城市污水处理 54页

城市污水处理目录1、概述1.1、城市污水的来源1.2、城市污水的水质2、城市污水的处理系统3、城市污水的好氧生物处理3.1、污水的好氧生物处理机理3.2、城市污水的好氧生物处理工艺3.2.1、活性污泥法3.2.2、生物膜法4、污水处理的生物脱氮、除磷、与消毒4.1、污水的生物脱氮处理技术4.2、污水处理的除磷技术4.3、生化处理出水的消毒技术5、污泥处理5.1、污泥处理的必要性5.2、污泥浓缩5.3、污泥脱水5.4、污泥的处置5.5、城市污水处理厂污泥脱水及调理剂投加量与费用比较5.6、城市污水处理厂污泥脱水调理剂投加量及费用比较表\n1、概述（2010年14月4日修改）水是人类赖以生存的宝贵资源之一，可以说没有水就没有生命。人们日常生活需要水，工农业生产离不开水，人们在用水的同时又向环境排放大量被污染的水，这些污水包括生活污水，工业污水及其它被污染的水，如不处理，势必造成对环境的污染，影响人们的身心健康，亦给工农业生产等造成一定危害。我国是水资源匮乏的国家,据统计，全球人均拥3有淡水8500m3（以55亿计），中国人均拥有淡水资源大约是世界人均占有淡水量的1/4（2632m3/年、另资料为2400m3/年）。我国水资源最大特点是时空分布不均，东南富水，西北缺水，长江、珠江及东南诸河占全国水资源量的65.3%,耕地只占全国的38%左右;黄河、淮河、海滦河诸流域占全国水资源量的4.73%，耕地却占40%左右。我国北方人均占有淡水资源只有全国人均的一半（1200m/年•人）左右。可见我国北方缺水是十分严重的。所以，保护环境，治理污染是我们义不容辞的责任，是造福子孙后代的大事。1.1、城市污水的来源城市污水主要来源于城市居民生活中产生的污水、城市区域收水管网收集的各类工业企业生产工艺中排出的工业废水及城市雨水和部分受污染的地面水。城市生活污水主要包括居民家庭、宾馆饭店、机关单位、学校、商店等居民的洗菜、做饭、洗澡、洗衣、冲厕所等用水。污水中含有淀粉、蛋白质、油脂以及氮、磷等无机物，此外还含有病原微生物（致病菌、病毒、人寄生虫）等。1.2、城市污水的水质不同城市（镇）的污水水质相差很大,对不同质的污水可用分析和检测的方法对污水中的污染物质作出定性、定量的检测来分变污水的水质。检测的指标可分为物理、化学、生物三大类。第一类，物理性指标包括：①感官物理性指标。如，温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等。②其他物理性状指标。如，总固体（TS）、悬浮固体（SS）、可沉固体、挥发性固体V和固定性固体FS、电导率（测电导率主要得知水中溶解性盐类的多寡。电导率以卩s/cm表示。通常的自来水含盐量从几百至1000mg/L左右，测得的电导率为100〜1000卩s/cm）等。第二类，化学性指标包括：①一般化学性指标。如，pH值、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等。②有毒的化学性水质指标。如重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。③有关氧平衡的水质指标。如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）等。第三类，生物学水质指标：包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。其中常用的水质指标：pH、悬浮固体、COD、BOD、氮和磷等。2、城市污水的处理系统不同的污水，处理工艺也应有很大的不同,但所有的处理工艺都包括预处理单元、生化处理单元及污泥处理单元三个部分，预处理单元包括粗、细格栅，沉砂池，初沉池等，目的是去除较大的悬浮物和呈悬浮状态的有机物，以减轻后续处理的负荷，保证后续处理设施的稳定运行。生化处理单元可以去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物。污泥脱水单元包括污泥浓缩、机械脱水、干泥外运，对污泥脱水单元来说各污水处理厂处理方式大体是相似的。由于污水的多样性，所以处理方法也是各不相同的。按处理方法分类大体上可划分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法及生物化学处理法四大类。按处理程度（深度）分类大致分为一级、二级、三级处理。一级处理也称初级处理，主要去除废水中大的漂浮物、悬浮物、砂及油类等。一级处理大多采用物理方法，如格栅一隔油一沉砂一沉淀等。有时也采用化学或物化方法，如中和与化学絮凝等。二级处理主要去除废水中的溶解性或胶态有机物及悬浮物，主要采用生物方法，有时也用\n一般物理化学方法。生物处理法是利用大量依靠有机物生活的微生物，它们有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大功能。人们就是利用这一功能并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化分解有机物效率的一种污水处理方法。生物处理分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法两大类。好氧性生物处理效率高，使用广泛，它已成为生物处理法的主流，城市污水处理主要应用好氧性生物处理工艺处理的。三级处理是一种高级处理，也称深度处理。主要是去除一、二级处理后残留的污染物及二级处理过程中分散或游离的菌体。如废水中的盐及难生化的有机物（城市污水包括氮、磷的去除）等。处理方法很多，如过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、絮凝过滤等。城市污水处理工艺图：城市污水处理系统注：（1）泵有时不需要，亦可能移至沉砂后，或与均化结合；（2）在小型污水厂中，可酌情使用均化；（3）初雨径流一般只处理到初沉为止；（4）在有条件的地方，可结合采用稳定塘及（或）土地处理。一级处理单元：格栅一一处理城市污水的格栅一般分为粗格栅和细格栅两种，粗格栅是去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大杂物、悬浮物的作用，保证后续处理设施能正常运行粗格栅栅条间隙一般为10〜100mm细格栅是为进一步去除污水中较大悬浮物，细格栅栅条间隙一般为3〜10mm格栅分为人工格栅和机械格栅两种。污水通过栅筛的前后水位差宜小于0.3m。作用：截流较大的悬浮物及杂质，以减轻水处理负荷和保证后续处理设备及构筑物正常运行。格栅：由一组平行金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部。栅渣：格栅拦截的物质。栅渣含水率约为70%~80%，容重约为750kg/m3。\n格栅类型按形状：平面格栅曲面格栅按格栅栅条的净间距：粗格栅（50—100mm）中格栅（15—40mm）细格栅（3—10mm）人工清渣格栅适用于小型的污水处理厂〔站〕，栅渣量w0.2m3/d时采用，格栅安装角度以30°--45°为宜＜城市污水栅渣量计算格栅间隙16—25mm：3330.1--0.05m3/103m3格栅间隙30—50mm：3330.03--0.01m3/103m3机械格栅用机械清除栅渣的格栅称机械格栅，栅渣量＞0.2m3/d时采用，安装角度通常采用60°-70°有以下形式：格栅的选择栅条断面的选择格栅的设计设计参数栅前流速一般控制在0.4—0.8m/s过栅流速一般控制在0.6—1.0m/s过栅水头损失一般在0.2—0.5m之间栅渣量0.1--0.01m3/103m3栅渣含水率80%，容重750kg/m3设计内容:尺寸计算、水力计算、栅渣量计算及清渣机械的选用等。沉砂池——沉砂池的作用是去除污水中的砂子、煤粒等比重较大的颗粒。沉砂池可分为平流式、竖流式、曝气式及旋流沉砂池等。平流沉砂池的设计参数：最大流速为0.3m/s,最小流速0.15m/s;停留时间不少于30m/s,—般为30〜60s；水深不大于1.2m,一般采用0.25〜1.0m,池宽不小于0.6m；池底坡度一般为0.01〜0.02。曝气沉砂池的设计参数：水平流速一般取0.08〜0.12m/s；停留时间为4〜6min,雨天最小为1〜3min；水深为2〜3m,池宽比水深为1〜1.5,池长比可达5;穿孔孔径为2.5〜6mm曝气管距池底0.6〜0.9m。旋流沉砂池的设计参数：桨叶转速12r/min,平均水流0.3〜0.4m/s,水深5.05m。调节池一一对较大规模的城市污水处厂由于城市管网自身具有较大的水量水质调节作用，可不设调节池。但对规模较小的城镇或区域性污水处理厂需设置调节池，用以调节均衡水量水质的变化，以达到稳定后续处理单元的运行与出水的处理效果。沉淀池一一沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。用于生物处理法中作预处理的称为初次沉淀池（或称一沉池），设在生物处理池后的称为二次沉淀池。城市污水处理的初沉池一般可去除40%〜55%勺悬浮物，同时也可去除悬浮的BOD一般去除率为总BOD勺20%〜30%沉淀池分为平流式、竖流式及辐流式三种。各种沉淀池的比较\n池型优点缺点适用条例平流式1、沉淀效果好；2、对污水量和温度变化的适应能力较强；3、施工简易，造价较低。1、池子配水不易均匀；2、如无机械排泥设备，则排泥操作复杂。1、适用于地下水位高及地质较差地区；2、适用各种水量的污水厂。竖流式1、排泥方便，管理简单；2、占地面积较小。1、池子深度大，施工较困难；2、造价较高；3、对水量和水温的适应性较差。适于小型污水厂使用。辐流式多有机械排泥设备，操作管理方便。1、机械排泥设备复杂；2、对施工质量要求高。1、适用于地下水位较高地区；2、适用于大、中型污水厂。城市污水处理厂沉淀池设计参数沉淀池类型在处理工艺中的作用沉淀时间（t/h）表面水力负荷污泥量/(g•d-1人-1)污泥含水率/%q，/(m5m2•h-1初沉池单独沉淀池1.5〜2.01.5〜2.515〜2795〜97初沉池二级处理前1.0〜2.01.5〜3.014〜2595〜97二沉池活性污泥法后1.5〜2.51.0〜1.510〜2199.2〜99.6二沉池生物膜法后1.5〜2.51.0〜2.07〜1996〜98二级处理单元：生物反应池一一该池是二级污水处理厂核心处理装置，是对污水中的有机物和部分无机物进行碳化、氨化、硝化或反硝化，使之无害化的重要单元。