前 言
水資源是人類社會(huì)賴以生存發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。我國(guó)是世界上排名第 13 的貧水國(guó)家,水資極其匱乏,預(yù)計(jì) 2030 年缺水將達(dá) 800 多億噸。目前,我國(guó)地表水使用率和地下水開采量趨于飽和狀態(tài),水資源污染情況非常嚴(yán)重,因此,城市污水資源化和工業(yè)廢水回用是解決我國(guó)水資源短缺的根本措施。水處理技術(shù)有助于改善我國(guó)的水生態(tài)環(huán)境,是治理水污染的重要技術(shù),為解決我國(guó)的缺水問題打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),將在青山綠水美麗中國(guó)建設(shè)中持續(xù)發(fā)揮重要作用。
世界技能大賽被譽(yù)為世界技能奧林匹克,是層級(jí)的國(guó)際職業(yè)技能賽事,引領(lǐng)和代表著職業(yè)技能發(fā)展的世界先進(jìn)水平。2018 年,世界技能組織首次將水處理技術(shù)項(xiàng)目列入第 45 屆世界技能大賽俄羅斯喀山比賽項(xiàng)目。中華人民共和國(guó)人力資源和社會(huì)保障部湯濤副部長(zhǎng)視察重慶一帶一路國(guó)際邀請(qǐng)賽水處理比賽場(chǎng)地時(shí)做出重要指示:水處理技術(shù)關(guān)系國(guó)計(jì)民生,你們一定要在國(guó)際舞臺(tái)展現(xiàn)我國(guó)選手的風(fēng)采。在人社部張立新司長(zhǎng)、劉新昌調(diào)研員、袁芳副主任、翟濤處長(zhǎng)、王靜處長(zhǎng)、牟軍處長(zhǎng)、張雷副處長(zhǎng)、李克副處長(zhǎng)等人的直接領(lǐng)導(dǎo)下,在北京市人社局徐仁忠副局長(zhǎng)、王小兵處長(zhǎng)、何燕調(diào)研員,北京市工業(yè)技師學(xué)院包英華院長(zhǎng)、蔡夕忠副院長(zhǎng)、李玲琪處長(zhǎng)、劉影主任的支持和江蘇省、河南省、江西省人社部門的大力協(xié)助下,水處理技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)依
靠國(guó)家水處理企業(yè)和相關(guān)專業(yè)院校多的優(yōu)勢(shì),充分發(fā)揮北京市工業(yè)技師學(xué)院、南京技師學(xué)院和河南化工技師學(xué)院三個(gè)國(guó)家基地的作用和廣大水處理技術(shù)項(xiàng)目教練的聰明才智,為我國(guó)參賽的選手制訂了科學(xué)周密的培訓(xùn)方案,開展了多層次的綜合訓(xùn)練和走出去請(qǐng)進(jìn)來相結(jié)合的走訓(xùn)活動(dòng),為贏得世界大賽奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2019 年 8 月2227 日在俄羅斯喀山舉辦的第 45 屆世界技能大賽上,我國(guó)選手曾璐鋒不負(fù)眾望,首次參加世界技能大賽,出道即,榮獲首設(shè)水處理技術(shù)項(xiàng)目的金牌,表明我國(guó)水處理技術(shù)水平和人才培養(yǎng)能力已達(dá)世界先進(jìn)水平,彰顯了我國(guó)從世界制造大國(guó)邁向技術(shù)強(qiáng)國(guó)的創(chuàng)新能力。
世界水處理技術(shù)項(xiàng)目比賽,是考察參賽選手綜合能力與技術(shù)水平的競(jìng)賽項(xiàng)目,要求參賽選手一個(gè)人能夠管理整個(gè)污水 / 工業(yè)廢水的工廠,完成規(guī)定的管理目標(biāo)和工作任務(wù),但在我國(guó)院校的專業(yè)中,未開設(shè)有水處理技術(shù)這個(gè)專業(yè)。因此大家對(duì)水處理技術(shù)項(xiàng)目競(jìng)賽需要學(xué)習(xí)哪些課程、掌握哪些知識(shí)和技能,如何準(zhǔn)備比賽等問題,還不是很清楚。盡管我國(guó)的水處理技術(shù)已經(jīng)躍進(jìn)世界先進(jìn)行列,但與技術(shù)水平發(fā)達(dá)的歐洲國(guó)家相比,在技能人才培養(yǎng)理念、培養(yǎng)模式等方面,還有一定差距和不足,有待優(yōu)化和完善。