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1、污水处理工艺及优缺点的总结一、污水处理级别及工艺1 .污水处理级别污水处理级别有一级处理(包括一级强化处理)、二级处理(包括二级强化处 理) 和深度处理。2.污水处理工艺的组成(1)物理处理工段(2)生化处理工段二、污水处理工艺选择的原则1、 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资；削减单位污染投资； 处理单位水量电耗和成本；削减单位污染物电耗和成本；占地面积；运行性能可靠性；管理维护难易程度；总体环境效益等。2、 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特征、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。3、 应切合实际地确定污水进水水质，优化工艺设计参数，对
2、污水的现状水质 特征，污染物构成必须进行详细调查或者测定，作出合理的分析预测，在水质构成复 杂或者特殊时，应进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。4、 积极审慎地采用新工艺，对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠的设计参数后再进行应用。5、 同一个污水厂分期建设时，各阶段应尽量采用同一种工艺，而且各阶段的建设规模应尽量相同。三、污水处理方法现代污水处理方法主要分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处 理法四类。1、物理处理法物理处理法是通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的、呈悬浮状的污染物 质（包括油膜和油珠），在处理过程中不改变其化学性质。常用
3、的有过滤法、沉淀法、 浮选法等。（1）过滤法：利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有筛网、纱布、粒 物，常用的过滤设备有格栅、筛网、微滤机等。1）格栅与筛网：在排水工程中，废水通过下水道流入水处理厂，首先应经过斜 置在渠道内的一组金属制的呈纵向平行的框条（格栅）、穿孔板或者过滤网（筛网）， 使飘荡物或者悬浮物不能通过而被阻留在格栅、细筛或者滤料上。格栅板：这一步属废水的预处理其目的在于回收实用物质；初步漫清废水以利于 以后的处理，减轻沉淀池或者其他处理设备的负荷；保护抽水机械，以免受到 颗粒物 阻塞发生故障。保护水泵和其他处理设备，格栅截留的效果主要取决于污水水质和格栅空隙的大 小。清渣方
4、法有人工与机械两种。栅渣应及时清理和处理。筛网主要用于截留粒度在数毫米到数十毫米的细碎悬浮态杂物，如纤维、纸 浆、 藻类等，通常用金属丝、化纤编织而成，或者用穿孔钢板，孔径普通小于5顾，最小可 为 O. 2mmo筛网过滤装置有转鼓式、旋转式、转盘式、固定式振动斜筛等。不论何种结构， 既要能截留污物，又便于卸料及清理筛面。2）粒状介质过滤（又称彤、滤、惊料过滤）：废水通过粒状滤料（如石英砂）床 层时，其中细小的悬浮物和肢体就被截留在滤料的表面和内部空隙中常用的过滤介质有石英砂、无烟煤和石榴石等。在过滤过程中滤料同时对悬浮物 进行物理截留、沉降和吸附等作用。过滤的效果取决于滤料孔径的大小、滤 料层
5、的厚 度、过滤速度及污水的性质等因素。当废水自上而下流过粒状滤料层时，位径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料 的空隙中，从而使此层滤料空隙越来越小，逐渐形成一层主要由被截留的团体颗粒构 成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。这种作用属于阻力截留或者筛滤作用。废水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的可供悬浮物沉降的有效面积， 形成无数的小“沉淀池”，悬浮物极易在此沉降下来。这种作用属于重力沉降。由于滤料具有巨大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外，砂 粒在水中往往带有表面负电荷，能吸附带正电荷的铁、铝等肢体，从而在滤料表面形 成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的胶土和多种有机物等
