污水处理各种原理与技术总结
1、什么是生物污水处理法?
℃生物处理是利用微生物来吸咐、分解、氧化污水中的有机物,
把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质,从而使污水得到净化。
现代的生物处理法,按作用微生物的不同,可分好氧氧化和厌氧还
原两大类。前者广泛用于处理城市污水和有机性工业废水。好氧氧
化应用较广包含着很多艺种工艺和构筑物。生物膜法(包含生物过
滤池、生物转盘)、生物接触氧化等多种工艺和构筑物。活性污泥
法和生物膜法都是人工生物处理方法。此外还有农田和池塘的天然
生物处理法,即灌溉田和生物塘。生物处理成本低廉,因此是目前
应用最广泛的污水处理方法。
2、什么是废水处理量或 BOD5 去除总量和处理质量?
℃污水处理量或 BOD5 去除总量:每日进入污水厂处理的总污水
流量(以 m3/d 计),可作为污水厂处理能力的一个指标。每日去除
BOD5 的总量亦可作为污水厂处理能力的指标。去除 BOD5 总量等于
处理流量与进出水 BOD5 差值的乘积,以 kg/d 或 t/d 为单位。
℃处理质量:二级污水处理厂以出厂的 BOD5 与 SS 值作为处理
质量指标。按新制订的污水处理厂出水排放标准,二级污水处理厂
出水 BOD5、SS 均小于 30mg/L。处理质量也可用去除率来衡量。进
水浓度减出水浓度除以进水浓度即为去除率。氨氮、TP 出水值或去
除率也应用于处理质量指标。
3、什么是 pH 值及其指示意义?
℃pH 表示污水的酸碱程度。它是水中氢离子浓度倒数的对数
值,其范围为 0~14,pH 值等于 7,则水呈中性,小于 7 呈酸性,数
值越小,其酸性越强,大于 7 呈碱性,数值越大,其碱性越强。污
水中 pH 值大小对管道、水泵、闸阀和污水处理构筑物有一定的影
响。以生活污水为主的污水处理厂的 pH 值,通常为 ~。过高
或过低的 pH 值,均可表明有工业废水的进入。过低的值会腐蚀管
道、泵体并可能产生危害。例如污水中的硫化物会在酸性条件下,
生成 H2S 气体。高浓度时使操作工作头痛、流涕、窒息甚至死亡。
为此发现 pH 降低必须加强监测,寻找污染源,采取对策。同时,
生化处理的 pH 允许范围是 6~10,过高或过低都可影响或破坏生物
处理。
4、什么是总固体(TS)?
℃是指水样在 100℃温度下,在水浴锅上蒸发至干所余留的总固
体数量。它是污水中溶解性固体和非溶解性固体的总和。它可反映
出污水中固体的总浓度。通过进出水固体的分析可反映出污水处理
构筑物对去除总固体的效果。
5、什么是悬浮固体(SS)?
℃是指污水中能被滤器截留的固体物质数量。悬浮固体一部分在
一定条件下可以沉淀。测定悬浮固体通常是用石棉滤层过滤法进
行。主要设备为古氏坩锅。当化验设备条件不具备时,也可采用滤
纸作为滤器,从总固体与溶解固体的减差来求得悬浮固体量。测定
悬浮固体时,由于滤器不同,常产生较大差异。
℃该项指标是污水最基本的数据之一。测定进水和出厂水的悬浮
固体,可用来反映污水通过初沉池,二沉池处理后,悬浮固体减少
的情况,它是反映构筑沉淀效率的主要依据。
6、什么是化学需氧量(COD)?
℃化学需氧量(简称 COD)是指用化学方法氧化污水中有机物
所需要的氧化剂的氧量。用高锰酸钾作氧化剂,测得的结果习惯上
叫做耗氧量,用 OC 表示。用重铬酸钾作氧化剂,测得的结果称为
化学需氧量以 COD 表示,二者的区别在于选用氧化剂的不同。以高
锰酸钾作为氧化剂,只能氧化污水中的直链有机化合物,而以重铬
酸钾作为氧化剂,它的作用比前者强烈与完全,除直链有机化合物
以外,它能氧化高锰酸钾不能氧化的许多结构复杂的有机化合物。
因此,同一污水 COD 值比 OC 值大得多。特别是当污水厂有大量工
业废水进入时,一般都应测得重络酸钾法的化学需氧量。城市污水
厂的 COD 值一般约为 400~800mg/L。
℃高锰酸钾法的耗量值在污水厂中常被用来作为确定五日生化需
氧量稀释倍数的参考数据。
7、什么是生化需氧量(BOD)?