同時(shí),我國(guó)技能人才總量、技能水平,還無法滿足建設(shè)智能制造強(qiáng)國(guó)的需求,在對(duì)接世界標(biāo)準(zhǔn)、提升技能人才培養(yǎng)質(zhì)量、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展需要等方面,還要繼續(xù)努力趕超,而培養(yǎng)眾多技能人才、構(gòu)建綜合素質(zhì)高的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍是當(dāng)務(wù)之急。
習(xí)近平總書記說:人才是資源,國(guó)家科技創(chuàng)新力的根本源泉在于人,要把教育擺在更加重要位置,全面提高教育質(zhì)量,注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。為加強(qiáng)水處理技術(shù)專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè),提高其綜合能力和水平,由世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目中國(guó)專家組長(zhǎng)王湛教授組織牽頭,凝聚全國(guó)各地職業(yè)院校、技師學(xué)院、水處理行業(yè)企業(yè)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)和有關(guān)專家的技術(shù)力量,整合全國(guó)的優(yōu)質(zhì)寶貴資源,根據(jù)第 45屆、46 屆世界技能大賽的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,本著立足世賽前沿,致力打造精品的原則,共同編寫了世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目全國(guó)推薦教材,其宗旨是傳播世賽理念、對(duì)接世賽標(biāo)準(zhǔn)、普及水處理技術(shù),將國(guó)際上的科技理念、方法和方式高效快速融入專業(yè)學(xué)科建設(shè)和學(xué)生的日常教學(xué)活動(dòng)中,以提高學(xué)生的綜合素質(zhì),為保
護(hù)中國(guó)的水環(huán)境、提升生態(tài)環(huán)境的治理效能、實(shí)現(xiàn)良性可持續(xù)性發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。
該推薦教材系首次編寫,其內(nèi)容涵蓋選手必須掌握的世界技能大賽的基本功內(nèi)容。通過歸納總結(jié),將世界技能大賽對(duì)選手要求的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作要領(lǐng)轉(zhuǎn)化為日常的教學(xué)內(nèi)容,融知識(shí)性、技能性和應(yīng)用性于一體,可以加速提高學(xué)生的培訓(xùn)質(zhì)量、強(qiáng)化學(xué)生的綜合技術(shù)能力。該系列教材分為《化學(xué)生物分析技術(shù)》、《泵管閥》、《污水處理工藝技術(shù)》和《自動(dòng)化控制技術(shù)》四個(gè)分冊(cè)。
《污水處理工藝技術(shù)》是世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目全國(guó)推薦教材之三。內(nèi)容包括第 1 章污水的來源與性質(zhì),第 2 章污水的處理方法及處理工藝,第 3 章污水處理廠污泥處理與處置,第 4 章污水處理廠的調(diào)試,第 5 章污水廠污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理,第 6 章污水廠主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)施的運(yùn)行管理,第 7 章污水處理廠污泥處理構(gòu)筑物的運(yùn)行管理和第 8 章安全教育與安全職責(zé)。其中第 1 章由江西環(huán)境工程學(xué)院的柯瑞華副
