1、王凱軍王凱軍 北京市環境保護科學研究院北京市環境保護科學研究院 一、我國面臨的重大水污染問題一、我國面臨的重大水污染問題 1、水污染與水資源緊缺矛盾更趨尖銳、水污染與水資源緊缺矛盾更趨尖銳 a) 水資源和用水浪費；水資源和用水浪費； b) 水污染嚴重；水污染嚴重； 水資源缺乏和水污染問題，制約社會經濟的可持續發展是一個基本的現實，水資源缺乏和水污染問題，制約社會經濟的可持續發展是一個基本的現實，也是考慮我國水環境問題的出發點。也是考慮我國水環境問題的出發點。 2、我國流域性水環境問題具有復雜性、我國流域性水環境問題具有復雜性 a) 北方地區：水資源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季節性

2、北方地區：水資源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季節性河流的達標河流的達標(特別是功能區達標特別是功能區達標)等問題等問題; b) 南方地區南方地區: 生態破壞引起的水患問題以及水體富營養化，成為突出的環生態破壞引起的水患問題以及水體富營養化，成為突出的環境問題。境問題。 一、我國面臨的重大水污染問題一、我國面臨的重大水污染問題 3、近海海域污染日益嚴重、近海海域污染日益嚴重 4、飲用水源普遍受到污染、飲用水源普遍受到污染,受污染水體的復育任務十分受污染水體的復育任務十分艱巨艱巨 地表和地下水源的污染使今后相當長時期內對微地表和地下水源的污染使今后相當長時期內對微污染水的凈化和恢復將是

3、一個重要研究課題。污染水的凈化和恢復將是一個重要研究課題。 5、量大面廣的城市污水污染問題，缺乏適合國情高效、量大面廣的城市污水污染問題，缺乏適合國情高效、低耗的技術低耗的技術 城市污水二級處理率不足城市污水二級處理率不足10%，適宜的技術與資金，適宜的技術與資金支持支持 一、我國面臨的重大水污染問題一、我國面臨的重大水污染問題 6、對一些重點污染行業水污染的控制缺乏有效的手段、對一些重點污染行業水污染的控制缺乏有效的手段 對造紙、染料、糖蜜、農藥和焦化廢水等難降解工業廢水的治對造紙、染料、糖蜜、農藥和焦化廢水等難降解工業廢水的治理有相當大的難度，要實現達標排放十分困難。理有相當大的難度，要實

4、現達標排放十分困難。 7、農村城市化進程將使小流域普遍受到污染，是目、農村城市化進程將使小流域普遍受到污染，是目前和今后面臨的新問題前和今后面臨的新問題 2010年，全國設市城市達到年，全國設市城市達到1200個，建制鎮達到個，建制鎮達到2.53 萬萬個，依此計算，村鎮年廢水量可能達到個，依此計算，村鎮年廢水量可能達到270億噸。億噸。 一、我國面臨的重大水污染問題一、我國面臨的重大水污染問題 8、水環境的有機污染在相當長的一個時期內仍然是水污、水環境的有機污染在相當長的一個時期內仍然是水污染的重點染的重點 有機污染有機污染 :包括造紙、食品、皮革、釀造、化工和大量未處理的城包括造紙、食品、皮

5、革、釀造、化工和大量未處理的城市污水，治理難度大，所需投資高。市污水，治理難度大，所需投資高。 9、城市和工業廢水污泥及畜禽糞便污染是面臨的新問題、城市和工業廢水污泥及畜禽糞便污染是面臨的新問題 污泥與河流污泥沉積物污泥與河流污泥沉積物 畜禽規模養殖污染負荷很大畜禽規模養殖污染負荷很大 一、我國面臨的重大水污染問題一、我國面臨的重大水污染問題 10、環保產業處于初級發展階段，促進環保產業發展是水、環保產業處于初級發展階段，促進環保產業發展是水污染控制實施的關鍵污染控制實施的關鍵 a) 在世界范圍內，環境貿易將進入世界十大貿易領域之列在世界范圍內，環境貿易將進入世界十大貿易領域之列 b) 擴大水

6、處理產業的內涵，積極發展我國的環保產業市場擴大水處理產業的內涵，積極發展我國的環保產業市場 c) 環境咨詢產業、工程和設備產業、金融和服務管理產業環境咨詢產業、工程和設備產業、金融和服務管理產業 二、國內城市污水處理工藝的研究二、國內城市污水處理工藝的研究 1、我國城市污水處理技術從、我國城市污水處理技術從“七五七五”國家攻關開始逐步進行研究；國家攻關開始逐步進行研究； 2、“七五七五”攻關項目在氧化塘、土地處理和復合生態系統等自然處攻關項目在氧化塘、土地處理和復合生態系統等自然處理技術方面的研究較多，建立了一些氧化塘、土地處理城市污理技術方面的研究較多，建立了一些氧化塘、土地處理城市污水示范

7、工程；水示范工程； 3、“八五八五”對高負荷活性污泥、高負荷生物膜、一體化氧化溝技術對高負荷活性污泥、高負荷生物膜、一體化氧化溝技術進行了深入研究，研究成果已被應用于大批污水處理廠進行了深入研究，研究成果已被應用于大批污水處理廠； 4、 “九五九五”期間工藝技術研究重點為中小城鎮簡易高效污水處理期間工藝技術研究重點為中小城鎮簡易高效污水處理實用的成套技術，解決人工處理能耗高、自然處理占地大等問實用的成套技術，解決人工處理能耗高、自然處理占地大等問題；題； 二、國內城市污水處理工藝的研究二、國內城市污水處理工藝的研究 5、國內可提供下列技術的工藝參數：、國內可提供下列技術的工藝參數： 傳統活性污

8、泥法：延時曝氣法、吸附再生法；傳統活性污泥法：延時曝氣法、吸附再生法； 各種新型活性污泥工藝，如：各種新型活性污泥工藝，如：SBR、AB法和氧化溝技術等等；法和氧化溝技術等等； 脫氮除磷工藝：脫氮除磷工藝：A-O法和法和A2-O技術；技術； 酸化酸化(水解水解)-好氧技術；好氧技術； 多種類型的穩定塘技術；土地處理技術等等。多種類型的穩定塘技術；土地處理技術等等。 三、我國城市污水處理的問題和發展三、我國城市污水處理的問題和發展 1、我國城市污水處理資金渠道匱乏，投資力度不足，導致目前發、我國城市污水處理資金渠道匱乏，投資力度不足，導致目前發達國家大批水處理環保企業采取貸款方式，大舉進軍我國水

