污水处理水平和工艺

1。污水处理水平

污水处理水平包括一级处理（包括一级增强处理），二级处理（包括二级增强处理））和深度处理。

2。污水处理过程的组成

（1）物理处理部分。 （2）生化处理科。

废水处理工艺选择的原则

工艺选择的主要技术经济指标包括：单位水处理投资，单位污染减排投资，单位能耗和成本处理，减少单位污染物料功耗和成本，占地面积，运行性能的可靠性，易于管理和维护以及整体环境效益。

城市污水处理工艺应根据处理规模，水质特征，接收水体的环境功能以及当地实际条件和要求，经过全面的技术和经济比较后确定。

切实确定污水的质量，优化工艺设计参数，必须详细调查或测量当前污水的水质特征，污染物组成，并进行合理的分析和预测。在特殊情况下，应对污水处理过程进行动态测试，并在必要时进行中试。

积极，谨慎地采用了新流程。在中国首次应用的新工艺必须经过中试和生产测试，并提供可靠的设计参数，然后才能应用。5，分阶段建设同一污水处理厂时，每个阶段应尽可能采用相同的工艺，每个阶段的建设规模应尽可能相同。

污水处理方法

现代污水处理方法主要分为四类：物理处理，化学处理，物理化学处理和生物处理。

1物理处理方法

物理处理方法是通过物理作用分离并回收污水中的不溶性和悬浮性污染物（包括油膜和油珠），而不改变其化学成分处理过程中的特性。常用的方法包括过滤，沉淀和浮选。

（1）过滤方法：使用过滤介质截留污水中的悬浮物。过滤介质包括筛网，纱布和颗粒物，常用的过滤设备包括格栅，筛网和微滤器。

1）格栅和屏幕。在排水工程中，废水通过下水道流入人类水处理厂。它应首先通过一组在通道中倾斜的纵向平行的金属框架（格栅），多孔板或过滤器（筛网）。漂浮物或悬浮物无法通过，并保留在网格，细筛或过滤材料上。

格栅板

此步骤属于废水的预处理，其目的是回收有用的物质；清除初始废水，以利于后续处理，减少沉淀池或其他处理设备的负荷；保护泵送机械免受颗粒物堵塞造成的故障。保护水泵和其他加工设备。网格拦截的效果主要取决于污水水质和网格间隙的大小。有两种排渣方法：手动和机械。炉渣应及时清理和处理。

筛网主要用于拦截通常由金属丝或化学纤维织成的几毫米至几十毫米大小的细悬浮悬浮颗粒，例如纤维，纸浆，藻类等。或穿孔钢板孔径通常小于5mm，最小可以为0.2mm。筛网过滤装置包括转鼓式，回转式，转盘式，固定式振动斜筛等。无论哪种结构，它都不仅可以保留污物，而且还可以方便地卸下和清洁筛子表面。

2）粒状介质的过滤（也称为渗滤，过滤和冲击过滤）。当废水通过颗粒状过滤材料（例如石英砂）的床时，细小的悬浮物和四肢被困在过滤材料的表面和内部空隙中。常用的过滤介质是石英砂，无烟煤和石榴石。在过滤过程中，过滤材料同时对悬浮物进行物理保留，沉降和吸附。过滤效果取决于多种因素，例如过滤材料的孔径，过滤层的厚度，过滤速度和污水的性质。

当废水从上到下流过粒状过滤层时，直径较大的悬浮颗粒首先被捕集在表面过滤材料的间隙中，从而使过滤材料在此间隙中层越来越小。逐渐形成一层主要由捕获的基团颗粒组成的滤膜，它将起主要的过滤作用。该作用属于抗性拦截或筛选作用。

当废水通过过滤层时，许多过滤材料的表面为悬浮物的沉降提供了巨大的有效面积，形成了无数个小的“沉淀池”，悬浮物可以很容易地沉降下来。 。此效果属于重力沉降。

由于过滤材料的表面积很大，因此它与悬浮物之间有明显的物理吸附。此外，沙子在水中通常带有负表面电荷，可以吸附带正电的铁，铝和其他肢体，从而在过滤材料的表面形成带正电的膜，然后吸附带负电的粘土和各种有机物质，胶体，接触絮凝发生在沙子上。

