细细菌菌，但但随随负负荷荷降降低低细菌作用降低。细菌作用降低。d d、厌厌氧氧微微生生物物的的代代谢谢：能能经经历历厌厌氧氧水水解解，产产氢氢产产酸酸和产甲烷的全过程。和产甲烷的全过程。e e、浮游生物：光合作用与降解、浮游生物：光合作用与降解(jin ji)(jin ji)作用。作用。f f、水生植物：吸收与产氧作用。、水生植物：吸收与产氧作用。思思考考题题：生生物物塘塘的的污污染染降降解解(jin(jin ji)ji)作作用用与与活活性性污污泥泥法法、生生物物膜膜法法有有何何区区别别？其其对对污污染染控控制制工工程程有有何何影响？影响？第8页/共42页第八页，共42页。4 4）影响因素）影响因素a a、温温度度：稳稳定定塘塘运运行行的的主主要要影影响响因因素素之之一一。温温度度每每增增高高1010微微生生物物的的代代谢谢速速度度将将提提高高一一倍倍。生生物物塘塘表表面面水水温温高高，但但昼昼夜夜温温差差大大；底底层层温温度度低低，但较稳定。温度影响水力停留时间。但较稳定。温度影响水力停留时间。b b、光光照照：提提供供能能量量，使使藻藻、植植物物进进行行光光合合作作用用，对对有有机机物物的的降降解解和和藻藻类类供氧有重要影响。供氧有重要影响。c c、风风力力：风风力力大大且且四四季季分分布布均均匀匀，利利于于产产生生良良好好的的水水力力条条件件，利利于于DODO、污水的传质。污水的传质。d d、营养比例：、营养比例：C C、N N、P P、K K、FeFe、S S等。等。e e、进进出出水水水水质质与与有有机机负负荷荷：浓浓度度高高和和难难降降解解有有机机物物多多（或或高高负负荷荷），采采用用厌厌氧氧或或兼兼氧氧塘塘；水水质质浓浓度度低低、出出水水水水质质要要求求高高或或低低负负荷荷，采采用用深深度度处处理等。理等。f f、蒸发量与降雨量：降雨稀释、蒸发、蒸发量与降雨量：降雨稀释、蒸发浓缩。浓缩。g g、污污水水的的预预处处理理：去去除除可可沉沉SSSS和和油油脂脂；调调节节(tioji)pH(tioji)pH值值，去去除除有有毒毒有有害物质。害物质。3 3、好好氧氧塘塘、兼兼性性塘塘、厌厌氧氧塘塘、曝曝氧氧塘塘、深深度度处处理理塘塘，控控制制出出水水塘塘（见见补补充材料）。充材料）。第9页/共42页第九页，共42页。二、污水的土地处理二、污水的土地处理二、污水的土地处理二、污水的土地处理(ch(ch l l)系统系统系统系统 1.1.概概念念：在在人人工工控控制制条条件件下下,将将污污水水投投配配在在土土地地上上，通通过过土土壤壤微微生生物物植植物物的的生生态态系系统统，进进行行物物理理、化化学学、物物理理化化学学(w(w l l hu hu xu)xu)和和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。2.2.工工作作原原理理：利利用用土土壤壤微微生生物物植植物物生生态态系系统统,进进行行物物理理、化化学学、物物化化和和生生化化作作用用过过程程，使使污污水水得得到到净净化化。其其中中土土壤壤胶胶体体和和土土壤壤微微生生物物是土壤能够容纳、缓冲和分解微生物的关键。是土壤能够容纳、缓冲和分解微生物的关键。3.3.净化作用机理净化作用机理物理过滤：土壤颗粒孔隙的截留。物理过滤：土壤颗粒孔隙的截留。物理吸附：黏土等硅酸盐类物质具有离子交换和吸附作用。物理吸附：黏土等硅酸盐类物质具有离子交换和吸附作用。