9、處理環達國家大批水處理環保企業采取貸款方式，大舉進軍我國水處理環保市場；保市場； 但但1998年以來，國家加大了基礎設施的投入，城市基礎年以來，國家加大了基礎設施的投入，城市基礎設施成為其中重要的一部分，目前發行了近的設施成為其中重要的一部分，目前發行了近的3000億國債中將有相億國債中將有相當一部分用于城市基礎設施建設。當一部分用于城市基礎設施建設。 2、1988年以來，給水排水利用外資建設項目共約年以來，給水排水利用外資建設項目共約200個，總金額達個，總金額達78億美元。我國城市污水處理約億美元。我國城市污水處理約90來自于國際各種貸款，基本被來自于國際各種貸款，基本被國際各大公司所占領

10、；國際各大公司所占領； 三、我國城市污水處理的問題和發展三、我國城市污水處理的問題和發展 3、技術研究以單項優勢為主，缺乏足夠的系統性、完整性，也缺、技術研究以單項優勢為主，缺乏足夠的系統性、完整性，也缺乏綜合性的比較研究和技術經濟評價體系；乏綜合性的比較研究和技術經濟評價體系； 4、1998年以來，國家加大了基礎設施的投入，城市基礎設施成為年以來，國家加大了基礎設施的投入，城市基礎設施成為其中重要的一部分，目前發行的其中重要的一部分，目前發行的1000億國債中將有億國債中將有300億用于城市億用于城市基礎設施建設。在地方上報建設部的給水排水建設項目中，供水項基礎設施建設。在地方上報建設部的給

11、水排水建設項目中，供水項目目322個、污水項目個、污水項目208個，總投資將達個，總投資將達1100億元。億元。1999年國家增發年國家增發650億國債主要用于億國債主要用于1998年的在建項目和一些新建項目。年的在建項目和一些新建項目。 三、我國城市污水處理的問題和發展三、我國城市污水處理的問題和發展 5、我國水污染控制的三個主要階段、我國水污染控制的三個主要階段 a) 對工業污染行業水污染的控制階段對工業污染行業水污染的控制階段 b) 對量大面廣城市污水污染控制階段對量大面廣城市污水污染控制階段 c) 面源污染控制階段面源污染控制階段 四、城市污水排放量分析與預測四、城市污水排放量分析與預

12、測 1、污水量、污水量 自自1985年以來，我國廢水年排放總量一直的維持在年以來，我國廢水年排放總量一直的維持在350400億億m3/a，1997年廢水排放量達到最高值年廢水排放量達到最高值416億億m3，其中工業廢水排，其中工業廢水排放量放量227億億t，市政污水排放量，市政污水排放量189億億t。根據建設部估計。根據建設部估計2000年廢年廢水排放量為水排放量為480億億m3； 2、預測、預測 預計新世紀的頭預計新世紀的頭20年內我國經濟增長將保持在年內我國經濟增長將保持在69的高、中速的高、中速率穩定發展。污水量增加考慮上述因素按率穩定發展。污水量增加考慮上述因素按5%的速率考慮。到的速

13、率考慮。到2010年增加污水量年增加污水量300億億m3； 四、城市污水排放量分析與預測四、城市污水排放量分析與預測 3、2010年，全國設市城市達到年，全國設市城市達到1200個左右，建制鎮達到個左右，建制鎮達到2.5-3萬萬 個，依此計算村鎮年廢水量可能達到個，依此計算村鎮年廢水量可能達到270億億m3； 4、綜上所述，考慮現狀污水量、污水增量和建制鎮污水量，、綜上所述，考慮現狀污水量、污水增量和建制鎮污水量，到到2010年城市污水排放總量為年城市污水排放總量為1050億億m3。 5、根據國民經濟和社會發展九五計劃和、根據國民經濟和社會發展九五計劃和2010年遠景目標綱要年遠景目標綱要的要

14、求，到的要求，到2010年城市污水年城市污水 處理率要達到處理率要達到50%，城市污水污水量，城市污水污水量和投資預測見表和投資預測見表1。 四、城市污水排放量分析與預測四、城市污水排放量分析與預測 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? t t? ?45045040040035035030030025025020020015015010010050500 01 19 98 85 51 19 98 86 61 19 98 87 71 19 98 88 81 19 98 89 91 19 99 90 01 19 99 91 11 19 99 92 21 19 99 93 31 19 99 94

15、41 19 99 95 51 19 99 96 61 19 99 97 7 1 19851 1985 19981998 表表4-1 污水量預測和污水量預測和2010年達到年達到50%處理量投資預測處理量投資預測 年份年份2000年年480城市污水量城市污水量(億億m3/a)靜態投資靜態投資(億元億元)城鎮污水量城鎮污水量(億億m3/a)靜態投資靜態投資(億元億元)城市污水總計城市污水總計(億元億元)2010年年(5%增長增長)7802500270150040001 19 99 98 8 ? ?Y Y五、城市污水處理技術五、城市污水處理技術 1 1、傳統活性污泥工藝、傳統活性污泥工藝 2 2、S

16、BRSBR反應器反應器 3 3、氧化溝、氧化溝 4 4、曝氣生物濾池、曝氣生物濾池 5 5、水解好氧生物處理工藝、水解好氧生物處理工藝 6 6、化學強化一級處理、化學強化一級處理 一一) 活性污泥生物處理工藝活性污泥生物處理工藝 好氧剩余污泥污泥加氯消毒回流格總水沉初曝二總進水進水總出水力砂沉氣沉泵柵房篩池池池池凈剩余污泥污水管路污泥管路上清、濾出鼓液管路集池泥濃縮池污泥脫水機房空氣管路風泥餅外運機二）二）SBRSBR工藝類型和發展工藝類型和發展 1 1、經典、經典SBRSBR反應器反應器 排水排泥進水曝氣沉淀圖圖5-2 去除碳源的典型的去除碳源的典型的SBR運行程序運行程序 2 2、SBRS

