综合处理与利用模块

1. 综合处理与利用模块

2. 第一节 概述 第十章 城市污水的深度处理与回用 一、国内外发展趋势 • 美国 由单纯的水污染治理转变为全方位水环境的可持续发展 Water Pollution Control → Watersheds， “Watersheds”内涵 是水循环、水回用。

3. 日本 境内没有大江大河，日本靠什么支撑了他们经济复兴？靠的就是污水回用！在各大城市创建并保留至今的“工业用水 道” 纵贯全市，形成与自来水管道并存的又一条城市供水动脉，再生水41%回用于工业，32%作环境用水，8%用于农业灌溉。 提出“水银行”（Water Bank）概念，“从地下取一滴水就要回注一滴水”。

4. 以色列 是地处大面积沙漠的国家，严重缺水，在污水回用方面处世界领先地位，通过立法规定“城市的每一滴水至少回用一次”，污水处理回用于工业、灌溉、城市绿化、冲刷。再生水42%用于灌溉、30%回灌地下，回灌到地下的水再抽至管网系统，循环再用。 • 中国 污水回用经三个阶段： 1985年之前——起步 1986-2000年——技术储备、工程示范 2001年以后——实施节水纲要进入全面启 北京、大连、长春、沈阳、青岛、秦皇岛、深圳、太原、邯郸等城市已设计污水回用工厂，在全国起示范作用。

5. 二、污水处理的级别 预处理（物理法）：去除粗大悬浮物； 一级处理（物理法）：去除悬浮物； 二级处理（生物法）：去除胶体和溶解性有机物； 三级或深度处理（物化或生化）：去除氮磷营养物和有机物，深度处理一般以污水回收、再用为目的。

6. 三、污水二级处理的不足在一般情况下，城市污水经二级处理后还含有相当数量的污染物，如BOD5 20～30mg/L；CODCr 60～100mg/L；SS 20～30mg/L；NH3-N 15~25mg/L；P 6～10mg/L，此外还含有致病细菌、病毒和重金属等有害物质。 含有以上污染物的处理水，如排放至河流、湖泊、水库等水体回导致水体的富营养化。而且在淡水缺乏地区，这种处理排放的方式是对水资源的极大浪费。

7. 四、污水深度处理的目标1. 去除水中残存的悬浮物(包括活性污泥颗粒)；脱色、除臭，使水得到进一步澄清；2. 进一步降低BOD5 、CODCr 、TOC等指标，使水进一步稳定；3. 脱氮、除磷，消除能导致水体富营养化的因素；4. 消毒去菌，去除水中有毒有害物质

8. 五、经过深度处理后的水的应用1. 排放包括具有较高经济价值水体及缓流水体在内的任何 水体，补充地面水源。2. 回用于农田灌溉、市政杂用，如灌溉城市绿地、冲洗街道、车辆、景观用水等。3. 居民小区中水回用于冲洗厕所；4. 作为冷却水和工艺水的补充用水，回用于工业企业；5. 用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。

9. 第二节 生物脱氮技术 一、生物脱氮原理 • 氨化反应 • 硝化作用 • 反硝化作用

10. 二、生物脱氮工艺传统三级脱氮工艺

11. 二级后置脱氮工艺（倒置反硝化）

12. 前置反硝化（缺氧－好氧工艺）该工艺不需设中沉池和投加C源，在反硝化段反硝化后回收部分碱度，同时降解部分有机物，对好氧段有利，减少供氧量，并有利于难降解有机物降解。前置反硝化（缺氧－好氧工艺）该工艺不需设中沉池和投加C源，在反硝化段反硝化后回收部分碱度，同时降解部分有机物，对好氧段有利，减少供氧量，并有利于难降解有机物降解。

13. 第三节 生物除磷技术 一、除磷方法概述 • 使磷成为不溶性的固体沉淀物从污水中除去(化学法) • 使磷以溶解态被微生物同化，与微生物一起被分离出去，从而达到除磷的目的(生物法)。

14. 二、生物除磷工艺An/O工艺（1）工艺特点 工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用和运行费用较低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。在反应池内水力停留时间较短，一般为3～6h，其中厌氧池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，不膨胀ηBOD≥90％；ηP＝（70～80）％；当P/BOD5比值高，剩余污泥产量小，使ηP难以提高。 沉淀池应及时排泥和污泥回流，否则聚磷菌在厌氧状态下，产生磷的释放，降低ηP。反应池内X=2700～3000 mg/L

15. （2）影响因素1.DO：厌氧池DO（0.2～0.3 mg/L）→0,NOX－→0,以保证严格的厌氧状态，好氧池：DO≥2mg/L。2. 厌氧池BOD5 /T-P>（20～30），否则ηP下降。3. 厌氧池NOX－：因为NOX－会消耗水中有机物而抑制聚磷菌对磷的释放，继而影响在好氧条件下对磷的吸收。所以NOX－－N<1.5～2 mg/L，不会影响除磷效果。4. 当污水中COD/TKN≥10时，则NOX－－N对生物除磷影响较小。5. 污泥龄θs：因为A2/O工艺主要是通过排除富磷剩余污泥而去除磷的，所以除磷效果与排放剩余污泥量多少直接有关。 6. NS：NS较高，ηP较好，一般NS>0.1KgBOD5/KgMLSS.d,其ηP较高。7. 温度：5～30℃其除磷效果较好。>13℃时，聚磷菌对磷的释放和摄取与温度无关。8. pH＝6～8，聚磷菌对磷的释放和摄取都比较稳定。

16. 2 Phostrip除磷工艺（1）工艺特点 该工艺将An/O工艺的厌氧段改造成类似于普通重力浓缩池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池内厌氧放磷，污泥停留时间一般为5~12h，水力表面负荷应小于20m3/（m2·d）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清液含有高浓度磷（可高达100mg/L以上），将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用，所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。

17. （2）工艺流程 废水经曝气好氧池，去除BOD5和COD，并在好氧状态下过量地摄取磷。在二沉池中，含磷污泥与水分离，回流污泥一部分回流至缺氧池，另一部分回流至厌氧除磷池。而高磷剩余污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取的磷在此得到充分释放，释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进入混凝沉淀池，投回石灰形成Ca3（PO4）2沉淀，通过排放含磷污泥去除磷。

19. （3）工艺特点Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造，只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可，且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。总之，Phostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作灵活，脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。

20. 第四节 同步脱氮除磷技术 一、A2/O工艺原理 1. 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，使污水中NH3-N浓度下降，但NH3-N浓度没有变化。 2. 在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，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。 3. 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NH4-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。

21. 二、A2/O工艺流程

22. 三、A2/O工艺影响因素1. 污水中可生物降解有机物的影响 2. 污泥龄θs的影响 3. DO的影响 4. NS的影响 5. TKN/MLSS负荷率的影响（凯氏氮－污泥负荷率的影响）6. R与RN的影响

23. 四、A2/O工艺存在的不足1.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。2. 好氧段为了硝化过程的完成，要求采用较大的污泥回流比，（一般R为60%～100%，最低也应＞40%），NS较低硝化作用良好。3. 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，使除磷效果下降。4. 如果好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段的硝酸减少，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，所以ηP 提高，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使ηN下降。