（2）沉淀方法。沉淀法基于污水中悬浮物与水的相对密度不同的原理，通过重力沉降将悬浮物与水分离。根据水中悬浮颗粒物的浓度和絮凝特性（​​即彼此凝聚的能力），可将其分为四种类型：

1）分离和沉淀（或沉淀过程中，颗粒不会彼此聚集并分别沉降。粒子的位置仅受其自身在水中的重力和电流阻力的影响。它的形状，大小和质量均不变，其下降速率也不变。

2）混凝沉淀（或絮凝沉淀）。混凝沉降是指在混凝剂的作用下，废水中的胶体和细微的悬浮固体被冷凝成可分离的絮凝物，然后通过重力沉降进行分离和去除。混凝沉降的特点是在沉降过程中，颗粒相互碰撞形成较大的絮凝物，因此颗粒的大小和质量会随着深度的增加而增加，沉降速度也会随着深度的增加而增加。 。

常用的无机凝结剂是硫酸铝，硫酸亚铁，氯化铁和聚铝；常用的有机絮凝剂有聚丙烯凝胶等，以及水玻璃，石灰等凝结剂。

3）区域沉降（也称为拥挤沉降，分层沉降）。当废水中的悬浮物含量高时，颗粒之间的距离很小，并且它们之间的内聚力可使颗粒整体聚集并沉在一起，并且颗粒之间的位置不会改变，因此，澄清水和混合水之间存在明显的界面，并逐渐向下移动。这种解决方案称为区域解决方案。高浊度水在沉淀池和二次沉淀池中的沉淀（在沉淀的中后期）主要属于这一类。

4）压缩沉降。当悬浮液中悬浮固体的浓度非常高时，颗粒相互接触并相互挤压。在上部颗粒的重力作用下，下部颗粒之间的间隙中的水被挤出，颗粒群被压缩。压缩沉降发生在沉淀池底部的污泥料斗或污泥浓缩池中，并缓慢进行。根据水中悬浮物的不同性质，有沉砂池和沉淀池两种设备。

沉砂池用于去除相对密集的圆机颗粒，例如沙子和煤渣。砂砾池通常安装在污水处理设备的前面，以防止磨损其他用于污水处理的机械设备。

沉淀池利用重力将水中的悬浮杂质分离出来。它可以分离直径为20〜100μm或更大的颗粒。根据沉淀池中水流的方向，它可以分为三种：水平流，径向流和垂直流。

1个对流沉淀池。废水从池的一端流出，并在池中水平流动。水中的悬浮物逐渐沉入池底，澄清的水从另一端溢出。

2径向流式沉淀池。池塘大多是圆形的，直径较大，通常在20-30m以上，适合大型水处理厂。原水通过进水管进入中心缸后，通过缸壁上的孔口和周围的环形多孔挡板径向流向沉淀池的外围。由于水的截面积增加，流速逐渐降低，颗粒沉降，并且澄清的水从周围环境溢出并流入集水池。

3垂直流式沉淀池。横截面大部分是圆形的，也有正方形和多边形的。水从中心管的下口流入水池，并由于反射板的阻塞而在整个水平截面上分布，然后缓慢向上流动。沉降速度超过上升流量的颗粒沉入污泥斗，澄清的水从周围的埋藏口溢出。

在污水处理和利用方法中，通常采用沉淀（或漂浮）方法作为其他处理方法的预处理。如果采用生物处理来处理污水，通常必须事先清除预沉淀池中的大部分悬浮物，以减少生化处理过程中的负荷，生物处理后的废水仍在二次沉淀中进行处理。污泥水分离罐，以确保污水质量。

（3）浮选方法。空气进入污水中，以细小气泡的形式从水中沉淀出来作为载体，污水中的微小微粒污染物（如乳化油等）的相对密度接近水附着在气泡上，并随着气泡上升到水面，然后用机械方法将其脱除，从而可以将污水中的污染物与污水分离。疏水性物质容易漂浮，而亲水性物质不容易漂浮。因此，为了提高气浮效率，有必要在污水中添加浮选剂以改变污染物的表面特性，从而使一些亲水性物质转化为疏水性物质，然后通过气浮去除。该方法称为“浮选”。