17、BR反應器反應器 3 3、經典、經典SBRSBR反應器的優點反應器的優點 通過對以上通過對以上SBR工藝特點和不同研究者的研究結果進行匯總，不工藝特點和不同研究者的研究結果進行匯總，不考慮一些由于考慮一些由于 SBR反應器本身優點導致的直接結果，如：投資低和運反應器本身優點導致的直接結果，如：投資低和運行費用低等，行費用低等，SBR反應器的眾多優點可以歸納成如下幾類：反應器的眾多優點可以歸納成如下幾類： 1) 沉淀效果好；沉淀效果好； 2) 可以防止污泥膨脹；可以防止污泥膨脹； 3) 反應效率高，特別對難降解有機物降解性能好；反應效率高，特別對難降解有機物降解性能好； 4) 可以除磷脫氮等等。

18、可以除磷脫氮等等。 5) 工藝簡單，如可省去二沉池，不需污泥回流等；工藝簡單，如可省去二沉池，不需污泥回流等； 4 4、SBRSBR反應器的理論分析反應器的理論分析 1) 流態理論；流態理論； 2) 理想沉淀理論；理想沉淀理論； 3) 推流反應器理論；推流反應器理論； 4) 選擇性準則；選擇性準則； 5) 微生物環境的多樣性；微生物環境的多樣性； 6) 提供了時空上的可操作性。提供了時空上的可操作性。 以上的特點，從另一方面分類可以分為：以上的特點，從另一方面分類可以分為： a) SBR反應器的流態特點，如上面的反應器的流態特點，如上面的1)、2)、3)和和4)； b) 生態特點生態特點(5)

19、； c) 結構特點結構特點(6)。 5、SBR反應器的優缺點分析反應器的優缺點分析 表表5-2 SBR的優點匯總的優點匯總 優點優點1 1、沉淀性能好、沉淀性能好2 2、有機物去除效率高、有機物去除效率高3 3、提高難降解廢水的處理效率、提高難降解廢水的處理效率4 4、抑制絲狀菌膨脹、抑制絲狀菌膨脹5 5、可以除磷脫氮，不需要新增反應器、可以除磷脫氮，不需要新增反應器6 6、不需二沉池和污泥回流，工藝簡單、不需二沉池和污泥回流，工藝簡單原因原因理想沉淀理論理想沉淀理論理想推流狀態理想推流狀態多樣性的生態環境多樣性的生態環境( (出現厭氧、缺氧出現厭氧、缺氧和好氧狀態多種狀態和好氧狀態多種狀態

20、) )選擇性準則選擇性準則生態的多樣性生態的多樣性( (出現厭氧、缺氧和好出現厭氧、缺氧和好氧狀態多種狀態氧狀態多種狀態) )結構本身特點結構本身特點表表5-1 不同學者對不同學者對SBR的不同看法的不同看法 名稱名稱AroraArora? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? SBRSBR 的特點的特點抗沖擊負荷能力強抗沖擊負荷能力強提高曝氣系統的氧的轉移效率提高曝氣系統的氧的轉移效率工藝簡單，運轉費用低工藝簡單，運轉費用低可以抑制絲狀菌的生長可以抑制絲狀菌的生長可以高效處理難降解廢水可以高效處理難降解廢水SBRSBR 系統中微生物的活性高系統中微生物的活性

21、高除磷脫氮效果好，無需投放化學除磷脫氮效果好，無需投放化學藥品藥品工藝簡單，運轉費用低工藝簡單，運轉費用低可以防止污泥膨脹可以防止污泥膨脹抗沖擊負荷能力強抗沖擊負荷能力強對活性污泥膨脹有抑制作用對活性污泥膨脹有抑制作用對沖擊負荷有抵抗能力對沖擊負荷有抵抗能力出水水質好出水水質好對沖擊負荷適應性強對沖擊負荷適應性強污泥沉降性能好污泥沉降性能好污泥處理系統簡便污泥處理系統簡便投資和占地小投資和占地小能耗低能耗低操作管理和維修簡單操作管理和維修簡單? ? ? ? 可能的原因可能的原因變容積進水變容積進水反應初期氧的推動力大反應初期氧的推動力大SBRSBR 反應器本身特點反應器本身特點有有機物機物 濃

22、度變濃度變 化對化對 微生微生 物有物有 選選擇性，厭氧狀態可抑制絲狀菌生擇性，厭氧狀態可抑制絲狀菌生長長微生物的微生物的 RNARNA 含量高含量高運行方式容易改變運行方式容易改變省去了二沉池，無需污泥回流省去了二沉池，無需污泥回流底物濃度梯度大，厭氧缺氧狀態底物濃度梯度大，厭氧缺氧狀態并存并存流態與連續式不同流態與連續式不同厭氧好氧狀態的交替出現厭氧好氧狀態的交替出現微生物對環境條件變化的適應微生物對環境條件變化的適應沉淀性能好，可以脫氮沉淀性能好，可以脫氮流量變化可通過周期調節來適應流量變化可通過周期調節來適應存在有機物的濃度梯度存在有機物的濃度梯度污泥令長可穩定化污泥令長可穩定化減少初

23、沉、二沉池和污泥消化等減少初沉、二沉池和污泥消化等氧的推動力大，氧利用率高氧的推動力大，氧利用率高自動化程度高自動化程度高IrvineIrvine彭永臻彭永臻? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 劉永凇劉永凇張志仁張志仁同時，經典的同時，經典的SBR反應器也操作一定的問題，比如反應器也操作一定的問題，比如 1)對于單一對于單一SBR反應器的應用需要較大的調節池；反應器的應用需要較大的調節池； 2)對于多個對于多個SBR反應器進水和排水的閥門自動切換反應器進水和排水的閥門自動切換頻繁；頻繁； 3)無法解決大型污水處理項目連續進水、連續出水無法解決大型污水處理項目連續進水、連續出

