（环境工程专业论文）datiat工艺在污水处理厂的运行实践效果研究.pdf

、一 i i 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：当，徘 日期：w 吣6 年月西e t 争j 1 ， t t d a t - ia t 工艺在污水处理厂的 运行实践效果研究 e f f e c ts t u d yo f o p e r a t i o np r a c t i c ei nt h es e w a g e t r e a t m e n t p l a n t 专 w h i c hu s e sd 龌j 龌t e c h n i c s 姓 2 0 0 6 年4 月 o p 舀 艺 ， 江苏大学硕士学位论文 摘要 d a t i a t ( d e m a n da e r a t i o nt a n k i n t e r m i t t e n ta e r a t i o nt a n k ) 工艺是s b r 法继 i c e a s 、c a s s 、i d e a 等工艺之后完善发展的又一种新工艺，其采用连续进水 连续间歇曝气的运行方式，既具有传统s b r 法的一些优点，又弥补了其很多不足。 本文以采用d a t i a t 工艺的天津经济技术开发区污水处理厂为工程实体依托， 通过现有监测数据分析以及自设试验研究，探索d a - t - i a t 工艺的原理和理论基础， 对污水处理厂冬季和夏季的实际运行效果进行研究、比较，并就d a t 池和i a t 池在 运行中的作用进行分析。研究发现：污水处理厂对b o d 的去除效果良好，平均去除 率在9 6 以上，对c o d 的去除效果较好，平均去除率在7 5 左右，均能达到排放标 准，对于b o d 和c o d 的去除效果冬季和夏季无明显差别。s s 的去除效果冬季略优 于夏季，d a t - i a t 工艺系统的抗冲击负荷能力较强，污水处理厂d a t 池过高的b o d 去除率对后续的脱氮除磷效果会产生不利影响。反应池内污泥浓度小于设计值，只 有在夏季高峰时期才与设计值相当，污泥负荷也与设计值存在一定差异，i a t 池的平 均污泥负荷只有0 0 1 8 k g b o d ( k g m l v s s d ) ，整个系统属于低负荷运行状态，但污泥 活性较高，进水有机物浓度较低，故处理效果仍然较好。影响污水处理厂处理效果 的原因主要为污水处理厂进水量不充足，水质水量变化大，b o d c o d 值偏低，此外 d a t 池的非限制性曝气工艺不仅使b o d 在d a t 池中过度消耗，影响后续处理，而 且浪费能源，建议减少d a t 池曝气时间或调整d a t 池运行参数。 本文还对污水处理厂启动时的污泥驯化、污水处理厂的自动控制以及日常的运 行管理做了较详细的研究，针对具体的运行实践，提出了可以改进的地方以及需要 特别注意的一些问题。力求形成一套较为完善的关于应用d a t i a t 工艺污水处理厂 的运行实践资料，为从事d a t - i a t 工艺设计的技术人员提供经验资料和理论分析依 据，为新的应用d a t - i a t 工艺的污水处理厂提供直接的技术参数和运行管理经验。 关键词：d a t i a t 工艺，污水处理厂，处理效果，污泥驯化，自动控制，运行管理 一 j r 。 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t d a t 队t ( d e m a n da e r a t i o nt a n k - i n t e r m i t t e n ta e r a t i o nt a n k ) t e c h n i c s1 sa n o t h e rn e w t e c h n i c sf o l l o w i n gt h ed e v e l o p m e n to fi c e a s 、c a s s 、i d e ae ta 1 o fs b r p r o c e s s t h e o p e r a t i o nm o d eo ft h i s t e c h n i c si sc o n t i n u o u si n f l u e n c e - - - - - i n t e r m i t t e n ta n dc o n t i n u o u s a e r a t i o n i tn o to n l yh a ss o m ea d v a n t a g e s ，b u ta l s oc o v e r st h ed i s a d v a n t a g e so ft h