教授編寫,第 2、3 章由山東化工技師學(xué)院的狄玥莉老師編寫,第 4、5 章由河北邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的王懷宇副教授編寫,第 6、7、8 章由上海城建學(xué)院的顧仁政副教授編寫。北京市工業(yè)技師學(xué)院的李玲琪高級(jí)講師、范志云副教授、高禎富老師,上海市環(huán)境學(xué)校蔣克勤講師、江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院的曾璐鋒老師、天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院的崔迎教授,武漢工商學(xué)院鄭丹副教授、廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的蔣艷忠教授、福建水
利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院的黃曉霞老師、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)大學(xué)的張永合副教授、徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院張雷教授和安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉丹丹老師分別承擔(dān)全書各章節(jié)的輔助編寫和校對(duì)工作。
全書由第 45 屆、46 屆世界技能大賽水處理技術(shù)中國(guó)專家組組長(zhǎng)、北京工業(yè)大學(xué)王湛教授統(tǒng)編,江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院陳世洪教授、廣東公用事業(yè)技師學(xué)院劉真伶教授、新疆水利水電高級(jí)技工學(xué)校的郭強(qiáng)教師和景德鎮(zhèn)溪川德信教育科技有限公司陳太飛工程師負(fù)責(zé)主審。在編寫過程中,筆者借鑒參考同行的眾多研究成果和科學(xué)文獻(xiàn),在此一并向各位同行表示衷心的感謝。限于種種原因,書中的不足和遺漏在所難免,敬請(qǐng)各位同行多提寶貴意見。
編者
2022 年 7 月 13 日于平樂園
王湛,北京工業(yè)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)江學(xué)者評(píng)審專家,同濟(jì)大學(xué)兼職教授!端幚砑夹g(shù)》雜志編委,北京膜學(xué)會(huì)理事。第45、46屆世界技能大賽水處理項(xiàng)目中國(guó)專家組組長(zhǎng)。帶領(lǐng)中國(guó)選手曾璐鋒榮獲第45屆世界技能大賽首次設(shè)立的水處理技術(shù)項(xiàng)目金牌。
柯瑞華,江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院副教授,全國(guó)青年崗位能手、江西省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。第46屆世界技能大賽水處理項(xiàng)目技術(shù)指導(dǎo)專家。第45屆世界技能大賽水處理項(xiàng)目金牌教練。江西、湖北、廣東省選拔賽裁判長(zhǎng)和專家組長(zhǎng),曾在澳美從事水處理工作。
王懷宇,副教授,河北邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師。發(fā)表論文30余篇,主持科研項(xiàng)目10余項(xiàng),編寫教材8部,專利7項(xiàng),獲河北省脫貧攻堅(jiān)先進(jìn)個(gè)人。河北省美麗辦農(nóng)村環(huán)境治理專家,巨鹿縣人民政府生態(tài)環(huán)保技術(shù)顧問。
李玲琪,碩士,高級(jí)講師,化學(xué)檢驗(yàn)工高級(jí)技師。北京市工業(yè)技師學(xué)院培訓(xùn)處處長(zhǎng)兼世賽辦主任,第45屆世界技能大賽水處理技術(shù)項(xiàng)目國(guó)家教練。
第 1 章 污水的來源與性質(zhì)
1.1 污水的來源
1.1.1 污水的來源(Source of sewage)