气浮时，高分散度和大量气泡有利于提高气浮效果。泡沫层的稳定性是适当的，其不仅促进浮渣在水表面上的稳定，而且不影响浮渣的运输和脱水。产生气泡的方法有两种：

1）机械方法。使空气通过微孔管，微孔板，带孔的转盘等，以产生微小的气泡。

2）压力气体溶解方法。在一定压力下将空气溶解在水中并达到饱和，然后突然降低压力，过饱和的空气将以微小气泡的形式从水中逸出。目前，废水处理中的气浮工艺大多采用压力溶气法。

气浮法的主要优点是：设备的操作能力优于沉淀池，通常只需15-20分钟即可完成固液分离。产生的污泥相对干燥，不易腐烂，刮在表面，操作更方便；整个工作是使空气进入水中，增加水中溶解的潜氧量，并去除水中的有机物，藻类表面活性剂和异味。废水水质为后续处理和利用提供了有利条件。

气浮法的主要缺点是：功耗大；设备维护和管理工作量增加，以及操作部件被堵塞的可能性；浮渣暴露在水面，容易受到气候因素的影响，例如风和雨的影响。

除上述两种气浮法外，更常用的方法是电解气浮法。

（4）离心分离法。当含有悬浮污染物的污水高速旋转时，悬浮颗粒（如乳化油）和污水受到不同的离心力，从而达到分离的目的。常用的离心设备包括旋风分离器和离心分离器。

2化学处理方法

向污水中添加化学试剂，利用化学反应分离和回收污水中的污染物，或将污染物转化为无害物质。该方法不仅可以将水中的污染物分离出来，回收一些有用的物质，还可以改变污染物的性质，例如降低废水的酸碱度，去除金属离子以及氧化某些有毒有害物质。更高的纯化度。常用的化学方法是化学沉淀，中和，氧化还原和凝聚。

化学处理的局限性如下：

由于化学处理废水中经常使用化学试剂（或材料），因此处理成本普遍较高，对操作和操作的要求也很高。管理也很严格。

化学方法需要与物理方法结合使用。在化学处理之前，通常将沉淀和过滤用作预处理。在某些情况下，化学处理的后处理需要沉淀和过滤等物理手段。

（1）化学沉淀法。

化学沉淀法是指向废水中添加某些化学试剂，以便它可以与废水中的溶解污染物发生反应，形成五反应，形成盐（沉淀）。很难从水中溶解。沉淀下来，从而减少或去除水中的污染物。化学沉淀法在水处理中主要用于去除废水中的钙离子，镜面离子和重金属离子，例如锂，锅，铅，碗等。根据使用的不同沉淀剂，沉淀方法可分为石灰法（也称为氢氧化物沉淀法），硫化物法和银盐法。

水中的Ca 2+和Mg2 +的总含量称为总硬度，可以分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。对于碳酸盐硬度，可以添加石灰以减少水中的Ca 2+和Mg2 +形成CaCO3和Mg（OH）2沉淀。为了同时去除非碳酸盐硬度，可以使用石灰碳酸钠软化方法来制造Ca 2+，并沉淀并去除形成的Mg2 +形成的CaCO3长矛11Mg（OH）2。因此，当原水的硬度或碱度高时，可以采用化学沉淀法作为离子交换软化的预处理，以节省离子交换的运行成本。

在去除废水中的重金属离子时，通常使用添加碳酸盐的方法。产生的金属离子和碳酸盐的溶解度产物小，易于回收。如使用碳酸盐销售来处理含磅废水。

ZnS04 + Na 2C03一对一→ZnC03↓+ NazS04

该方法的优点是经济，简便，试剂来源广泛，因此最广泛用于处理重金属废水。目前存在的问题是劳动卫生条件差，管道容易结垢，堵塞和腐蚀。沉淀量大，脱水困难。

（2）中和方法。

中和处理是一种利用酸碱相互作用生成盐和水，并将废水从酸性或碱性调整为接近中性的处理方法。对于酸或碱浓度大于3％的废水，应首先进行酸和碱回收。对于低浓度酸碱废水，可采用中和法进行处理。