物物理理化化学学(w(w l l hu hu xu)xu)吸吸附附：重重金金属属离离子子与与土土壤壤胶胶体体、腐腐植植酸酸等等的的鳌合作用鳌合作用.化化学学反反应应和和化化学学沉沉淀淀：与与土土壤壤中中的的某某些些组组分分形形成成难难溶溶性性化化合合物物或或因因pHpH、EhEh改改变变而而沉沉淀淀、挥挥发发。如如与与土土壤壤中中的的铁铁、铝铝、钙钙、磷磷、碳碳酸酸盐盐等等发发生反应，氨氮在碱性条件下挥发等。生反应，氨氮在碱性条件下挥发等。微微生生物物代代谢谢：通通过过各各种种微微生生物物的的相相互互依依存存、协协同同作作用用，降降解解各各种种有有机机物物和氮磷等污染物质。和氮磷等污染物质。植物代谢：植物的吸收、降解和蒸腾作用。植物代谢：植物的吸收、降解和蒸腾作用。第10页/共42页第十页，共42页。4 4、组组成成：预预处处理理设设备备，调调节节与与贮贮存存设设备备，污污水水输输送送、配配水水控控制制系系统统，土土地地净化田、净化水的收集、利用系统。净化田、净化水的收集、利用系统。5 5、工艺、工艺a a、慢慢速速渗渗滤滤(shn(shn l)l)处处理理系系统统：利利用用草草场场、林林地地、荒荒地地以以及及农农田田、蔗蔗地地等等（土壤微生物与植物），不考虑处理水的流出。（土壤微生物与植物），不考虑处理水的流出。第11页/共42页第十一页，共42页。b b、快快速速渗渗滤滤处处理理系系统统：在在专专门门的的处处理理地地上上间间歇歇处处理理(利利用用土土壤壤微生物进行交替厌氧与好氧微生物进行交替厌氧与好氧)，下设专门回收处理水系统。，下设专门回收处理水系统。c c、地地表表(dbio)(dbio)漫漫流流处处理理系系统统：利利用用缓缓坡坡草草地地缓缓慢慢流流动动（要要求求土土地地渗渗透透性性差差），并并以以地地表表(dbio)(dbio)径径流流汇汇集集、排排放放和和利用处理水。利用处理水。思考题思考题:土地处理与已学的生物处理方法的降解机理有何区别土地处理与已学的生物处理方法的降解机理有何区别.第12页/共42页第十二页，共42页。三三、湿湿地地处处理理系系统统：利利用用沼沼泽泽土土壤壤的的物物理理化化学学作作用用和和微微生生物物的的生生物物化化学学作作用用、以以及及耐耐水水植植物物（芦芦苇苇、香香蒲蒲、灯灯心心草草等等）的的协协同同净净化化作作用用使使污污水水得得到到净净化化的的一一种种(y(y zhn)zhn)土土地地处处理理工工艺。艺。a a、分类：天然湿地，人工湿地和人工潜流湿地系统、分类：天然湿地，人工湿地和人工潜流湿地系统(见附图见附图)。b b、生生态态系系统统：耐耐水水植植物物（芦芦苇苇、香香蒲蒲等等）、土土壤壤（粘粘土土矿矿物物）及其微生物联合作用。及其微生物联合作用。c c、供供氧氧：植植物物光光合合作作用用在在植植物物根根际际周周围围形形成成“含含氧氧区区”，为为好氧微生物供氧好氧微生物供氧(见附图）。见附图）。d d、净净化化机机理理：物物理理沉沉降降，根根际际截截留留，化化学学沉沉淀淀，土土壤壤及及其其微微生生物物、植植物物的的吸吸附附吸吸收收与与生生物物代代谢谢，阳阳光光及及其其植植物物分分泌泌物物的的灭活作用等。灭活作用等。e e、设计运行：、设计运行：对天然湿地，水深一般对天然湿地，水深一般0.3-0.8m0.3-0.8m，不超过，不超过1m1m。对对 人人 工工 湿湿 地地：有有 机机 负负 荷荷 NA0.00180.011kg/NA0.00180.011kg/m2d,Nq150-200m3/ha.dm2d,Nq150-200m3/ha.d。