1、廢水處理的運行（摘要）教學目的：作為污水自動化檢測儀器的運行維護人員，除了掌握儀器外，也應該了解和熟悉，普通污水廠處理生活污水和工業廢水的處理工藝及原理。廢水生物處理是19世紀末出現的治理污水的技術，發展至今已成為世界各國處理城市生活污水和工業廢水的主要手段。國家已把節能減排作為我國可持續發展的戰略任務。對已建的廢水處理廠，也逐步根據各地的環境容量許可狀況，提出了更為嚴格的排放標準。目前國內已有上萬座污水處理廠投入運行，運行狀況良莠不齊。存在的問題主要有：原設計工藝不當，投入運行后水質水量與原設計指標有較大出入；操作過程中設備出現故障未能及時修復；運行過程中出現異常問題未能予以妥善解決。一 廢

2、水處理的目標和規劃就目前的技術水平而言，可以使廢水凈化至所要求的任何程度，但凈化要求每提高一步意味著可能要采取另一種昂貴得多的凈化方法。所以目標要與經濟能力相適應。廢水處理運行成本包括折舊費，大修費，人員工資，材料費，電費和雜支費。不少企業在運行過程中藥劑和材料浪費現象嚴重，如酸堿量控制不當，絮凝劑投加量任意放大，因操作管理不善導致設施大修頻繁。不同的廢水處理工藝都可以使出水達標，但它們運行成本可能差別很大。二 廢水的性質和水質指標。2.2.1 廢水的物理指標1. 溫度。 溫度較高廢水會使受納水體水溫升高，引起水環境的熱污染。2. 色度。 將有色污水用蒸餾水稀釋后，與參比水樣對比，一直稀釋到兩

3、水樣無色差，其稀釋倍數，既為其色度。3. 濁度。 光線透過水體時，水中的懸浮物阻礙光線通過的程度。4. 硬度。 是指水中鈣離子和鎂離子的總濃度。水質硬度高，會導致容器產生嚴重的水垢，并影響產品質量。有時需要軟化。5. 電導率。電導率的大小表示溶液中離子濃度的高低，間接反映溶解鹽的含量。6. 嗅和味。嗅和味是感官性指標，可以定性反映某種污染物的多寡。不同的鹽分，會給水帶來不同的異味，水的異臭，來源于還原性硫和氮的化合物，揮發性有機物和氯氣等污染物質。7. 固體物質。水中所有殘渣的總和，稱為總固體。SS是懸浮固體。2.2.2 廢水的化學指標1有機物。生活污水和某些工業廢水中所含的有機物，如碳水化合

4、物，蛋白質，脂肪等。另外，還有油類污染物，酚類等有害污染物。大部分有機物在微生物作用下最終分解為簡單的無機物，二氧化碳和水等。2. 化學需氧量（COD）。 在規定條件下，使水樣中能被氧化的物質氧化所需用氧化劑的量。3. 生化需氧量（BOD）。 水中微生物分解水體中有機物的生物化學過程所需的溶解氧的量。目前國內外都采用室溫20C，培養5天的生化過程需要量為指標，記為BOD5.4總有機碳（TOC）。 水中有機物種類很多，目前還不能全部進行分離鑒定。總有機碳就是測定水中有機物，包括溶解性的和懸浮性的有機物中的總碳，以此來表示水中含有的有機物的總量。由于有機物種類不同，當總有機碳的測定數值相同時，其污

5、染后果常會不一。5. 溶解氧（DO）。是指溶解在水中的氧。這是由水體與氣體互相交換，或者水體經過化學反應，生物化學反應而使氧溶解在水體中。水體中溶解氧高，表示水體自凈能力強，水質好。溶解氧低于一定水平時，魚類因缺氧而致死。溶解氧為6mg/L時，是魚類生存的良好環境。6. 植物營養元素。 污水中的氮，磷為植物營養元素。過多的氮，磷進入天然水體，容易導致富營養化。就污水對水體富營養化來說，磷的作用遠大于氮。7. PH值。 PH<7是酸性，PH>7是堿性。一般要求處理后污水的PH值在69之間。水質酸化，堿化都會影響自然生態系統。8. 重金屬。 主要指汞，鎘，鉛，鉻，鎳及砷等生物毒性顯著的

6、元素，也包括有一定毒害性的如鋅，銅，鈷，錫等。2.2.3 廢水的生物學指標1. 細菌總數。2. 大腸菌群。表明水體被糞便污染程度，間接反映如傷寒，痢疾，霍亂病菌等存在的可能性。3. 半數致死濃度（LC50）。 化學物質的濃度半數導致水中生物死亡。三廢水處理的方法目的：就是利用各種方法將污水中所含的污染物質分離出來，或將其轉換為無害的物質，從而使污水得到凈化。1. 物理法。 主要利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質，在處理過程中不改變污染物的化學性質。如格柵，篩網，砂濾截留各類漂浮物，懸浮物。用沉淀，氣浮和離心等方法分離比重與水不同的各類污染物。2. 化學法。利用化學反應的作用，通過改變污