对于酸性污水的处理，使用石灰石，苛性锅，碳酸盐锅或石灰石和大理石清洁和中和酸性污水的材料。为了处理碱性污水，可以添加硝酸，盐酸或使用二氧化碳气体来中和碱性污水。另外，酸性和碱性污水也可以通过中和两者来处理。

（3）氧化还原方法。

氧化还原法是一种通过化学物质与水中污染物之间的氧化还原反应将污水中的有毒有害污染物转化为无毒或微毒物质的方法。该方法主要处理重金属和氧化物等无机污染物的污染。使用强氧化剂，例如高酸，液氯，臭氧或电极的阳极反应，将废水中的有害物质氧化分解为元素有害物质；使用铁粉等还原剂或电极的阴极反应去除废水中的有害物质。还原为无害物质；臭氧氧化法，用于污水的脱色，杀菌和除臭；空气氧化法处理含硫废水；含溴的电镀废水等的还原方法是氧化还原处理废水的例子。

用于水处理的常用氧化剂是氧气，臭氧，氯，次氯酸等。常用的还原剂包括硫酸亚铁，亚硫酸盐，铁屑，铸粉等。

（4）凝结法。

混凝法是在含有不易沉降的细颗粒和胶体颗粒的废水中添加电解质，以破坏四肢的稳定性并使它们沉降。常用的混凝剂包括铝硫酸盐，硫酸亚铁，氯化铁，聚乙烯亚链或聚丙烯凝胶。为了加速凝结，通常会加入凝结剂石灰，活性硅胶，骨胶等。

3物理化学处理方法

物理化学方法（简称物理化学方法），是利用物理化学原理如提取，吸附，离子交换，膜分离等方法技术，气提法等。或回收工业废水的方法。它主要用于分离废水中的无机或有机（难生物降解的）溶解或胶体污染物，回收有用的成分，并使废水深度净化。因此，它适用于处理高杂质浓度的废水（用作回收方法）或低浓度废水（用于高级废水处理）。在使用物理和化学方法处理工业废水之前，通常先对其进行预处理，以减少废水中的杂质（例如悬浮的固体，油和有害气体），或调节废水的pH值以提高回收效率并减少损失。同时，对浓缩的残渣进行后处理，以避免二次污染。常用的方法是萃取，吸附，离子交换和膜分析（包括透析，电渗析，反渗透，超滤等）。

（1）提取方法。

提取方法是向污水中添加与水不相容且密度小于水的有机溶剂。充分混合并接触后，污染物被重新分配，并从水相转移到溶剂相进行利用。溶剂和水的密度之差，将溶剂分离出来，使污水得到净化。溶质和溶剂的沸点之差用于通过蒸汽回收溶质，并且可以将再生的溶剂再循环。所使用的溶剂称为萃取剂，该物质称为萃取剂。萃取是一种液相-液相传质过程，使用污染物（溶质）在水和有机溶剂中的不同溶解度进行分离。

选择萃取剂时，应注意萃取剂对萃取物（污染物）的选择性，即溶解力的大小。通常，溶解力越大，萃取效果越好；水密度的差异越大，萃取后与水的分离就越容易。常用的萃取剂包括含氧萃取剂，含磷萃取剂和含氮萃取剂。常用的萃取设备包括脉冲筛塔盘，离心萃取器等。

（2）吸附法。

用于废水处理的吸附方法是使用多孔固体材料（吸附剂）的表面吸附水中的一种或多种溶解污染物，有机污染物等（称为溶质或吸附质量）回收或去除它们，以便可以净化废水。例如，使用活性炭可以在废水白水中吸附高毒性物质，例如锅，硫化物，硫和氧，并具有脱色和除臭的功能。目前，吸附法主要用于污水的深度处理。它可以分为静态吸附和动态吸附，即当污水处于静态和流动动态时进行吸附处理。常用的吸附设备包括固定床，移动床和流化床。

废水处理中常用的吸附剂包括活性炭，磺化煤，木炭，焦炭，硅藻土，木屑和吸附树脂。活性炭和吸附树脂是更常用的。通常，吸附剂具有大比表面积的疏松多孔结构。吸附力可分为三种类型：分子吸引力（范德华力），化学键合力和静电吸引力。水处理中的大部分吸附是上述三种吸附力的结果。