城市污水在本单元的氧化处理停留时间一般4〜6小时即可。二次沉淀池（见沉淀池）：三级处理单元：城市污水的三级处理就是要去除经二级处理未被去除的污染物。这些污染物包括：a、在受纳水体中能促进藻类生长的可溶的无机化合物，如磷和氮之类；b、能助长生化需氧量、化学需氧量、颜色、味道和气味的有机物质；C细菌；D病毒；E造成浊度的胶体物质；F、妨碍污水重复使用的矿物质。一般城市污水的三级处理包括化学混凝、过滤、杀菌、消毒等。混凝一一城市污水经二级生物法处理后再混凝处理的化学药剂有石灰、铝盐、铁盐和聚合物等。经有关试验表明，聚合硫酸铁用于二级生物处理后的深度处理效果更好，使用量大约为50〜100mg/L左右。过滤——过滤一般采用的介质是无烟煤和石英砂；活性炭与石英砂；树脂层和石英砂；无烟煤、石英砂和砾石；活性炭、无烟煤和石英砂；活性炭、石英砂和砾石。杀菌消毒——消毒可分为两大类，一种为阻截去除，另一种为杀灭去除。阻截去除大致包括混凝沉淀、过滤、活性炭过滤吸附、膜分离等。杀灭去除方法包括物理法（如加热、紫外线和超声波杀菌）和化学法（如加氯、臭氧、二氧化氯等）两种，给水处理最常用的方法是氯消毒法。城市污水处厂的电耗通常在0.15〜0.3kW・h/m3污水或0.65〜1.5kW・h/kgBOD5之间。3、城市污水的好氧生物处理城市污水厂的处理对象主要是杂物、漂浮物、砂粒、悬浮物、CODBOD氮、磷、病毒、病菌等。因此、城市污水厂的一切设施都是围绕去除上述污染物服务的。污水中的杂物、漂浮物及砂粒是通过物理方法去除的，其COD氮、磷及病毒、病菌等主要依靠生化、物化处理达标排放的。城市污水处理通常只采用一级和二级处理后达标排放，因此又称常规处理法。3.1、污水的好氧生物处理机理3.1.1、微生物的新陈代谢和底物的降解\n微生物同所有的生物一样，在生命活动的过程中，从外界摄取营养，提供生命活动所需能量、合成新的生物机体、生长繁殖、排泄废物。这种过程称之为新陈代谢。新陈代谢大体上分为二大类：A.分解代谢：物质分解及提供能量的代谢，又称异化作用。如：好氧氧化（即有氧氧化）：有机物好氧生物氧化顺序如下：混合有机物一1.含碳有机物（如葡萄糖）的碳化-（CO）、碳化（葡萄糖）C6H12C6+6Q—6CO+6HO+68800卡2.含氮有机物（如氨基酸）的氨化—（NJ）、3.氨氮的亚硝化—（NO-）—亚硝酸氮的进一步氧化—硝酸氮（NO）。亚硝化毛杆菌硝化杆菌有机氮（R•NH•COO氨基酸类）—NH+（+Q）—NO（+Q）—NO氨化硝化反硝化：GH2Q+4NQ—（脱氮）6CO+6F2O+2NJB.合成代谢：生物为了维持自己的生命，生育下一代而进行的各种化学变化总称为代谢。消耗能量合成生物体的代谢，又称同化作用。微生物的各项生理活动，必须从周围环境摄取营养物质，予以利用，这些物质我们称之为底物。在废水处理中，所谓底物的降解就是污水中的有机物和其它营养物质的降解。正是利用微生物底物降解作用达到污水处理的目的。细菌的细胞原生质的合成：细菌利用氧化时得到的能量，以NH为氮源，合成细胞原生质。nGHO）+Nf+（nx-5+1/4ny-1/2nz）Q+能量—CbHNO（细胞原生质通式）+（nx-5）CO+1/2（ny-4）fOC.内原呼吸：在新细胞合成与微生物增长过程中，除氧化一部分有机物以获得能量外，还有一部分微生物细胞物质也在进行氧化分解，并供应能量。这种细胞物质的氧化称为自身氧化或内源呼吸。当有机物充足时，细胞物质大量合成，内源呼吸并不明显；但有机物近乎耗尽时，内源呼吸就成为供应能量的主要方式，是微生物生活所需的主要能源。N（C5H7NQ）+5nQf5nCC2+2nH20+nN3+能量3.1.1、生物酶生物酶是一种催化剂，生物的一切生命活动都是在酶的催化作用下完成的。生物离开了酶，生命活动就无法进行。酶具有如下特点：A.酶的催化效率高，催化反应速度快。B.酶有高度的专一性，一种酶只能作用于一些结构相似的化合物。C.酶是一种蛋白质，具有蛋白质的特性，因此高温、强酸碱、重金属等可使其丧失活性或者抑制。当温度低于35C时，每升高10C，将使酶反应速度增加一倍。超过35C以上时，一般的酶就会破坏变质，反应速度迅速下降，少数酶具有抗热性，可以在65〜70°C下仍发挥作用。D.酶的变异和适应，人为改变微生物的环境条件，微生物受到外界因素的变化而发生变异，污水处理中人们进行的污泥菌种的驯化就是利用这一特性。\n细胞分子式通常表示为：C5H7NQ或C60H87Q3N12P。其分子量为1374。其中氮所占比例为168/1374或0.122,磷所占比例为31/1374,或0.023（以重量计）。氮的需要量=0.122△X磷的需要量=0.023△X式中△X――生物体的日产量（kg/d）。由细胞分子式可以知道，微生物对营养的要求主要是C、N、P,并可估算N、P需要量为BOD：N:P=100:5：1。废水中的氮和磷浓度如不足,则会造成因缺乏营养而引起丝状菌性污水膨胀。3.1.1、微生物的环境影响因素A.营养：微生物细胞是由多种化学成分所组成，因此其生长繁殖需要有一定比例的营养物质，污水中除以BOD所代表的含碳有机物外，还需要有一定比例的氮、磷和其他微量元素。否则会影响微生物的代谢活动，降低处理效果，或诱发污泥膨胀等异常情况发生。一般进水BQD5值以不超过500〜1000mg/L,不低于100mg/L为宜；对氮、磷的需要量应满足：BOD：N：P=100：5：1（好氧）。微生物所需的营养物质如下：碳源有机化合物如糖、醇、有机酸等，无机化合物如碳酸盐、二氧化碳等。氮源有机氮如蛋白质、氨基酸、尿素等，无机氮如氨、硝酸、亚硝酸及其盐类。磷源磷酸及其盐类。其它无机元素主要元素如硫、钾、钙、镁。微量元素有铁、锰、锌、铜、钴等。水水是微生物最基本的营养元素。生长因素某些微生物需要外加生长辅助素。B.温度：水温是影响微生物生长活动的重要因素，在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内对中、常温菌、高温菌，温度升高，会使微生物活动旺盛，提高反应速度。对于生化过程，一般认为水温在20〜35C时效果最好，35C以上和10C以下净化效果即行降低。最佳温度在20-30C。故建议系统的初次运行不要放在冬天进行。当温度低于35C时，每升高10C，将使酶反应速率增加一倍。超过35E以上时，一般的酶就会破坏变质，反应速率迅速下降。少数的酶具有抗热性，可以在65〜70°C下仍发挥作用。C.pH值：对于好氧生物处理，pH一般以6.5〜8.5为宜。pH值低于6.5真菌开始与细菌竞争，降低到4.5时，真菌则完全占优势，而原生动物将全部消失，严重影响沉淀分离和出水水质；pH超过9.0代谢速度受到影响。城市污水处理厂进水pH大都在6.5〜8.5之间，因此、城市污水处理厂一般不存在pH值高低的影响问题。D.溶解氧：氧的需要是微生物代谢的的函数，对于好氧菌，供氧不足会出现厌氧状态，妨碍正常的代谢过程，滋长丝状菌。在活性污泥工艺中，当长时间溶解氧不足时，会导致污泥膨胀。溶解氧过高又可能造成活性污泥的过氧化、降低了活性污泥的活性。活性污泥法曝气池的溶解氧一般掌握在2.0〜4.0mg/L范围内灵活控制运行，为了节省能源，可控制在1.5〜2.0mg/L范围内运行。E.毒物：重金属离子（As、PbCr、Cd使蛋白质变性，造成毒害作用；NhkN、SQ2-（厌氧）过高、产生抑制作用；其它影响环境因素的物质，如油、盐类等。城市污水中上述毒物浓度一般\n不大可能造成对活性污泥的毒害作用。3.1.1、微生物的生长规律了解微生物的生长规律，更好地控制好各种条件，才能取得较好的处理效果。微生物生长分四个时期：停滞期：培养阶段，微生物适应新的环境，细菌不增加。对数期：细菌（微生物）适应新的环境后，微生物迅速繁殖。静止期：微生物繁殖速度和死亡速度达到平衡。衰老期：营养物质耗尽，微生物进行内源呼吸，污泥解体。3.1.2、污水处理中的微生物菌群污水处理中微生物是一个群体，相互影响，处于一个平衡的环境中。细菌：营养丰富时大量繁殖，出水BQD浓度较高。原生动物：以细菌为食料，出水较清澈，BQD浓度较低，如纤毛虫等。后生动物：以细菌、原生动物为食料，如线虫等。一般在污水处理中，由于厌氧过程中无原生动物等，故出水较混浊。3.1.3、活性污泥生物相的观察活性污泥处理系统生物相的观察,是为了解活性污泥中微生物的种类、数量等，及时掌握生物相的变化、运行系统的状况和处理效果，及时发现异常现象或存在的问题，对运行管理予以指导。活性污泥微生物一般由细菌（菌胶团）、真菌、原生动物和后生动物等组成，其中以细菌为主，且种类繁多。当水质条件和环境条件变化时，生物相一般也会跟着发生变化。一般活性污泥法处理效果好时，菌胶团呈大型分枝较多，微型动物中以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等，也会见到少量游动纤毛虫，如草履虫、肾形虫，而后生动物如轮虫较少出现。一般来讲，城市污水处理厂活性污泥中，微生物相当丰富，各种各样微生物都会有。活性污泥法在不同的净化条件下出现的虫属：活性污泥净化能力高时:出现的多为匍匐型及固着型的纤毛虫,如楯纤虫、钟虫、累枝虫等（占80〜95%。活性污泥净化能力低下以及恢复期:出现的多为匍匐型和自由游泳型，如漫游虫、斜管虫、尖毛虫等。活性污泥净化能力恶化或运行初期:出现的多为的自由游泳型的纤毛虫，如豆形虫、瞬目虫、尾丝虫等。还出现大量的多波虫、屋滴虫、侧滴虫等鞭毛虫。活性污泥法指标微生物简介：A、活性污泥净化性能良好时出现的微生物（活污泥性生物）有钟虫、等枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着型生物或或匍匐型生物。B活性污泥净化性能恶化时出现的生物（非活污泥性生物）有多波虫、侧滴虫、屋滴虫。极端恶化时见不到仍何生物。