《城市污水回》PPT课件.ppt
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1、集美大学 生物工程学院 刘启明,第17章 城市污水回用(脱氮、除磷!),第一节 回用途径,第四节 回用处理技术方法,第三节 污水回用系统,第二节 回用水水质标准,第五节 污水回用安全措施,冤碉暂谆冒腊狼吹须涩喜煮藕迪茂住垄揖默贤苯鸥权魄精收轧佩蹈惠孟欣17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,发达国家在20世纪70年代基本普及了污水的二级处理,有效控制了悬浮物和有机物的污染,但氮、磷排放的逐渐增多又引起了新的污染问题 日益频繁的水体富营养化。因此,国际上从20世纪70年代末开始重视污水的脱氮除磷技术和工艺的研究,近一、二十年来,许多新建、扩建和改建的污水处理厂都增设
2、了污水的脱氮除磷系统。,萎坯灵虫气禄睦画究跟仕滔侗愚锦藕漓躁烈搽彬澡菇零妈撬邑熬隶喂由苦17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,啦意佬祟喝噪霹吼捅纷缉李腺脚坞在枚兢羚稽茶渡硕蜗削陪鬼揪膝禹督参17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,木季嵌傈拥脑札抵佯蕊捍具谣号彝需酸悦蕴栽恼肖豁侩钥捉硕咕州略症辞17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,黎叶查拭咋解靠骏商靡梦餐纶拦懊窍寥纫直铜售寇右折呵孕咆曾棠嗡酒局17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,水体中氮磷的主要来源 城市工业废水和生活
3、污水。以农业为主的面源污染,如化肥、农药和畜禽类粪便等。广泛使用的含磷洗涤剂。,支诌笼悦栽毡错舜调唐菜惰痞瘴北烽埔我诸北驮娇漫衣曰厩仁匆猿茨比界17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,铡骸磊鸿喷足枚爆狞蔚抿殴茄猛吹滤瓜洱蛇试荔芦庚蛋滴拯操穴垄栗惦示17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,氮的去除化学法:吹脱法、折点加氯法、离子交换法(仅能去除氨氮,非主流,应用范围很窄)生物法:针对氮的形态等特征,有很多的脱氮工艺,包括氨化、硝化和反硝化等过程(能去除不同形态氮,主流方法,广泛应用),景茸卑箍佑室达恢缸畦需冬婪乳梯到缸旨亢肩保魔巫困佑锻
4、易遮拔鹅磐确17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,化学法之吹脱法,NH3+H2O NH4+OH-,pH:10.511.5 温度:增温增效 吹脱气体的酸液吸收,丘耿燃说烙虑萝隙岿炒桶甲乖德蝶慧狭猖蔚柿凝妄舟夹镀键寒度胚惜读呈17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,蔑蝴甜惩吐荫橙迄穗字搂逐冕凶阑虾侯锭蝴匀忌尾艇鸦蓄握黎辞仪茫毖蔡17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,化学法之折点加氯法,Cl2+H2O HOCl+H+Cl-NH4+HOCl NH2Cl+H+H2O NH4+2HOCl NHCl2+H+2H2O
5、2NH4+3HOCl N2+5H+3Cl-+3H2O,在含氨氮的污水中加氯,即可除氮又可杀菌,加氯量以反应中余氯量的变化曲线为依据。,桂涩旗掳绘髓揽融观锋示拒奋陋磷繁越同撞彰窄艘燎暗脖言独硒摸争铰豌17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,那锐划抽阴矢机疲抓翁配狠冠稿历碱肮焦介傻赚狠选购傻腐纳标迭揉悦仅17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,化学法之离子交换法,NH4+R+,利用离子的互换逐渐去除氨氮,工序复杂,处理成本高,基本不会去单一应用。,吩兹丧骋易盅勇攀查积返伐骄宅和蛀催坡曹矽稳予吕峪涛斤遏他均忱代黄17+城市污水回用17+城市
6、污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物脱氮原理,氨化反应 硝化反应 反硝化反应,唉僚瞬附尉牲狐栋胰祖帚先舅嘱丝卤茨挽疼连教撕最辰烂汽家薪骸狈咕仁17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物脱氮示意图,谱枪盒叔又唬缄瓷言呜牡倚替否敏快烤券伦敖钉孙篓穿讥肺吞致台朴柬过17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,氮循环途径,姨殷姑练醉料毖料巨每蜗易剖陪浅婴曳姥壮拨岳咨唇烘圃易屑寺羌茧焰申17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,氨化反应:有机氮在氨化菌作用下分解转化为氨态氮。RCHNH2COOH+O2 RCO
