綜合處理與利用模塊一、國內外發展趨勢美國由單純的水污染治理轉變為全方位水環境的可持續發展WaterPollutionControl→Watersheds，“Watersheds”內涵是水循環、水回用。第十章城市污水的深度處理與回用第一節概述日本境內沒有大江大河，日本靠什么支撐了他們經濟復興？靠的就是污水回用！在各大城市創建并保留至今的“工業用水道”縱貫全市，形成與自來水管道并存的又一條城市供水動脈，再生水41%回用于工業，32%作環境用水，8%用于農業灌溉。提出“水銀行”（WaterBank）概念，“從地下取一滴水就要回注一滴水”。以色列是地處大面積沙漠的國家，嚴重缺水，在污水回用方面處世界領先地位，通過立法規定“城市的每一滴水至少回用一次”，污水處理回用于工業、灌溉、城市綠化、沖刷。再生水42%用于灌溉、30%回灌地下，回灌到地下的水再抽至管網系統，循環再用。中國污水回用經三個階段：

1985年之前——起步

1986-2000年——技術儲備、工程示范

2001年以后——實施節水綱要進入全面啟北京、大連、長春、沈陽、青島、秦皇島、深圳、太原、邯鄲等城市已設計污水回用工廠，在全國起示范作用。二、污水處理的級別 預處理（物理法）：去除粗大懸浮物； 一級處理（物理法）：去除懸浮物； 二級處理（生物法）：去除膠體和溶解性有機物； 三級或深度處理（物化或生化）：去除氮磷營養物和有機物，深度處理一般以污水回收、再用為目的。

三、污水二級處理的不足

在一般情況下，城市污水經二級處理后還含有相當數量的污染物，如BOD520～30mg/L；CODCr60～100mg/L；SS20～30mg/L；NH3-N15~25mg/L；P6～10mg/L，此外還含有致病細菌、病毒和重金屬等有害物質。

含有以上污染物的處理水，如排放至河流、湖泊、水庫等水體回導致水體的富營養化。而且在淡水缺乏地區，這種處理排放的方式是對水資源的極大浪費。四、污水深度處理的目標

1.去除水中殘存的懸浮物(包括活性污泥顆粒)；脫色、除臭，使水得到進一步澄清；

2.進一步降低BOD5、CODCr

、TOC等指標，使水進一步穩定；

3.脫氮、除磷，消除能導致水體富營養化的因素；

4.消毒去菌，去除水中有毒有害物質

五、經過深度處理后的水的應用

1.排放包括具有較高經濟價值水體及緩流水體在內的任何水體，補充地面水源。

2.回用于農田灌溉、市政雜用，如灌溉城市綠地、沖洗街道、車輛、景觀用水等。

3.居民小區中水回用于沖洗廁所；

4.作為冷卻水和工藝水的補充用水，回用于工業企業；

5.用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。第二節生物脫氮技術一、生物脫氮原理

氨化反應硝化作用反硝化作用二、生物脫氮工藝

傳統三級脫氮工藝

二級后置脫氮工藝（倒置反硝化）

前置反硝化（缺氧－好氧工藝）

該工藝不需設中沉池和投加C源，在反硝化段反硝化后回收部分堿度，同時降解部分有機物，對好氧段有利，減少供氧量，并有利于難降解有機物降解。

第三節生物除磷技術一、除磷方法概述使磷成為不溶性的固體沉淀物從污水中除去(化學法)使磷以溶解態被微生物同化，與微生物一起被分離出去，從而達到除磷的目的(生物法)。二、生物除磷工藝

An/O工藝

（1）工藝特點

工藝流程簡單，無混合液回流，其基建費用和運行費用較低，同時厭氧池能保持良好的厭氧狀態。

在反應池內水力停留時間較短，一般為3～6h，其中厭氧池1～2h，好氧池2～4h。

沉淀污泥含磷率高，一般（2.5～4）％左右，故污泥效好。

混合液的SVI<100,易沉淀，不膨脹

ηBOD≥90％；ηP＝（70～80）％；當P/BOD5比值高，剩余污泥產量小，使ηP難以提高。

沉淀池應及時排泥和污泥回流，否則聚磷菌在厭氧狀態下，產生磷的釋放，降低ηP。

反應池內X=2700～3000mg/L

（2）影響因素

1.