C活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物（中间活污泥性生物）为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。D活性污泥分散解体时出现的生物为蛞蝓简变虫、辐射变形虫等肉足虫。E活性污泥膨胀时出现的生物为球衣菌、各种霉菌等（SVI大于200）。F、溶解氧不足时出现的微生物为贝氏硫磺细菌等。这些微生物出现时，活性污泥呈黑色、腐败发臭。G曝气过量（很长时间）时出现的微生物为变形虫、轮虫等。H废水浓度过低时大量出现的微生物为游仆虫。J、BODS荷低时出现的微生物为表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫，这也是硝化进行的指标。K冲击负荷和毒物流入时出现的生物。楯纤虫最灵敏，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷或流入了少量毒物。\n废水生物处理中的常见生物\n丙.废水生物处理过程中常见的微生物\nZ.高务细曲(I)欢衣歯废水住物处理中常见的生泵二/获分幻-和求衣联色耐体劝肚分界-棺球衣曲缴(£后总体科卅翼体上厂^^^)o忍蘊;夕/M财创片球衣也'K衣葫斤鹿曲追应飒位規敷林珈好财Uf翻袒第耕上\n廈水辿閱常见的微生物三約誦仝财緘轴上当大*的剑毛球M成对肚知助叹T6构料咲亍吴立輸仪曲\n㈡秽辆(0幷毛目\n⑵全名目\n\n红斑癖体虫093-12橄型后生动初】•纤毛2•口前叶3•池点4•序毛5•消化管6.肾音7•旁节8劳悴\n3.2、城市污水的好氧生物处理工艺城市污水处理工艺主要装置是生化处理单元，生化处理单元主要以活性污泥法为主，也可采用生物膜法。活性污泥法常用的工艺有普通活性污泥法，AB法，氧化沟，SBR法及A2/0法等。选择合适的活性污泥处理方法，除了全面、准确地掌握进水水质、水量外，还必须掌握各种生化处理方法的特点、适应范围等，经全面的技术、经济比较后才能决定，应考虑的技术经济指标有：A、处理单元污水量的投资，削减单元污染物的投资；B、处理单元污水量的电耗和成本，削减单元污染物的电耗和成本；C、运行性能的可靠性，达标的可靠性；D、管理、维护难易程度；E、占地面积；F、产泥量；G、除磷脱氮的效果。3.2.1活性污泥法“活性污泥”通常系指经过专门培训的好氧微生物群体。“活性污泥法”是使活性污泥在一定条件（空气、营养、温度、pH值等，同时必须保持污泥在悬浮状态下运行。）下和污水充分接触，生生不息，循环利用，从而使污水净化的方法。活性污泥具有吸附和分解废水中有机污染物的能力、显示生物化学活性。活性污泥净化废水过程几个阶段的特点是：吸附和吸收：粘附和附聚及吸附和吸收是一个快速的初期去除过程。本过程有机物的去除率是相当高。在10〜40分钟废水中BOD可下降80〜90%，此后，下降速度减慢，继续曝气BODS有上升。主要是复杂有机物被分解成简单有机物暂时释放之故。有机物的分解与合成：活性污泥微生物以废水中的各种各样的有机物作为营养加以吸收代谢和合成新的细胞，并从中取得维持生活的能量。废水中的有机物于曝气池内在微生物的代谢作用下，其中的一部分形成CO及HO等无机化合物；另一部分则被合成为新的活性污泥，从废水中分离出去，使废水得到净化。生化处理生物对有机物的各种基团的降解顺序大致是：醛基一CHO酮基一CO羟基一OH氨基一NH,氢硫基一SH,甲基一CH3等，还有一些基团如酰胺基一CONH酯基一R-COO-R，硫酸基一OS3，磺酸基一SOH,氯基一Cl，醚基R-O-R等，或是与前面的基团相似，或是位置没有完全确定。活性污泥法工艺活性污泥法是应用最为广泛的生物处理技术。目前活性污泥法处理污水的主要工艺有普通活性污泥法、氧化沟法、SBR法、AB法、酸化水解一好氧法及由SBR法发展的CASS法、CAST法等。活性污泥法处理系统一般说来：a、生物固体停留时间短的高负荷法，往往有很强的处理底物的能力，污泥的活性很高，但污泥的絮凝沉淀性能却很差，出水底物浓度高。b、生物固体停留时间较长的普通活性污泥法，虽然处理底物能力较低，但出水底物浓度较小，污泥的絮凝沉淀性能也较好。c、生物固体停留时间长，处理底物能力低，污泥凝聚差，出水底物浓度高，但剩余活性\n污泥量少A、活性污泥法基本工艺活性污泥法工艺主要是由初沉池、曝气池、二次沉淀池、曝气系统及污泥回流系统等装置组成的基本工艺。活性污泥工艺的基本流程图B、城市污水处理厂典型工艺流程该工艺包括粗细格栅、沉砂池、初沉池一级处理装置，生物好氧处理池、二沉池、剩余污泥浓缩池、污泥厌氧消化池及厌氧后污泥的脱水干化系统组成的二级处理装置和生化处理出水的消毒等组成的三级处理装置。\n生物处理设备一汝初冬彩池q竺弓字弊塑法2无負池消#投氯康污水'沉砂池M：J"S」H排放或三级处理污水流程待泥流程消化气（沼气）脱缩池；；VC/hI~I（＞9r^TT"S和干燥设备污泥处理图3-1城市污水处理厂典型工艺流程\nC•氧化沟工艺氧化沟也叫做氧化渠，也称为循环曝气池，是一种改良的活性污泥法。氧化沟的曝气池呈封闭型，污水和活性污泥在其中作不停的循环流动。采用氧化沟处理污水时，可以不设置初沉池，二次沉淀池可以和曝气部分分开设置，此时需要设置污泥回流系统。如果二次沉淀池与曝气部分合建在同一沟渠中，则可以省去二次沉淀池和污泥回流系统，如侧沟型曝气一沉淀一体化氧化沟。氧化沟可以认为是一个完全混合曝气池，池中浓度变化极小，新进入的污水将得到迅速的稀释，因此具有很强的抗冲击负荷能力。\n卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟格栅和除砂Carrousei®氧化沟回流污泥图1第一代普通Carrousel®\n澄清池\n剩余污泥氧化沟系统形式\n卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟\n奥贝尔氧化沟奥贝尔（Orbal）氧化沟进水\n二沉池回流污泥\n普通氧化沟设计参数：负荷L=0.05〜O.lkgBOD/kgMLSSdBOD容积负荷Lv=0.15〜0.3kgBOD/m・dMLSS=250〜05000mg/LHRT=24〜68h污泥回流比R=60〜200%生物固体停留时间9c=8〜50d奥贝尔氧化沟设计参数：生物固体停留时间9c=5〜30d负荷L=0.07〜0.4kgBOD/kgMLSSdBOD容积负荷Lv=0.28〜2.4kgBOD/m3-dMLSS=300〜06000mg/LHRT=4〜24h污泥产率0.6〜1.2kg/kgBOD5需氧量0.8〜1.6kg02/kgBOD54.6kg02/kgNH3-NA.序批式活性污泥法（SBR与CASSft）SBR法即序批式活性污泥法，近年来在污水处理中得到广泛研究和应用。SBR法具有一系列优于活性污泥法的优点，系统设备组成简单，投资少，运行效果好。不设二沉池和污泥回流设备，不设调节池，将厌氧消化（或缺氧）、好氧分解和沉降集中在同一反应器中，通过控制时间程序完成处理运行。在多池系统中，待机的目的是在转向另一个单元前为一个反应器提供时间以完成它的整个周期。待机不是一个必需的步骤，可以去掉。在待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除剩余污泥。待机期的长短由原水流量决定。排除剩余污泥是SBR运行中另一个重要步骤，它并不作为五个基本过程之一，这是因为排放剩余污泥的时间不确定。与传统的连续式系统一样，排除剩余污泥的量和频率由运行要求决定。在一个SBR的运行过程中，剩余污泥排放通常在沉淀或闲置期间。SBR系统的一致特点是不需回流系统，这就减少了机械设备和有关控制系统。SBR工作原理：活性污泥法利用微生物去除有机物。首先需要微生物将有机物转化成二氧化碳和水以及微生物菌体，反应后需要将微生物保存下来，在适当时间通过排除剩余污泥从系统中除去新增的微生物，连续流工艺是从空间中进行这一过程的，污水首先进入反应池（曝气池），然后进入沉淀池对混合液进行沉淀，与微生物分离后的上清液外排。而SBR则是通过在时间上的交替实现这一过程，他在流程上只设一个池子，将曝气池和二沉池的功能集中在该池子上，兼行水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能。SBR在时间上进行交替运行就是它的工作方式，SBR是按周期运行的，每个周期的循环过程包括进水、反应（曝气）、沉淀、排放和待机等五个工序。从某个进水期到下一个进水开始之前的一段时间称为一个工作周期。SBR是传统活性污泥法的一种变形，它的反应机制以及污染物质去除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。在SBR的运行中，每个周期循环过程即进水、反应、沉淀、排放和待机都是可进行控制的。每个过程与特定的\n反应条件相联系（混合/静止，好氧/厌氧），这些反应条件促进污水物理和化学特征有选择的改变，这些改变使出水得到了完全的处理。SBR工艺的基本运行操作进水进水曝气欝总工艺脱氮运行程序沉淀排泥排水2.0h1.0h1.00.5h进水阶段-仮应阶段T沉兀淀尬段T排:水介段T待机阶」段①进水期指从向反应器开始进水至到达反应器最大容积时的一段时间。在此期间可分为三种情况：曝气（好氧反应）、搅拌（厌氧反应）及静置。在曝气的情况下有机物在进水过程中以大量被氧化，在搅拌情况下则抑制好氧反应。对应这三种方式就是非限制曝气、半限制曝气和限制曝气。运行时可根据不同微生物的生长特点、废水的特点和要达到的处理目标，采用费限制曝气方式、半限制曝气方和限制曝气方式进水。通过控制进水阶段的环境，就实现了反应器不变的情况下完成多种处理功能。而连续流中由于各构筑物和水泵的大小规格已定，改变反应时间和反应条件是困难的。②反应期反应的目的是在反应器内最大水量的情况下完成进水期已开始的反应。根据反应的目的决定进行曝气或搅拌，即进行好氧反应或缺氧反应。在反应阶段通过改变反应条件，不仅可以达到有机物降解的目的，而且可以取得脱氮、除磷的效果。③沉淀期\n沉淀的目的是固液分离，本工序相当于二沉池，停止曝气和搅拌，污泥絮体和上清液分离。由于在沉淀时反应器内是完全静止的，在SBR系统中这个过程比在CFS法中效率更高。