• 生物除磷脱氮系统，曝气生物滤池，MBR • 混凝＋沉淀＋过滤（CMF） • 活性炭吸附过滤 • 电渗析，反渗透
2 污水处理基本方法
➢ 城市污水处理厂的污泥处理
处理目的：减量，稳定，综合利用 处理方法：物理法，化学法，生物法 处理构筑物：
• 浓缩池 • 消化池 • 污泥脱水机械 • 沼气利用设备
乙乙酸酸 PP
聚聚PP
聚聚磷磷菌菌
PPHHBB
聚聚磷磷菌菌
好好氧氧环环境境
PP
PPHHBB
聚聚磷磷菌菌
聚聚PP
聚聚PP 聚聚PP
聚聚磷磷菌菌
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
处理对象：悬浮物（SS） 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）
粗格栅
曝气沉砂池 辐流式沉淀池
2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的二级处理（生物处理）
处理对象：胶体和溶解性有机物（BOD, COD） 处理方法：好氧生物法、厌氧生物法 处理构筑物：
城 市 污 水 处 理 厂 典 型 处 理 工 艺 流 程
太湖的富营养化
3 脱氮除磷原理
（一）氮的生物去除
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。
＊生物脱氮机理
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。其中包括硝化和反 硝化两个反应过程。
有机氮
细菌分解 RCHNH 2COOH O2 RCOCOOH CO 2 NH3
b 硝化反应：
NH4 2O2 硝化细菌NO3 2H H2O
c 反硝化反应：
6NO3 5CH3OH 反硝 化菌3N2 5CO2 7H2O 6OH-
（二）污水中磷的去除
污水中磷的去除途径：
➢ 常规活性污泥法的微生物同化和吸附；
厌氧池 厌氧池 进水 进水
缺氧池 缺氧池
好氧池 进 好氧池 进气
气管 管
沉淀池 沉淀池
出水 出水
内回流 内回流
污泥回流 污泥回流
剩余污泥 剩余污泥
A2O工艺流程
5 MBR技术概述
（一）MBR特点及分类
➢ 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）是由传 统活性污泥工艺与膜分离技术结合的一种新型高 效工艺。 特点：用高效膜分离技术取代传统生物处理中的 二沉池
➢ 生物强化除磷；
➢ 投加化学药剂除磷。
普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的 1.5%~2.0%，通过同化作用可去除磷12%~20%。
生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷 含量占到干重5%~6%。
如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法除磷。
生物除磷原理
厌厌氧氧环环境境 有有机机基基质质 产产酸酸菌菌
空气
曝气池
二沉池
处理水
回流污泥
回流污泥泵
剩余污泥
氧化沟法
预处理后的污水 转刷
氧化沟 回流污泥
二沉池
处理水
污泥 污泥泵房
剩余污泥
空气 进水
SBR法
空气
进水时段
曝气时段
沉淀时段
处理水
排水时段
闲置时段
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。
生物载体（填料）：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）
分置式
一体式
膜组件
➢ MBR系统中膜对溶解性有 机物的去除来自3个方面的 作用：
①膜孔本身的截留过滤作用；
②膜孔和膜表面的吸附作用；
③膜表面形成的沉积层（滤 饼层）的过滤/吸附作用。
（三）MBR对污染物的去除机理
➢ 有机物降解 ：基于反应器中悬浮生长的活性污泥 的生物降解作用和膜的物理截留作用。膜生物反 应器中膜的高效截留作用使微生物全部截留于生 物反应池中，维持了较高的活性污泥浓度和微生 物量 ，与传统生物法相比，MBR对有机物去除效 率高（一般大于90%），而且可以在较短的水力 停留时间内达到更好的去除效果 。
在水温20℃，由于微生物的生化活动，将有机物氧 化为无机物所消耗的溶解氧的量来表示有机物的量。
有机物 （可生物降解）异氧菌呼吸（氧化）自养菌
Oa
CO2、H2O、能量、NH3
合成 新细胞 Od
Oc
自养菌 H2O、能量、NO2-
合成
残存物质
合成 新细胞
Ob CO2、H2O、能量、NH3
能量、NO3新细胞
1 城市污水的组成及性质
✓城市污水中的主要污染物：
1、固体污染物： 溶解态（颗粒直径＜1nm）、胶体态(直径介于1～200nm)、 悬浮态（直径大于200nm）。
2、有机污染物： 具有可生物降解性；使水体发臭
3、富营养污染物 主要指氮、磷等元素
4、酸、碱、盐类污染物
——生物化学需氧量（BOD）：
活性污泥法（传统法，氧化沟，SBR） 生物膜法（曝气生物滤池，接触氧化法）
活性污泥生物代谢过程模式图
污水中有机物 O2
（CxHyOz） 微生物
代谢产物 H2O,CO2,NH3
能量
合成细胞物质 C5H7NO2
O2
微生物
内源呼吸产物 H2O,CO2,NH3
能量
内源呼吸残留物
预处理后的污水
传统活性污泥法
污水处理技术概述
主要内容
城市污水组成及性质 污水处理基本方法 脱氮除磷原理 常用污水处理工艺 MBR技术概述
1 城市污水的组成及性质
✓ 城市污水的组成：
❖ 生活污水 ❖ 工业污（废）水 ❖ 初期雨水
✓ 城市污水的污染指标：
❖ 物理指标：水温、色度、嗅味（臭味）、固体含量 ❖ 化学指标：pH、BOD、COD、TOD、TOC ❖ 生物指标：细菌总数、总大肠菌群数、病毒
反硝化角度：反硝化菌数量多、电子受体硝酸根、亚硝酸根 和电子供体有机碳源的基质浓度丰富等几个因素的协同作 用，最终导致了MBR系统反硝化速率的加快。
➢ 除磷：
由于膜对SS近100％的截留，膜系统的出 水几乎不含SS，这就把颗粒中的磷很好地 截留在系统内。通常MBR系统的剩余污泥 含磷量比传统除磷工艺高1.2～1.5倍 。如 果需要进一步降低出水中磷的含量（< 0.5mg/L），可以结合化学除磷法实现稳定 达标。
➢ 脱氮：
硝化角度：实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄 （SRT）的完全分离，有利于增殖缓慢的亚硝酸菌和硝酸 菌的截留、生长和繁殖，反应器中硝化菌总量较多，同时， MBR反应器中微生物菌胶团的平均粒径较常规活性污泥法 更加细小，硝化速率更高，而且供氧量也比常规工艺大，
因此，MBR反应器的硝化过程更彻底 。
——化学需氧量（COD）：
在酸性条件下，利用强氧化剂将有机物氧化为CO2和H2O 所消耗的氧的量，称为化学需氧量。常用的氧化剂包括重 铬酸钾和高锰酸钾。
Organic matter(CaHbOc)+Cr2O72-+H+→Cr3++CO2+H2O
2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的一级处理（物理处理）
➢ 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。
2 污水处理基本方法
➢ 城市污水的三级处理（深度处理）
处理对象：氮、磷、SS和有机物（BOD, COD） 处理方法：生物法，物化法 处理构筑物：
生物脱氮过程
（蛋白质、尿素）
细菌分解和水解
氨氮 同化
有机氮
有机氮
（NH3-N）
（细菌细胞）
（净增长）
O2 硝化
自溶和自身氧化
亚硝态氮 缺氧 反硝化
（NO2-）
O2 硝化
有机碳
硝态氮
缺氧 反硝化
氮气
（NO3-）
有机碳
（N2）
a 氨化反应：
水解
RCHNH2COOH H2O RCOHCOOH NH3
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。
4 常用污水处理工艺