简要了解市政污水处理

污水处理工艺流程：

市政污水的污染指标：

物理指标：固体物质(TS)、浑浊度、颜色、温度、电导率等；

化学指标：pH、BOD、COD、TOD、TOC；

生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病原菌数。

活性污泥生物代谢过程模式图：

市政污水处理厂典型处理工艺流程：

市政污水的一级处理（物理处理）：

处理对象：去除悬浮物（SS）50%，BOD 30%

处理方法：筛滤截留，重力分离

处理构筑物：格栅（粗格栅、细格栅、超细格栅），沉砂池（曝气沉砂池、旋流沉砂池等），沉淀池（平流式、辐流式等）。

市政污水的二级处理（生物处理）

处理对象：去除BOD 95%；

处理方法：好氧生物法、厌氧生物法；

处理构筑物：

活性污泥法（传统法，氧化沟，序批式活性污泥法SBR）；

生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）。

生物膜法：

生物膜法与活性污泥法最大的区别在于生物载体（填料）的引入：固体表面（砾石，焦炭，石英砂，陶粒，塑料板、管、环，化学纤维丝、束、团）

在有氧的条件下，使污水与生物载体表面对流接触，经过一段时间后，生物载体表面被一层膜状活性污泥—生物膜所覆盖，这一过程工程上称为生物挂膜。

市政污水的三级处理（深度处理）

处理对象：进一步去除SS和BOD、氮、磷；

处理方法：生物法，物化法；

处理构筑物：

生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，生物膜；

混凝＋沉淀＋过滤；活性炭吸附过滤；

电渗析，反渗透。

脱氮除磷原理—脱氮：

机理：生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。

其中包括氨化、硝化和反硝化三个反应过程。

废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。

过程：

首先是氨化过程，微生物将有机氮转化为氨氮，然后进行硝化反应，在好氧条件下，由亚硝酸菌和硝酸菌将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮。之后是反硝化作用，在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3－)和亚硝酸盐氮（NO2－）还原为氮气。由于反硝化菌属异型兼性厌氧菌，因此要使反硝化过程顺利进行，必须严格控制水体中溶解氧浓度。

活性污泥法-除氮A/O工艺：

缺氧条件下：异养菌将污染物通过氨化作用转化为氨氮；

有氧条件下：自养菌的硝化作用将氨氮氧化为硝态氮，通过回流控制返回至缺氧池，异氧菌的反硝化作用将硝态氮还原为氮气。

活性污泥法-除磷A2O工艺：

A2O污水处理系统，使污水经过厌氧、缺氧及好氧三个生物处理过程，达到同时去除BOD、氮和磷的目的。

脱氮除磷原理—除磷：

厌氧环境中：污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧释磷。好氧环境中：进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。

污水处理存在问题—污泥膨胀：

现象：当活性污泥性能发生变化，比重减轻，污泥体积指数（SVI）值增加时，污泥会因结构松散而造成沉降困难，在二次沉淀池中出现池面飘泥现象，称为污泥膨胀。

可用SVI衡量，当SVI大于200ml/g时表示发生膨胀，小于200为正常，通常在50-150，最好是100。

成因：

1、对溶解氧的竞争

氧充分条件下好氧的菌胶团生长良好。溶解氧水平低时，絮状体表面的微生物得到较多的溶解氧，其内部多数微生物处于缺氧状态。曝气池溶解氧长期维持在低水平，利于丝状细菌的优势生长。