对对人人工工潜潜流流(芦芦苇苇石石料料/或或水水草草芦芦苇苇系系统统)，在在渗渗滤滤和和毛毛细细管管作作用用下下通通过过过过滤滤、沉沉淀淀、吸吸附附和和微微生生物物作作用用降降解解污污染染物物。第13页/共42页第十三页，共42页。第14页/共42页第十四页，共42页。n n 思考题：人工湿地系 n n 统建设(jinsh)和使用过程中 n n 应重点注意那些环节 n n？第15页/共42页第十五页，共42页。教学要求：1.了解深度处理去除的对象(duxing)及其相对应的处理方法 2.初步掌握污水的脱氮除磷技术 教学时数:6h七、污水(w shu)的深度处理与回用 第16页/共42页第十六页，共42页。一、问题一、问题一、问题一、问题(wnt)(wnt)提出提出提出提出n n经经 二二 级级 生生 物物 处处 理理 后后，其其 出出 水水 一一 般般 含含 有有：BOD30mg/LBOD30mg/L左左右右，COD60mg/LCOD60mg/L左左右右，NH315-NH315-25mg/L25mg/L，P3-8mg/LP3-8mg/L，SS30mg/LSS30mg/L左左右右，以以及及细细菌菌、重重金金属属等等，必必须须经经过过处处理理，否否则则易易导导致致(dozh)(dozh)水水体体富富营营养养化化，并并对对鱼鱼类类，农农作作物物、淡淡水水水水质质及及处处理理成成本本等等带带来来影影响响。而而与与此此同同时时，很很多多地地方方（如如淮淮河河以以北北地地区区）水水资资源源缺缺乏乏，城城市市绿绿化化等等市市政政用用水水成成本本高高，迫迫切切需需要要水水的的回回用用与与污污水水资资源源化化。所所以以，污污水水的的深深度度处理与回用被得到重视。处理与回用被得到重视。n n思考题：为什么对二级生物处理出水进行深度处理？思考题：为什么对二级生物处理出水进行深度处理？第17页/共42页第十七页，共42页。二、部分深度二、部分深度二、部分深度二、部分深度(shnd)(shnd)(shnd)(shnd)处理工艺概述处理工艺概述处理工艺概述处理工艺概述 1 1、悬浮物的去除、悬浮物的去除1 1）颗颗 粒粒 粒粒 径径：二二 级级 出出 水水(ch(ch shu)SSshu)SS是是 以以1um1mm1um1mm的的生生物物絮絮凝凝体体和和未未被被絮絮凝凝的的胶胶体体物物质质。一一般般通通过过混混凝凝、砂砂滤滤、微微滤滤和和反反渗渗透透去去除除（见见p293p293图图7 71 1）。）。2 2）混混凝凝沉沉淀淀：通通过过投投加加混混凝凝剂剂，并并经经快快速速搅搅拌拌混混凝凝，慢慢速速搅搅拌拌絮絮凝凝，使使微微小小颗颗粒粒和和胶胶体体物物质质脱脱稳稳而而凝凝聚，成为较大颗粒絮体而沉淀去除。聚，成为较大颗粒絮体而沉淀去除。a.a.混混凝凝机机理理：压压缩缩双双电电层层(高高价价聚聚合合盐盐)、吸吸附附电电中和、吸附架桥、卷扫中和、吸附架桥、卷扫网捕。网捕。第18页/共42页第十八页，共42页。b.b.投投加加药药剂剂：FeFe、AlAl盐盐、聚聚合合FeFe、AlAl盐盐，聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺等等。投投加加量量要要通通过过实实验验确确定定（为为什什么么？），金金属属盐盐一一般般20100mg/L20100mg/L，聚聚合合FeFe、AlAl盐盐一一般般小小于于50mg/L50mg/L，聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺55左右。