沉淀过程一般是由时间控制的，沉淀时间在0.5〜1.0h之间，甚至可能达到2h，以便下一个排水工序。污泥层要求保持在排水设备的下面，并且在排放完成之前不上升超过排水设备。①排水期排水的目的是从反应器中排除污泥的澄清液，一直恢复到循环开始时的最低水位，该水位离污泥层还要有一定的保护高度。反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥大部分作为下一个周期的回流污泥，过剩的污泥可在排水阶段排除，也可在待机阶段排除。②待机期沉淀到下个周期开始的期间称为待机工序。根据需要可进行搅拌或曝气。在多池系统中，待机的目的是在转向另一个单元前为一个反应器提供时间以完成它的整个周期。待机不是一个必需的步骤，可以去掉。在待机期间根据工艺和处理目的，可以进行曝气、混合、去除混合污泥。待机时间长短由原水流量决定。排除剩余污泥是SBR运行中另一个重要步骤，它并不作为五个基本过程之一，这是因为排放剩余污泥的时间不确定。于传统的连续式系统一样，排除剩余污泥的量和频率由运行要求决定。在一个SBR的运行过程中，剩余污泥排放通常在沉淀和闲置期间。SBR系统的一致特点是不需要回流系统，这就减少机械设备和有关控制系统。E、水解好氧生物处理流程有机物的水解反应是指复杂的有机物分子在水解酶参与下加以水分子，从而分解成为更简单的化合物。如：6出01（蔗糖）+HO_卄GHiQCHO（葡萄糖）+GH2QCCK果糖）水解酸化一好氧法工艺处理城市污水的特点：在常温下停留时间：水解池=2.5小时曝气池=4小时二沉池=2小时在该条件下BODSS去除率与传统活性污泥法工艺相当，而CO［去除率则显著高于传统工艺；当水解池与初沉池在水力停留时间相同时，水解池对CODBODSS去除率都分别比初沉池高；水解池对悬浮物的去除率很高，可达80%以上。并且可将悬浮物中的48%水解成溶解性物质，污泥产量比传统工艺低28%水解池CODfc除量占全流程去除量的40%因此缩短了后续好氧处理时间；该工艺与传统二级处理工艺相比可节省投资35〜40%\n剩余污泥1I图3-2水解-好氧生物处理工艺流程\nA.污水生物脱氮处理工艺A/0生物脱氮流程：Ai03-7AJO生緬就豳A/0生物脱氮工艺是一种有回流的前置反硝化生物脱氮工艺流程，其中前置反硝化在缺氧条件下运行，含碳有机物的去除、含氮有机物的氨化和氨氮的硝化在好氧条件下运行。在前置反硝化生物脱氮工艺流程中，原污水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池的混合液与沉淀池的污泥同时回流到缺氧池。污泥回流及好氧池混合液回流使缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物并使缺氧池中得到好氧池中产生的硝酸盐。由于原污水和好氧池混合液直接进入缺氧池，为缺氧池的硝酸盐反硝化提供了充足的碳源有机物，保证反硝化过程C/N的要求。缺氧池进行反硝化后，出水在好氧池中可以进一步降解和进行硝化作用。在前置反硝化生物脱氮系统中同时存在着降解有机物的异养型菌群、反硝化菌群及进行硝化反应的自养型菌群。混合的微生物菌体交替的牌处于好氧和缺氧的环境条件中，有机物浓度高与低的条件下，分别发生不同的生物化学反应作用。活性污泥的培驯活性污泥法活性污泥的培驯、菌种的接种可采用：粪便水、生活污水；活性污泥或活性污泥干；沟泥、塘泥等。对于城市污水，菌种和营养物质都存在，活性污泥的培养可以用待处理污水进行直接培养，也可以采用投入种泥的方法进行活性污泥的培养。只是前者培养时间稍长，后者培养的时间较短。直接培养法：首先将经过粗格栅、细格栅、沉砂池等预处理后的污水引人生化处理系统。当\n生化池及二沉池水位达到设计水位时，开启水下搅拌器与曝气装置，曝气数小时后停水下搅拌器与曝气装置，沉淀半小时后，再向处理系统进部分污水，同时启动二沉池污泥回流泵将沉淀池下层的泥水打回流；停止进水后再开启水下搅拌器与曝气装置，并停止二沉池污泥回流；以后2〜3小时，再反复重复上述过程数次。这样经过2—3d后（如果水温合适的话）就会出现模糊不清的絮状物。此时、可采取小量连续进水、连续运行的方法进行培养。这样一直持续到混合液30min沉降比为10%—20%时止。在20〜30C的水温条件下，一般经过5--7d，就可以完成活性污泥的培驯。接种培养法：污水经过粗格栅、细格栅、沉砂池等预处理后引人生化处理系统。当生化池及二沉池水位达到设计水位时，开启水下搅拌器与曝气装置，按1〜3kg干泥/m3量向生化池内进浓缩活性污泥或脱水过滤的活性污泥；闷曝24〜48小时后，可向生化池内少量连续进水，并启动二沉池污泥回流泵将沉淀污泥向系统回流。根据二沉池出水分析结果逐渐增大系统进水量至设计水量、一般3〜5日后出水COD即可达标，硝化菌的培养需10〜15天左右。硝化菌形成后若需脱氮、系统的运行操作可按硝化反硝化模式运行。若待处理污水属工业污水，活性污泥培驯前可先将工艺系统内充满生活污水或自来水；开启曝气设备和液下搅拌装置，分别对生化池进行曝气和搅拌；再向生化池内投入适量种泥；开启二沉池污泥回流泵，大流量向生化池回流污泥；当生化池闷曝气24〜48小时后可向生化曝气池内小量进入工业废水，视处理情况逐渐加大进水量直至达到设计进水量。待数日污泥增至正常运行浓度，出水稳定并达到设计值时，培训结束。\n活性污泥法运行的鉴定指标污泥沉降比（SV：――取混合液100毫升，在量筒中自然沉降30分钟后，污泥体积的毫升数，即为SV值，以％计。污泥体积指数（SVI：――混合液静沉30分钟后，每克污泥干物质所占体积的毫升数，即为该污泥的体积指数，其单位为mL/g。污泥密度指数（SDI）污泥体积指数的倒数即为污泥密度指数，亦即混合液静沉30分钟后，其污泥部分的浓度，其单位为g/L。污泥浓度（MLSS――指1升混合液内所含的悬浮固体（MLSS的量，单位为g/L或mg/L。挥发性污泥浓度（MLVSS――即干污泥经650〜700C温度下烧30〜60分钟后其挥发部分，该数值可视为真污泥数，约占MLSS勺50〜80%不等。剩余污泥――为保持活性污泥的适当新陈代谢，保持微生物数量上的相对固定，应经常排放过剩的污泥，称为剩余污泥。剩余污泥在数量上等于微生物在新陈代谢过程中增殖的微生物量。污泥负荷（F/M）――即每千克污泥（MLS或MLVSS每天所承受或分解的BOD千克数。容积负荷（Fv）即生化池每立方米体积每天所承受或分解的BOD千克数（或CODcr千克数）。活性污泥泥龄一一即指池中污泥全部更新所需日数，计算为池中活性污泥总量除以剩余污泥数。泥龄=MLVSSAXV二MLVSS/QXaSQ—eXV+QX）式中：MLVS站设计的单位容积挥发性污泥浓度；△X:为单位曝气区容积每日的污泥产量；V:为曝气区的容积；Q:进水流量；a：转变成新细胞的基质（BODCOD部分；Sr:去除的基质（BODCOD（SO-Se；b:每日被氧化的VSS的部分（污泥区）；Xa：曝气池中平均的MLVSS&度；X0:入流的悬浮固体Xe:出流的悬浮固体活性污泥生物相（镜检）一一细菌一般以胶团形式存在，游离（个体）细菌一般需在百倍至数百倍以上显微镜才可观察到；丝状菌主要以球衣菌、硫细菌为代表，真菌较少，霉菌很少出现，原生动物种类很多，常见的有肉足类（如变形虫），鞭毛虫类（如滴虫），纤毛虫类（如豆形虫、钟虫、盖虫等），某些原生动物（如豆形虫、滴虫、钟虫、轮虫等）又称之为指示生物。3.2.2、生物膜法污水的生物膜处理法是与活性污泥并列的一种好氧处理技术。它是使细菌、菌类微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物在滤料或某些载体上生长繁育，形成膜状生物污泥―生物膜。通过与污水的接触，生物膜上的微生物摄取污水中的有机污染物为营养，从而使污水得到净化。其代表性处理工艺有:生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法。\nA、生物滤池：生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经间歇沙滤池和接触滤池发展起来的人工生物处理法。B、生物转盘：生物转盘是挂有生物膜的转盘在槽内以较低的线速度转动，并交替的和空气与污水相接触。当转盘浸没于污水中时，污水中的有机物被转盘上的生物膜所吸附，而当转盘离开污水时，盘片表面上形成一层薄薄的水层。水层从空气中吸收氧，而被吸附的有机污染物则为生物膜上的微生物所分解。这样，转盘每转一周，即进行一次吸附一吸氧一氧化分解过程,从而达到净化污水的目的。C、生物接触氧化法：生物接触氧化，就是在池内设置填料，的速度流经填料。填料上长满生物膜，物所需的氧量，在生物膜上微生物的作用下，污泥与生物滤池两者之间的生物处理法，膜法，它兼具两者优点，深受人们重视。接触氧化法工艺特征是：水力条件好，再有充沛的氧量和有机物，转盘不断转动，使污染物不断地分解氧化，已经充氧的污水全部浸没填料，并经一定采用与曝气池相同的曝气方式，提供微生污水得到净化。它是一种介于活性也可以说是具有活性污泥法特点的生物它非常适于微生物栖息增殖，生物膜上而且生物膜上还的生物相丰富，除细菌外，球衣菌类的丝状菌也得以大量生长,能够增殖多种种属的原生动物和后生动物，能够形成稳定的生态系；填料表面全为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，有利于维护生物膜的净化功能；能够提高充氧能力和氧的利用率，保持高浓度的生物量。生物膜的立体结构形成了一个密集的生物网，污水通过其中，能够有效地提高净化效果；接触氧化在运行上的主要优点：抗冲击负荷的能力强；污泥产量少，不会产生污泥膨胀，保证出水水质；勿需污泥回流，易于管理；不产生滤池蝇，也不散发臭气；接触氧化法具有多种净化功能，如脱氮除磷，可用于三级处理。