二级处理

通过沉淀法对原始城市废水进行物理处理，可以去除大部分在重力作用下漂浮或沉降的污染物，而这些污染物只占BOD的35%左右。二级处理的主要目的是去除废水中的不可沉淀(胶体和溶解性)固体。“二级处理”通常被认为是指在减少需水量方面至少达到85%的效率，现在在大多数情况下代表法律要求的最低处理程度。一些植物营养物质也被去除。去除有机物和营养物质有助于保护接收水道。二级处理过程几乎都是生物系统。

生物处理系统是依靠混合生物培养来分解废弃有机物并从溶液中去除有机物的生命系统。生物废物处理系统提供了适合微生物生长的人工和受控环境，可以在废水排入地表水之前稳定废水中的有机污染物。这些活的微生物，包括细菌和原生动物，消耗有机污染物作为食物。它们代谢可生物降解的有机物，将其转化为二氧化碳、水和能量。能源的主要用途是合成。最大合成速率与最大产能速率(最大代谢速率)同时发生。有氧代谢在代谢和合成过程中需要氧气。在无氧代谢中，代谢和合成发生在无氧的情况下。一个低能量的每单位有机物的产量是不完全反应的结果。当生物可利用能量的供应耗尽时，新陈代谢和合成过程就会停止。

为了使微生物在废水处理任务中保持生产力，它们需要充足的氧气供应，合适的温度和ph值，无毒的环境和其他有利条件。二级处理的设计和运行正是基于这些因素。

有几种类型的生物处理系统稳定塘、氧化沟、生物塔、滴滤池、活性污泥。后两种是最常见的。

1.滴滤

一个滴滤器由污水池:一层粗糙的物质，如石头、板条或塑料介质，废水被施加在其上广泛使用的设计是大约5-7英尺(1.5-2.1米)深的石头床;它通常是圆形的，直径可达200英尺(60米)。图5为滴滤器，图6为滴滤器装置流程图。

图5滴滤器。

在滴滤器之前通常先进行一级处理，以去除大的和会沉淀的固体。废水通常通过旋转臂分布在岩石表面，旋转臂沿其长度有喷嘴，并将废水均匀地喷洒在滴滤器表面。分配器臂安装在滴滤器的中心柱上。它被废水的反作用力所驱动。下排水系统用于收集和从床的底部携带废水，也允许空气通过床循环。

的主要的废水喷在一层碎石或涂有生物薄膜的其他介质上。生物黏液层由细菌、原生动物和真菌组成。污泥

图6滴滤装置流程图。

蠕虫、轮虫、滤蝇幼虫和其他高等动物也在这种环境中生长。当废水流过微生物膜时，可溶性有机物被代谢，胶体有机物被吸收到表面，从而从废水中去除有机物。通过石床空隙的空气循环为微生物稳定有机物提供了氧气。

滴滤器中的岩石通常约为3英寸。(75毫米)的尺寸为生物生长提供了一个大的表面积，并且大的空隙允许空气循环．有时材料，如波纹塑料或红木模块被用作介质，而不是岩石。

随着微生物的生长和繁殖，黏液层变厚。由于它的重量和流动废水的冲刷作用，泥浆从岩石表面被冲刷掉。滴滤器流出物被收集到下排水系统，从那里它流向一个沉淀池称为次级或最终澄清剂。

为了保持通过滴滤器的均匀流速，并在低废水流量期间保持分配器臂旋转，一部分污水被泵回滴滤器进口。再循环也有助于提高滴滤器的处理效率;它允许一部分废水第二次通过岩石上的微生物薄膜。有许多再循环模式和配置的滴滤厂，这些可能是直接或间接的。

再循环。再循环的量可以变化。它的特点是一个再循环比，即循环流量与原始废水流量的比率，

式中R为再循环比(无因次)，QR为再循环流速(ft3/sec或m3/sec)， Q为废水流速(ft3/sec或m3/sec)。再循环比R一般在0-3.0范围内。

液压负载和BOD负载。废水流向滴滤器表面的速率即为水力负荷。有机材料应用于滴滤器的速率称为有机负荷或BOD负荷。

水力负荷取决于再循环流量QR\通过滴滤器的总流量等于Q + QR。

式中As为滴滤器表面积，单位为平方米或平方英尺。液压负荷可以用立方英尺/平方英尺/天，立方米/平方米/天，或百万加仑/英亩/天来表示。

有机材料应用于滴滤器的速率表示为BOD负荷。不包括再循环流量中物料的BOD。BOD负荷公式可表示为

0 xbod

0 xbod

有机负荷= 8340 x - lb/(1000 ft3天)

图7活性污泥装置。

在哪里生化需氧量是的生物需氧量以毫克每升或百万分之一为单位，V是涓滴的体积滤床以立方米或立方英尺为单位。

效率。的生化需氧量减少滴灌过滤装置的效率取决于有机负荷、再循环比和温度。一般情况下，效率随循环量和温度的增加和有机负荷的降低而增加。

2.活性污泥处理

的活性污泥法一种废水生物处理技术，将废水和微生物的混合物搅拌并充气。废水被连续地送入一个曝气池，在那里微生物进行生物代谢絮凝物有机物利用压缩空气中提供的氧气。图7显示了一个活性污泥装置。