7、染物的性質降低其危害性或有利于污染物的分離去除。如向廢水中投加各類絮凝劑，使之與水中的污染物起反應，生成不溶于水或難溶于水的化合物，析出沉淀。利用中和作用處理酸性或堿性廢水。利用液氯，臭氧等強氧化劑氧化分解污染物。利用電解原理凈化水質。3. 生物法。 利用活性污泥分解和轉換污染物。四廢水處理工藝由于廢水中的污染物種類繁多，不同的污染物需要用不同的方法處理。而多種廢水處理方法組合就構成污水廠處理工藝系統或工藝流程。按照處理任務深度不同，可分為三個層次，如圖。二級處理一級處理廢水格柵二次沉淀池。生物曝氣池或生物濾池。沉淀池沉沙池一級處理出水。排放灌溉。回流污泥沉渣處理垃圾處理二級處理出水。排放，灌

8、溉。濃縮池污泥消化池或其他處理設備。混凝，過濾，離子交換，消毒。或化學藥劑處理池。沉渣處理。三級處理出水。排放，再利用。 三級處理五預處理和沉淀池5.1 調節池（集水池）設置集水池的目的在于調畜進水與水泵送水之間的不均衡，使水泵啟動不會過于頻繁。集水池通常設有格柵，以保護管道和水泵不會阻塞或損壞。5.2 沉沙池 廢水中含有不少固體污染物，用較簡單的物理沉淀予以去除。廢水中的“砂”是指與漂浮物相對應的固體物，沉降速率極快，包括砂粒，煤渣，果核等。去除后可減少后續工藝流程中機械部件，泵的磨損，減少管道的阻塞。其結構分為平流式和豎流式。5.3 初沉池初沉池的主要作用為：1. 去除可沉物和漂浮物，減輕

9、后續負荷。2. 使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化固液分離效果。3. 對膠體物質具有一定的吸附去除作用。4. 具有調節污水的作用。5.4 二沉池二沉池的作用，型式與操作管理內容和初沉池很相似，二沉池污泥較初沉池污泥輕，易于腐敗，浮渣較少。另外需從二沉池中連續或至少以較短時間間隔排走污泥，以保證二沉池污泥具有正常的生物活性。六廢水的生物處理活性污泥是由細菌，微型動物為主的微生物與懸浮物質，與膠體物質混雜在一起所形成的具有很強吸附分解有機物的能力和良好沉淀性能的絮體顆粒。6.1生物種類：6.1.1.細菌。如生枝動膠菌，臘狀芽孢桿菌，中間埃希氏菌等。6.1.2.微型動物。如植鞭毛蟲類，動鞭毛蟲類，變

10、形蟲類等。6.1.3.真菌。如絲狀真菌。6.1.4藻類。藻類是含有光和色素的一類生物，如藍藻類有席藻，林氏藻等，綠藻類有衣藻，綠球藻等。6.2 影響廢水生物處理的主要因素6.2.1 溫度活性污泥微生物的生理活動與溫度密切相關，微生物酶系統酶促反應的最佳溫度范圍是2030C。高于35C或低于10C，對有機底物的代謝功能有影響，高于45C微型動物死亡，低于5C反應速度降至極低。6.2.2 酸堿度廢水酸堿度以PH保持在6.09.0之間較為適宜。活性污泥中的細菌經馴化后對酸堿度的適應范圍可進一步提高。6.2.3 溶解氧 不同細菌對氧有不同的反應，好氧菌有氧呼吸，環境溶解氧水平大于0.3mg/L。厭氧菌

11、生長不需要分子氧。兼性厭氧菌是在有氧，無氧條件下都能生長的細菌。6.2.4 營養物質需要時需投放營養物質，碳，氮，磷比例在100：5：1.6.2.5 有毒物質污水中常見有毒物質有：1重金屬離子，如鉛，鎘，砷，銅，等2.有機物類。如酚，甲醛，甲醇，苯等。3.無機物類。如硫化物，氰化鉀，氯化鈉，硫酸根等。6.2.6 氧化還原電位七活性污泥法7.1好癢菌污泥法在池中設置鼓風曝氣人工供氧系統，池子稱為曝氣池。廢水在曝氣池停留一段時間后，廢水中的有機物被曝氣池中的微生物吸附氧化分解成無機物，隨后進入沉淀池。在沉淀池中，呈絮狀的微生物絮體（活性污泥）下沉，處理后的出水，上清液即可溢流而被排放。空 氣出 水