左右。c.c.水水动动力力学学：GG值值和和GTGT值值，一一般般多多级级串串联联GG值值逐逐步步减减少，少，9090707050S-150S-1（考虑混凝与絮凝）。（考虑混凝与絮凝）。思考题：混凝过程如何搅拌？为什么？思考题：混凝过程如何搅拌？为什么？3 3）过滤技术：通过滤料和滤膜截留、过滤。）过滤技术：通过滤料和滤膜截留、过滤。a.a.作作用用机机理理：直直接接截截留留，并并逐逐步步形形成成滤滤泥泥层层，截截留留更小的粒子（更小的粒子（20um20um颗粒）。颗粒）。b.b.运运行行：随随着着表表面面截截污污层层变变厚厚，过过滤滤阻阻力力加加大大，过过滤滤水水量量(shu(shu lin)lin)减减少少，此此时时需需反反冲冲洗洗（最最好好是是气液反冲洗，为什么？）。气液反冲洗，为什么？）。第19页/共42页第十九页，共42页。2 2、溶解性有机物去除、溶解性有机物去除1 1）活活性性碳碳吸吸附附：活活性性碳碳具具有有区区大大的的表表面面积积和和细细小小的的孔孔隙隙，能能吸吸附附有有机物，重金属离子等。机物，重金属离子等。活性碳分类活性碳分类(fn li)(fn li)：粒状活性碳和粉末活性碳。：粒状活性碳和粉末活性碳。吸附量：在温度一定条件下，发生等温吸附（具有一定的吸附容量）。吸附量：在温度一定条件下，发生等温吸附（具有一定的吸附容量）。接触方式：多级串联，依次吸附，依次穿透，依次再生。接触方式：多级串联，依次吸附，依次穿透，依次再生。接触时间：接触时间：15-30min15-30min。生物活性炭生物活性炭2 2）O3O3氧化处理氧化处理目目的的任任务务：对对二二级级处处理理水水进进行行以以回回用用为为目目的的的的处处理理，力力求求去去除除污污水水中中存在的有机物、色度和杀菌、消毒。存在的有机物、色度和杀菌、消毒。工工艺艺要要求求：最最好好砂砂滤滤（前前处处理理）+臭臭氧氧。其其效效果果好好，减减少少O3O3使使用用量量，提高提高O3O3效率。效率。动动力力学学要要求求：进进行行混混合合反反应应，加加速速O3O3与与水水的的混混合合，改改善善传传质质、提提高高或或强强化化气气液液接接触触。混混合合反反应应器器：扩扩散散板板式式、喷喷射射式式，机机械械搅搅拌拌（类类似曝气）。似曝气）。3 3）双氧水作用类似）双氧水作用类似O3O3氧化。氧化。第20页/共42页第二十页，共42页。3 3、溶解性性无机盐的去除、溶解性性无机盐的去除危危害害：具具有有腐腐蚀蚀性性，易易结结垢垢，SO42SO42还还原原产产生生H2SH2S，造造成土地板结和盐碱化。因而出水回用和农用前要求脱盐。成土地板结和盐碱化。因而出水回用和农用前要求脱盐。脱盐技术：反渗透、电渗析、离子交换脱盐技术：反渗透、电渗析、离子交换(jiohun)(jiohun)。a.a.反反渗渗透透：利利用用半半渗渗透透膜膜，当当对对高高浓浓度度一一侧侧施施加加高高于于渗渗透透压的压力时，水分子通过渗透膜，从而使水得到净化。压的压力时，水分子通过渗透膜，从而使水得到净化。b.b.电电渗渗析析：在在电电流流作作用用下下，阳阳、阴阴离离子子分分别别通通过过阳阳、阴阴离离子子交交换换(jiohun)(jiohun)膜膜而而在在局局部部富富集集，使使水水得得到到净净化化，从从而脱盐。而脱盐。c.c.