DO：厭氧池DO（0.2～0.3mg/L）→0,NOX－→0,以保證嚴格的厭氧狀態，好氧池：DO≥2mg/L。

2.厭氧池BOD5/T-P>（20～30），否則ηP下降。

3.厭氧池NOX－：因為NOX－會消耗水中有機物而抑制聚磷菌對磷的釋放，繼而影響在好氧條件下對磷的吸收。所以NOX－－N<1.5～2mg/L，不會影響除磷效果。

4.當污水中COD/TKN≥10時，則NOX－－N對生物除磷影響較小。

5.污泥齡θs：因為A2/O工藝主要是通過排除富磷剩余污泥而去除磷的，所以除磷效果與排放剩余污泥量多少直接有關。

6.NS：NS較高，ηP較好，一般NS>0.1KgBOD5/KgMLSS.d,其ηP較高。

7.溫度：5～30℃其除磷效果較好。>13℃時，聚磷菌對磷的釋放和攝取與溫度無關。

8.pH＝6～8，聚磷菌對磷的釋放和攝取都比較穩定。

2Phostrip除磷工藝

（1）工藝特點

該工藝將An/O工藝的厭氧段改造成類似于普通重力濃縮池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池內厭氧放磷，污泥停留時間一般為5~12h，水力表面負荷應小于20m3/（m2·d）。經濃縮后污泥進入缺氧池，解磷池上清液含有高濃度磷（可高達100mg/L以上），將此上清液排入石灰混凝沉淀池進行化學處理生成磷酸鈣沉淀，該含磷污泥可作為農業肥料，而混凝沉淀池出水應流入初沉池再進行處理。Phostrip工藝不僅通過高磷剩余污泥除磷，而且還通過化學沉淀除磷。該工藝具有生物除磷和化學除磷雙重作用，所以Phostrip工藝具有高效脫氮除磷功能。

（2）工藝流程

廢水經曝氣好氧池，去除BOD5和COD，并在好氧狀態下過量地攝取磷。在二沉池中，含磷污泥與水分離，回流污泥一部分回流至缺氧池，另一部分回流至厭氧除磷池。而高磷剩余污泥被排出系統。在厭氧除磷池中，回流污泥在好氧狀態時過量攝取的磷在此得到充分釋放，釋放磷的回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出的富磷上清液進入混凝沉淀池，投回石灰形成Ca3（PO4）2沉淀，通過排放含磷污泥去除磷。

（3）工藝特點

Phostrip工藝比較適合于對現有工藝的改造，只需在污泥回流管線上增設少量小規模的處理單元即可，且在改造過程中不必中斷處理系統的正常運行。總之，Phostrip工藝受外界條件影響小，工藝操作靈活，脫氮除磷效果好且穩定。但該工藝流程復雜、運行管理麻煩、處理成本較高等缺點。第四節同步脫氮除磷技術一、A2/O工藝原理1.在首段厭氧池進行磷的釋放使污水中P的濃度升高，溶解性有機物被細胞吸收而使污水中BOD濃度下降，另外NH3-N因細胞合成而被去除一部分，使污水中NH3-N濃度下降，但NH3-N濃度沒有變化。2.在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3--N和NO2--N還原為N2釋放至空氣，因此BOD5濃度繼續下降，NO3--N濃度大幅度下降，但磷的變化很小。3.在好氧池中，有機物被微生物生化降解，其濃度繼續下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH4-N濃度顯著下降，NO3--N濃度顯著增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取也以較快的速率下降。二、A2/O工藝流程三、A2/O工藝影響因素

1.污水中可生物降解有機物的影響

2.污泥齡θs的影響

3.DO的影響

4.NS的影響

5.TKN/MLSS負荷率的影響（凱氏氮－污泥負荷率的影響）

6.

R與RN的影響四、A2/O工藝存在的不足

1.

該工藝流程在脫氮除磷方面不能同時取得較好的效果。其原因是：回流污泥全部進入到厭氧段。

2.好氧段為了硝化過程的完成，要求采用較大的污泥回流比，（一般R為60%～100%，最低也應＞40%），NS較低硝化作用良好。

3.但由于回流污泥將大量的硝酸鹽和