D、向上流曝气生物滤池工艺处理出水、储水池、水泵、I•陶粒滤池（池）4、2#陶粒滤池（N也）5、3#陶粒滤池（N池或备用池）6、空压机曝气生物滤池处理污水试验装置示意图曝气生物滤池的特点（优点）：1、整体投资省，包括机械设备、自控电器系统、土建和征地费，直接一次性投\n资比传统方法低1/4;2、占地面积小，主要构筑物通常为常规处理厂占地面积的1/10〜1/5,厂区布置紧凑；3、处理出水质量高，可满足回用要求；4、氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水电耗低，运行费用比常规低1/5;5、过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；6、抗冲击性能好，受气候、水量和水质变化影响小；7、可建成封闭式厂房，减少臭气、噪声和对周围环境的影响，视觉景观好；8运行管理方便，便于维护；9、全部模块化结构，便于进行后期的改扩建。其主要缺点是：1、对预处理要求较高；2、产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差。4、污水处理的生物脱氮、除磷与出水的消毒4.1、生物脱氮处理技术总氮：有机氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮的总和称为总氮。开氏氮（基耶达）总氮：有机氮和氨氮的总和称为开氏（基耶达）总氮。有机氮：即以有机化合物形态存在的氮，主要是蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等生产过程产物（不包括硝基化合物和重氮化合物）。氨氮：它包括的形态是NH和NH+,从有机物降解序列来说，它是含氮有机物分解为无机物的第一步产物。亚硝酸氮：它是氨氮向硝酸氮方向转化的中间产物，以N3N形态存在。硝酸氮：这是硝化过程的最终产物，含氮有机物转化为NO后才算完成了生物氧化过程，达到稳定状态。硝化的定义：即为氨氮（NH+4—N）转变为硝酸盐氮（N0_3-N或亚硝酸盐氮NO—2—N）。硝化可借助异养菌或自养菌来完成。有机氮化合物生物氧化与脱氮过程如下：亚硝化毛杆菌硝化杆菌有机氮（R-NH•C00氨基酸类）—NH4+（+0）—NO（+Q）—NOC6H12Q（碳源）+4NC3—6CO+6HO+2N4污水生物处理过程氮的转化包括：氨化、同化、硝化和反硝化。氨化、即污水中的蛋白质和氨基酸在生物稳定化处理过程中通过氨化作用转化为氨氮。尿素在尿素酶的作用下迅速水解成碳酸铵。硝化细菌在15C时的世代期为5天，泥龄小于5天为系统中硝化细菌不可能保留并生长繁殖。泥龄越长，硝化越完全，泥龄长于6天的系统，出水中NH3—N浓度均小于1mg/L。\n自溶和自身氧化氨化作用有机氮化合物（氨基酸、蛋白质等）的降解首先是在细菌分泌的水解酶的催化作用下，水解断开肽键，脱除羧基而形成氨的过程。蛋白质是由多种氨基酸分子组成的复杂有机物，含有羧基（一COOH）和氨基（一NH2）,由肽键（R-CONH-R，）连结起来。它的降解首先包括肽键的断开和羧基、氨基的脱除，然后是逐步的氧化。CH3CHNH2COOH+H2O+水解酶—CH3CHOCOOH+NH3（水解脱氨）CH3CHNH2COOH+H2O+水解酶—CH3CH2OH+CO2+NH3（水解脱氨、脱羧）氨化过程每生成1g氨氮会产生3.57g碱度（以CaCO3计）。硝化作用硝化过程分两步进行。在亚硝化菌的作用下，氨先转化为亚硝酸盐氮，然后再经硝化菌作用氧化成硝酸盐氮。亚硝化菌和硝化菌都是化能自养菌，能利用氧化过程产生的能量，使CO2合成细胞有机质，这一过程需氧量较大。每将1gNH3-N氧化成硝酸盐，约耗4.57g氧生成0.15g新细胞,减少7.14g碱度（以CaCO3计），耗去0.08g无机碳（过程pH值控制在7~8）。+--NH4+（+O2）TNO2（+O2）TNO3当混合液溶解氧浓度低于1mg/L，则硝化反应速度下降。生物硝化反应可以在4〜45°C的温度范围内进行。亚硝酸菌最佳生长温度为35C,硝酸菌最佳生长温度为35〜42C。硝化反应可在高溶解氧浓度下进行，DO浓度高达6mg/L也不会抑制硝化反应的进行。对一般的活性污泥法，混合液溶解氧浓度应大于2mg/L。硝化菌对pH值十分敏感，最佳pH值范围为7〜&当pH值降到5〜5.5时,\n自溶和自身氧化硝化反应几乎停止。间歇硝化试验应控制NH3—N浓度在20〜50mg/L之间。活性污泥中硝化菌所占的比例（fN）与BOD5/TKN有很大关系。典型城市污水的BOD5/TKN大约为5〜6,此时fN约为5%，如果污水的BOD5/TKN增至9,\n则fN将到3%;如果B0D5/TKN降到3,则fN可高达9%。另外，BOD5/TKN太小，由于fN增大，使部分硝化菌会脱离活性污泥絮体而处于游离状态,在二沉池内不易沉淀,导致出水浑浊。B0D5/TKN值最佳范围为2〜3。生物硝化为低负荷，一般污泥负荷Ls都在0.15kgBOD/kgMLSS•d〜0.05kgB0D/kgMLSS•d,一般情况下，要想得到较好的硝化效果，SRT至少应在8d以上。有人认为BOD5低于20mg/L时硝化反应才能完全。反硝化作用反硝化菌是兼性异养菌,能利用污水中各种有机质作为电子供体,以硝酸盐代替分子氧作为电子最终受体,进行“无氧”呼吸,使有机质分解,同时将硝酸盐氮还原成气态氮。温度对反硝化的影响：反硝化对温度的变化虽不如硝化菌那样敏感，但反硝化速度也会随温度变化而变化，温度越高，反硝化速率越快。最佳温度为30〜35E。低于是15C时，反硝化速度明显下降，低于5C时反硝化几乎停止。pH值对反硝化的影响：该过程pH值控制在7~8最适宜pH值为7.0~7.5,当pH值V6或〉8时,将使反硝化受到抑抑制。DO对反硝化的影响：溶解氧应保持在0.15mg/L以下,才能使反硝化反应正常进行。C/N比对反硝化的影响：每1gNO3-N被还原为N2,约耗去2.4g甲醇（约合3.7gCOD）,约消耗BOD2.86g,产生0.45g新细胞和3.57g碱度，但实测值为2.89g（以CaCO3计）。BOD5/TKN值应大于4〜6,也有资料为BOD5/TN>4:1。GH12Q（碳源BOD+4NQ—6CO+6H2O+OH新细胞+2NT•反硝化除氮率=R（混合液回流比）/R+1，亦即•脱氮率（n）与混合液回流比（R）间存在如下关系：R=n/1一n同化作用：在生物处理过程中，污水中一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分。按细胞干重计算，微生物细胞中氮的含量约为12.5％。虽然微生物的内源呼吸和溶菌作用会使一部分细胞中的氮又以有机氮和氨氮的形式回到污水中，但仍存在于微生物细胞及内源呼吸残留物中的氮可以在二次沉淀池中以剩余污泥的形式得以从污水中去除。A/O生物脱氮流程：\n03-7由/0生删航翻A/0生物脱氮工艺是一种有回流的前置反硝化生物脱氮工艺流程，其中前置反硝化在缺氧条件下运行，含碳有机物的去除、含氮有机物的氨化和氨氮的硝化在好氧条件下运行。在前置反硝化生物脱氮工艺流程中，原污水先进入缺氧池，再进入好氧池，并将好氧池的混合液与沉淀池的污泥同时回流到缺氧池。污泥回流及好氧池混合液回流使缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物并使缺氧池中得到好氧池中产生的硝酸盐。由于原污水和好氧池混合液直接进入缺氧池，为缺氧池的硝酸盐反硝化提供了充足的碳源有机物，保证反硝化过程C/N的要求。缺氧池进行反硝化后，出水在好氧池中可以进一步降解和进行硝化作用。在前置反硝化生物脱氮系统中同时存在着降解有机物的异养型菌群、反硝化菌群及进行硝化反应的自养型菌群。混合的微生物菌体交替的牌处于好氧和缺氧的环境条件中，有机物浓度高与低的条件下，分别发生不同的生物化学反应作用。A/0生物脱氮流程的特点：A.流程简单，运行费用低，能耗低，占地面积小；B.以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物作为反硝化的碳源物质，即节省了投加外碳源的费用也可保证较高的C/N值，从而达到充分硝化；C.好氧池在缺氧池之后，可进一步去除反硝化残留的有机污染物，使出水水质得以改善；D.缺氧池在好氧池之前，由于反硝化消耗一部分碳源有机物（BOD），有利于减轻好氧池的有机负荷，减小好氧池中碳氧化和硝化所需的氧量；E.缺氧池在好氧池之前，可起生物选择器的作用，可改善活性污泥的沉降性能，以利控制污泥膨胀；F.当原污水碱度不足，不能维持硝化阶段所需最佳pH®范围时，由于缺氧池中反硝化过程会增加污水碱度，因此可以补偿硝化过程中对碱度的消耗；\nA.脱氮系统的剩余污泥量较少且易脱水。4.2、污水处理的除磷技术磷是生物体中的重要原素之一，在生化处理中，磷同氮一样是微生物的营养，故在废水(缺少氮、磷的工业废水)中对碳氮比、碳磷比有一定的要求。磷在生物处理中化合价不产生变化。在自然界中，磷可在无机磷和有机磷之间、可溶性磷和不溶性磷之间相互转化。磷是一种活泼元素，在自然界中不以游离状态存在。磷是植物和动物生长的基本养料，并和氮一样是通过分解和光合作用而循环的。在水中，磷离子是以H2PQ-形式还是HPO-存在，取决于pH值。当pH值在2〜7之间，多以HPQ-离子形式存在，而当pH值在7〜12之间，则多以HPQ-离子形式存在。城市废水中的磷主要来源于粪便和含磷洗涤剂，其中大部分来源于含磷洗涤剂，也有少部分磷来源于工业小厂废水中,城市污水处理厂原污水中磷含量一般为3〜5mg/L。据报道，每年每人粪便所产生的磷量为0.23〜1.04Kg/人，年平均值为0.54Kg/人。使用磷酸盐洗涤剂平均每年每人提出供的磷约为1.04kg/人。磷也是为细菌细胞合成所必需,磷占细胞干重的2〜5%,灰分的30〜45%。活性污泥法除磷有研究认为：当pH值为5〜6时，从活性污泥中放出大量的PQ「「,而在pH值为7〜8时,PQ—的吸收量最大。活性污泥进入内生呼吸阶段,要放出磷酸根,而且在浓度高时,进入内呼吸阶段的时间要早一些。活性污泥法能够脱磷，但曝气时间不要过长，在污泥进入内呼吸阶段前结束曝气效果最佳。经试验，每去除ImgBQD约可去除磷0.04〜0.08mg。为使出水总磷低于1mg/L,废水的BODTP应大于20,或溶解性BOD(SBOD/溶解性磷大于12〜15。经试验，好氧池中DO应大于2mg/L，以保证积磷微生物利用好氧代谢、氧化磷酸化中释放出的大量能量充分地吸磷。有条件时，好氧池DO^控制在3〜4mg/L。