e t r a d i t i o n a ls b r p r o c e s s t h i sp a p e rb a s e do nt h et e d a s e w a g et r e a t m e n tp l a n tw h i c h u s e sd a t - i a tt e c h n i c s a c c o r d i n gt o t h e o p e r a t i o nd o c u m e n t si ne x i s t e n c ea n de x p e r i m e n ts t u d y , w em a d e r e s e a r c ho nt h et h e o r ya n da c a d e m i cb a s i s c o m p a r e dw i t l lt h eo p e r a t i o ne f f e c ti nb o t h s u m m e ra n dw i n t e r , a n da n a l y s e dt h eo p e r a t i o ne f f e c ti nd a tt a n ka n di a tt a n k t h e d i s c o v e r ys h o w st h a tt h er e m o v a le f f e c to fb o d i sv e r yc o m p l e t e ，t h ea v e r a g er e m o v a l r a t ec a nr e a c h9 6 ，a n dt h er e m o v a le f f e c to fc o di sn ob a d ，t h ea v e r a g er e m o v a lr a t ei s a r o u n d7 5 ，b o t hb o da n dc o dc a nr e a c ht h ed i s c h a r g es t a n d a r d ，a n dt h er e m o v a le f f e c t o ft h e ma r ea l m o s tt h es a m ei ns u m m e ra n dw i n t e r t h ew i p eo f fe f f e c to fs si nw i n t e ri s b e t t e rt h a nw h i c hi si ns u m m e r d a t - i a tt e c h n i c ss y s t e mh a ss t r o n ga b i l i t yt or e s i s tt h e s t r i k i n gl o a d t h ee x o r b i t a n tr e m o v a lr a t eo fb o d i nd a tt a n kw i l lm a k eah a r m f u le f f e c t t or e m o v a le f f e c to fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e n t h ec o n c e n t r a t i o no fs l u d g ei nt h er e a c t o ri s l o w e rt h a nw h i c ho fd e s i g n ，t h el o a do fs l u d g ei sa l s oab i td i f f e r e n tf r o mw h i c ho fd e s i g n ， t h ea v e r a g el o a do fs l u d g ei ni a tt a n ki so n l y0 018 k g b o d ( k g m l v s s d ) ，t h ew h o l e s y s t e mo p e r a t e du n d e rl o wl o a d ，b u tt h ea c t i v i t yo fs l u d g ei sq u i t eh i g h , w h i l et h e o r g a n i s mc o n c e n t r a t i o no fi n f l u e n c ei sab i tl o w , s ot h eo p e r a t i o ne f f e c ti ss t i l lg o o d t h e r e a s o n sw h i c hm a k et h ei n f l u e