离离子子交交换换(jiohun)(jiohun)：带带离离子子水水经经过过交交换换(jiohun)(jiohun)树树脂脂、沸沸石石等等时时，无无机机盐盐通通过过交交换换(jiohun)(jiohun)吸吸附附反反应应而而被去除。被去除。第21页/共42页第二十一页，共42页。4 4、污水的消毒处理、污水的消毒处理原原因因：无无论论什什么么工工艺艺，出出水水细细菌菌(xjn)(xjn)均均会会超超标标，从从而而带带来来危危害。害。使使用用场场合合：污污水水农农灌灌、排排放放水水源源地地上上游游、旅旅游游景景区区，以以及及流流行行病流行季节。病流行季节。消消毒毒方方法法：液液氯氯、臭臭氧氧、次次氯氯酸酸钠钠和和紫紫外外线线，其其优优缺缺点点及及适适宜宜范围见范围见p304p304表表7-37-3。1 1）液氯消毒）液氯消毒原理：原理：Cl2Cl2H2OHOClH2OHOClHClHCl工艺参数：工艺参数：投投加加量量：一一级级20-30mg/L20-30mg/L、一一级级半半处处理理10-15mg/L10-15mg/L、二二级级处处理理5-10mg/L5-10mg/L。混合反应：机械搅拌混合反应：机械搅拌5-15S5-15S，鼓风混合，鼓风混合0.2m3/m3.min0.2m3/m3.min。水力混合：水力混合：V0.6m/sV0.6m/s。接触时间：接触时间：30min30min。要求余氯：要求余氯：0.5mg/L0.5mg/L（为什么？）。（为什么？）。第22页/共42页第二十二页，共42页。2)O32)O3消毒消毒原原理理：O3O2O3O2OO，由由于于O3O3溶溶解解度度低低(仅仅10mg/L10mg/L左左右右)，工工艺艺要要求求水水深深加达加达5-6m5-6m，或接触池密闭，以提高利用率。，或接触池密闭，以提高利用率。接触时间：接触时间：15min15min，但由于，但由于O3O3有腐蚀性，出水必须进行消除处理有腐蚀性，出水必须进行消除处理(chl)(chl)。3 3）次氯酸钠消毒）次氯酸钠消毒原理：原理：Cl2Cl22NaOHNaOCl+NaCl+H2O2NaOHNaOCl+NaCl+H2O NaOCl+H2OHOCl NaOCl+H2OHOClNaOH HOClOClNaOH HOClOCl+H+H+接触时间：同臭氧法接触时间：同臭氧法4 4）紫外线消毒）紫外线消毒原理：紫外线穿透细胞壁并与细胞质反应而达到消毒目的。原理：紫外线穿透细胞壁并与细胞质反应而达到消毒目的。方法：浸水式和水面式（高压石英水银灯）。方法：浸水式和水面式（高压石英水银灯）。照射强度：照射强度：0.190.190.25W.s/cm20.25W.s/cm2。污水深度：污水深度：0.650.651.0m1.0m。缺缺点点：不不能能解解决决消消毒毒后后管管网网的的再再污污染染问问题题，电电耗耗大大，水水中中悬悬浮浮杂杂质质和和色色度度对对紫外线透射有影响。紫外线透射有影响。第23页/共42页第二十三页，共42页。三、脱氮技术三、脱氮技术三、脱氮技术三、脱氮技术(jsh)(jsh)1 1、问问题题提提出出：污污水水中中氮氮一一般般是是过过量量的的，经经二二级级生生物物处处理理后后的的出出水水(ch(ch shu)shu)氨氨氮氮或或总总氮氮往往往往超超标标,带带来来较较大大危危害害：导导致致水水体体营营养养化化，降降低低水水体体DODO浓浓度度，使使水水有有异异味，增加水处理成本；味，增加水处理成本；当当农农灌灌时时，TNTN超超过过1mg/L1mg/L，作作物物因因过过量量吸吸收收氨氨氮氮而而疯长，不结果；疯长，不结果；硝态氮会演变为致癌物。