厌氧放磷池的DO应小于0.2mg/L,NO3-N小于0.2mg/L。出水中悬浮物(ESS若有20mg/L，即相当于出水中含磷1.2mg/L。活性污泥法生化处理工艺对磷的去除率为20〜40%。仅依靠生化法工艺除磷要达到1〜1.5mg/L•P的排放标准也是困难的，因此、城市污水处理厂设置化学沉淀法除磷是必要的。在化学沉淀法除磷中，广泛使用的药剂一般为铝盐，铁盐，石灰或铝铁聚合物等。可溶磷很容易与Ca2＋、Fe3＋、Al3＋、等生成难溶性沉淀物【Ca5QH(PQ4)3—氢氧化磷石灰、AIPC4、FePO】等。A、石灰除磷5C#++4OH+3HPG—Ca(OH)(PC4)3J(氢氧化磷石灰或羟磷灰石)+3HO实践表明,处理出水中的磷含量,随pH值上升而呈对数降价之势。当pH为10.5,钙离子含量在40mg/L以上时,处理出水中磷含量可降至0.25mg/L以下。B、铁盐除磷使用铁盐除磷其pH值应在7以上。反应式为：Fe3++PO3—FePOj3Fe2++2PC43Fq(PQ)2J当Fe3+和PQ3-的物质的量比为1:1时，Fe和P的质量比为1.8:1。用二价铁离子可以形成不溶性磷酸亚铁,Fe2++PQ3-的物质的量比为3:2。三价铁离子除磷最适宜的pHfi为4.5〜5.0,二价铁离子除磷最适宜的pH®则为7.0〜8.0。铁盐可分为亚铁盐和三价铁盐。硫酸亚铁是钛白粉生产中的付产品,其价格便宜含铁量较高,经曝气很容易被氧化成三价铁盐。城市污水处理化学除磷采用硫酸亚铁是适宜的。C、铝盐除磷\nAl3++PO3—AIPQJAl2(SQ)3+2PQ—2AIPCH+3SG2-当pH为6时，AIPO溶解度最小为0.01mg/L;当pH为5时，溶解度为0.03mg/L;当pH为7时,溶解度为0.3mg/L。缩合反应发展的结果，最终生成AI核数目无限多而电荷为零的氢氧化铝难溶沉淀物，即：[Aln(QH3n]—[Al(QH3]氢氧化铝难溶物在pH5附近开始增多，到pH6-7范围内成为主要存在形态。不过，这时应认为，高聚合度低电荷的无机高分子电解质与难溶沉淀物共同存在，二者很难截然分开。若pH值继续升高，氢氧化铝还会继续水解，成为可溶性的阴离子，在pH达到8〜9后，阴离子将成为主要态。Al(OH3+HO—JAl(OH4-+H城市废水化学除磷采用先除磷后脱氮工艺比先脱氮后除磷工艺费用小,该物化除磷工艺也称为一级强化处理工艺。4.3、生化处理出水的消毒技术污水经二级生物处理后、虽然污水中可被生物降解的有机物90%以上得到了去除，但污水中的大部份病原菌和病毒仍未得到处理，因此、对生化出水进行消毒处理是十分重要的。本工艺采用的二氧化氯(ClO2)消毒剂、是一种有强烈刺激性的黄绿色气体，不稳定、可爆炸，其水溶液则是稳定的。其用量应按设计要求投加。消毒方法包括物理法(如加热、紫外线和超声波杀菌和化学法(如加氯、臭氧、二氧化氯等)两种，给水处理最常用的方法是氯消毒法。氯消毒A、氯消毒原理加氯消毒可使用液氯、漂白粉、次氯酸钠，与水反应后均生成HClO,即产生下列反应：液氯Cl2+H-->HCIO+H++Cl-液氯瓶内压力一般为0.6〜0.8MPa,不能在阳光下曝晒,瓶内压力不得低于0.05〜0.1MPa余压。氯微溶于水，9.6C时，它的最高溶解度约为1%水中加氯量的参考值如下:a.—级处理后的污水20〜30mg/L;b.不完全人工二级处理的污水10〜15mg/L;c.完全人工二级处理后的污水5〜10mg/Lo我国生活钦用水卫生标准规定，加氯接解30min后游离性氯不应低于0.3mg/L,管网未稍水的游离性余氯不应低于0.05mg/L。污水消毒30min后游离性氯不应低于0.5mg/Lo漂白粉CaCl(OCl)Ca(OCl)2+2HW—HCK+Ca(OH2漂白粉为白色粉末，有氯的气味，有效氯含量20〜30%，氯片是用漂白精Ca(QCl2加工成的片剂，有效氯含量60〜70%，调配时可配制成10〜15%的溶液，再加水调配成1〜2%浓度的溶液备用。次氯酸钙极易溶解于水，0°C时的溶解度为21.5克/100毫升水,40C时的溶解度为23.4克/100毫升水。次氯酸钠NaOCl+HO-->HClO+NaOH次氯酸钠消毒效果比氯差，商品次氯酸钠有效氯含量为10〜12%o次氯酸钠发生器用盐水浓度以3〜35%为宜，产品有效氯为6〜11g/Lo生成的HClC是中性分子，可以扩散到带负电的细菌表面，并渗入细菌体内，借氯原子的氧化作用破坏菌体内的酶，而使细菌死亡。HCIO可以电离成0C「、0C「由于带负电、难于靠近带负电的细菌，难以起到消毒作用。氯胺消毒比HCIO慢一些，这是因为水中HCIO消耗后氯胺才能电离成HCIC之故。\nNH2CI+HC—>NH+HCIO水中HCIC和0C「中的氯称为游离氯或称自游性氯，氯胺中氯称为化合性氯。加氯到含氨氮的水中或氯与氨以一定重量比投加时都可生成氯胺而起消毒作用。氯胺消毒的特点是，可减少氯仿生成量，避免加氯时生成的嗅味。氯胺消毒的接解时间不少于2小时。试验确定氯和氨的重量比一般为3:1〜6:1。二氧化氯消毒二氧化氯消毒也可称为氯消毒，但其作用方式不同，不产生致癌的三氯甲烷等，日益受到重视。其作用方式是CIO2在水中是不发生水解的中性溶解体，不受pH值影响，亦不受水中氨的干扰，方便接近带负电的细菌，并渗透内部达到杀菌目的。CIO2主要用亚氯酸钠和氯反应，在CIO2发生器中制得的，即制即用，即用即制。氯或盐酸与亚氯酸钠反应，理论上每10克亚氯酸钠加3.9克氯,可生成7.5克二氧化氯。CI2+2NaCIA2CIO2（危险！溶解在水中稳定）+2NaCI空气中CIO2的浓度超过10%寸就有可能爆炸，二氧化氯消毒作用与氯相近。二氧化氯是一种黄绿色的气体。其熔点为—59C沸点11C，临界点153C，蒸汽压为490〜512托（=133.322Pa）,水中溶解热（C）为27.63kJ/mol,CIO2在水中的溶解度（%）与1/t成线性关系见下表。CIO2在水中的溶解度表t/C015351/t1/151/35溶解度%70+0.74526.5+0.8其他消毒方法A、臭氧消毒臭氧是一种强氧化剂，既有消毒作也有氧化作用，，杀菌和除病毒效果好，接触时间短，能除臭、去色、除酚，可氧化有机物、铁、锰、氰化物、硫化物、亚硝酸盐等。O3===O+《（O新生态氧、具有强氧化能力和穿透能力》B、紫外线消毒汞灯在点燃时，能够放射出波长为1.4〜4.8X10—7耐勺紫外光线,这种光线能穿透细菌的细菌壁,杀死微生物（波长为2600A勺紫外线杀菌能力最强）。C、碘消毒碘最难溶于水、最不易与有机物起反应、其溶解度是否339克/升（最不易水解）。D溴E、银消毒剂的选择消毒剂优点缺点适用条件\n液氯效果可靠、投配设备简单、投量准确、价格便宜氯化形成的余氯化合物低浓度时对水生生物有毒害，当污水含工业污水比例大时，氯化可能生成致癌化合物适用于大、中规模的污水处理厂漂白粉投加设备简单，价格便宜除具有上述余氯的缺点外，尚有投量不准确，溶解调制不便，劳动强度大适用于消毒要求不高或间断投加的小型污水处理厂氯片设备简单，管理方便，只需定时清理消毒器内残渣及补充氯片。基建费用低要用特制氯片及专用消毒器，消毒水量小适用于医院、生物制品所等小型污水处理厂次氯酸钠用海水或一定浓度的盐水，由处理厂就地自制电解产生消毒剂，也可买商品次氯酸钠需要有专用次氯酸钠电解设备和投配设备适用于边远地区，购液氯等消毒剂困难的小型污水处理厂氯氨消毒效率高，不易生成有害化合物需要有专用氯氨投配设备适用大中型污水处理厂嗅氧消毒效率咼，并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等，污水pH、温度对消毒效果影响很小，不产生难处理的或生物积累性残余物投资大、成本高，设备管理复杂适用于出水水质较好，排入水体卫生条件要求高的污水处理厂紫外线是紫外线照射与氯化共冋作用的物理化学方法，消毒效果高紫外线照射灯具货源不足，技术数据较少适用于小型污水处理厂几种常见氯化合物中氯的化合价化合物名称分子式氯的化合价数高氯酸钠NaCIQ+7氯酸钠NaCIO+5二氧化氯CIO2+4次氯酸钠NaOCI+1次氯酸HOCI+1盐酸HCI-1一氯胺NHCI+1二氯胺NHC2+1三氯胺（三氯化氮）NCb+1几种常用氯化消毒剂的实际含氯量与有效氯含量\n物质相对分子质量实际含氯量/%有效氯含量/%CI2氯气71P100100HOC次氯酸52.567.6135.2NaOC次氯酸钠74.547.795.4亚氯酸钠NaClQ90.5[39.2156.8Ca(OCI)2漂白粉又名次氯酸钙14349.699.2NHCI—氯胺51.569.0138.0NHC2二氯胺8682.5165.0NCI3三氯胺120.5[88.4176.8CIO2二氧化氯67.552.6263.0医院污水消毒：医院污水采用氯气消毒时，一级处理出水的设计加药量一般为30〜50mg/L;二级处理出水的设计加药量一般为15〜25mg/L，消毒接触时间一般1〜1.5小时。我国《医院污水排放标准》规定,使用氯消毒时，对一般性医院(含肠道传染医院)污水接触时间应不小于1h。接触池出口的总余氯浓度应为3〜5mg/L;结核病医院污水的接触时间则需大于1.5h,余氯浓度应为6〜8mg/L。医院污水处理剩余污泥的处理：医院污水处理过程中，污水中80%以上的病菌和90%以上的寄生虫卵被浓缩在污泥中，所以必须作好医院污泥的消毒处理。医院污泥消毒方法有物理法、化学法和生物法，如低温消毒(70C，持续30〜60min)、堆肥、氯化消毒、石灰消毒以及辐照消毒等。一、低温消毒：加热70T，持续30〜60min。二、堆肥：堆放时间为40〜90天，温度可达到50〜70C,pH由5.5上升到8.2。三、化学消毒：氯化消毒一一常用的氯化消毒剂有液氯、漂白粉、漂粉精和次氯酸钠等。有效氯的投加量为2.5%〜5%。石灰消毒一一石灰投加量为15g/L，水中pH值达11〜12.5时，接触时间2h以上,对大肠菌群的杀灭率为99.99%杀灭蠕虫的接触时间需要7d。辐照消毒一一优点很多，但一次性投资较大，适合于医院污泥的集中消毒处理。废水中的细菌与寄生虫卵在处理的过程中，约有80%转移到污泥中。故需对污泥作经常性或季节性的消毒处理。