1.1.2 污水的排水系統(tǒng)、處理后排放和利用
1.2 污水的水質(zhì)指標(biāo)(Waterqualityindex)
1.2.1 污水的物理性指標(biāo)
1.2.2 污水的化學(xué)性指標(biāo)(Chemical index)
1.3 國(guó)內(nèi)外污水排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
1.3.1 美國(guó)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
1.3.2 歐盟水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
1.3.3 日本水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
1.3.4 中國(guó)香港水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
1.3.5 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與地方標(biāo)準(zhǔn)
第 2 章 污水的處理方法及處理工藝
2.1 物理處理方法
2.1.1 重力分離法
2.1.2 篩濾截留、過濾法
2.1.3 氣浮分離法(浮選)
2.1.4 離心分離法
2.1.5 吸附法
2.1.6 萃。ㄒ-液)法
2.1.7 吹脫法與氣提法
2.1.8 離子交換法
2.1.9 膜分離
2.2 化學(xué)處理方法
2.2.1 化學(xué)沉淀法
2.2.2 中和法
2.2.3 混凝法
2.2.4 氧化還原法
2.2.5 消毒
2.3 生物處理方法
2.3.1 活性污泥法
2.3.2 生物膜法
2.3.3 厭氧生物處理法
2.3.4 自然生物處理法
2.4 典型處理工藝流程
2.4.1 傳統(tǒng)活性污泥工藝
2.4.2 生物膜法工藝
2.4.3 厭氧生物法工藝
2.5 污水的深度處理技術(shù)
2.6 污水回用途徑
2.6.1 回用于城市雜用水
2.6.2 回用于環(huán)境景觀用水
2.6.3 回用于工業(yè)用水
2.6.4 回用于補(bǔ)充水源用水
2.6.5 回用于農(nóng)業(yè)灌溉用水
2.7 污水深度處理典型工藝
第 3 章 污水處理廠污泥處理與處置
3.1 污泥的分類和性質(zhì)指標(biāo)
3.1.1 污泥的分類
3.1.2 污泥的性質(zhì)指標(biāo)
3.1.3 污泥量計(jì)算
3.1.4 污泥的處理
3.2 污泥濃縮
3.2.1 重力濃縮
3.2.2 氣浮濃縮
3.2.3 離心濃縮
3.3 污泥消化
3.3.1 污泥厭氧消化
3.3.2 污泥好氧消化
3.2.3 離心濃縮
3.3 污泥消化
3.3.1 污泥厭氧消化
3.3.2 污泥好氧消化
3.4 污泥的脫水與干化
3.4.1 自然干化法
3.4.2 機(jī)械脫水法
3.5 污泥的終處置與利用
3.5.1 衛(wèi)生填埋
3.5.2 污泥焚燒
3.5.3 污泥農(nóng)用
3.5.4 污泥填地和填海造地
3.5.5 海洋傾倒
第 4 章 污水處理廠的調(diào)試
4.1 污水處理廠的調(diào)試內(nèi)容和目的
4.1.1 調(diào)試內(nèi)容
4.1.2 城市污水處理工程系統(tǒng)調(diào)試
4.2 污水處理廠日常運(yùn)行管理技術(shù)指標(biāo)
4.2.1 水量指標(biāo)
4.2.2 水質(zhì)指標(biāo)
4.2.3 污泥指標(biāo)
4.2.4 設(shè)備完好率指標(biāo)
4.3 好氧活性污泥的培養(yǎng)與馴化
4.3.1 接種污泥
4.3.2 培養(yǎng)和馴化污泥
4.3.3 低負(fù)荷聯(lián)動(dòng)馴化
4.3.4 污泥培菌的注意事項(xiàng)
4.4 好氧生物膜的培養(yǎng)與馴化
4.4.1 生物膜的培養(yǎng)和馴化
4.4.2 生物膜培養(yǎng)和馴化注意事項(xiàng)
4.5 厭氧消化污泥的培養(yǎng)與馴化
4.5.1 厭氧處理系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與運(yùn)行控制指標(biāo)