吸附剂饱和后，必须对其进行再生，以从吸附剂的孔中去除吸附物并恢复其吸附能力。再生方法包括加热再生方法，蒸汽汽提方法，化学氧化再生方法（湿式氧化，电解氧化，臭氧氧化等），溶剂再生方法和生物再生方法。

因为吸附剂的价格相对昂贵，并且吸附方法需要对进水进行高预处理，所以它主要用于供水处理中。

（3）离子交换方法。

离子交换法是一种利用离子交换剂的离子交换来代替污水中离子污染物的方法。随着离子交换树脂的发展和离子交换技术的发展，由于其效果好，操作简便，近年来已被用于工业污水中有毒物质的回收和处理。例如，使用阳离子交换剂去除（回收）污水中的铜，镍，镉，锌，汞，金，银，铂和其他重金属。

离子交换方法主要用于工业水处理中的软化和脱盐，主要用于去除废水中的金属离子。离子交换软化方法使用Na +交换树脂。

（4）膜分析方法。

1）电渗析。电掺杂方法是在直流电场的作用下，利用阴离子和阳离子交换膜对溶液中阴离子和阳离子的选择性渗透性（即，阳离子膜仅允许阳离子通过，而阴离子膜仅允许阳离子通过）。阴离子通过），使溶液的一部分溶液中的离子迁移到溶液的另一部分，使溶液中的电解质与水分离，从而实现浓缩，纯化和浓缩的水处理方法。分离。电渗析是在离子交换技术基础上发展起来的一种新方法。除污水处理外，它还可用于海水淡化和制备去离子水（纯水）。

2）反渗透方法。

反渗透法用于处理含重金属的废水，污水和海水淡化的高级处理。今天，当世界淡水供应危机严重时，海水淡化技术与反渗透相结合渗透法和蒸汽厅法具有广阔的前景。它也与离子交换系统一起用作离子交换的预处理方法，以制备去离子超纯水。在废水处理中，反渗透主要用于去除和回收重金属离子，去除盐分，有机物，色素和放射性元素。

当前，广泛用于水处理领域的半透膜包括醋酸纤维素膜和聚丙烯酸酯膜，以及磺化聚苯甲酸酯和其他聚合物。常用的反渗透装置为管型，螺旋型，中空纤维型和板框型。渗透水可以重复使用。

4生物处理方法

生物处理方法是利用微生物在自然环境中的生化作用来氧化和分解溶解在污水或四肢中的有机污染物和某些无机毒物（例如氟化物，硫化物），并将其转化为稳定且无害的无机物，从而可以净化废水。该方法具有投资少，效果好，运行成本低等优点，是城市废水和工业废水处理中应用最广泛的方法。

根据微生物在生化反应中是否需要氧气，现代生物处理方法分为好氧生物处理和厌氧生物处理。

（1）有氧生物处理方法。

在好氧条件下，取决于好氧细菌和好氧细菌的生化作用来完成废水处理的过程称为好氧生物处理。此方法需要有氧供应。根据处理系统中好氧微生物的状态，可分为活性污泥法和生物膜法。

1）活性污泥法是目前使用最广泛的生物处理方法。该方法是将空气（曝气）连续通入曝气池中富含有机污染物和细菌的废水中。一定时间后，会出现悬浮的絮状泥浆颗粒，这实际上是由好氧细菌（和兼性好氧细菌）的团聚体以及由聚集体形成的聚集体的好氧细菌的代谢活性引起的，具有很强的分解能力有机物，称为“活性污泥”。从曝气池流出的污水和活性污泥的混合物被沉淀池沉淀分离后，排出澄清水，污泥作为种子污泥返回曝气池并继续运行。这种以活性污泥为主体的生物处理方法称为活性污泥法。废水在曝气池中停留4-6小时，可以去除废水中约90％的有机物（BOD6）。活性污泥法很多。池和操作方法的类型很多，通常包括普通的活性污泥法，完全混合表面曝气法，吸附再生法等。