n c et o w a r d so p e r a t i o ne f f e c ta r em a i n l ya b o u tt h a tt h e v o l u m eo fi n f l u e n c ei sn o ts u f f i c i e n t ，t h eq u a l i t ya n dv o l u m eo fi n f l u e n c ec h a n g ei nab i g w a y , a l s ot h eb o d c o dv a l u ei ss o m e w h a tl o w , a n da l lo ft h e s ea r eh a r m f u lt o t h e b i o c h e m i s t r yp r o c e s s i n g b e s i d e s ，t h en o n r e s t r i c t i v ea e r a t i o np r o c e s s i n gi nd a t t a n kn o t o n l yc a u s e sb o dc o n s u m ee x c e s s i v e l y , b eh a r m f u lt ot h ef o l l o w i n gp r o c e s s i n g ，b u ta l s o w a s t e se n e r g y is u g g e s tt h a tr e d u c et h ea e r a t i o np r o c e s s i n gt i m eo ra d j u s tt h eo p e r a t i o n p a r a m e t e r so fd a t t a n k b e s i d e s ，w em a d ef u r t h e rd i s c u s s i o nt o w a r d ss l u d g ed o m e s t i c a t i o nw h e ns t a r t e dt h e t e c h n i c si nt h es e w a g et r e a t m e n tp l a n t 、a u t o m a t i o na n dt h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n t ，p u t f o r w a r dt h ep o i n t sw h i c hc o u l di m p r o v et h et e c h n i c sa n dn e e ds p e c i a la t t e n t i o n d om y i i 江苏大学硕士学位论文 b e s tt of o r mt h ed o c u m e n ta b o u tt h eo p e r a t i o np r a c t i c ei nt h es e w a g et r e a t m e n tp l a n t w h i c hu s e sd a t - i a tt e c h n i c sa n dm a k et h ee x p e r i e n c ea n dt h e o r yi n f o r m a t i o nf o rt h e t e c h n o l o g yd e s i g n e r , o f f e rt h et e c h n o l o g yp a r a m e t e r sa n do p e r a t i o nm a n a g e m e n t e x p e r i e n c ef o rt h en e ws e w a g et r e a t m e n tp l a n tw h i c hu s e sd a t - i a tt e c h n i c s k e yw o r d s ：d a t - i a tt e c h n i c s ，s e w a g et r e a t m e n t p l a n t ，r e m o v a le f f e c t ，s l u d g e d o m e s t i c a t i o n ，a u t o m a t i o n ，o p e r a t i o nm a n a g e m e n t r 江苏大学硕士学位论文 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 第二章 2 1 2 2 2 - 3 第三章 3 1 3 