12、二 沉 池曝 氣 池進 水回 流 污 泥剩 余 污 泥普通活性污泥法的不足之處，主要有：1.對水質變化的適應能力不強。2.所供氧不能充分利用，因為曝氣池前端廢水水質濃度高，污泥負荷高，需氧量大，而后端則相反。空氣如果均勻分布，就造成前端不足后端浪費。于是就有了階段曝氣法。漸減曝氣法等。7.2 活性污泥生化處理的運行管理維持曝氣池合適的溶解氧。保持勻質地進水及合適的營養。改善污泥的質量。顯微鏡觀察污泥中的細菌等。7.3 厭氧生物法 早期的厭氧消化，主要處理BOD濃度10000以上，固體含量2%7%的污水，污泥或糞尿等，隨著厭氧微生物和厭氧工藝的不斷發展，在最近20年，對各低濃度污水，以及有固體含

13、量高達40%的麥稈，作物渣等，都可采樣厭氧工藝。產生的沼氣也可解決能源問題。7.3.1 厭氧生物法的特點優點：（1）代謝合成的污泥較好氧法少，降低污泥處理費。（2）所需氮，磷營養物少，不需要充氧，故耗電少。（3）產生的消化氣體是甲烷，可作為高能量燃料。（4）能季節性或間歇性運行，厭氧污泥可以長期存放。（5）對難降解的高分子有機物的分解效果較好。可以處理基質濃度很高的污水或污泥。（6）與好氧法相比，可以在較高溫度條件下運行。缺點：（1）厭氧污泥增長很慢，故系統啟動時間較長。（2）對溫度比較敏感，溫度的波動對去除效果影響很大。只能作為預處理，出水還需進一步處理。7.3.2厭氧生物法的工藝流程1.厭

14、氧生物濾池。消化氣出 水進 水2.厭氧接觸法消化氣進水出水剩余污泥污泥回流沉淀池混合接觸池（消化池）填 料3. 升流式厭氧污泥床反應器，4. 分段厭氧消化法等。八廢水生物處理系統的觀察和評價 操作管理人員每班須數次定時登上處理裝置做一觀察，了解系統運行狀況。內容有：1. 色，嗅。正常污泥呈黃褐色。曝氣池溶解氧不足，厭氧微生物會滋生，發黑，發臭。當曝氣池溶解氧過高或進水過淡，負荷過低，污泥中微生物可因缺乏營養而自身氧化，污泥色澤轉淡。良好的新鮮活性污泥略帶有泥土味。2. 二沉池泥面的觀察。上清液清澈透明-運行正常，污泥性狀好。上清液混濁-負荷過高，污泥對有機物氧化，分解不徹底。泥面上升-污泥膨脹

15、，污泥沉降性差。污泥成層上浮-污泥中毒。大塊污泥上浮-沉淀池局部厭氧，導致該處污泥腐敗。細小污泥漂浮-水溫過高，C/N不適，營養不足等原因導致污泥解絮。3曝氣池觀察在曝氣池中：成團氣泡上升-液面下曝氣管道有堵塞。泡沫量少-運行正常。泡沫量多-污泥負荷過高，泥齡過短，廢水中含洗滌劑。泡沫呈白色-洗滌劑量較多。泡沫呈茶色，灰色-泥齡太長或污泥被打碎，應增加排泥量。泡沫呈其他顏色-吸附了廢水中染料等發色物質。氣泡不易破碎-負荷過高，有機物分解不完全。九生物脫氮除磷廢水中的氮磷營養鹽進入水體后會導致水體的富營養化，惡化水質。9.1 生物脫氮9.1.1氨化作用：含氮的有機物經微生物降解釋放出氨的過程。含

16、氮的有機物一般指動，植物和微生物殘體，以及它們的排泄物，代謝物所含的有機氮化物。9.1.2 硝化作用： 是指NH3氧化成NO2，然后再氧化成NO3的過程。有兩類細菌參與。為了到達硝化得目的，一般采用低負荷運行，延長曝氣時間。9.1.3 反硝化作用：指硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為氣態氮和氧化氮的過程。參與這一過程的菌稱為反硝化菌。反硝化最適合的溫度為2035C,低于15C反硝化速率明顯降低。生物脫氮有懸浮污泥系統和生物膜系統兩類。9.2 生物除磷所有生物除磷工藝皆為活性污泥法的修改，即在原有活性污泥工藝的基礎上，通過設置一個厭氧階段，選擇能過量吸收并儲藏磷的微生物（稱聚磷微生物）,以降低出水的磷含量。9.3 主流除磷A/O工藝：是使污水和污泥順次厭氧和好養交替循環流動的方法。在進端，進水與回流污泥混合進入一個推流式的厭氧接觸區。為了防止氧氣散入厭氧混合液中，可在厭氧區上方加蓋。厭氧區內設有混合器，緩慢攪拌使污