℃生化需氧量:(简称 BOD)是指在有氧条件下,水中的微生
物分解有机物时所需要的氧量。它是一种间接表示有机物污染程度
的指标,有机物的生化氧化分解通常有二个阶段,第一阶段主要是
含碳有机物的氧化,称为碳化阶段,约需 20 天才能完成。第二阶段
主要是含氮有机物的氧化、称为硝化阶段,约需 100 天才能完成。
在公认的情况下,一般标准做法是在 20℃温度下,培养 5 天,进行
测定,测得数据称为五日生化需氧量。简称 BOD5,因此 BOD5 表
示部分含碳有机物分解的需氧量,生活污水的 BOD5 应约在 70%左
右。
℃五日生化需氧量的测定,是取原水样或经过适当稀释的水样,
使其含有足够的溶解氧,以满足五日生化需氧的要求,将此水样分
成二份,一份测得当天的溶解氧含量,而将另一份放入 20℃培养箱
内,培养 5 天后再测定其溶解含量,两者之差乘上稀释倍数即为
BOD5。
℃BOD5 测定过程中,正确选择稀释倍数至关重要。通常认为,
选择的稀释倍数应使经过稀释的水样在 20℃恒温箱内培养 5 天后,
它的溶解氧减少在 20%~80%时较为适当。但是,有时常因 BOD5 的
稀释倍数掌握不当造成数值上的误差,甚至稀释倍数太小而得不到
BOD5 的数据。
8、测定 BOD 的用途?
℃BOD 可反映污水被有机物污染的程度,污水中所含有机物越
多,则消耗氧量亦越多,BOD 数值也越高,反之亦然。因此它是污
水水质指标中最为重要的一个。尽管测定 BOD 需时较长、数据不及
时,但 BOD 指标带有综合性——综合反映有机物总量,模拟性——
模仿水体自净。因此很难用其他指标来代替。
对于污水处理厂来说,该指标的用途为:
a.反映污水有机物浓度。如进厂污水有机物浓度,出厂污水有机
物浓度。城市污水处理厂进水 BOD5 一般可达 150~350mg/L。
b.用以表示污水处理厂的处理效果。进、出水 BOD5 的减差除以
进水 BOD5 即为该厂的 BOD5 去除率,是重要的指标。
c.污水处理厂的去除总量与出水 BOD5,表示了在污水厂总的处
理能力与对水体环境的影响量。
d.用来计算处理构筑物的运转参数,如曝气池的污泥负荷
BOD5kg(MISS)或容积负荷 BOD5kg/(m3/d)。
e.反映污水处理厂运转的技术经济数据,如除去每 kgBOD 耗用
电量(度),去除每 kgBOD5 需要的空气量。
f.衡量污水可生化程度,当 BOD5/COD 大于 时,说明污水
可以进行生化处理。小于 时,则难以生化处理。比值在 ~
时,生化过程很容易进行。
℃由此可见,测定 BOD5 的用处很大,它是污水处理厂最重要的
一个测定项目。但测定所需时间较长,不能及时出数据。COD 的化
验反映污水中有机物被氧化剂氧化所需氧量,它的数据值接近于全
部有机物的需氧量。因此它也有较大用处,而且 COD 测定时简短,
一般城市污水厂 COD﹥BOD,如果污水中有机物种类变化较少,
则 COD 与 BOD 有一定的相互关系,因此就可用当天的 COD 来预
测 BOD5 值。
℃根据各城市污水处理厂的运转数据,通常 SS 与 BOD5 在数值
上大致相仿或者略为高些。如上海各污水厂的 SS 比 BOD5 在数值
上平均高出 50mg/L 左右。
℃在进厂污水中如发现 BOD5 与 SS 成倍增长,则可能有高浓度
的有机废水流入或者粪便大量进厂。这样将会增加处理负荷。使处
理效率降低,甚至还会阻塞管道,必须追查原因,采取措施。
9、总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮 (N、NH4+、NO2-
NO-3)指示意义?
℃污水中有大量的含碳有机物与含氮有机物,前者以碳、氢、氧
为基本元素。后者以氮、硫、磷为基本元素。含氮有机物在好氧分
解过程中,最终会转化为氨氮肥、亚硝酸盐氮肥、硝酸盐氮、水和
二氧化碳等无机物。因此测定上述三个指标可反映污水分解过程与
经处理后无机化的程度。当二级污水处理厂中只有少量亚硝酸氮出
现时,该处理出水尚不能稳定,当氧量不足时,则污水中的有机氮
大多数转化为无机物,出水流入水体后是较为稳定的。一般进厂污
水的氨氮值约 30~70mg/L。进厂水中一般不含有亚硝酸盐与硝酸
盐。二级污水处理厂一般不能大量除氮肥,处理程度较高时,能够
将部份氨氮转化为硝酸盐氮。
10、磷、氮(P、N)指标意义?