6、胶体，在砂粒上发生 接触絮凝。（2）沉淀法：沉淀法是利用污水中的悬浮物和水的相对密度不同的原理，借助 重力沉降作用使悬浮物从水中分离出来。根据水中悬浮颗粒的浓度及絮凝特性（即彼 此帖结聚团的能力）可分为四种：1） 分离沉降（或者自由沉降）：在沉淀过程中，颗粒之间互不聚合，单独进行 沉降。颗位只受到本身在水中的重力和水流咀力的作用，其形状、尺寸、质量均不改 变，下降速度也不改变。2） 混凝沉淀（或者称作絮凝沉降）：混凝沉降是指在混凝剂的作用下，使废水 中的胶体和细微悬浮物凝结为具有可分离性的絮凝体，然后采用重力沉降予以分离去 除。混凝沉淀的特点是在沉淀过程中，颗粒接触碰撞而互相会萃形成较大絮体，
7、因此颗 粒的尺寸和质量均会随深度的增加而增大，其沉速也随深度而增加。常用的无机混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁及聚合铝；常用的有机絮凝剂 有聚丙烯酷胶等，还可采用助凝剂如水玻璃、石灰等。3） 区域沉降（又称拥挤沉降、成层沉降）：当废水中悬浮物含量较高时，颗粒 间的距离较小，此间的聚合力能使其集合成为一个整体，并一同下沉，而颗粒相 互间 的位置不发生变动，因此澄清水和混水间有一明显的分界面，逐渐向下挪移，此类沉降 称为区域沉降。加高浊度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降（在沉降中后期）多属此 类。4） 压缩沉淀：当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时，颗粒互相接触、挤压，在上 层颗粒的重力作用下，下层颗粒
8、间隙中的水被挤出，颗粒群体被压缩。压缩沉淀发生 在沉淀池底部的污泥斗或者污泥浓缩池中，进行得很缓慢。依据水中悬浮性物质的性质不同，设有沉砂池和沉淀池两种设备。沉淀池：用于除去水中砂粒、煤渣等相对密度较大的元机颗粒物。沉砂池一般设 在污水处理装置前，以防止处理污水的其他机械设备受到磨损。沉淀池是利用重力的作用使悬浮性杂质与水分离。它可以分离直径为2() IOOn ,m 以上的颗粒。根据沉淀池内的水流方向，可将其分为平流式、辐流式和 竖流式三种。 平流式沉淀池：废水从池一端流人，按水平方向在池内流动，水中悬浮物逐渐 沉向池底，澄清水从另一端溢出。辐流式沉淀池：池子多为圆形，直径较大，普通在2()3
9、0m以上，合用于大 型水处理厂。原水经进水管进入中心筒后 通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板， 沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面不断增大，流速逐渐变 小，颗粒沉降 下来，澄清水从其周围溢出汇入集水槽排出。竖流式沉淀池：截面多为圆形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入 池中，通过反射板的阻拦向四周分布于整个水平断面上，徐徐向上流动。沉 速超过上 升流速的颗粒则沉到污泥斗，澄清后的水由四周的埋口溢出池外。在污水处理与利用的方法中，沉淀(或者上浮)法往往作为其他处理方法前的预处 理。如用生物处理法处理、污水时，普通需事先经过预沉池去除大部份悬浮物质，以 减少生化处理时的负荷，而经生
10、物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理，进行泥 水分离以保证出水水质。(3)浮选法：将空气通人污水中，并以弱小气泡形式从水中析出成为载体，污 水中相对密度接近于水的弱小颗粒状的污染物质(如乳化油等)附在气泡上，并随气 泡上升到水面，然后用机械的方法撇除，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离 出来。疏水性的物质易气浮，而亲水性的物质不易气浮。因此有时为了提高气浮效率， 需向污水中加入浮选剂改变污染物的表面特性 使某些亲水性物质转变为疏水性物质， 然后气浮除去，这种方法称为“浮选”。气浮时要求气泡的分散度高，量多，有利于提高气浮的效果。泡沫层的稳定性要 适当，既便于浮渣稳定在水面上，又不影响浮渣
11、的运送和脱水。产生气泡的 方法有两 种：1） 机械法：使空气通过微孔管、微孔板、带孔转盘等生成弱小气泡。2） 压力溶气法将空气在一定的压力下溶于水中，并达到饱和状态，然后突然 减压，过饱和的空气便以弱小气泡的形式从水中逸出。目前废水处理中的气浮工艺多 采用压力溶气法。气浮法的主要优点有：设备运行能力优于沉淀池，普通只需1520n） in即可完 成固液分离，因此它占地少，效率较高；气浮法所产生的污泥较干燥，不易腐 化，且 系表面刮取，操作较便利；整个工作是向水中通人空气，增加了水中的潜解氧量，对 除去水中有机物、藻类表面活性剂及臭味等有明显效果，其出水水质 为后续处理及利 用提供了有利条件。气浮