2）生物膜法是连续流动的通过固体填料（石头，煤渣或塑料填料）产生的污水，微生物在填料上繁殖，形成污泥状的胶膜，称为生物膜，利用生物膜处理污水的方法称为生物膜法。生物膜主要由大量细菌胶束，真菌，藻类和原生动物组成。生物膜上的微生物具有与活性污泥相同的净化效果，可以吸附和降解水中的有机污染物，从填料中脱落的老化生物膜随处理后的污水流入沉淀物中。在沉淀池中沉淀分离后，污水可以被净化。常见的生物膜方法包括生物滤池，生物接触氧化池，生物转盘等。

（2）厌氧生物处理方法。

在厌氧条件下，利用厌氧微生物的作用分解污水中的有机物，净化污水的方法称为厌氧生物处理法。近年来，世界范围内的能源短缺导致了污水排放。节能和节能处理的发展促进了厌氧微生物处理方法的发展。大量高效的新型厌氧生物反应器陆续出现，包括厌氧生物滤池，上流厌氧污泥床，厌氧硫化床等。它们的共同特点是反应器中生物基团的浓度很高，并且城市污泥很长，因此处理能力大大提高，使得厌氧生物处理方法能耗低，可以回收能源，剩余污泥量少，稳定易处理污泥，高污泥的优点。充分实现了高浓度有机废水的处理效率。经过多年的发展，厌氧生物处理已成为污水处理的主要方法之一。

5除磷除氮

（1）除磷。城市废水中磷的主要来源是粪肥，清洁剂和某些工业废水，其中正磷酸盐和多磷酸盐和有机磷溶解在水中。常用的除磷方法有化学法和生物法。

1）化学除磷法。它是由磷酸盐与铁盐，石灰，铝盐等反应制得的。磷酸铁，磷酸钙，磷酸铝等的沉淀可从废水中去除磷。化学法的特点是除磷效率高，处理效果稳定，污泥在处理处置过程中不会再释放磷。污染，但污泥的产生相对较大。

2）生物除磷。生物除磷是在有氧条件下利用微生物，废水中可溶性磷酸盐的过度吸收，沉淀分离法去除磷。整个处理过程分为两个阶段：厌氧磷释放和好氧磷吸收。

含磷过多的废水和含磷活性污泥进入厌氧状态后，活性污泥多磷处于厌氧状态，该商将体内积累的磷分解为无机磷，然后将其释放回废水中。这是“厌氧性磷释放”。除磷积累细菌产生的一部分能量分解积累的磷以维持自身生存之外，其余的是磷积累细菌吸收废水中的有机物并进行转化。在厌氧发酵产酸细菌的作用下将其转化为乙酸，然后进一步转化为PHB（聚自短丁酸）储存在体内。

进入需氧状态后，富磷细菌将有氧地分解体内蓄积的PHB，释放出大量能量，一部分用于自身繁殖，另一部分用于自身繁殖吸收废水中的磷酸盐。多磷的形式积累在体内。这就是“需氧磷吸收”。在这一阶段，活性污泥继续增加。除了一部分含磷的活性污泥回流到厌氧池外，其余的污泥被用作残留污泥排放系统，用于除磷。

（2）反硝化。

生活废水中各种形式氮的比例相对恒定：有机氮50％〜60％，氨氮40％〜50％，亚硝酸盐和硝酸盐中的氮占0〜5％。它们都来源于人们食物中的蛋白质。反硝化的方法包括化学和生物学方法。

1）化学反硝化。包括氨吸收法和氯化法。

1氨吸收法。首先将废水的pH值调节到10以上，然后在解吸塔

2氯化法中解吸氨。向含氨氮的废水中添加氯。通过适当控制氯的添加量，可以完全去除水中的氨氮。为了减少氯的添加量，该方法通常与生物硝化结合使用，首先进行硝化，然后去除微量的残留氨氮。

2）生物脱氮。生物反硝化是在微生物的作用下将有机氮和氨氮转化为氮的过程，包括硝化和反硝化两个反应过程。

硝化是有氧条件下硝化细菌（亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌）将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。反硝化反应是在厌氧条件下将硝酸盐氮（N03-）和亚硝酸盐氮（NH2-）还原为氮。因此，整个脱氮过程需要经历好氧和缺氧阶段。