必需进行污染防治。硝态氮会演变为致癌物。必需进行污染防治。措施或对策：物理化学脱氮和生物脱氮。措施或对策：物理化学脱氮和生物脱氮。第24页/共42页第二十四页，共42页。2 2、氨的吹脱去除、氨的吹脱去除 1 1）原理：）原理：NH3+H2ONH4+OHNH3+H2ONH4+OH 。根根据据p307p307图图7-127-12，当当pH11pH11时时，以以NH3NH3的的形形式式存存在在，以曝气形式使以曝气形式使NH3NH3从水中逸出，从而脱氮。从水中逸出，从而脱氮。装装置置：脱脱除除塔塔。采采用用NaOHNaOH或或石石灰灰预预处处理理调调节节pHpH至至10.510.5以以上上；后后进进入入脱脱除除塔塔，水水从从上上方方喷喷淋淋，气气从从塔塔底进入，气液逆向接触，风扇排气。底进入，气液逆向接触，风扇排气。设设计计参参数数：pH10.5pH10.5；水水力力负负荷荷180m3/m2.d180m3/m2.d；气液比气液比2200-23002200-2300；气速；气速1600m/min1600m/min。适适宜宜范范围围：中中高高浓浓度度的的含含NH3NH3废废水水。对对于于城城市市生生活活污污水水和和二二级级城城市市生生活活污污水水处处理理厂厂出出水水(ch(ch shu)shu)采采用用此此法法处处理理后后，NH3NH3浓浓度度仍仍在在数数mg/Lmg/L，冬冬季季会会超超过过10mg/L10mg/L，很很不不经经济济，工工程程上上少少采采用用。因因而而一一般般用用于含高氨氮的工业废水处理。于含高氨氮的工业废水处理。思考题：吹脱氨氮会带来那些环境问题？思考题：吹脱氨氮会带来那些环境问题？第25页/共42页第二十五页，共42页。3 3、生物脱氮、生物脱氮1 1）污污水水中中的的含含氮氮化化合合物物有有有有机机氮氮（蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、尿尿素素、胺胺类类化化合合物物等等）和和氨氨态态氮氮等等。在在初初沉沉池池前前，其其形形态态以以前前者者为为主主（为为什什么么？）；经经初初沉沉池池水水解解后后以以NH4NH4为主（为什么？）为主（为什么？）。具体反应如下：。具体反应如下：氨氨 化化 反反 应应：以以 氨氨 基基 酸酸 为为 例例，RCHNH2COOHRCHNH2COOHO2RCOOHO2RCOOHCO2CO2NH3NH32 2）当当初初沉沉池池出出水水进进入入曝曝气气池池后后，由由于于C/NC/N比比高高，微微生生物物以以异异氧氧菌菌为为主主，对对有有机机物物进进行行降降解解，此此时时对对氨氨氮氮的的降降解解以以同同化化代代谢谢(dixi)(dixi)为为主主；当当BOD5/NBOD5/N3 3时时开开始始进进行行硝硝化化反反应应（为为什什么么？），第第一一步步由由亚亚硝硝酸酸菌菌将将氨氨氮氮(NH4(NH4和和NH3)NH3)转转化化成成亚亚硝硝酸酸盐盐(NO2-N)(NO2-N)；第第二二步步再再由由硝硝酸酸菌菌将将亚亚硝硝酸酸盐盐氧氧化化成成硝硝酸酸盐盐（NO3NNO3N）。具具体反应如下：体反应如下：NH4 NH43/2O2 NO2-3/2O2 NO2-H2OH2O2H2H NO2-NO2-1/2 O2 NO3-1/2 O2 NO3-第26页/共42页第二十六页，共42页。