2、对可溶性有机物的竞争

低分子糖类和有机酸利于丝状细菌的生长，容易发生活性污泥丝状膨胀。

3、对氮、磷的竞争

处理生活污水按BOD5与氮、磷的比为100:5:1进行设计和运行。如果氮磷比小于此值，丝状细菌大的比表面积有利于它与菌胶团争夺氮和磷而优势生长。

4、有机物冲击负荷的影响

如果曝气池中有机物浓度突然增加，供氧量不变，由于好氧生物的呼吸作用迅速消耗溶解氧，利于丝状细菌的生长。

对策：控制活性污泥丝状膨胀，根本在于控制引起丝状细菌过度生长的环境因子。

现象：由于冬季运行时进水量小，污泥活性较差，生长缓慢，出现老化现象，絮体松散，单位质量变轻，污泥松散甚至出现解絮现象。导致污泥流失，出水混浊，有机物浓度增高。

污水处理存在问题—浮泥死泥

对策：

1.降低污泥量：适时排出剩余污泥，加大排泥量，降低污泥浓度和缩短泥龄。

2.合理控制曝气强度和方式：控制溶解氧，防止过高或过低，过高容易使曝气池大量浮泥，过低导致污泥老化严重且丝状菌繁殖，一般可控制在1.0-1.5mg/l之间。

3.消灭丝状菌，提高碱度：可适量投加生石灰。

4.稳定进水：控制进水防止出现负荷冲击并及时清除生化池浮泥。

污水处理存在问题—重金属污染

现象：重金属具有毒性大，在环境中不易被代谢，易被生物富集并有生物放大效应等特点。

目前剩余污泥也存在重金属超标，造成无法再利用。

冬季低温重金属条件下脱氮效果不好。

成因：市政污水厂进水成分复杂，包括生活污水和工业废水，其中，工业废水中含有多种重金属。

利用生物处理方法将市政污水中大部分重金属富集到污泥中，导致污泥中重金属超标。

对策：

物理方法：

化学方法：

投放试剂法：如向废水中加入阴离子表面活性剂、磷灰石等。

电化学法：先用电解法将重金属还原，再用水电解产生的氢氧根与被还原后的重金属离子发生反应，产生沉淀，从而达到去除的目的。

过滤层：由于铁屑本身是过滤介质，被吸附、凝聚在一起的微絮体通过铁屑层的过滤而除去。

生物方法：生物处理技术是利用微生物或植物体的生理特性来处理重金属废水，具有效率高、成本低、二次污染少、有利于生态环境的改善等优点。

植物修复法：利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量。

生物絮凝法：利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。

生物吸附法：利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。

生物化学法：指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。

污水处理存在问题—污泥处置：

随着污水处理厂建设的规模迅速扩大，污泥的大量产生和消化正在成为一个新的环境问题。

处理目的：减量化，稳定化，无害化。

厌氧消化稳定：污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程，是污泥减量化、稳定化的常用手段之一。

优势：回收生物质能；减少污泥量；改善污泥脱水性能；污泥可以达到稳定，土地利用。

瓶颈：设备投资高；缺乏技术规范与标准；操作要求高；污泥稳定非强制性指标，运行单位无动力。

污泥填埋：污泥填埋是我国常用的处理处置手段。

优势：工艺简单，设备投资少 。

瓶颈：污泥含水率较高，填埋操作和运行困难；占地面积大；对环境二次污染的风险。

好氧堆肥：干污泥经过堆肥工艺处理后, 再根据需求添加相应的肥料, 制成有机复合肥用于农业。

优势：污泥稳定，杀灭病原菌、寄生虫卵；污泥含水率低；运行管理简单。

瓶颈：需要大量辅料，生产成本高；臭气问题；占地面积大；产品中的重金属及有毒成分不易去除。

污泥焚烧：

优势：能有效实现污泥的无害化、减量化处理 。

瓶颈：投资运行成本高；有机质未得到有效利用；尾气处理要求高；行业监管及标准较为薄弱。

焚烧是近年来逐步兴起的一项新技术，它主要适用于一些毒性难以降解的污泥，且土地资源十分紧张的地区。焚烧是相对较彻底的污泥处理方法,它能使有机物基本全部碳化，杀灭病原体，并最大限度地减少污泥体积，焚烧工艺产生的热量和灰渣也便于二次利用。但是其缺点在于处理设施投资较大、费用较高。

土地利用：林地、园林绿化的营养土；沙荒地、盐碱地、废弃矿区改良基质的土壤改良剂。

优势：有机质及营养元素得到利用；能源消耗少；符合循环经济的思路。

瓶颈：重金属和持久性污染物；在土地利用前需要对其进行稳定化处理。

就我国而言，污泥处理与处置工艺相对简单，这需要我们进行长期的探讨实践，使污泥处理与处置的效果更加完善。

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