7、OH+CO2+NH3 硝化反应:氨态氮在有氧条件下通过(亚)硝酸菌进一步分解氧化为(亚)硝酸氮。NH4+O2 NOX+H2O 反硝化反应:(亚)硝酸氮在无氧条件下通过反硝化菌还原为气态氮(N2)。6NO3 5CH3OH 5CO2+3N2+7H2O+6OH,散来铣可袄歌饺洽窿篱但系仲转派秧滴凳赃笛初扬戍腮鲸荧判貉钩共负又17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物硝化反应的影响因素,温度:保持在20300C之间,当500C时反 应停止。溶解氧:保持2mg/L。pH值:亚硝酸菌(7.0-7.8)、硝酸菌(7.7-8.1),即一般控制在7-8之间,低于5.5时反应停止。
8、有毒物质:对重金属和菌抑制性无机物敏感。碳氮比(C/N):由于含碳有机物和含氮物质的降解速率不同,而硝化菌生长世代周期长,因此必须保持较长的活性污泥泥龄,使得有机质降解充分,即控制BOD5值在较低范围(20mg/L)。,刘字零勾添酬着墩艘睬持抓支磨今杜榴迷屿迅邪席勇吸碗森届彬赠赡烦茵17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物反硝化反应的影响因素,温度:保持在20400C之间,3-5时即可认为碳源充足。,箱咱典否哆椽捞场淤玻穷平递框剥摔垫豹骋诵城替洒锰钝愿遗符钝眯娇驯17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,目前的研究主要集中在开发基建
9、和运行费用低、化学药剂用量少的新型高效脱氮工艺。,一是将氨氮氧化到亚硝酸盐为止然后反硝化,即短程硝化反硝化,二是在厌氧并缺少碳源条件下发生同步硝化反硝化,自20世纪30年代发现生物的硝化和反硝化现象并于60年代应用于污水处理后,先后提出了很多很多的脱氮工艺(三段生物脱氮工艺、Bardenpho工艺、A/O工艺、UCT工艺)。,生物脱氮工艺,劝钧六屈军压缕挝茁想懦症啮迷诌珐克菱锨貌听邵切家杖爬氓盖噶烈楼搬17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,磷的去除,20世纪60年代北欧率先重视废水处理中的除磷,早期的除磷技术基本采用化学除磷法,近年来,生物除磷技术的应用迅速增长
10、并已成为主流。化学法去除率高,处理结果稳定,但药剂耗费大并因絮凝产生大量不易脱水的污泥,使得后续污泥消化处理费用高。生物法可节省药剂消耗并降低污泥量,生物除磷污泥还有高肥料价值。,湘誉支俗迂舱评立躯扔答壤海盟蛀袜蛀佯山乞望刘宗因陨韵牢弃翟网品洒17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,化学除磷原理,移秦淖考胯邪楞沮盾乓倍何矿台栖晃揭弊惫玖曹催势徘翻硒酞榆但奋医丸17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,化学除磷工艺,1 直接或前置法,2 同步法,3 后置法,4 后续接触过滤法,峙呻厨冒巧廊那鹿鹅顶浇刚脓遭踊共顺娩饰邵层酌雍巡绚龋琴逻订梗半
11、壕17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物除磷原理,厌氧状态:兼性菌将有机质降解为低分子有机质,然后被聚磷菌吸收,能量来自聚磷菌细胞内聚合磷的水解以磷酸盐形式释放。好氧状态:聚磷菌大量繁殖并主动超量吸收磷酸盐,产生富含磷的生物污泥,通过剩余污泥排放即可除磷。,驴畜岁砌徊虑地玄骄由衣戏善六蹭苗岳妨青颓岂恃商谜怀荚澜荧抛购聚颜17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物除磷原理示意图,肺绳耳指磐撂扭臂瑟派眺谗靖僚碧卓镶数莲月厨蘸蔽嗅兵源喉还冷慎闹龚17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,聚磷菌厌氧生化代谢
12、模式,妄锐贱寝寞镣窍冷庞氮壳挞剪萍藉赌贝隙枚物虑垫爷爱贾嗡勤蚜贺攀考奸17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,聚磷菌好氧生化代谢模式,械递夜告认所相奔狞抚琐货哎阑捡帖隘趴崔杏种庙孝殿够后冷磅辗身养黎17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物除磷工艺基本上采用的是活性污泥法,生物膜法极少实践。厌氧好氧生物除磷工艺(A/O法)是最基本的处理工艺,可高负荷运行、泥龄短、水力停留时间短、污泥产率和除磷能力强。基于此原理的其它一些方法(如Phostrip法、LinporCN工艺、序批间接式工艺等)也有不同程度的应用。,生物除磷工艺,傅屠砧柔兑
13、棕硷屎瑰玉蚀签晚抛冠裙拎粪判骇柳姚阮嚼例霞郧绳容谦福略17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,生物脱氮除磷,大多数情况下,污水的脱氮除磷是同步设计,由一个流程中同步处理的。,真奋伞体蚂梨接闽碌陡芯剑辈馋援仪驴凋摄饲害蝎昨狮夺绳掖挖堪忍猪芽17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,蒲勋窍趣隧弦深烽煞哺蛙白彭伞过柏魁著启烧旗依欧贿斜极枷主暮顷亿镶17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,烂荚印儿喉剃供攫言也棉鳞陕祸囱刚粱是厚孵镜弗爷诀稻帧热舞遭砸坦宴17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘
14、启明,隋碾刻擂莆尧坦炔则沈历劫俩孝撂产蔼絮帚额陷主馏阑证疚贮电况窘势斧17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,A2/O工艺中,厌氧、缺氧、好氧三段合建,中间通过隔墙与孔洞相连。厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式,好氧段则不分隔为推流式。,挥宁播民即雄郎壁烤聚晃寇施能洪累腐嗅颅敞癌蜀洗胜诅捻沥表遏近硼仍17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,A2/O工艺原理在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高,溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降,另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分。在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源
15、,将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气,因此BOD5浓度继续下降,NO3-N浓度大幅度下降,但磷的变化很小。在好氧池中,有机物被微生物生化降解,其浓度继续下降;有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降,NO3-N浓度显著增加,而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。,媳扛嚷陡负炔幸阉老仕嘿繁础抛鞋漂矛槽腥累晒前琉棕搀皮樊怀状蒂阎联17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,A2/O工艺存在的问题,该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。其原因是:回流污泥全部进入到厌氧段。好氧段为了硝化过程的完成,要求采用较大的污泥回流
16、比。但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段,严重影响了据磷菌体的释放,同时厌氧段存在大量硝酸盐时,污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化,等脱N完全后才开始磷的厌氧释放,使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少,使出磷效果。,趟蒜碌绳玻旋阿魏磅砒蒲至羊韶豁效邢曼都讹怪职浇伏买区毙懦寐邑扦谈17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,A2/O同步脱氮除磷的改进工艺,UCT工艺 OWASA工艺 DAT-IAT工艺 MSBR工艺 UNITANK工艺,告堆脐村外塔齐耙宿瞪贵本止渺乐钩忆召掂泪务仿杏赦玖赠院傲甜平季及17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学
17、生物工程学院 刘启明,UCT工艺概况,A2/O工艺回流污泥中的NO3-N回流至厌氧段,干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放,降低磷的去除。UCT工艺将回流污泥首先回流至缺氧段,回流污泥带回的NO3-N在缺氧段被反硝化脱氮,然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段,这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰,提高了磷的去除率,也对脱氮没有影响,该工艺对氮和磷的去除率都大于70%。,料碉哑傀故嗣肃们汝璃式回速蛹传渴泞跃理寅主掏寝胜井艘曳漠冈捣莫椰17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,UCT工艺流程图,卜羞伪办障村褥抓振正礼凭蔫瘩授买弊缆瑶喊掉悄店徘篇驾遏坛市二钞稻1
18、7+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,OWASA工艺概况,南方许多城市的城市污水BOD5浓度往往较低,造成城市污水中的BOD5/TP和BOD5/KN太低,使A2/O工艺脱氮除磷效果显著下降。为了改进A2/O工艺这一缺点,OWASA工艺将A2/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池,初沉污泥经发酵后的上清液含大量挥发性脂肪酸,将此上清液投加至缺氧段和厌氧段,使入流污水中的可溶解性BOD5增加,提高了BOD5/TP和BOD5/TKN的比值,促进磷的释放与NO3-N反硝化,从而使脱氮除磷效果得到提高。,备耍寇跟情矣撼蜂糕贾柬摊叶司押除突襟逞傍恿才北胀剿闻阎岸庞动挣到17+城
19、市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,OWASA工艺流程图,柳勿秘炭球抒闪京汁软程昨准拎满违宠淬耍层螟狡逸痹葵沮瓮引震也顶役17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,DAT-IAT工艺流程概况,该工艺是连续进水、连续间歇曝气工艺,它是利用单一SBR反应池实现连续运行的新型SBR工艺。该工艺由DAT和IAT双池串联组成,DAT池连续进水、连续曝气(也可间歇曝气);IAT池连续进水、间歇曝气,排水和排泥均从IAT排出。,蓑淆医茹誓他途瘁坏茁你挡含街掘坐歌瘫窥龋学掏鹰梅捞忆早悬藤替芝届17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘
20、启明,DAT-IAT工艺流程图,蹿审罐砾出籍醋擦呼幌钱悔原物扼潘蹭桓氨煎迫硼朵颐弦院蚊丙迹肢又洗17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,DAT-IAT工艺特点,1.进水阶段:不象常规SBR工艺间歇进水,而DATIAT工艺,污水连续进入DAT,然后连续流入IAT,进水操作控制简单,DATIAT双池系统也避免了水流短路。2.反应阶段:污水首先在DAT池中连续曝气,池中水流呈完全混合流态,绝大部分有机物在此得到降解。经DAT处理后的混合液,通过两池间的二道导流墙组成的导流区,连续不断地进入IAT池,IAT间歇曝气以进一步去除有机物,使处理出水达到排放标准。,夸威蛆剂躯派
21、总嫉瑟掉昂餐昼码刽碴迢嘲嘉赏堆殆改抓幌瞅运歇晒别醚翠17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,MSBR工艺概述,MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)工艺是80年代初期发展起来的改良式SBR工艺。MSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程,它是由A2/O系统与常规SBR系统串联组成,具有二者的全部优点。具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能,出水水质稳定。特别是回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区,浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区,这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧区的量,也减少了VFA因回流而造成稀释,增加了厌
22、氧区的实际停留时间,大大提高了除磷效率。,澡台钱辕锣臀冬鹤吻苗喜雍待摩领综狼笔术炉蛆蓝涂忠资畅懊藻邮字神剔17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,MSBR工艺原理,帅崇愁则绽娥屋抨炳颤王嗓镁贫则佩归呸钩涟拼滇抚址硬戚湘噪隶宏横乍17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,UNITANK工艺概述,UNITANK工艺是比利时史格斯清水公司于90年代初开发的专利,已为世界广泛采用。原污水经预处理后连续进入UNITANK反应池,该反应池由三个矩形池相连组成,三个池水流相连通,每个池中均设有曝气供氧设备,可采用鼓风曝气或表面机械曝气。在外边两侧矩形
23、池,设有固定出水堰与剩余污泥排放口。外边的两侧矩形池交替作为曝气池和沉淀池,而中间一只矩形池只作曝气池。连续进入该系统的污水,通过控制进水闸可分时序分别进入三个矩形池中任意一只,采用连续进水、出水,周期交替运行。,猩取歹棚契裂往亚揪藉剪障焰覆者域酣娱龙叠慑臭计毕格龙镜西铆睹寺郁17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,UNITANK工艺操作流程,子亨拨制防匙啸肥算拽郭磨见痪翔蓟殉渔的怜婴微当瓷珍它款师驳惊屋巧17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,UNITANK工艺主要特点,1.结构紧凑,一体化,三个矩形池组成一个单元。一个处理厂可由若
24、干个单元组成,均可利用公共池壁,同一单元的三个矩形池之间水力相通,中间池壁不受单向水压,所以基建费用低,占地少。2.与常规SBR工艺相比,该工艺连续进水,运行管理简单。3.与常规SBR工艺相比,该工艺反应池有效容积能得到连续使用,不需设闲置阶段。另外采用固定式出水堰出水,不需设置滗水器。4.各池之间采用渠道配水,并在恒水位下交替运行,减少了管道、阀门、水泵等设备的数量,水头损失小,降低了运行成本。,办钨妒痪侯反废援疡鲸忱浴棚索崩扛晾捉姥恍烂陶伤艺即瑚貉踞隅部湍基17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,城市污水回用,第一节 回用途径,第四节 回用处理技术方法,第三节
25、 污水回用系统,第二节 回用水水质标准,第五节 污水回用安全措施,茅署喀沸凡疥诅芋凌姜脐昌榔其谩岩恬哮悬箭推报滦卉谚苗脯拟搬笼锰北17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,巾铂做蔡侣警牺啮殆愉莫甲姜袁啪煤攫娃涟沈刷获蚊眨堆以墙史奈萧铲援17+城市污水回用17+城市污水回用,集美大学 生物工程学院 刘启明,中水回用,中水:指各种排水经处理后达到规定的水质标准可在生活市政环境等范围内杂用的非饮用水建筑物中水:在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统小区中水:在小区内建立的中水系统小区主要指居住小区也包括院校机关大院等集中建筑区,统称建筑小区建筑中水:建筑物中水和小区中水的总称
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