n n若考虑硝化细菌新细胞的合成，则反应式为：若考虑硝化细菌新细胞的合成，则反应式为：n n 55NH4 55NH476O276O2109HCO3109HCO3 n n C5H7NO2 C5H7NO254 NO2-54 NO2-57H2O57H2O104H2CO3104H2CO3n n 400NO2-400NO2-NH4NH44H2CO34H2CO3HCO3HCO3195O2195O2n n C5H7NO2 C5H7NO23H2O3H2O400NO3-400NO3-n n将两式合并，得：将两式合并，得：n n NH4 NH41.83O21.83O21.98HCO31.98HCO3n n 0.02C5H7NO2 0.02C5H7NO21.04H2O1.04H2O0.98NO3-0.98NO3-1.88H2CO31.88H2CO3n n硝化反应过程中氮元素的转化过程如下：硝化反应过程中氮元素的转化过程如下：n n NH4 NH4 NH2OH NOH(NO2.NHOH)NO2-NO3-NH2OH NOH(NO2.NHOH)NO2-NO3-n n NH4NH4 氧氧 化化 为为 NO2-NO2-经经 历历 了了 3 3个个 步步 骤骤 6 6个个 电电 子子 变变 化化，这这 说说 明明(shumng)(shumng)亚亚硝硝酸酸菌菌的的酶酶系系统统十十分分复复杂杂，而而硝硝酸酸反反应应只只经经历历了了1 1步步和和2 2个电子变化，相对简单些。个电子变化，相对简单些。n n影响生物硝化的因素有：温度、溶解氧、影响生物硝化的因素有：温度、溶解氧、pHpH、有毒物质和、有毒物质和C/NC/N比。比。第27页/共42页第二十七页，共42页。3 3）硝化反应的条件与工艺参数：）硝化反应的条件与工艺参数：微生物：硝化菌、亚硝化菌、光合细菌。微生物：硝化菌、亚硝化菌、光合细菌。碳氮比：碳氮比：C/N3C/N3或或=2.86=2.86（不是书中所提的（不是书中所提的BOD20mg/L.BOD20mg/L.DODO：根根据据反反应应方方程程式式摩摩尔尔氮氮变变成成NO3NO3，需需2mol2mol分分子子氧氧，即即需需要要O24.57g(O24.57g(硝硝化化需需氧氧量量)，在在曝曝气气池池中中DODO须须维维持持在在1.51.52.0mg/L2.0mg/L。pHpH：高高硝硝化化速速度度出出现现在在pH=7.8-8.4pH=7.8-8.4，当当pHpH6 6或或9 9时时，硝硝化化反反应应将将停停止止；生生活活污污水水pHpH值值稳稳定定，要要维维持持pHpH稳稳定定，必必须须要要有足够的碱度，每硝化有足够的碱度，每硝化1gN1gN，需碱度，需碱度7.1g7.1g。水水温温（t t）：适适应应温温度度30-3530-35，当当t10t3BOD/N3。n nc c、DODO0.5mg/L0.5mg/L。n nd d、pHpH值值：适适宜宜pHpH为为6.56.57.57.5，过过高高过过低低（8 8或或6 6）都将受到影响。都将受到影响。n ne e、温温度度：适适宜宜20-3820-38，当当t t1515明明显显下下降降、33停停止止(tngzh)(tngzh)。n nf f、HRTHRT：由由于于反反硝硝化化速速度度快快，5 510min10min基基本本完完成成，30min30min能能达达到到85-90%85-90%左左右右。故故缺缺氧氧段段或或反反硝硝化化段段HRTHRT1 11.5h1.5h。n n其它可参见其它可参见P311P311表表7-47-4。第31页/共42页第三十一页，共42页。