2 目录 间歇式活性污泥工艺简介1 间歇式活性污泥工艺的起源与发展l 1 1 1国外现状2 1 1 2国内现状3 s b r 工艺简介：3 1 2 1s b r 工艺原理3 1 2 2s b r 的基质降解原理4 1 2 3s b r 工艺的特点5 1 2 4s b r 法相关工艺简介6 s b r 法d a t - i a t 工艺简介7 1 3 1d a t - i a t 工艺原理7 1 3 2d a t i a t 工艺特点8 课题研究目的和意义8 天津经济技术开发区污水处理厂概况1 0 天津经济技术开发区简介1 0 天津经济技术开发区污水处理厂工程概况1 0 2 2 1 天津经济技术开发区污水处理厂简介1 0 2 2 2 设计水质1 0 2 2 3 工艺选择“ 天津经济技术开发区污水处理厂工艺设计概况1 2 2 3 1 工艺流程1 2 2 3 2 主要构筑物及主要设备1 3 2 3 3 天津经济技术开发区污水处理厂工艺流程简介1 5 污水处理厂活性污泥培养驯化o 2 1 活性污泥培养驯化的概念及方法2 1 3 1 1 活性污泥培养驯化的概念2 l 3 1 2 活性污泥培养的方法2 1 开发区污水处理厂活性污泥培养驯化2 2 i v 江苏大学硕士学位论文 3 2 1活性污泥培养期间( 3 月1 日到4 月2 6 日) 的水质状况2 2 3 2 2 污水处理厂活性污泥培养驯化具体过程2 3 3 2 - 3 分析与总结2 5 第四章天津豳糟别朔泼区徘处倒彰罚熬赦果分阮2 7 4 1c o d 去除效果2 7 4 2b o d 去除效果3 0 4 3b o d c o d 分析j 3 3 4 4s s 去除效果3 5 4 5c o d 、b o d 、s s 去除效果综合分析3 8 4 6 脱氮除磷效果4 0 4 6 1 生物脱氮原理及影响因素4 0 4 6 2 生物除磷原理及影响因素。4 3 4 6 3 污水处理厂现有工艺除磷脱氮效果分析4 4 4 6 4 影响除磷脱氮效果具体原因分析：4 9 4 6 5 建议51 4 7 氯离子的影响5 2 4 8d a t 池、i a t 池对有机物去除效果分析5 3 4 9 活性污泥分析5 5 4 9 1m l s s 5 6 4 9 2s v 和s v i 。5 7 4 9 ：；m l v s s m l s s 5 8 4 9 4f m 5 9 4 9 5 污泥龄5 9 4 9 6 剩余污泥的排放6 0 4 9 7 生物相6 0 4 1 0 污泥脱水效果6 l 4 1 1 污水处理厂运行效果总结6 4 第五章污水处理厂自动控制6 5 5 1 自动控制简介6 5 5 1 1自动控制系统分类及特点6 5 5 1 2自动控制装置分类6 6 v ，识 1 代 r 户 江苏大学硕士学位论文 5 3 5 4 第六章 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 5 1 3自动调节系统分类6 7 天津经济技术开发区污水处理厂自动控制6 7 5 2 1采用集散式控制系统( p l c ) 的优势6 8 5 2 2 开发区污水处理厂自动控制设备6 8 5 2 3 开发区污水处理厂自动控制体系结构6 9 5 2 4 开发区污水处理厂自动控制具体过程7 0 开发区污水处理厂自动控制的不足之处一7 5 爿、结7 6 污水处理厂运行管理。7 7 格栅间的运行管理7 7 进水泵房运行管理7 8 沉砂池的运行管理7 9 生物反应池的运行管理7 9 6 4 1 活性污泥状况分析7 9 6 4 2d a t - i a t 工艺活性污泥处理系统的运行管理8 2 6 4 3 活性污泥系统运行异常时的管理8 4 加氯消毒系统的运行管理8 7 污泥处理系统运行管理8 8 6 6 1 贮泥池的运行管理8 8 6 6 2 污泥脱水机的运行管理8 9 6 7 污水处理厂运行管理中需要改进及特别注意的一些问题9 0 结束语。9 2 参考文献。9 4 致谢9 7 攻读硕士学位期间发表的论文9 8 v i 江苏大学硕士学位论文 第一章间歇式活性污泥工艺简介 1 1间歇式活性污泥工艺的起源与发展 ， 卜 产 世界上第一个间歇式运转的工艺是英国工程师s i rt h o m a sw a r d l e 于1 8 9 8 年发 现【l 】该工艺含有化学沉淀和曝气两个处理过程，分成进水期、曝气期、沉淀期和排 水期四个阶段，但反应器中没有活性污泥。 十多年后a r d e m 和l o c k e t t 在曼彻斯特实验室进行了类似的间歇式运转实验， 考察在没有化学处理情况下仅通过一级曝气处理达到完全消化的可能性，从而去除 水中的有机物【2 1 。