病菌、病虫卵与病毒致死温度与时间表(废水处理理论与设计)种类致死温度「C)所需时间(min)种类致死温度(C)所需时间(min)蝇蛆511猪丹毒杆菌5015回虫卵50〜555〜10猪瘟病菌50〜60迅速钓虫卵503口蹄疫菌60:30晓虫卵501畜病虫卵与幼虫、50〜601痢疾杆菌6010〜20二化螟虫601伤寒杆菌6010谷象50:5霍乱菌5530小豆象虫604大肠杆菌5560小麦黑穗病菌5410结核杆菌6030稻热病菌51〜5410\n炭疽杆菌50〜5560病毒70255、污泥处理在城市污水和工业废水处理的过程中，产生沉淀物和漂浮物。有的是从污水中直接分离出来的，如沉沙池中的、初沉池中的沉淀物、隔油池和浮选池中的油渣等；有的是在处理过程中产生的，如化学沉淀污泥与生物法产生的活性污泥或生物膜。这些物质必须及时处理与处置，才能保证污水处理厂的正常运行和处理效果。5.1、污泥处理的必要性（1）污泥是污水处理中的必然产物。占处理水量的0.3-0.5%左右。（2）污泥中含大量有毒物质，造成二次污染（3）污泥中含大量的有用物质，可变害为利。污泥处理的目的简而言之：目的是减量、稳定、无害化及综合利用。污泥的来源及分类按成分可分为：有机污泥：亦称为污泥。无机污泥：亦称为泥渣。按来源可分为：（1）初沉污泥：来自初沉池的污泥（2）剩余污泥：来自活性污泥法后的二沉池污泥（3）腐质污泥：来自生物膜法后的二沉池的污泥（4）熟污泥：生污泥经消化后的污泥，又称消化污泥（5）化学污泥：用化学沉淀法产生的污泥，又称化学泥渣。污泥的处理方法有很多，这里只简要介绍常采用的几种方法。污泥含水率由于污泥中含有大量的有机物，黏性很强，不易实现泥水分离。因此，从污水处理流程中分离出来的污泥含水率非常高。通常，浓缩池出来的污泥的含水率为95%〜98%。污泥浓缩：90%污泥机械脱水：70-80%污泥干化：20-60%5.2、污泥浓缩浓缩是为了缩小污泥的体积，以尽量减少污泥稳定设备和脱水设备的体积和尺寸，达到节省基建投资和运行费的目的。原生污泥（初次沉淀池污泥）的含水率一般为95〜96%而剩余活性污泥（二沉池污泥）的含水率一般为99.2%。经12〜24小时沉淀池底部的污泥浓度（混合污泥）达96流右。经絮凝脱水后的滤饼含水率一般达80%^右。污泥中所含水分大致分为四类：颗粒间的空隙水一约占污泥水分的70%;毛细管水一一污泥颗粒间的毛细管水，约占20%;颗粒吸附水及颗粒内部水一一约占10%。浓缩脱水的对象为颗粒间的空隙水。浓缩的目的在于缩小污泥的体积，减少后处理容量，来减少投资和运行费用；特别对于剩余活性污泥的处理，浓缩是不可缺少的。如进行机械脱水，可减少混凝剂投加量和脱水设备的数量；进行消化处理，可减少消化池的容积和加温污泥所需的热量。浓缩处理法主要有重力浓缩法与气浮浓缩法。重力浓缩法：剩余污泥经浓缩池中心管流入称为入流，上清液由溢流堰溢出称出流，浓缩污泥集中在浓缩池底部污泥斗中，并从池底排出称底流（即浓缩污泥）。浓缩池中存在三个区域，即上部澄清区；中间阻滞区（当污泥连续供给时，该区的固体浓度\n基本恒定，不起浓缩作用，但其高度将影响下部压缩区的压缩程度）；下部为压缩区。重力法浓缩池必须满足：A.上清液澄清；B.排出的污泥固体浓度达到设计要求；C.固体回收率要高——浓缩污泥中固体物重量与原污泥固体重量之比值的百分数称固体回收率，应达到95％以上。如果负荷过大，处理量虽然增加，但浓缩污泥的固体浓度低，上清液混蚀，固体回收率低，浓缩效果就差；负荷过小，停留时间太长，则造成厌气分解，产生N2、CO,使污泥上浮，同样也使上清液混蚀，浓缩效果差。5.3、污泥脱水污泥脱水的机械有离心脱水机、带式压滤机、板框压滤机及真空吸滤机等。A.机械脱水前的预处理：机械脱水前的预处理的目的是改善污泥脱水性能，提高脱水设备的生产能力。预处理的方法有化学调节法、淘洗法、热处理法及冷处理法等。化学调节法：向污泥中投加混凝剂、助凝剂等，使污泥凝聚，提高脱水性能。混凝剂——无机混凝剂：铝盐、铁盐两大类；――高分子聚合电解质：有机合成高分子聚合电解质如聚丙烯酰胺PAM等;无机高分子混凝剂如聚合氯化铝PA（等。混凝剂的投加量以占污泥干固体的重量的％计，无机混凝剂约为7〜20%，高分子聚合电解质在1％以下。具体数值决定于污泥的性质，通过试验决定。另外，还有淘洗法、热处理法及冷处理法等,因成本较高，设备复杂，或者已被淘汰，或者国内还没有应用的实例。B.机械脱水的方法与原理污泥机械脱水方法有真空吸滤法、压滤法和离心法等，其基本原理是相同的。污泥机械脱水是以过滤介质（一种多孔性物质）两面的压力差作为动力，污泥中的水分（称滤液）被强制通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质上（称滤饼），从而达到脱水的目的。造成压力差推动力的方法有：依靠污泥本身厚度的静压力（如干化场）；在过滤介质的一面造成负压（如真空吸滤脱水）；加压污泥把水分压过过滤介质（如压滤脱水）；造成离心力（如离心脱水）。C.脱水机械滚压带式过滤机：这种机械设备的主要特点是把压力施加在滤布上，用滤布的压力或张力使污泥脱水，而不需要真空或加压设备，动力消耗小，可以连续生产。板框压滤机：这种机械构造简单，过滤推力大，适用于各种性能的污泥。但操作比较麻烦，不能连续运行，产率较低。真空过滤机：它的特点是能够连续操作，运行平稳，可以自动控制，缺点是附属设备多，工序复杂，运行费用较高。目前主要用于初沉池污泥和消化污泥的脱水。还有其他一些脱水机械如离心脱水机等，这里不一一介绍。5.4、污泥的处置污泥经过上述工艺处理后，还存在最终处置问题。其具体方法取决于污泥的性质及当地条件。焚烧灰可用于填充洼地和充作筑路材料用，也可以投弃于废矿井中用作肥料—消化污泥可直接使用；将污泥与化肥混合后使用即制成复合肥料。用作肥料—消化污泥可直接使用；将污泥与化肥混合后使用即制成复合肥料。制作复合燃料近日，太原一顺悟业节能新技术有限公司“开出妙方”——再生四合一有机燃料经过实验验证被隆重推出，其可使污水厂产生的污泥有效地被利用。所谓的再生四合一有机燃料是采用含水率80%污泥与石灰、稻壳和煤按比例混合成型。其中，污泥利用其自有胶粘性能粘合成型，其中80%的含水量可\n作为润滑剂与其它三种均匀混合；石灰可用于灭菌，并可稳定有机物热值，同时还可以在燃烧中进行固硫；稻壳的功劳很大，可以将吸附污泥中的有机水变为间隙水，增加透气率，有利通风相变蒸发，减少干化时间，同时降低能耗、消除龟裂；而煤的主要作用是调节再生四合一有机燃料热值，提高炉温，燃尽二噁英。值得一提的是，太原一顺悟业节能新技术有限公司试验所用的样品均从太原市河西北中部污水处理厂进行污泥取样，之后，就地处理为混合成型的再生四合一有机燃料。就地处理可有效地减少运输成本和运输的沿途污染，而且新污泥也以无臭、高热的优势更加吸引人们的眼球。将污泥制成再生四合一有机燃料，采用自然干燥，有机燃料专用锅炉焚烧，不仅使污泥焚烧成本高的这一难题得以解决，而且彻底解决了二次污染的问题，应用该方法不受使用条件限制，可直接在污水厂焚烧，产生热量供居民使用，一举数得，利国利民。目前的污泥处理方法主要是填埋。由于含水率高，污泥中的水或者渗入地下，和地下水混合；或者渗出地面，成为臭水坑。这就是污泥的二次污染，发达国家出现的“污泥之痛”。在世界范围内，填埋已经证明是不可取的方法。污泥的资源化利用成为研究和应用的重点。其中的难点就是污泥含水率太高污泥的填埋或堆放处理城市污水厂的污泥处理城市污水厂的污泥处理一直是世界性难题，污泥较高的含水率使得其处理成本极高。如何在避免造成二次污染的同时，实现污泥的资源化利用是许多污水厂亟待解决的问题。近日，太原一顺悟业节能新技术有限公司“开出妙方”——再生四合一有机燃料经过实验验证被隆重推出，其可使污水厂产生的污泥有效地被利用。所谓的再生四合一有机燃料是采用含水率80%污泥与石灰、稻壳和煤按比例混合成型。其中，污泥利用其自有胶粘性能粘合成型，其中80%的含水量可作为润滑剂与其它三种均匀混合；石灰可用于灭菌，并可稳定有机物热值，同时还可以在燃烧中进行固硫；稻壳的功劳很大，可以将吸附污泥中的有机水变为间隙水，增加透气率，有利通风相变蒸发，减少干化时间，同时降低能耗、消除龟裂；而煤的主要作用是调节再生四合一有机燃料热值，提高炉温，燃尽二噁英。值得一提的是，太原一顺悟业节能新技术有限公司试验所用的样品均从太原市河西北中部污水处理厂进行污泥取样，之后，就地处理为混合成型的再生四合一有机燃料。就地处理可有效地减少运输成本和运输的沿途污染，而且新污泥也以无臭、高热的优势更加吸引人们的眼球。\n将污泥制成再生四合一有机燃料，采用自然干燥，有机燃料专用锅炉焚烧，不仅使污泥焚烧成本高的这一难题得以解决，而且彻底解决了二次污染的问题，应用该方法不受使用条件限制，可直接在污水厂焚烧，产生热量供居民使用，一举数得，利国利民。（中国水网）5.5、城市污水处理厂污泥脱水及调理剂投加量与费用比较A、污泥脱水方法的基本原理不论采用何种方法脱水，其基本原理是相同的，都是以过滤介质（一种多孔性物质）两面的压力差作为推动力，污泥中的水份被强制通过过滤介质（称滤液），固体颗粒被截留在介质上（称滤饼），从而达到脱水的目的。造成压力差，作为推动力的方法有四种：①依靠污泥本身厚度的静压力；②在过滤介质一面造成负压（如真空吸滤脱水）；③加压污泥使滤液通过过滤介质（如压滤脱水）；④造成离心力（如离心机脱水）。过滤开始时，滤液仅须克服过液介质的阻力，当滤饼逐渐形成后，还必须克服滤饼本身的阻力。所以，真正的过滤层应包括滤饼层与过滤介质。通过试验，已推导出滤液通过滤饼的过滤基本方程式，即2t/V=卩CrV/2PA2+卩Rg/PA式中V——滤液体积（mL）t——过滤时间（s）P——过滤时压强（Pa）A——过滤面积（cm2）卩一一滤液的动力粘度（Pa-s）Rg——单位过滤面积上，通过单位体积过滤液时，过滤介质所产生的阻力（cm-1）C——过滤单位体积的滤液，在过滤介质上截面的滤饼干固体重量（g/mL）；r——污泥比阻，定义为单位过滤面积上单位干重滤饼所具有的阻力（cm/g）。污泥比阻越大，脱水性能越差。通常是用布氏漏斗试验，通过测定污泥滤液滤经介质的速度快慢，来确定污泥比阻的大小，并比较不同污泥的过滤性能，确定最佳混凝投药量。