5 5）同同 时时 硝硝 化化 一一 反反 硝硝 化化(Simultaneous(Simultaneous Nitrification Nitrification DenitrificationDenitrification，简写为，简写为SNDSND）指指硝硝化化与与反反硝硝化化二二个个过过程程同同时时在在反反应应器器中中进进行行或或硝硝化化的同时进行反硝化反应。的同时进行反硝化反应。理论依据有宏观环境、微环境理论和生物学解释。理论依据有宏观环境、微环境理论和生物学解释。宏宏观观环环境境解解释释为为充充氧氧、混混合合、布布水水不不均均，形形成成局局部部缺缺氧厌氧，发生反硝化。氧厌氧，发生反硝化。微微环环境境理理论论认认为为在在污污泥泥或或生生物物膜膜上上存存在在DODO浓浓度度梯梯度度，即由好氧即由好氧缺氧缺氧厌氧（或硝化厌氧（或硝化反硝化）。反硝化）。微微生生物物学学理理论论：发发现现了了好好氧氧反反硝硝化化菌菌和和异异氧氧硝硝化化菌菌,打打破破了了传传统统的的好好氧氧条条件件(tiojin)(tiojin)下下自自养养菌菌硝硝化化与与缺缺氧氧条件条件(tiojin)(tiojin)下异养菌反硝化的观点。下异养菌反硝化的观点。第32页/共42页第三十二页，共42页。6 6）、生物脱氮工艺）、生物脱氮工艺后置反硝化后置反硝化a a、传统三级脱氮工艺（、传统三级脱氮工艺（P312P312图图7-157-15）各各段段有有自自己己的的沉沉淀淀池池与与污污泥泥(w(w n)n)回回流流系系统统，反反硝硝化化投投加加外外加碳源。加碳源。第33页/共42页第三十三页，共42页。b b、二级后置脱氮工艺、二级后置脱氮工艺(gngy)(gngy)（倒置反硝化）（倒置反硝化）第34页/共42页第三十四页，共42页。2 2）前置反硝化，又叫）前置反硝化，又叫A/OA/O工艺（缺氧好氧工艺）工艺（缺氧好氧工艺）该该工工艺艺不不需需设设中中沉沉池池和和投投加加C C源源，在在反反硝硝化化段段反反硝硝化化后后回回收收部部分分(b(b fen)fen)碱碱度度，同同时时降降解解部部分分(b(b fen)fen)有有机机物物，对对好好氧氧段段有有利利，减减少少供供氧氧量量，并并有有利利于于难难降降解解有有机机物物降降解。解。第35页/共42页第三十五页，共42页。3）A2/O工艺（厌氧缺氧好氧工艺）该工艺具有脱氮除磷功能。厌氧段形成厌氧环境，使聚磷菌释放磷，利用其在好氧段加倍吸收磷；在缺氧段进水与回流硝酸氮和亚硝酸氮混合，在反硝化(xio hu)菌的作用下进行反硝化(xio hu)，并降解部分有机物，回收部分碱度；在好氧段进行有机物的降解、氨氮的硝化(xio hu)和磷的吸收。第36页/共42页第三十六页，共42页。7 7）、影响因素与主要技术参数）、影响因素与主要技术参数a a、HRTHRT：对对城城市市污污水水处处理理厂厂，为为取取得得8080以以上上的的硝硝化化率率和和6060以以上上的的脱脱氮氮率率，必必须须保保证证(bozhng)(bozhng)相相应应的的HRTHRT。一一般般硝化段硝化段6h6h，反硝化段，反硝化段1.5h1.5h左右。左右。b b、内回流：一般、内回流：一般R200R200。C C、MLSSMLSS：3000mg/L3000mg/L。d d、QcQc：20d20d以上，不得低于以上，不得低于15d15d。e e、氨氮负荷：一般低于、氨氮负荷：一般低于0.03gN/0.03gN/（gMLS