24、水的處理要求。的處理要求。 4)設備的閑置率較高設備的閑置率較高 5)污水提升水頭損失較大。污水提升水頭損失較大。 正是以上這一系列問題的存在導致了對于正是以上這一系列問題的存在導致了對于SBR反應器反應器的不斷改進和開發。的不斷改進和開發。 6、SBR工藝應用和認識上的誤區工藝應用和認識上的誤區 1) 初沉池的設置和污泥穩定性問題初沉池的設置和污泥穩定性問題 2) 正確認識正確認識SBR反應器的優缺點反應器的優缺點 SBR工藝把沉淀與反應集中在同一個反應池進行，雖工藝把沉淀與反應集中在同一個反應池進行，雖然是然是SBR反應器的優點，但是在一定條件下這也可能成反應器的優點，但是在一定條件下這也

25、可能成為為SBR工藝的缺點，比如工藝的缺點，比如ICEAS系統。系統。 200180160140反應器相對大小120100800fmax以傳統活性污泥法為100123456周期數(n)圖圖5-1 5-1 周期數對于周期數對于SBRSBR反應器池容的影響反應器池容的影響 ( (假設假設HRT=24hHRT=24h，沉淀和潷水時間為，沉淀和潷水時間為2.0h) 2.0h) （二）（二）SBR工藝類型和發展工藝類型和發展 1) 經典經典SBR反應器反應器 排水排泥進水曝氣沉淀2) ICEAS工藝工藝 進水進水進水預主潷水器反反出水應應區區曝氣沉淀(停曝)排水 (停曝、排泥)3) ICEAS工藝與經典

26、工藝與經典SBR工藝的對比工藝的對比 a) 沉淀特性不同；沉淀特性不同； b) 由于連續進水損失理想推流性能和污泥膨脹的控制功能；由于連續進水損失理想推流性能和污泥膨脹的控制功能； c) 連續進水便于較大型污水處理廠；連續進水便于較大型污水處理廠； d) 由于池長過長水平流速會過大，這也使得由于池長過長水平流速會過大，這也使得ICEAS工藝的單池無法工藝的單池無法進一步擴大；進一步擴大； e) ICEAS工藝的運行周期比較短。工藝的運行周期比較短。 4) CASS工藝工藝 CASS工藝是工藝是Goronszy教授在教授在ICEAS的基礎上開發出來的的基礎上開發出來的 (1) 生物選擇器生物選擇

27、器 (2) 缺氧區缺氧區 (3) 好氧區好氧區 (4) 回流污泥和剩余污泥回流污泥和剩余污泥 (5) 潷水器潷水器 圖圖5-45-4循環式活性污泥法工藝循環式活性污泥法工藝(CASS)(CASS)的組成的組成 3) CASS工藝與工藝與ICEAS工藝的對比工藝的對比 1) 增加了污泥回流；增加了污泥回流； 2) 加大了預反應區的體積；加大了預反應區的體積； 3) 增加了兼氧區。增加了兼氧區。 通過以上三個措施，通過以上三個措施，CASS反應器強化了以下的功能：反應器強化了以下的功能： 1) 加速對溶解性底物的去除和對難降解有機物的水解作用加速對溶解性底物的去除和對難降解有機物的水解作用； 2)

28、 加大兼氧區強化污泥中磷在厭氧條件下得到有效的釋放；加大兼氧區強化污泥中磷在厭氧條件下得到有效的釋放； 3) 此外此外,選擇器和兼氧區中還可發生比較顯著的反硝化作用；選擇器和兼氧區中還可發生比較顯著的反硝化作用； 4) 采用多池串聯運行，使廢水在反應器的流動呈現出整體推流而在采用多池串聯運行，使廢水在反應器的流動呈現出整體推流而在不同區域內為完全混合的復雜流態，保證了處理效果；不同區域內為完全混合的復雜流態，保證了處理效果； 5) 改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問題的發生。改善污泥的沉降性能，防止污泥膨脹問題的發生。 4) UNITANK系統系統 UNITANK系統是系統是90年代初，比利時

29、年代初，比利時SEGHERS公司提出公司提出一種一種SBR的變型工藝。的變型工藝。 圖圖5-5 UNITANK5-5 UNITANK工藝圖工藝圖 2) UNITANK系統的原理和特點系統的原理和特點 1、標準的、標準的UNITANK系統是由三個正方形池所組成，三個池子之間系統是由三個正方形池所組成，三個池子之間構成了一個級串的形式，彌補了單個反應器完全混合的缺點；構成了一個級串的形式，彌補了單個反應器完全混合的缺點； 2、UNITANK系統在恒定水位下連續運行，出水采用固定堰而不是系統在恒定水位下連續運行，出水采用固定堰而不是潷水器。潷水器。 3、從整個系統來看，它已經不屬于、從整個系統來看，

30、它已經不屬于 SBR了，與交替運轉的三溝氧了，與交替運轉的三溝氧化溝非常相似，更接近于傳統的活性污泥法。這是化溝非常相似，更接近于傳統的活性污泥法。這是UNITANK工藝最工藝最為顯著的一個特點；為顯著的一個特點； 3) UNITANK系統的缺點系統的缺點 與三溝氧化溝的情況相類似，與三溝氧化溝的情況相類似，UNITANK工藝中三池的作用也是不均等工藝中三池的作用也是不均等的，存在中間池子污泥濃度高的情況，表的，存在中間池子污泥濃度高的情況，表5-3 95-96年實際運行情況參數年實際運行情況參數 邊溝邊溝8.337.4451995年年中溝中溝4.317.240邊溝邊溝8.845.248邊溝邊

31、溝7.141.9591996年年中溝中溝3.315.848邊溝邊溝9.343.747MLSS(g/L)SV(%)SVI(mL/g)f?Vs1Xs1f?VmiXmi?Vs2Xs2fn?2n?VsiXsi? ?VmiXmii?1i?1?2.5 * 8.3?8* 4 .3?2 .5*8 .88 (8 .3?4 .3?8 .8 )?0 .435) UNITANK工藝的改進工藝的改進 UNITANK發明人在離開發明人在離開SEGHERS公司之后，提出新的變型工藝公司之后，提出新的變型工藝-LUCAS工藝工藝 圖圖5-6 5-6 采用四個正方形反應器和四個圓形反應的采用四個正方形反應器和四個圓形反應的LU