曝气和混合是通过位于底部的多孔扩散器不断向混合物中注入压缩空气来实现的罐(图8)。有时使用机械设备，如位于液体表面的螺旋桨式混合器(图8b)。螺旋桨叶片将空气与废水混合，使容器中的内容物悬浮。

的需氧微生物在池中生长和繁殖，形成一种活性悬浮的生物固体，称为活性污泥。活性污泥和废水的混合物

图8活性污泥装置通过(a)扩散空气或(b)机械曝气机实现曝气和混合。

图8活性污泥装置通过(a)扩散空气或(b)机械曝气机实现曝气和混合。

曝气池中的水称为混合液。大多数情况下曝气时间为6-9小时。生物固体随后在最终澄清器的静态条件下通过重力从混合液中分离出来。靠近表面的澄清水(上清液)从最终澄清器通过堰排出。沉淀的污泥被泵出污泥斗在水箱底部。一部分污泥被返回到曝气池，使活跃和驯化的微生物可以更有效地吸收和代谢有机物。由于微生物大量生长繁殖，不可能将污泥全部泵入曝气池。因此，剩余的污泥被分流到污泥处理单元进行处理和处置。

一般加载和操作参数活性污泥法表2列出了用于城市污水处理的各种化学试剂。活性污泥工艺中使用的曝气周期和BOD负荷的广泛范围使这些工艺彼此区别开来。曝气池的大小和形状也会影响整个过程。

在活性污泥系统的设计和运作中使用的一个重要指标是食物/微生物(F / M)的比例．的“食物”或BOD影响废水(不考虑回流污泥)以磅或公斤/天在曝气池中的液体量表示。悬浮固体的浓度，主要是由活性微生物组成，称为混合悬浮物(mls)。F/M可由公式计算

表2活性污泥系统的负荷和效率

	装载量(磅BOD/天	曝气	的效率
过程	每磅MLSS)	时期(人力资源)	BOD去除（％）
高速率	1 - 2	4	80 - 85
传统的	0.2 - -0.5	6	85 - 90
延时曝气	0.05 - -0.2	30.	90 - 95

废水污泥

图9活性污泥装置;(a)常规曝气(b)步进曝气。

其中BOD为应用5天的BOD，单位为mg/L或ppm;Q为废水流速，单位为mL/day或mg/day;MLSS是混合液体悬浮物，mg/L;V为曝气池容积，mL。

活性污泥工艺的类型。已经开发了几种类型的系统。其中许多用于增加装置容量或减少储罐容积要求。

1.在传统的活性污泥法,曝气池是一个长矩形罐，沿罐底一侧有空气扩散器，以提供曝气和混合。沉淀的原废水和回流的活性污泥进入罐头，呈螺旋状向下流动。空气供应是锥形的，以在头部附近提供更多的扩散空气，在那里生物代谢的速率和氧气需求是最大的(图9)。

屏幕&沉砂池

筛砂室

(一)

废水

图10活性污泥系统;(a)接触稳定装置，(b)完全混合活性污泥厂，及(c)扩展曝气装置。

图10活性污泥系统;(a)接触稳定装置，(b)完全混合活性污泥装置，(c)扩展曝气装置。

2.的step-aeration活性污泥法是对传统工艺的改进。它提供了多个进料点的主要流出物进入曝气池，不像在传统工艺中，流量只进入头部末端。沿水槽分布进水负荷产生更均匀的需氧量(见图10)。

3.扩展曝气系统通常是小型包装设备，用于处理来自酒店、学校、郊区住宅开发和其他iso的低废水流量

迟来的来源。在该工艺中，过滤后的废水直接流入曝气池，不发生初级沉降，滞留时间为24小时或更长时间。该系统以较低的食物/微生物比(F/M)运行。(见表2)低FIM比和“延长”的时间允许大多数有机物的稳定。过剩的污泥一般不会连续浪费，只会周期性地浪费。图10c为扩展曝气系统的流程图。

4.表2表明，高速率(完全混合的活性污泥)工艺在一个高生化需氧量曝气池单位容积负荷大，曝气周期短。许多这样的机组使用压缩空气曝气和机械混合的组合。此外，在大型、完全混合的曝气池中也需要机械叶轮放置在摄取管上方，用于深度混合和表面曝气。(见图10b)

5.接触稳定活性污泥工艺提供了从最终澄清器返回的活性污泥的再曝气，允许使用较小的曝气池，因此相对较短的曝气周期。过了一会儿接触时间，混合液进入澄清池，活性污泥沉降;澄清后的液体流过污水堰。沉淀的污泥被泵入另一个曝气池进行再曝气。这种类型的过程如图10a所示。

6.空气中大约有21%的氧气。纯氧曝气系统的主要组成部分是氧气发生器、有盖曝气池、最终澄清器和再循环泵。主要的废水,回收活性污泥，氧气被引入多级盖罐的第一个隔间。机械搅拌器将氧气与水槽中的废水混合。高纯氧活性污泥具有几个优点。在增加BOD负荷和减少曝气周期的情况下，可以提高效率。废渣产量也较少。