在他们的试验中先将处理后的混合液进行沉淀，然后撇去上清液， 保持沉淀物，再注入新的废水进行曝气处理，这样反复进行试验后发现：随着重复 次数的增加悬浮物和污泥产量也越多，废水净化所需要的时间也越短。废水通过曝 气后可以形成一种称为活性污泥的悬浮物，这种活性污泥的存在可使废水净化处理 加快，活性污泥与平常的污泥有着本质的区别，活性污泥是深褐色，没有气味，具 有良好的絮凝性，很好的沉淀性，主要由细菌和单胞生物组成，含氮量较高。随后 他们又将曝气器改为陶瓷微孔板，进行小气泡供气的试验，发现小气泡供气时氧的 利用率更高。由于试验中的工艺比较简单，容易在实际中应用，1 9 1 4 年，英国的s a l f o r d 市污水处理中直接运用了此项工艺【3 】，这是世界上第一个间歇式活性污泥设施，处理 效果良好。一年后美国m i l m a u k e e 市也建造了一座间歇式活性污泥设施，从此，间 歇式活性污泥工艺在污水处理工程中得到了推广。 随着间歇式活性污泥工艺自发现和在工程上的应用之后，人们很快发现这种工 艺对泵、搅拌器和曝气器等设备需要不断的开停转换，在当时的自动化水平下十分 不方便。由于当时的监测和自动控制水平极其有限，而依赖人工操作和进行控制几 乎是不可能的，运行管理显得过于繁琐，处理效果也不尽理想，上清液从池中排出 时常常会夹带污泥，造成水质的恶化；另外，曝气器很容易被沉淀于池底的污泥堵 塞 4 1 ，因而，间歇式活性污泥工艺在早期实际上没有大量的推广应用，而是被渐渐发 展起来的连续流活性污泥法所取代。 随着连续流活性污泥法技术在工程中的大量应用，人们逐渐发现此工艺也存在 一 江苏大学硕士学位论文 着许多缺点，这种工艺必须设置调节池和污泥回流，这样不仅增加设备费用和运行 费用，而且在水质变化大的情况下运转不理想，污泥回流控制也不很方便。另外， 其二沉池也不是理想的静态，与间歇式活性污泥工艺相比，沉淀效果受异重流等因 素的影响较大。而且连续流活性污泥法很容易发生污泥的膨胀。这些缺点在间歇式 活性污泥法中都可以避免。在2 0 世纪7 0 年代，自动控制技术日趋成熟，大量具有 自控系统的阀门、流量计、液位传感器、定时控制设备在水处理中得到了应用，排 水装置的滗水器和防堵塞曝气设备的开发和应用，使得间歇式活性污泥工艺早期实 际工程应用中遇到的困难得到了解决。因此，从7 0 年代后期，间歇式活性污泥工艺 开始得到了系统的研究与开发，并真正在污水处理工程中得到了极其广泛的推广与 应用。 美国n a t r ed a m e 大学i r v i n e 教授及其同事在实验室以及在水处理工程实际中对 于间歇进水、间歇排水的活性污泥工艺进行了系统的研列5 1 ，揭示了间歇式活性污泥 工艺的科学技术基础，为这种工艺的推广应用建立了理论依据，i r v i n e 称这种间歇进 水、间歇排水的活性污泥工艺为s b r ，这也就是s b r 的由来。同年，澳大利亚的 g o r o n s z y 教授在研究中，采用在反应池中进水段用墙隔离出一节的办法来减少进入 的污水与池中已经处理的污水相混合的作用，提高了处理效果，并将这种污水处理 方法成为i c e a s 工艺。g o r o n s z y 和i r v i n e 等学者对间歇式活性污泥工艺的系统研究， 共同奠定了间歇式活性污泥工艺的理论基础。 1 1 1 国外现状 2 0 世纪8 0 年代，间歇式活性污泥工艺引起了各国污水处理研究者的重视，各个 国家的研究者根据本地的实际情况又开发了多种间歇式活性污泥工艺。美国、日本、 德国、加拿大等国迅速将间歇式活性污泥处理工艺应用于工业废水和中小城市的污 水处理中，美国、加拿大、和日本等国于2 0 世纪8 0 年代后期分别对间歇式活性污 泥工艺污水处理厂做了评价1 6 】，公布了间歇式活性污泥工艺技术报告书，日本于1 9 9 0 年出版了序批式活性污泥法设计指南，美国等国也出版了间歇式活性污泥工艺法 手册，德国于1 9 9 7 年还发布了相应地设计规范。为了总结和推动间歇式活性污泥工 艺地应用，国际水质协会( ) 于1 9 9 6 年在德国召开了第一次间歇式活性污泥 工艺学术研讨会。至今，日本采用s b r 工艺的小型污水处理厂数量仍然保持着世界 2 一 江苏大学硕士学位论文 第一地记录。在澳大利亚，公用事业部引入s b r 工艺用于城市污水处理，s b r 法已 经成为了该国污水处理的主导工艺 7 1 。由于处理工艺流程简单，处理效果好的独特优 点，逐渐引起世界污水处理界的广泛关注。 。1 1 2 国内现状 ， 卜 产 我国对间歇式活性污泥工艺的研究与应用始于2 0 世纪8 0 年代中期，上海市政工 程设计院设计了我国第一座生产性间歇式活性污泥工艺系统上海市吴淞肉联厂 s b r 法污水处理站。自9 0 年代中期开始，国家建设部属市政设计研究院和上海、北 京、天津等市政设计研究院，开始了s b r 工艺技术的研究和应用，并开发出多种改 进的工艺系统。