4.5.2 UASB 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)
4.5.3 UASB 反應(yīng)器的啟動(dòng)
4.5.4 水質(zhì)異常現(xiàn)象及對(duì)策
第 5 章 污水廠污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理
5.1 格柵的運(yùn)行與管理
5.1.1 清污機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
5.1.2 鏈條式平面格柵除污機(jī)
5.1.3 移動(dòng)式伸縮臂格柵除污機(jī)
5.1.4 鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)
5.1.5 鼓形柵筐格柵除污機(jī)
5.2 沉砂池的運(yùn)行管理
5.2.1 平流式沉砂池
5.2.2 曝氣沉砂池
5.2.3 旋流沉砂池
5.3 砂濾池的運(yùn)行管理
5.3.1 砂濾池常見的類型
5.3.2 砂濾池的主要組成部分
5.4 初沉池的運(yùn)行管理
5.4.1 運(yùn)行管理
5.4.2 工藝控制
5.4.3 初沉池與其他處理單元的綜合運(yùn)行調(diào)度
5.4.4 藥品控制
5.5 二沉池的運(yùn)行管理
5.5.1 二沉池運(yùn)行管理
5.5.2 二沉池維護(hù)保養(yǎng)
5.6 氣浮池的運(yùn)行管理
5.7 膜分離技術(shù)運(yùn)行管理
5.7.1 膜的類型
5.7.2 超濾膜組件和反滲透膜組件
5.7.3 膜元件的運(yùn)行管理
5.7.4 超濾的運(yùn)行操作
5.8 酸堿中和反應(yīng)的運(yùn)行管理
5.9 混凝反應(yīng)法運(yùn)行管理
5.10 氧化還原反應(yīng)的運(yùn)行管理
5.11 好氧活性污泥處理系統(tǒng)的日常管理
5.11.1 活性污泥法生化系統(tǒng)日常運(yùn)行管理
5.11.2 微生物鏡檢分析
5.11.3 樣品的采集
5.11.4 好氧活性污泥處理系統(tǒng)的異常故障及解決
5.12 生物膜處理系統(tǒng)的試運(yùn)行管理
5.12.1 生物膜法運(yùn)行控制
5.12.2 生物濾池的運(yùn)行管理
5.12.3 生物轉(zhuǎn)盤的運(yùn)行管理
5.13 生物脫氮除磷工藝的運(yùn)行管理
5.13.1 生物脫氮除磷技術(shù)工藝控制
5.13.2 生物脫氮工藝
5.13.3 厭氧 - 好氧生物除磷工藝(An/O 法)
5.13.4 厭氧 - 缺氧 - 好氧生物同步脫氮除磷工藝(A2/O 法)
第 6 章 污水廠主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)施的運(yùn)行管理
6.1 污水提升泵房
6.2 鼓風(fēng)機(jī)房
6.3 加氯間及消毒設(shè)施的運(yùn)行管理
6.4 污水計(jì)量
第 7 章 污水處理廠污泥處理構(gòu)筑物的運(yùn)行管理
7.1 污泥濃縮池的運(yùn)行管理
7.1.1 進(jìn)泥量的控制
7.1.2 濃縮效果的評(píng)價(jià)
7.1.3 排泥控制
7.1.4 污泥濃縮池日常運(yùn)行管理
7.1.5 污泥濃縮池異常問題分析與排除
7.2 污泥厭氧消化的運(yùn)行管理
7.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行
7.2.2 系統(tǒng)維護(hù)
7.2.3 常見故障原因分析與對(duì)策
7.3 污泥脫水的運(yùn)行管理
7.3.1 污泥脫水機(jī)
7.3.2 污泥脫水相關(guān)設(shè)備運(yùn)行操作
7.3.3 污泥脫水機(jī)房運(yùn)行管理
7.3.4 污泥的石灰穩(wěn)定運(yùn)行管理
7.3.5 污泥堆肥運(yùn)行管理
7.3.6 污泥熱干化運(yùn)行管理
7.3.7 污泥焚燒運(yùn)行管理
第8 章 安全教育與安全職責(zé)
8.1 安全生產(chǎn)教育
8.2 安全職責(zé)
8.3 安全生產(chǎn)的一般要求
8.4 防毒氣
8.5 安全用電
8.6 防溺水和防高空墜落
8.7 防火、防爆
8.8 化驗(yàn)室安全管理
附錄中英文術(shù)語對(duì)照表