12、法的主要缺点是：耗电量较大；设备维修及管理工作量增加，运转部份常有 阻塞的可能；浮渣露出水面，易受风、雨等气候因素影响。除了上述两种气浮方法外，目前较为常用的方法还有电解气浮法（4）离心分离法：含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时，利用悬浮颗粒（如乳 化油）和污水受到的离心力不同，从而达到分离目的的方法。常用的离心设备有旋流 分离器和离心分离器等。2、化学处理法向污水中投加化学试剂，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，或者将 污染物质转化为无害的物质。该法既可使污染物与水分离，回收某些实用物质，也能改 变污染物的性质，如降低废水的酸碱度、去除金属离子、氧化某些有毒有害的物质等， 因此可达到
13、比物理法更高的净化程度。常用的化学方法有化学沉淀 法、中和法、氧化 还原法和混凝法。化学法处理的局限性如下：由于化学处理废水常采用化学药剂(或者材料)，处理费用普通较高，操作与管理 的要求也较严格。化学法还需与物理法配合使用。在化学处理之前，往往需用沉淀和过滤等手段作 为前处理；在某些场合下，又需采用沉淀和过滤等物理手段作为化学处理的后处理。(1)化学沉淀法化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂，使其与废水中的溶解性污染物发生 五换反应，形成难榕于水的盐类(沉淀物)从水中沉淀出来，从而降低或者除去 水中的 污染物。化学沉淀法多用于在水处理中去除钙离子、镜离子以及废水中的重金属离子， 如隶、锅、
14、铅、钵等。按使用的沉淀剂不同，沉淀法可分为石灰法(又称为氢氧化物沉 淀法)、硫化物法和银盐法等。水中Ca2+、Mg2+令含量的总和称总硬度，可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 碳酸盐硬度可投加石灰使水中的Ca2+和Mg2+形成CaC03和Mg(011)2沉淀而降低, 如需同时去除非碳酸盐硬度，可采用石灰-苏打软化法，使*2+和脂2+形成CaCO3矛 HMg(On)2沉淀除去。因此，当原水硬度或者碱度较高时，可先用化学沉淀法作为离 子交换软化的前处理，以节省离子交换的运行费用。去除废水中的重金属离子时，普通采用投加碳酸盐的方法，生成的金属离子，碳 酸盐的溶度积很小，便于回收。如利用碳酸销处理含镑废
15、水。ZnS04+Na2C03ZnCO3 I +NazS04此法优点是经济简便，药剂来源广，因此在处理重金属废水时应用最广。存在的 问题是劳动卫生条件差，管道易结垢阻塞与腐蚀；沉淀体积大，脱水艰难。(2)中和法中和法处理是利用酸碱相互作用生成盐和水的化学原理，将废水从酸性或者碱性 调整到中性附近的处理方法。对于酸或者碱的浓度大于3%的废水，首先应进行酸碱 的回收。对于低浓度的酸碱废水，可采取中和法进行处理。酸性污水的处理，通常采用投加石灰、苛性锅、碳酸锅或者以石灰石、大理石作 洁、料来中和酸性污水。碱性污水的处理，通常采用投加硝酸、盐酸或者利用二 氧化 碳气体中和碱性污水。此外，对于酸、碱性污水
16、也可以用二者相互中和的办法来处理。(3)氧化还原法氧化还原法是通过化学药剂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者微毒物质的方法。这种方法主要处理无机污染物，如重金 属和氧化物的污染。利用高健酸御、液氯、臭氧等强氧化剂或者电极的阳极 反应，将 废水中的有害物质氧化分解为元害物质；利用铁粉等还原剂或者电极的阴极反应，将 废水中的有害物质还原为无害物质；臭氧氧化法对污水进行脱色、杀菌和除臭处理； 空气氧化法处理含硫废水；还原法处理含锦电镀废水等都是氧化还原法处理废水的实 例。水处理常用的氧化剂有氧、臭氧、氯、次氯酸等。常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、铁屑、铸粉等。
17、（4）混凝法混凝法是在含不易沉降的细颗粒及胶体颗粒的废水中加入电解质以破坏肢体的稳 定性而使其聚沉。常用的混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚乙烯亚股或者聚 丙烯酷胶等。为加速混凝常伴有加入助凝剂石灰、活性硅胶、骨胶等。3、物理化学处理法物理化学法（简称物化法），是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提 等物理化学的原理，处理或者回收工业废水的方法。它主要用分离废水中无机的 或者 有机的（难以生物降解的）溶解态或者胶态的污染物质，回收实用组分，并使废水 得 到深度净化。因此，适合于处理杂质浓度很高的废水（用作回收利用的方法），或者 是浓度很低的废水（用作废水深度处理）。利用物理化学法处理