如：昆明市日处理污水量1 5 万吨的第三污水处理厂，其工艺为s b r 法i c e a s 技术，投产以来运行正常，出水水质稳定，达到了设计标准。此外还有天 津经济技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂，应用了s b r 法的d a t i a t 工艺；北京航天城污水处理厂，应用了c a s t 工艺，都取得了良好的效果。 1 2s b r 工艺简介 1 2 1 s b r 工艺原理8 1 s b r 的工作过程通常包括五个阶段，依次为：进水阶段加入基质；反应阶 段基质降解；沉淀阶段泥水分离；排放阶段排上清液；闲置阶段 活性恢复。这五个阶段都在一个池子内完成，从第一次进水开始到第二次进水开始 称之为一个工作周期。典型的运行模式见图1 1 。 1 ) 进水阶段 进水阶段所用时间需要根据实际排水情况和设备条件确定，在进水阶段，曝气 池在一定程度上起到均衡污水水质、水量的作用，因而，s b r 对水质、水量的波动 具有一定的适应性。 2 ) 反应阶段 反应阶段是s b r 最主要的阶段，污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去 除。根据污水处理的不同要求，如仅去除有机碳或同时要求脱氮除磷等，可调整相 应的技术参数，并可以根据原水水质及排放标准具体情况确定反应阶段的时间及采 3 江苏大学硕士学位论文 用曝气的方式( 非限量曝气、限量曝气、半限量曝气) 。 蚓圆图刮u 进水反应沉淀 排放闲置 图1 - 1 典型s b r 反应器运行模式 f i g 1 - 1t i p i c a lo p e r a t i o nm o d eo fs b rr e a c t o r 3 ) 沉淀阶段 沉淀阶段相当于传统活性污泥法中二沉池的功能。停止曝气和搅拌，使混合液 处于静止状态，完成泥水分离，静态沉淀效果良好。 4 ) 排放阶段 经过沉淀后分离出的上清液即可排放，排放阶段结束时，水位下降至设计最低 水位。 5 ) 闲置阶段 排水结束到第二次进水的时间间隔为闲置阶段，这一阶段曝气或不曝气均可， 此时通常不进水，而是通过内源呼吸作用使微生物的代谢速度和吸附能力得到恢复， 为下一个运行周期创造良好的初始条件。有时，根据实际情况还可以省去闲置阶段， 系统运行方式十分灵活。 1 2 2s b r 的基质降解原理 s b r 从进水开始基质浓度逐渐增加，进水结束时达到最大，随着反应的进行， 基质浓度逐渐减小。研究表明，对于生活污水，s b r 的基质降解通常符合一级动力 学反应 9 】，即 d s d t = 一k e s ( 1 1 ) 式中k 2 基质降解速率常数，h ； s 基质浓度( 一般指b o d 5 ，m g l ) ； d s d t 一基质降解速率，m g ( l h ) 。 假定反应器出水基质浓度为s 。，对于连续式完全混合反应器而言，基质进入反 应器后立即混合，反应器中基质浓度等于出水浓度s 。反应器中基质降解反应是在 4 气 ，_ i 卜 江苏大学硕士学位论文 出水浓度( s 。) 条件下进行的，即d s d t = - k 2 s 。，由于s 。比较小，反应速率较低；s b r 反应器属于完全混合型，但在反应过程中，反应器不进水。在反应器内存在着浓度 梯度，开始反应时，基质浓度( s o ) 较高，相应的反应速率也较高( k 2 相同) 。随着 反应的进行，基质浓度( s ) 逐渐减小，反应速率随之逐渐降低。直至反应临近结束， 基质浓度达到排放标准即s 。时，反应速率降至最低，此时和连续流完全混合反应器 的反应速率一样。 实践证明，完全混合曝气池比推流式曝气池具有更强的耐冲击负荷和抗毒物的 能力。从整个处理系统来看，s b r 对于时间来说是理想的推流式处理过程，但就s b r 反应器本身的混合状态而言，它保持了典型的完全混合特性，因此具有较强的耐冲 击负荷能力。另一方面s b r 在沉淀阶段属于静止沉淀，加之污泥沉降性能好，就不 需要污泥回流，反应池中可控制较高的污泥浓度，有利于提高反应池的有效容积。 1 2 3s b r 工艺的特点 优点： 1 ) 反应器运行灵活简便，可以配合不同的进水水质调整运行模式。 2 ) s b r 流态上属于完全混合，而在有机物降解方面却是时间上的推流。因此为 了达到较高的去除率只需要调整反应时间，这样就大大节省了占地，节省了投资费用。 3 ) s b r 的沉淀阶段使泥水有效分离，出水悬浮物浓度低，无需另设沉淀池。 4 ) 系统处理构筑物少、布置紧凑，无二沉池及污泥回流系统，基建费用低。 5 ) 工艺运行灵活，操作管理方便，运行费用低。 