℃污水中磷和钾的含量影响微生物的生长,活性污泥污处理污水
要维持 BOD5:N:P 的比例在 100:5:1 以上,在城市污水厂,一
般都能达到这个比例。有些工业废水达不到这个比例,就必须向污
水添加营养剂。
11、什么是溶解氧、测定目的是什么?
℃溶解氧是指溶解于水中的氧量,它与温度、压力、微生物的生
化作用有密切关系。在一定温度下,水中最多只能溶解一定量的
氧,例如 20℃时,蒸馏水的溶解氧饱和值为 mg/L。
℃在污水处理中常常测定出水和曝气池中的溶解值,根据它的大
小来调节空气供应量,了解曝气池内的耗氧情况以判断在各种水温
条件下,曝气池耗氧速率。在运转过程中,要求曝气池内的溶解氧
在 1 mg/L 以上,过低的溶解氧值表明曝气池内缺氧,过高的溶解氧
不但浪费能耗,且可能造成污泥松碎、老化。
℃污水处理厂出水中含有溶解氧对水体环境是有益的,在可能的
条件下,应让出水带有些溶解氧。
℃溶解氧在水体自净过程中是个重要参数,它可反映水体中耗氧
与溶氧的平衡关系。
12、水温对运行的关系?
℃水温,水温对曝气池工作有着很大的关系。一个污水厂的水温
是随季节逐渐缓慢变化的,一天内几乎无甚变化。如果发现一天内
变化很大,则要进行检查,查否有工业冷却进入。全年在 8~30℃范
围内,曝气池在水温 8℃以下运行时,处理效率有所下降,BOD5 去
除率常低于 80%。
13、污泥负荷是什么?怎样调节?
a.污泥负荷=进入曝气池的 BOD5 数量(流量×浓度)/曝气池中
MLSS 总量(MLSS×池积)。
b.由于初沉池出水中的 BOD5 数量决定于进厂水质,一般难以调
节,调节污泥负荷,减少 MLSS,则提高污泥负荷,增加或减少 MLSS 一
般通过增加或减少排泥来实现。
℃污泥负荷对处理效果,污泥增长和需氧量影响很大,必须注意掌
握。一般来说,污泥负荷在 ~(BOD5)/(,掌握在
(BOD5)/「kg(MLSS).d」左右。
14、曝气池容积负荷?
℃曝气池单位容积每天负担的 BOD5 量称为容积负荷 kg(BOD5)/
()。容积负荷表示了建造该曝气池的经济性。容积负荷和混
合液浓度及污泥负荷有如下关系:
BV=,式中(x 即 MLSS)。
15、污泥泥龄含义?
℃污泥泥龄=曝气池内 MLSS 数量(MLSS×池积)/剩余污泥中固
体量(排放量×排泥浓度)。
℃污泥泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量与每天排放的剩余
污泥之比值,单位是 d。在运行平稳时,可理解为活性污泥在曝气
中平均停留时间。
℃一般曝气池系统的污泥泥龄约 5~6d。当要达到硝化阶段时,
污泥泥龄需达 8~12d 或更高。
℃污泥泥龄和污泥负荷有相反的关系,污泥泥龄长,负荷低,反
之亦然,但并不成绝对的反比例函数关系。
16、混合液悬浮固体浓度(MLSS)?
℃混合液悬浮固体浓度是曝气池中污水和活性污泥混合后的混合
液悬浮固体数量,单位(mg/L),它是计量曝气池中活性污泥数量
的指标,由于测定简便,往往以它作为粗略计量活性污泥微生物量
的指标。在推动流曝气中 MLSS 一般为 1000~4000mg/L,在合建的
完全混合曝气池中,空气曝气的 MLSS 根少有超过 8000mg/L。这是
因为 MLSS 过高。妨碍充氧,也使它难以在二沉池中沉降。
17、混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)?
℃混合液挥发性悬浮固体浓度是指混合液悬浮固体中有机物的重
量(通常用 600℃下的烧灼减量来测定),故有人认为能较 MLSS 更
确切地代表活性污泥微生物的数量。不过 MLVSS 中还包括非活性
的不能降解的有机物、也不是计量 MLSS 的最理想指标,对于生活
污水,常在 左右。
18、污泥指数(SVI)?
℃污泥指数指曝气池混合液经 30min 静沉后,相应的 1g 干污泥
所占的容积(以 ml 计)即:
SVI=混合液 30min 静沉后污泥沉积(ml)/污泥干重(g)
SVI 值能较好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。良
好的活性污泥 SVI 常在 50~300 之间,SVI 过高的污泥浓度,在相同
浓度情况下测得的 SVI 值才有价值。另因测定容器的大小对测定的
数量有一定的影响,必须统一测定容器。