18、工业废水前，一般要 经过预处理以减少废水中的悬浮物、油类有害气体等杂质，或者调整废水的PlI值， 以提高回收效率、减少损耗。同时，浓缩的残渣要经过后处理以避免 二次污染。常用 的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法（包括渗析法、电渗析法、反渗透法、 超滤法等）（1）萃取法萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂，充分混合接触 后使污染物重新分配，由水相转移到溶剂相中，利用溶剂与水的密度差别，将溶剂分 离出来，从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收， 再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂，提出的物质叫萃 取物。萃取是一种 液-液相间的传质过程，
19、是利用污染物（溶质）在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进 行分离的。在选择萃取剂时，应注意萃取剂对被萃取物（污染物）的选择性，即溶解能力的 大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好；萃取剂与水的密度相差越大，萃取后与 水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧莘取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。常用的 萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。（2）吸附法吸附法处理废水是利用一一种多孔性固体材料（吸附剂）的表面来吸附水中的一 种或者多种溶解污染物 有机污染物等（称为熔质或者吸附质），以回收或者去除它们， 使废水得以净化。例如，利用活性炭可吸附废白水中的盼、隶、错、氧等剧毒物质， 且具有脱色、除臭等作用。吸附法目前
20、多用于污水的深度处理，可分为 静态吸附和动 态吸附两种方法，即在污水分别处于静态和流动态时进行吸附处理。常用的吸附设备 有固定床、挪移床和流动床等。在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、木炭、焦炭、硅藻土、木屑和吸 附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。普通吸附剂均呈松散多孔结构，具有 巨大的比表面积。其吸附力可分为份子引力（范德华力）、化学键力和静电引力三种。 水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。吸附剂吸附饱和后必须经过再生，把吸附质从吸附剂的细孔中除去，恢复其吸附 能力。再生的方法有加热再生法、蒸汽吹脱法、化学氧化再生法（湿式氧化、电解氧 化和臭氧氧化等）、溶剂再生法
21、和生物再生法等。由于吸附剂价格较贵，而且吸附法对进水的预处理要求高，因此多用于给水处理 中。（3）离子交换法离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展，由于效果良好，操作方 便，近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面，得到一定的应用。如用阳离子 交换剂去除（回收）污水中的铜、镉、锌、汞、金、银、钳等重金属。离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐，主要去除废水中的金属离子。 离子交换软化法采用Na+交换树脂。（4）膜析法1） 电渗析法。电掺析法是在直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液 中阴阳离子的选择透过性
22、（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴商子通 过），使 一部份溶液中的离子迁移到另一部份溶液中去，使得溶液中的电解质与 水分离，从而 达到浓缩、纯化、分离的一种水处理方法。电渗析法是在离子交换技术基础上发展起 来的新方法，除用于污水处理外，还可用于海水除盐、制备去 离子水（纯水）等。2） 反渗透法反渗透法巳用于含重金属废水的处理、污水的深度处理及海水淡化等。在世界淡 水供应危机严重的今天，反渗透法结合蒸馆法的海水淡化技术前景广阔。它的另一重 要用途是与离子交换系统联用，作为离子交换的预处理方法以制备去离子的超纯水。 在废水处理中，反渗透法主要用于去除与回收重金属离子，去除盐、有机物、色度以 及