32、CASLUCAS工藝工藝 （三）各種不同類型（三）各種不同類型SBR的設計方法的設計方法 1、進水濃度和設計負荷的影響、進水濃度和設計負荷的影響 2、周期的影響、周期的影響 3、進水方式的影響、進水方式的影響 4、不同類型、不同類型SBR反應器的設計公式反應器的設計公式 不同類型不同類型SBR常用的運行方式和動力學公式常用的運行方式和動力學公式 運行周期運行周期負荷負荷進水方式進水方式曝氣方式曝氣方式SBR的類型的類型(長或者短長或者短)(高或低高或低)(連續或間歇連續或間歇) (限制或非限制限制或非限制)經典經典SBRICEASCASSUNITANK長長/短短短短短短長長/短短高高/低低低低

33、低低高高/低低間歇間歇連續連續連續連續連續連續限制限制/非限制非限制非限制非限制非限制非限制非限制非限制動力學公式動力學公式一級一級/線性線性/零零級級一級一級/線性線性一級一級/線性線性一級一級/線性線性二二) 氧化溝工藝氧化溝工藝 1、氧化溝的定義、氧化溝的定義 1) 氧化溝屬于活性污泥處理工藝的一種變形工藝氧化溝屬于活性污泥處理工藝的一種變形工藝; 2) 氧化溝一般采用轉刷等表面曝氣設備；氧化溝一般采用轉刷等表面曝氣設備； 3) 氧化溝結型式采用環形溝渠型式，混合液在氧化溝曝氣器的推氧化溝結型式采用環形溝渠型式，混合液在氧化溝曝氣器的推動下作水平流動動下作水平流動(平均流速平均流速0.3

34、m/s)； 4) 氧化溝采用延時曝氣，不需初沉池，且不采用污泥消化處理；氧化溝采用延時曝氣，不需初沉池，且不采用污泥消化處理； 5) 氧化溝的污泥負荷在氧化溝的污泥負荷在0.050.10kgBOD5/kgMLSS.d之間。之間。 6)污泥負荷和污泥齡的選取，要考慮污水硝化和污泥穩定化兩個污泥負荷和污泥齡的選取，要考慮污水硝化和污泥穩定化兩個因素，一般污泥齡為因素，一般污泥齡為1030d。 二二) 氧化溝工藝氧化溝工藝 2、氧化溝的特點、氧化溝的特點 雖然氧化溝屬于活性污泥工藝的變形雖然氧化溝屬于活性污泥工藝的變形,但在其發展過程中也形成但在其發展過程中也形成很多獨有的優點和特點。很多獨有的優點

35、和特點。 1) 氧化溝構造形式多樣；氧化溝構造形式多樣； 2) 氧化溝曝氣設備的多樣性；氧化溝曝氣設備的多樣性； 3) 曝氣強度可調節；曝氣強度可調節； 4) 對預處理、二沉池和污泥處理進行工藝簡化對預處理、二沉池和污泥處理進行工藝簡化 二二) 氧化溝工藝氧化溝工藝 3、氧化溝的類型、氧化溝的類型 1) 傳統轉刷曝氣氧化溝；傳統轉刷曝氣氧化溝； 2) 三溝式氧化溝；三溝式氧化溝； 3) 卡魯塞爾氧化溝；卡魯塞爾氧化溝； 4) 奧貝爾氧化溝；奧貝爾氧化溝； 5) 一體化氧化溝；一體化氧化溝； 6) 微曝氧化溝等等；微曝氧化溝等等； 二二) 氧化溝工藝氧化溝工藝 4、氧化溝的命名、氧化溝的命名 1

36、、根據采用的特殊曝氣設備命名，例如將采用立式表、根據采用的特殊曝氣設備命名，例如將采用立式表曝機曝氣的氧化溝，命名為表曝氧化溝，將采用射流曝曝機曝氣的氧化溝，命名為表曝氧化溝，將采用射流曝氣的氧化溝命名為射流曝氣氧化溝等。氣的氧化溝命名為射流曝氣氧化溝等。 2、根據氧化溝的運行方式和氧化溝的主要特點方式命、根據氧化溝的運行方式和氧化溝的主要特點方式命名，例如將目前的雙溝氧化溝和三溝式氧化溝命名為交名，例如將目前的雙溝氧化溝和三溝式氧化溝命名為交替替(工作工作)式氧化溝，將沉淀設備在氧化溝內的氧化溝命式氧化溝，將沉淀設備在氧化溝內的氧化溝命名為一體化氧化溝等。而不宜將采用立式表曝機的氧化名為一體

37、化氧化溝等。而不宜將采用立式表曝機的氧化溝統稱為卡魯塞爾氧化溝。溝統稱為卡魯塞爾氧化溝。 3) 在引進項目上可以直接采用原名，如奧貝爾氧化溝、在引進項目上可以直接采用原名，如奧貝爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝等等。在我們應用時雖然采用同樣的工卡魯塞爾氧化溝等等。在我們應用時雖然采用同樣的工作原理，但是在其已有注冊商標的情況下也不要采用同作原理，但是在其已有注冊商標的情況下也不要采用同樣的名稱。樣的名稱。 4) 對應用曝氣轉刷和曝氣轉盤的氧化溝沒作命名，這對應用曝氣轉刷和曝氣轉盤的氧化溝沒作命名，這是因為這類設備應用非常廣泛，幾乎可以應用于各種類是因為這類設備應用非常廣泛，幾乎可以應用于各種類型的氧化

38、溝。型的氧化溝。 5、不同類型的氧化溝、不同類型的氧化溝 1) 1) 卡魯塞爾氧化溝卡魯塞爾氧化溝 圖圖6-1 6-1 采用立式表曝機的卡魯塞爾氧化溝采用立式表曝機的卡魯塞爾氧化溝 (英國英國ASH Vale 污水處理廠污水處理廠) 5、不同類型的氧化溝、不同類型的氧化溝 2) 交替工作式氧化溝交替工作式氧化溝 圖圖6-2 OTV-Gruger6-2 OTV-Gruger的三溝式氧化溝的三溝式氧化溝(Faabborg(Faabborg污水處理廠污水處理廠) ) 3) Orbal氧化溝型氧化溝型 6-3 Orbal6-3 Orbal型氧化溝型氧化溝 4) 一體化氧化溝一體化氧化溝 圖圖6-4 S