活性污泥过程的操作与控制。激活-的操作污泥处理该装置由供风量、活性污泥再循环率和多余污泥排出量来调节。的沉降性最终澄清池中混合液的浓度决定了活性污泥的再循环速率。在最终澄清器中，不受重力作用分离的低絮凝颗粒和丝状生长物会导致出水中的BOD和悬浮物。浮冰的过度携带被称为污泥膨胀。可通过适当调整混合液悬浮物浓度和食物/微生物比来控制这种情况。此外，过度搅拌或曝气不足也可能引起污泥膨胀。

混合液的沉淀性用污泥容积指数(SVI)，等于1克沉淀污泥所占体积，单位为毫升/克(mL/g)。为了测定SVI，从曝气池中提取的混合溶液样品在1升刻度的玻璃缸中沉淀30分钟。从圆筒上的刻度读取沉淀污泥的体积，并测量MLSS。然后计算SVI为

式中V为沉淀污泥体积(ml/L)， MLSS为混合液悬浮物(mg/L)。

3.轮转生物承包商

旋转生物承包(RBC)是一种二级处理装置，由一系列安装在水平轴上的大型塑料圆盘组成。这种轻质圆盘直径约为10英尺(3米)，间距约为1.5英寸。(40毫米)在轴上分开。磁盘通常由波纹塑料片粘合而成。

表3

	高速率	两级
BOD负荷
(磅/ (1000 ft3-day))	25-45	45 - 70
液压加载
(流量/ ft2)	0.16 - -0.48	0.16 - -0.48

1.0磅/(1000英尺-天)= 16克/(立方米-天)。

1.0 x 106 gal/(acre-day) = 0.935 m3/(m2day)。

1.0磅/(1000英尺-天)= 16克/(立方米-天)。

1.0 x 106 gal/(acre-day) = 0.935 m3/(m2day)。

磁盘大约40%淹没在初级废水中。当转轴旋转时，圆盘交替地与空气和废水接触。结果与实验结果相似滴滤系统．当磁盘从容器中旋转出来时，空气进入空间，而液体从磁盘上的生物膜上流出。形成薄膜的微生物吸收废水中的有机物质。这些微生物固体在培养基上生长。多余的微生物固体(黏液)由于其重量和液压力从介质中分离出来，并在工艺废水中进行最终澄清器的重力分离。

4.稳定池或氧化池

适用于郊区或农村的季节性产业，如水果和蔬菜罐头在设施和土地相对便宜的地方，废水泻湖可以用于二次处理。这些泻湖也被称为稳定或氧化池．一个稳定池是由土堤围起来的平底池塘。它可以是圆形、方形或长约为宽度三倍的矩形。作业液深为2-6英尺(0.6-1.83米)，干舷3英尺(0.91米)。至少需要2英尺(0.6米)的液体深度来防止杂草的生长。由于池底附近的厌氧分解，6英尺(1.83米)或更大的液体深度可能会发出气味。如果所需的泻湖面积大于6英亩，那么拥有多个可以单独、串联或并联操作的单元是很好的工程。如果土壤透水，应用粘土或其他密封剂密封池底和堤防，防止地下水污染。堤坝和周围都种上了草，分级以防止径流水进入池塘，并设置了围栏。

大多数泻湖都是兼性塘；即，有氧和厌氧生化反应同时发生。未经初级处理的废水进入池塘。沉淀在底部的有机固体厌氧分解，产生有机酸、甲烷和硫化氢。在池塘的中深度附近，大部分的有机物被分解兼性细菌这种细菌既可以在好氧环境中生长，也可以在厌氧环境中生长。

在氧气存在的情况下，好氧分解主要发生在液体的上半部分。添加到池塘废水中的氧气的主要部分是由于风作用下池塘表面空气的混合。一小部分氧气来自光合作用，因为池塘里的藻类利用阳光的能量。藻类通过消耗二氧化碳和其他物质来生长和繁殖无机化合物由细菌释放。细菌和原生动物反过来利用藻类和表面曝气释放的氧气来分解废水中的有机物。稳定池的整个过程是细菌、原生动物和藻类反应的总和。

稳定池的BOD负荷一般在每英亩每天20-40磅BOD或每1000平方英尺0.46-0.92磅BOD[2.2-4.4克/(平方天)]。在气候较暖的地区，可能会有更高的负荷。raybet雷竞技最新虽然藻类在净化过程中起到了一定的作用一个湖，当它们随污水流出池时，会增加总悬浮固体含量，从而造成问题。

尽管有许多缺点，如总悬浮固体去除效率的困难和潜在的地下水污染，废水泻湖正在土地相对便宜的地方使用。施工成本低，易于操作和维护是明显的优势。

5.二级出水氯化

最后一步污水二级处理消毒过程通常采用氯化法。其主要目的是在将废水排放到游泳或用于游泳的水体之前，破坏废水中的病原体水的供应下游。二次出水对氯的需要量通常较高。氯用量是不是应该调整一下，这样才能合二为一氯残留在二级出水中约为0.5 mg/L。

继续阅读:三级或高级治疗

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