23、放射性元素等。目前在水处理领域内广泛应用的半透膜有醋酸纤维素膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等 高聚物。常用的反渗透装置有管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗 透水可重复 利用。4、生物处理法生物处理法是利用自然环境中微生物的生物化学作用，氧化分解溶解于污水中或 者肢体状态的有机污染物和某些无机毒物（如氟化物、硫化物），并将其转化为稳定 无害的无机物，从而使废水得以净化的方法。此法具有投资少、效果好、运行费用低 等优点，在城市废水和工业废水的处理中得到最广泛的应用。现代生物处理法根据微生物在生化反应中是否需要氧气，分为好氧生物处理和厌 氧生物处理两类。（1）好氧生物处理法在有氧的条件下，依赖好氧菌和兼
24、氧菌的生化作用完成废水处理的工艺称为好氧 生物处理法。该法需要有氧的供应。根据好氧微生物在处理系统中所呈现的 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一种生物处理法。该方法是向曝气池中富 含有机污染物并有细菌的废水中不断地通人空气（曝气），在一定的时间后就会出现 悬浮态絮状的泥粒，这实际上是由好氧菌（及兼性好氧菌）所吸附的有机物和好 氧菌 代谢活动的产物所组成的会萃体 具有很强的分解有机物的能力，称之为“活性污泥 从曝气池流出的污水和活性污泥混合液经沉淀池沉淀分离后，澄清的水被排放，污泥 作为种泥回流到曝气池，继续运作。这种以活性污泥为主体的生物处理法称为活性污
25、泥法”。废水在曝气池中停留46h,可除去废水中的有机 物约90知活性污泥法有多 种池型及运行方式，通常有普通活性污泥法、彻底混合式表面曝气法、吸附再生法等。2） 生物膜法是使污水连续流经固体填料（碎石、煤渣或者塑料填料），微生物 在填料上大量繁殖，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。生物膜主要由大量的菌胶团、真菌、藻类和原生动物组成。生物膜上的微生物起到和活性污泥同样的净化作用，吸附并降解水中的有机污染物，从填 料上脱落的衰老的生物膜随处理后的污水流入沉淀池，经过沉淀池沉淀分离后，使污 水得以净化。常用的生物膜法有生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘 等。(2)
26、厌氧生物处理法在无氧的条件下，利用厌氧微生物的作用分解、污水中的有机物，使污水净化的 方法称为厌氧生物处理法。近年来，世界性的能源紧张，使污水处理向节能和实现能 源化的方向发展，从而促进了厌氧微生物处理方法的发展。一大批高效 新型厌氧生物 反应器相继浮现，包括厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧硫 化床等。它们的共 同特点是反应器中生物团体浓度很高，市泥龄很长，因此处理能力大大提高，从而使 厌氧生物处理法所具有的能耗小、可以回收能源、剩余的污泥量少、生成的污泥稳定 而易处理、对高浓度有机废水处理效率高等优点得到充分体现。厌氧生物处理法经过 多年的发展，已经成为污水处理的主要方法之一。5、除磷、
27、脱氮(1)除磷：城市废水中磷的主要来源是粪便、洗涤剂和某些工业废水，以正磷酸盐、 聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。常用的除磷方法有化学法和生物 法。1)化学法除磷：利用磷酸盐与铁盐、石灰、铝盐等反应生成磷酸铁、磷酸钙、磷 酸铝等沉淀，将磷从废水中排除。化学法的特点是磷的去除效率较高，处理结果稳定， 污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染，但污泥的产量比较大。询置投加除确工艺流程同步投加除磷工艺渣程后置及加除束工艺流程化学除磷方法与二级处理工艺相结合的三种除磷工艺的优缺点比较:工艺类员优史KARttUXEX- !计投侑中时米X 盆会IKifi怪柯NL增的Hit夕1.采用同步少2L会41*0污乂产 .ZpHRl以下!J1污何激!两段生物WME艺流程硝化反应是在好氧条件下，废水中的氨态氮被硝化细菌（亚硝酸菌和硝酸菌）转化 为亚硝酸盐和硝酸盐。反硝化反应是在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮（NO3-）和亚 硝酸盐氮（NH2-）还原为氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。