39、imon-Hartley6-4 Simon-Hartley船型氧化溝船型氧化溝 5) 其他類型的氧化溝其他類型的氧化溝 射流曝氣射流曝氣(JAC)系統，系統， U-型化溝型化溝 采用微孔曝氣的逆流氧化溝等等采用微孔曝氣的逆流氧化溝等等 6、氧化溝的裝置、氧化溝的裝置 1) 采用的處理流程采用的處理流程 103541786921: 1: 進水；進水；2 2：沉淀池；：沉淀池；3 3：轉刷；：轉刷；4 4：中心墻；：中心墻；5 5：導流：導流板；板；6 6：導流墻；：導流墻；7 7：出水堰；：出水堰；8 8：邊壁；：邊壁；9 9：刮泥機：刮泥機; ; 10: 10: 回流污泥回流污泥圖圖6-6 6

40、-6 氧化溝構造和工藝流程圖示氧化溝構造和工藝流程圖示2) 曝氣裝置曝氣裝置 轉刷或轉盤曝氣器轉刷或轉盤曝氣器 立式表面曝氣器立式表面曝氣器 射流曝氣器射流曝氣器 導管式曝氣機導管式曝氣機 混合曝氣系統混合曝氣系統 3) 氧化溝曝氣設備氧化溝曝氣設備 a) 水平軸曝氣轉刷或轉盤水平軸曝氣轉刷或轉盤 圖圖6-7 6-7 曝氣轉刷設備曝氣轉刷設備(OTV-Gruger(OTV-Gruger產品產品) ) 3) 氧化溝曝氣設備氧化溝曝氣設備 b) 水平軸曝氣轉盤水平軸曝氣轉盤 曝氣轉盤設備曝氣轉盤設備(美國美國US Filter產品產品) c) 立式低速表曝機立式低速表曝機 圖圖6-8 6-8 荷蘭

41、荷蘭DHVDHV公司表曝機公司表曝機 4) 進、出水裝置進、出水裝置 圖圖6-9 6-9 三溝式氧化溝可調式出水堰三溝式氧化溝可調式出水堰 5) 導流和混合裝置導流和混合裝置 圖圖6-10 潛水攪拌機潛水攪拌機 圖圖6-11 水下推進器水下推進器 6) 附屬構筑物附屬構筑物 如如:二沉池二沉池 刮泥機刮泥機 污泥回流泵房等污泥回流泵房等 這一部分與傳統活性污泥工藝相同。這一部分與傳統活性污泥工藝相同。 7、全面認識氧化溝處理技術、全面認識氧化溝處理技術 1、要考慮污染物的去除目的：對于不同的污染物的去除，設計參要考慮污染物的去除目的：對于不同的污染物的去除，設計參數和方法是不同的；數和方法是不

42、同的； 2、氧化溝最重要的特點之一是專用的曝氣設備，對于曝氣設備不、氧化溝最重要的特點之一是專用的曝氣設備，對于曝氣設備不僅僅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化溝的僅僅要求掌握其充氧能力，更重要的是全面了解和掌握氧化溝的水力學特性尤為重要；水力學特性尤為重要； 3、有關曝氣設備的水力學特性，大部分設計單位恰恰掌握不夠。、有關曝氣設備的水力學特性，大部分設計單位恰恰掌握不夠。致使在設計中由于設備型號和參數不準，常常導致設計沒有達到致使在設計中由于設備型號和參數不準，常常導致設計沒有達到預期效果。預期效果。 8、設計、研究和生產廠家應加強基礎研究、設計、研究和生產廠家應加強基礎研究

43、1) 氧化溝技術發展與高效曝氣設備的發展是密切相關的。國內外氧化溝技術發展與高效曝氣設備的發展是密切相關的。國內外的實踐證明，往往新的曝氣設備開發和應用，意味著一種新的氧的實踐證明，往往新的曝氣設備開發和應用，意味著一種新的氧化溝工藝的誕生；化溝工藝的誕生； 2) 大多數氧化溝工藝與其擁有的專利和設備是密切相關。并且與大多數氧化溝工藝與其擁有的專利和設備是密切相關。并且與各廠商的注冊商標相聯系。如卡魯塞爾各廠商的注冊商標相聯系。如卡魯塞爾(CarrouselR)、奧貝爾、奧貝爾(Orbal)和三溝式氧化溝等等，都有各自的一些特色。和三溝式氧化溝等等，都有各自的一些特色。 3、曝氣生物濾池工藝、

44、曝氣生物濾池工藝 1) 曝氣生物濾池工藝的優點曝氣生物濾池工藝的優點 a) 負荷高，出水水質好：容積負荷可在負荷高，出水水質好：容積負荷可在6.0kgBOD/m3.d的負荷的負荷下，保持出水在下，保持出水在20mg/L，出水可以達到硝化，出水達到或接近，出水可以達到硝化，出水達到或接近生活雜用水水標準；生活雜用水水標準； b)占地面積少：曝氣生物濾池的占地只是常規二級生化處理的占地面積少：曝氣生物濾池的占地只是常規二級生化處理的1/5-1/10； c)耐沖擊負荷；耐沖擊負荷； d)投資省：投資省：BAF系統總水力停留時間短，所需基建投資少，同時系統總水力停留時間短，所需基建投資少，同時該工藝出

45、水水質高。該工藝出水水質高。 2) 曝氣生物濾池工藝的原理曝氣生物濾池工藝的原理 1) 生物活性高生物活性高(污泥齡短污泥齡短)； 2) 傳質條件好；傳質條件好； 3) 充氧效率高；充氧效率高； 4) 有絲狀菌存在；有絲狀菌存在； 5) 有較高的生物膜濃度。有較高的生物膜濃度。 3) 曝氣生物濾池的工藝組成曝氣生物濾池的工藝組成 曝氣生物濾池主體可分為布水系統、布氣系統、承托層、生物填料曝氣生物濾池主體可分為布水系統、布氣系統、承托層、生物填料層、反沖洗等五個部分。層、反沖洗等五個部分。 污水(布水系統)反沖洗廢水陶粒(生物填料層)卵石(承托層)沖洗水泵空氣管反沖氣管(反沖洗系統)沖洗水(反沖