6 ) 可抑制丝状菌的生长，不易发生污泥膨胀，污泥指数较低，剩余污泥性质稳 定，利于浓缩和脱水。 7 ) 系统通过好氧厌氧交替运行，能够在去除有机物的同时达到较好的除磷脱氮 效果。 不足： 1 ) 间歇式进水处理工艺缺乏连续性。若是处理水量较大，需要设多池组合系统， 增加投资费用。 2 ) 对于处理一些高浓度难降解的有机废水需要较长的处理时间。 3 ) s b r 工艺操作运行复杂，过多的依赖自动监测系统及其自动控制系统，附属 江苏大学硕士学位论文 设施较多，纯人工操作几乎不可能实现。 1 2 4s b r 法相关工艺简介 随着对s b r 法的深入研究，基于传统s b r 法的工艺原理，又产生了许多改进的 变法工艺，现列举其中的一部分，如表1 1 所示： 表i - 1 常用问歇式活性污泥工艺 t a b l el - 1c o m m o ni n t e r m i t t e n ta c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s 简称中文名称英文全名 d a t - 认t i c e a s c a s s c a s t d e a m s b r m c a s p b i o c o s c s b r i 小r n a n k 连续进水连续间歇曝气反应器d e m a n da e r a t i o nt a n k - i n t e r m i t t e n ta e r a t i o nt a n k 间歇式循环延时曝气活性污泥法 i n t e r m i t t e n tc y c l i ce x t e n d e da e r a t i o ns y s t e m 连续进水循环式曝气活性污泥发 c y c l i ca e r a t i o ns l u d g es y s t e m 间歇进水循环活性污泥法 c y c l i ca e r a t i o ns l u d g et e c h n o l o g y 间歇排水延时曝气工艺 i n t e r m i t t e n td e c a n t e de x t e n d e da e r a t i o n 改良型序批式活性污泥法 m o d i f i e ds e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r 间歇式双向循环活性污泥法 i n t e r m i t t e n t b i d i r e c t i o n a l c y c l i c a e r a t i o n s l u d g e p r o c e s s 生物组合工艺 b i o l o g i c a lc o m b i n e ds y s t e m 循环式序批反应器 c y c l i cs e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r 组合交替式活性污泥法 在上述的各种间歇式活性污泥工艺中，i c e a s 工艺由于其反应器的污泥负荷较 低，这就在一定程度上促使必须增大反应器的容积，从而增加了构筑物的体积，失 去了经济上的优越性，在我国没有得到广泛的应用。c a s s 工艺在污水处理工程上相 对应用较多，此工艺提高了污泥负荷，而去除率又与i c e a s 工艺相当，其工程投资 比i c e a s 工艺节省2 5 以上，充分体现了经济效益，在国内得到了比较广泛的应用。 c a s t 工艺的脱氮除磷效果非常好，但进水方式属于间歇进水，存在一定的不足。 c s b r 工艺是根据中国的具体情况研发的工艺技术，非常适用于城市居民生活小区生 活污水处理和城市污水处理厂，是一种循环式序批反应器，结合了污泥选择区和s b r 法的优点，采用可变容积，强调了有机物的去除效率和脱氮除磷的要求，并且具有 独特的模块化设计，因此广泛地应用于城市污水处理。其它各项工艺根据其不同的 特性和适宜的条件，在污水处理工程中也有不同程度的应用。 6 一 r 一 卜 ，i 江苏大学硕士学位论文 1 3s b r 法d a t - la t 工艺简介 1 3 1d 搏i a t 工艺原理 d a t - i a t 工艺是s b r 法的一种改进工艺，其主体构筑物是由两个串连的反应池 组成，即需氧池( d e m a n da e r a t i o nt a n k ) 和间歇曝气池( i n t e r m i t t e n ta e r a t i o nt a n k ) ， 一般情况下d a t 池连续进水连续曝气，其出水连续进入i a t 池，在i a t 池完成曝气、 沉淀、滗水、污泥回流以及排除剩余活性污泥。