由上式，在定压条件下过滤，t/V与V成直线关系，即如一般直线方程式Y=bx+a中一样，基本过滤方程是一直线方程，其斜率b=卩Cr/2PA2，截距A=yRg/PA。因此，比阻r值为r=2PA2/卩•b/C从上式可知，若求得比阻r，需在试验室条件下求出斜率b和时间t的滤液量V,以V为横坐标，以t/V为纵坐标作图，直线的斜率为b，见下图。图解法求b值示意图\n过滤单位体积滤液，在过滤介质上截面的干固体重量C（g/mL），可以通过下面公式求得C=Cb•Co/Cb—C式中Co—原污泥固体浓度（g/mL）Cb—滤饼固体浓度（g/mL）投加絮凝剂，可以改善污泥的脱水性能，使污泥比阻减少。一般认为，比阻r在1012〜1013cm/g为难过滤污泥，r=（0.5〜0.9）x1012cm/g为中等难过滤污泥,r小于0.4X1012cm/g为易过滤污泥。活性污泥的比阻一般为（2.74〜2.94）X1013cm/g;消化污泥的比阻一般为（1.17〜13121.37）X10cm/g;初沉污泥的比阻一般为（3.9〜5.8）X10cm/g。B、城市污水处理厂污泥脱水调理剂投加量及费用比较污泥脱水调理剂投加量及费用比较表序号絮聚凝剂品种曹阳污水厂混合污泥东区污水厂混合污泥北郊污水厂污泥弱阳离子聚丙烯酰胺用量/%1.5〜2.0:0.8〜1.21.5〜2.01干污泥药剂费用/（兀/t）120〜16064〜96120〜160含水率96%污泥药剂费用/（元/t）4.80〜6.402.56〜3.844.80〜6.40聚铝用量/%0.8〜-1.01.51.0〜1.52干污泥药剂费用/（兀/t）16.44〜20.5527.020.55〜30.33含水率96%污泥药剂费用/（元/t）0.66〜0.821.080.82〜1.23聚铁用量/%1.5〜2.0一2.0〜3.03干污泥药剂费用/（兀/t）13.85〜18.46一18.46〜27.68含水率96%污泥药剂费用/（元/t）0.55〜0.74一0.74〜1.11阴离子聚丙烯酰胺用量/%1.5〜-1.81.0〜1.50.5〜1.04石灰用量（CaO计）/%353520干污泥药剂费用/（兀/t）37.5〜41.530.8〜37.516.7〜23.3含水率96%污泥药剂费用/（元/t）1.50〜1.661.23〜1.500.67〜0.935FeSOt•7H2O用量/%10〜1510〜157.5〜10石灰用量（CaO计）/%252520\n十污泥药剂费用/（元/t）含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）20.5〜24.50.82〜0.9320.5〜24.50.82〜0.9816.0〜18.00.64〜0.726FeCb•6H2O用量/%干污泥药剂费用/（兀/t）含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）5.0〜6.075.0〜90.03.00〜3.605.0〜6.075.0〜90.03.00〜3.605.0〜6.090.0〜97.53.60〜3.907硫酸铝用量/%弱阳离子聚丙烯酰胺用量/%干污泥药剂费用/（兀/t）含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）一一1.5〜4.00.8〜1.078.55〜118.83.14〜4.758配制浓度：无机高分子调制剂的调理效果调理剂影响确实较大，认为其配制浓度在报告提出三氯化铁配制浓度10%为最艮几乎不受配制浓丿上0..05%〜C艺佳。铝盐配制浓度度的影响，而有机）.1%范围内比较合支在4%〜5%-」高分子「适。也有研究较适宜。污水脱水前可先在污泥中加入部分无机金属盐类（如钙、铁、铝盐等），再加入高分子絮凝剂，这不但能使污泥得到了脱稳，有利于污泥脱水。同时也大大降低了滤液中的磷含量。每投加1mg/L的Al2（SO4）3需要0.5mg/L的CaO。硫酸根离子增加则使沉淀时pH偏向酸性，凝聚作用恶化，造成有Al3+的带出。聚合硫酸铁（PFS）具有一些突出的特点：具有优良的凝聚性能，絮体沉降速度快，有较强的去除水中BOD、COD及重金属的能力，能降低亚硝氮和铁的含量。1mg/L的FeSQ•7出0添加于水中，结果可增加0.36mg/L的SO42-，并降低0.36mg/L的碱度（均以CaCQ表示）。1mg/L的Fe2（SO4）3会增加0.75mg/L的SO4:并减少0.75mg/L的碱度（均以CaCO3表示）,CO2的含量会增加0.66mg/L,因此、不要投加石灰。总的看来，铁盐在沉降和运行控着上比铝盐好。典型的城市污泥中含有4%氮、2.5%磷和0.5%钾（以重量计）一摘自废水物化处理”一书。5.6、城市污水处理厂污泥脱水调理剂投加量及费用比较表序号絮聚凝剂品种曹阳污水厂混合污泥东区污水厂混合污泥北郊污水厂污泥弱阳离子聚丙烯酰胺用量/%1.5〜2.00.8〜1.21.5〜2.01干污泥药剂费用/（兀/t）120〜16064〜96120〜160含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）4.80〜6.402.56〜3.844.80〜6.40聚铝用量/%0.8〜1.01.51.0〜1.52干污泥药剂费用/（兀/t）16.44〜20.5527.020.55〜30.33含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）0.66〜0.821.080.82〜1.23聚铁用量/%1.5〜2.0一2.0〜3.03干污泥药剂费用/（兀/t）13.85〜18.46一18.46〜27.68含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）0.55〜0.74一0.74〜1.11阴离子聚丙烯酰胺用量/%1.5〜1.81.0〜1.50.5〜1.0A石灰用量（CaO计）/%3535204干污泥药剂费用/（兀/t）37.5〜41.530.8〜37.516.7〜23.3含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）1.50〜1.661.23〜1.500.67〜0.93FeSO4•7H2O用量/%10〜1510〜157.5〜10石灰用量（CaO计）/%2525205干污泥药剂费用/（兀/t）20.5〜24.520.5〜24.516.0〜18.0\n含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）0.82〜0.930.82〜0.980.64〜0.726FeCb•6H2O用量/%干污泥药剂费用/（兀/t）含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）5.0〜6.075.0〜90.03.00〜3.605.0〜6.075.0〜90.03.00〜3.605.0〜6.090.0〜97.53.60〜3.907硫酸铝用量/%弱阳离子聚丙烯酰胺用量/%干污泥药剂费用/（兀/t）含水率96%污泥药剂费用/（兀/t）一一1.5〜4.00.8〜1.078.55〜118.83.14〜4.758配制浓度：无机高分子调制剂的调理效果几乎不受配制浓度的影响，而有机高分子调理剂影响确实较大，认为其配制浓度在0..05%〜0.1%范围内比较合适。也有研究报告提出三氯化铁配制浓度10%为最佳。铝盐配制浓度在4%〜5%较适宜。污水污泥处理处置的国内现状1、重视不够，投入不足目前，国内污水污泥投资运行费用只占污水厂投资的10济到，国外为30-50%具有稳定完善配套污泥处理设备的污水厂不到10%污泥处理不好导致的二次污染，大大降低了污水处理的意义。2、处理难度增加污水排放标准提高，既要排除有机物还要排除营养物质NP,污水混排，重金属含量增加，中水回用要求，污泥量增加。3、处置方法不足污泥处理处置设备投资大，运行费用高。我国大部分污泥经过简单浓缩减量处置后直接填埋或直接暴露在露天旷野，二次污染严重，处理处置方法能耗高。2007年建设部出台《城镇污水处理厂污泥处置一混合填埋泥质标准》2008年环境保护部出台《生活垃圾填埋污染控制标准（GB1688—2008）》明确规定：污泥混合填埋含水率应小于60%国家2009年出台《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》要求：完善污泥处理，同时提出“不宜采用优质一次能源作为主要干化热源”。由于常规机械浓缩和脱水只能达到80%^右含水率，事实上就是要求实施强制干化污泥所含四种水分及去除方法：自由水：是没有与污泥颗粒结合的水分可以通过重力浓缩去除间隙水：是存在于胶羽和有机物之间的裂隙、间隙中的水分机械脱水可以去除表面水：由于水分子结构方式，固定在污泥颗粒表面的水分不能简单机械脱除结合水：通过水合作用，由化学方式结合在污泥颗粒中的水分加热破坏颗粒化学键可以释放由于污泥中含有大量的有机物，黏性很强，不易实现泥水分离。因此，从污水处\n理流程中分离出来的污泥含水率非常高。通常，浓缩池出来的污泥的含水率为95%-98%污泥机械脱水：70-80%,污泥干化：20-60%。新思路：?太阳能是取之不尽的新型能源,清洁无污染。?充分开发利用太阳能对于改善人类环境,保证可持续发展意义非凡。?尽管热泵的节能效果很好,如果合理的利用太阳能,会有更大的意义。?太阳能与热泵污泥联合干燥装置作为发改委课题已经结题。?经过实验和生产验证证明系统运行稳定,成品性状比较好,节能效果显著\nr元素组成C.H、N.O>S.Clr毒害性育机物组成毒去性有机物含量有机官能化合物组成酸、酉帚阵*酣、烧、芳香化台物r麻殖质等有机生物质组成可溶性储类、纤维素、I木质素・脂肪、蛋白质等固相微生物纟且成致病菌“病頁I十匕一4舟+钿亠貝寄生虫卵［扌日不性生物含宝r毒害性无和L物组成As=Cd.CjHg.Pb.Cu>Zn.Ni无机相＜污泥如成＜\氧及其化合态、磷、钾及其可溶态I无机矿物組成Fc、Al.Ca.S丄等的氣化物・氢氧化物植物养分纽成彳•自由水分问隙水分表面（附君）水分・结合水分水溶性组分\n1#集热器2#集热器3#集热器机文风阀除湿系统热泵A系统I平衡风竇f回风LH平衡风管热泵供热风