46、洗系統)濾頭(布水系統)圖圖7-1 生物曝氣濾池生物曝氣濾池(BAF)的構造的構造 d) 曝氣生物濾床曝氣生物濾床 4) 曝氣生物濾池的運行方式曝氣生物濾池的運行方式 a) 曝氣生物濾池的流向曝氣生物濾池的流向 (a) 采用濾頭的下向流濾池采用濾頭的下向流濾池 (b) 不采用濾頭的下向流濾池不采用濾頭的下向流濾池 (c) 上向流的曝氣生物濾池上向流的曝氣生物濾池 污水污水反沖洗廢水反沖洗廢水出水濾頭生物填料卵石空氣管反沖氣管生物填料卵石空氣管生物填料反沖氣管出水(沖洗水 )出水(沖洗水 )污水濾頭(反沖洗水 )空氣管圖圖7-3 升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝升流式和下向流方式的曝氣生物濾

47、池工藝 b) 曝氣生物濾床的串聯曝氣生物濾床的串聯 出水反沖洗廢水生物填料出水空氣管污水反沖氣管二次接觸沉淀池圖圖7-4 帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝 c) 曝氣生物濾床的串聯運行曝氣生物濾床的串聯運行 回流水反沖洗水出水3反反反反曝曝沖沖沖沖氣氣洗洗洗洗水水氣氣(b) BIOPUR工藝(第一級采用波紋板填料、第二級采用陶粒陶粒)d) 曝氣生物濾床的脫氮曝氣生物濾床的脫氮 升流式曝氣生物濾池工藝升流式曝氣生物濾池工藝 下向流方式的曝氣生物濾池工藝下向流方式的曝氣生物濾池工藝 e) 曝氣和回流的布置形式曝氣和回流的布置形式 污水反沖洗廢水出水濾頭生物填料卵石空氣管

48、回流出水(沖洗水)反沖氣管濾頭污水(反沖洗水)空氣管5) Biostyr工藝的結構工藝的結構 法國法國OTV公司開發公司開發Biostyr的生物曝氣濾池的新型好氧生物處理設備的生物曝氣濾池的新型好氧生物處理設備 1、配水廊道、配水廊道; 2、濾池進水和排泥、濾池進水和排泥; 3、反沖洗循環閘門、反沖洗循環閘門; 4、填料、填料; 5、反沖洗氣管、反沖洗氣管; 6、工藝空氣管、工藝空氣管; 7、好氧區、好氧區; 8、缺氧區、缺氧區; 9、擋板、擋板; 10、出水濾頭、出水濾頭; 11、處理后水的儲存和排出、處理后水的儲存和排出; 12、回流泵、回流泵; 13、進水管、進水管 6) 曝氣生物濾池的

49、應用曝氣生物濾池的應用 圖圖7-9 7-9 山東諸城興貿玉米制品有限公司成武公司淀粉曝氣生物濾池平面圖山東諸城興貿玉米制品有限公司成武公司淀粉曝氣生物濾池平面圖 圖圖7-2 7-2 濟南將軍卷煙廠的廢水處理工藝流程圖濟南將軍卷煙廠的廢水處理工藝流程圖 5、水解、水解好氧生物處理工藝好氧生物處理工藝 1) 1) 水解池工作機理：水解池工作機理： 水解池為改進的水解池為改進的UASB反應器，在與初沉池相當的停留時間內，反應器，在與初沉池相當的停留時間內，集生物降解、物理沉降和吸附為一體。污水中的顆粒和膠體污染物在水集生物降解、物理沉降和吸附為一體。污水中的顆粒和膠體污染物在水解池得到截留和吸附，并

50、在產酸細菌等微生物作用下得到分解和降解。解池得到截留和吸附，并在產酸細菌等微生物作用下得到分解和降解。使得大分子的物質變成小分子物質，固體物質變成了溶解性物質。使得大分子的物質變成小分子物質，固體物質變成了溶解性物質。 2) 2) 水解池作用水解池作用 a) 水解池的去除率高于初沉池：水解池的去除率高于初沉池：BOD5為為30， COD為為40-50，SS大于大于80； b) 水解池能提高污水的可生化性，降低后續的好氧工藝的能耗與水解池能提高污水的可生化性，降低后續的好氧工藝的能耗與反應時間；反應時間； c) 水解池能實現污水污泥一元化處理。水解池能實現污水污泥一元化處理。 3) 3) 水解好

51、氧工藝特點：水解好氧工藝特點： a) 系統抗沖擊負荷能力大大加強；系統抗沖擊負荷能力大大加強； b) 系統污泥比傳統好氧系統減少系統污泥比傳統好氧系統減少30%； c) 工藝投資少工藝投資少,運行費用低運行費用低,能耗省的污水處理新工藝能耗省的污水處理新工藝 d) 水解工藝可以與其它各種好氧工藝有機地結合水解工藝可以與其它各種好氧工藝有機地結合 4) 4) 水解好氧工藝的生產性應用水解好氧工藝的生產性應用： 9-4 9-4 密云污水廠密云污水廠 密云污水廠好氧池密云污水廠好氧池 阿克蘇污水廠水解池阿克蘇污水廠水解池 阿克蘇污水廠改進SBR 吉林省梨樹縣污水處理公司吉林省梨樹縣污水處理公司 6、

52、化學強化一級處理、化學強化一級處理 1) 化學強化一級處理的特點分析化學強化一級處理的特點分析 a) 去除率高去除率高 b) 投資效益好投資效益好 c) 除磷效果好除磷效果好 d) 運行費用問題運行費用問題 e) 化學污泥的處理和處置化學污泥的處理和處置 2) 一級強化處理工藝的種類一級強化處理工藝的種類 一級強化處理的主要技術有吸附生物降解法一級強化處理的主要技術有吸附生物降解法(AB法法)的的A 段技術，厭氧段技術，厭氧(水解水解)技術和高負荷活性污泥法技術等技術和高負荷活性污泥法技術等,也可也可 采用物化法強化一級處理。一級強化生物處理技術的采用物化法強化一級處理。一級強化生物處理技術的