d a t 池相当于一个传统活性污泥法 曝气池，但水面周期性变化，i a t 池相当于一个传统的s b r 池，但进水是连续的。 其工作过程如下： 1 ) 进水 污水连续进入d a t 池经过连续曝气后，通过d a t 池与i a t 池之间的导流设施 进入i a t 池。d a t 不直接排放处理水，因此不像连续进水连续出水的活性污泥法容 易受负荷变化的影响。 2 ) 反应 反应工艺分两部分进行。首先发生在d a t 池。该池在连续进水的同时连续曝气。 去除有机物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。反应工序的第二部分发生在i a t 池，经d a t 池初步生物处理的污水连续进入i a t 池，进行一定时间的曝气以达到好 氧的目的。 3 ) 沉淀 沉淀工序仅发生在i a t 池。当i a t 池停止曝气以后，活性污泥絮体开始重力沉 淀和泥水分离。i a t 池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池功能。 4 ) 排水 排水工序只发生在i a t 池。经过沉淀工艺以后，i a t 池水位达到最高水位，上 清液由设置在i a t 池末端的滗水器缓慢排出池外。当池水位达到处理周期开始时的 最低水位时，停止滗水。 5 ) 闲置 在i a t 池沉淀后到下个周期开始期间可视为闲置期，在该时段内可根据需要进 行搅拌或曝气。在厌氧条件下搅拌比好氧条件下的曝气要省能量，同时对保持污泥 7 江苏大学硕士学位论文 的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在闲置工序 之初和沉淀工序的最后进行。 1 3 2d a - t - i a t 工艺特点 d a t - i a t 系统是活性污泥法与传统s b r 法有机结合的一种型式，其既拥有传统 s b r 法的一些优点，又弥补了其很多不足，具体特点如下： 1 ) 实现了连续进水，因此不需要增设进水的闸阀及自控装置，简化了操作，降 低了系统的复杂程度。 2 ) d a t 池的连续曝气，减少了整个系统的曝气强度，提高了设备的利用率。 3 ) d a t 池起到了水利均衡和防止连续进水对出水水质的影响，这样的双池系统 也避免了水利短路。特别使在处理高浓度工业废水时，d a t 池连续曝气使整个系统 更接近于完全混合，更有效的提高了对高浓度有机物的去除效果，并有效的削减了 污水中毒性物质对系统的影响。 4 ) 与其它工艺相比，d a t - i a t 工艺中d a t 池的连续曝气和 a t 池的间歇曝气， 尽可能的提高了曝气容积比，使该工艺的曝气容积比非常高，从而提高了反应池的 容积利用率。 5 ) d a t - i a t7 - 艺系统可以根据进水、出水的水量和水质调整d a t 池和 a t 池的 工作状态以及i a t 池的运行周期，使之达到最佳的处理效果，如果要对废水进行除 磷脱氮处理，则可以通过调整曝气时间创造好氧、缺氧、严氧的环境，来达到目的， 因此，d a t - i a t 工艺的运行方式非常灵活。 6 ) d a t - i a t 工艺在其沉淀阶段依然保持进水，这就破坏了传统s b r 工艺沉淀阶 段完全静止沉淀的优势，但d a t - i a t 工艺在沉淀过程中进水流量不高，流量缓慢， 且设置导流墙，从而对 a t 池扰动很小，其沉淀效果明显高于普通二沉池。 1 4 课题研究目的和意义 d a t a t 工艺是s b r 法中继i c e a s 、c a s s 、i d e a 工艺之后完善发展的又一 种新的工艺，其工艺原理、适用范围以及运行中存在的优势和不足都有待进一步的 深入研究。尤其对于采用d a t a t 工艺的大型污水处理厂，其处理效果、自动控制 8 - ， 江苏大学硕士学位论文 以及运行管理方面的分析更是不多，本文拟对上述方面进行较深入的研究与探索， 力求形成一套较完整的关于d a t i a t 工艺在污水处理厂中应用的理论及技术经验资 料，以更好的指导实践。 本课题以天津经济技术开发区污水处理厂为工程实体依托，探索s b r 法d a t i a t 工艺的原理和理论基础，以及该工艺应用于大型污水处理厂的实际效果，挖掘其 在运行中存在的优势和不足，深入分析d a t - i a t 工艺的特点与利弊，论证其适用的 处理条件，为从事d a t - i a t 工艺设计的技术人员提供资料和理论分析依据，为新的 应用d a t - i a t 工艺的污水处理厂提供直接的技术参数和运行管理经验。 9 江苏大学硕士学位论文 第二章天津经济技术开发区荇水处理厂概况 2 1天津经济技术开发区简介