53、BOD5 負荷高，池容小、投資省，能去除負荷高，池容小、投資省，能去除50%左右的左右的BOD5。 a、AB法法A段工藝段工藝 b、厭氧、厭氧(水解水解)工藝工藝 c、化學強化一級處理技術、化學強化一級處理技術 d、污水過濾技術、污水過濾技術 3) 一級強化與二級處理工藝的經濟技術對比一級強化與二級處理工藝的經濟技術對比 水量為水量為 Q=10萬萬m3/d,對各種一級強化處理工藝進行分析。對各種一級強化處理工藝進行分析。 表表8-1 不同一級強化處理工藝的去除率不同一級強化處理工藝的去除率 AB工藝工藝A段段強化去除率強化去除率6070%60%7080%-2030%69水解水解-好氧工藝好氧工

54、藝水解池去除率水解池去除率4050%3040%8090%-2030%69物化一級物化一級強化去除強化去除率率6070%60%80%-50%69國家一級排國家一級排放標準放標準1002020150.569項目項目COD mg/LBOD mg/LSS mg/LNH3-N/mg/L磷酸鹽磷酸鹽(以以P計計)mg/LPH原污水原污水500200200352.53.069表表8-2 采用一級強化處理工藝參數和主要構筑物計算采用一級強化處理工藝參數和主要構筑物計算 項項 目目集水井集水井提升泵房提升泵房沉砂池沉砂池主體工藝主體工藝沉淀池沉淀池需藥需藥(氧氧)量量污泥產量污泥產量集泥池集泥池濃縮池濃縮池污泥

55、消化污泥消化污泥脫水能污泥脫水能力力A-B工藝工藝A段處理工藝段處理工藝HRT=5min.Qmax=12萬萬m3/d水解工藝水解工藝物化強化工藝物化強化工藝二級處理工藝二級處理工藝HRT=5min.Qmax12萬萬m3/dHRT=45S.HRT=45S.水解池水解池A級級HRT=0.5hHRT=2.5hHRT=2.5h無無1:3不需要不需要18t/d(1.5kgSS/kg11.2T/dBOD)HRT=24hHRT=24hHRT=18hHRT=18hHRT=25d不需要不需要200kg/m.h.200kg/m.h.HRT=5min.HRT=5min.Qmax=12萬萬Qmax=12萬萬m3/d3

56、m /dHRT=45S.HRT=45S.反應反應氧化溝氧化溝24h.HRT=1.0hHRT=2.5h2.5投堿鋁投堿鋁(60mg/L)26T/d15t/d(0.3kgMLSS/kgBOD)HRT=24hHRT=24hHRT=18hHRT=18hHRT=25d無無200kg/m.h.200kg/m.h.概算根據示范工程設計的范圍和內容進行編制，設備價格參考概算根據示范工程設計的范圍和內容進行編制，設備價格參考 有關廠家現行報價，并采用給排水預算與經濟評價手冊有關廠家現行報價，并采用給排水預算與經濟評價手冊(1993年版年版) 表表8-3 建設費用、運行費用概算建設費用、運行費用概算 序號序號12

57、345678910111213141516工程費用工程費用工程總投資工程總投資*土地征用費土地征用費*年總成本年總成本年經營成本年經營成本動力費動力費污泥脫水和投藥費用污泥脫水和投藥費用工資福利工資福利固定資產折舊固定資產折舊大修基金大修基金日常維修費日常維修費電耗電耗(kW.h/m3)噸水處理成本噸水處理成本(元元/m3)元元/去除去除kgCOD削減削減COD總量總量(t/a)萬元投資萬元投資/去除去除tCOD.a完成二級處理的單位投資完成二級處理的單位投資(元元/m3)AB工藝工藝A段段60004809445273008072(60人人)252165750.1530.1600.491107

58、250.5591000-1200水解工藝水解工藝40002405362581204048(40人人)168110500.0610.0780.34774250.539600-800物化一級強化物化一級強化60002401153733150436*72(60人人)252165750.0760.2220.683107250.559800-1000二級處理工藝二級處理工藝116004801965135559510096(40人人)460210950.3620.3711.095115501.00431000-1200注注: *:按遠期二級處理考慮，包括污泥消化處理，運行費不包括沼氣收入按遠期二級處理考慮

59、，包括污泥消化處理，運行費不包括沼氣收入; *: 按按2萬元萬元/畝計算畝計算; *:堿鋁按堿鋁按60mg/L的投加量，干粉產品價格為的投加量，干粉產品價格為2000元元/t. 1、污水處理投資上的排序為：、污水處理投資上的排序為： 物化強化處理物化強化處理A段工藝段工藝水解工藝；水解工藝； 2、從成本分析來看，各種強化一級處理的投資效益是十分明顯的，、從成本分析來看，各種強化一級處理的投資效益是十分明顯的， A-B工藝工藝A段處理工藝、水解工藝和物化強化工藝的去除每噸段處理工藝、水解工藝和物化強化工藝的去除每噸 COD的的萬元投資僅有傳統二級處理的萬元投資僅有傳統二級處理的50%； 3、強化

60、一級處理對于我國這樣資金缺乏、污染嚴重的發展中國家來講，、強化一級處理對于我國這樣資金缺乏、污染嚴重的發展中國家來講，有及其重大意義有及其重大意義。 六、我國城市污水處理的發展六、我國城市污水處理的發展 1 1、總體評價、總體評價 1)1)目前，城市污水處理普遍采用技術是水污染控制行之有效的技術目前，城市污水處理普遍采用技術是水污染控制行之有效的技術; ; 3) 3)是是60608080年代成熟技術。但并不一定是先進的，特別并不一定適合年代成熟技術。但并不一定是先進的，特別并不一定適合我國的國情我國的國情; ; 4) 4) 氧化溝、氧化溝、SBRSBR等延時曝氣，對我國是否適合是值得推敲的問題