污水处理培训教材.ppt

第一章概论 一 污水来源 生活污水 工业废水 降水二 污水出路 排放水体 灌溉农田 重复使用 中水回用 三 污水处理重要意义1 水是宝贵的自然资源2 不经过处理排放水体 恶化的环境危害生产 威胁人民健康3 功在当代 利在千秋是积德的事业四 污水处理工素质1 明白责任重大 功在当代 利在千秋的积德事业2 熟悉业务 工艺流程 处理原理 各构筑物作用及相互关系 操作步骤3 认真工作 执行岗位责任制 安全生产规程 设备操作规程 巡视 维护保养 保证安全 正常 达标主要巡视内容 1 粗细格栅 工作完好 及时清捞垃圾2 沉砂池 及时清砂3 曝气池 供气均匀 污泥颜色 浓度 污泥沉降性 观察 做SV30 4 二沉池 配水 出水均匀 吸泥口通畅 污泥上浮 5 设备 仪表正常 第二章基本知识 一 水质污染指标1 SS 1升污水中能用过滤法测定的固体数量 2 BOD5 在20 条件下培养五天 1升污水中有机物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的氧量 在指定的温度和指定的时间段内 微生物在分解 氧化水中的有机物的过程中所需的氧量 3 COD 1升污水中有机物在强氧化剂作用下进行氧化分解时所消耗的氧量 是酸性条件下 用高锰酸钾强氧化剂氧化有机物时所消耗的氧量 4 BOD5 COD 45 为易生化性35 44 可生化性25 34 难生化性7碱性 7中性 7酸性进水标准6 96 氮 富营养化 以氨氮为代表7 磷 富营养化 以磷酸盐为代表 二 水样采集 保存1 水样种类A 测定要求分定性分析 某种成分有没有 定量分析 某种成分多少 B 按代表性分瞬时样 某个时间和地点瞬间混合样 平均C 按采样方法分自动采样和人工采样2 采样要求A 四定 l定时l定点l定量 瞬 1 2升混 每次25 100毫升等量混合l定方法 漂浮物 油脂 底部沉积物直径大于6 3mm的颗粒不要 避免充气 贮存方法B 标签 时间 地点 瞬时还是混合 采样人 C 污水厂采样点l进水 泵站后总出水口或沉砂池总进口混合样人工采样由操作工l一级出水 初沉池出水 初沉池总出水槽每2小时采1次 取100mll二级出水 厂总出水槽倒入样品瓶l曝气池混合液 出水段 瞬时样 DO MLSS MLVSS SV三 处理方法和工艺流程1 处理方法A 按原理分 物理法 化学法 生物法B 按深度分 一级处理 物理法 去除率SS40 60 COD BOD25 30 二级处理 物理法 生物法 去除率SS BOD 90 COD 85 三级处理 一级处理 是二级处理的预处理 主要去除污水中漂浮物和呈悬浮的固体污染物及影响二级生物处理正常运行的物质 二级处理 主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物质及植物性营养物 将污水中各种复杂有机物氧化分解为简单物质的过程 采用的方法主要是生物处理使污水中的有机物达到排放标准 三级处理 是在一级 二级处理之后 进一步处理难降解的有机物及可导致水体富营养化的氮磷等可溶性无机物等 又称深度处理 第三章各个单体 一 粗格栅及提升泵房1 构造 见图一 粗格栅渠1 工艺描述去除污水中较大的悬浮物 并拦截直径大于20mm的杂物 以保证污水提升系统的正常运行 2 主要设备A 机械粗格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成 用以截留较大的悬浮物或漂浮物 如纤维 碎皮 毛发 木屑 果皮 蔬菜 塑料制品等 以便减轻后续处理构筑物的处理负荷 并使之正常运行 B 螺旋输送机把粗格栅的栅渣输送到集渣筐 C 铸铁方闸门截断水流 方便设备检修维护 3 粗格栅 回转格栅除污机由机架 传动导轮 支撑轮 挡污板 封闭回转牵引链 导轨 耙齿 栅条等部分组成 渠道渠宽 B 1000mm 渠深 H 5050mm 栅条净间距 b 20mm 栅前水位 h 1000mm 安装角度 75 过栅水位差 Hmax 20cm 过栅流量 Qmax 1000m3 h 电机功率 N 1 1Kw 工作方式 24小时连续运行或间歇运行 除污机 l格栅运动 如回转式2 作用 A 截留较大的呈悬浮状和漂浮状的物质 保护后续构筑物和水泵B 处理污水 截留物占悬浮固体重量的10 3 运行管理通则 六勤工作法勤看 电流 电压 油位 指示灯 漏油 漏水 漏泥 积水 外壳清洁 运转正常 勤听 设备运转声音勤嗅 异常焦味 电机 导线 勤摸 电机外壳温度 油箱温度 振动情况 注意安全 勤记录 运行报表 故障时间 地点 现象 采取措施 准确 真实 完整字迹清晰勤动手 卫生 捞垃圾 浮渣 润滑 换填料 紧螺丝 故障苗子及时检查4 格栅管理重点 a 及时清渣 格栅前后水位差 20cm 最大30cm b 润滑c 注意 齿耙卡位 限位开关灵敏 齿轮磨合 进水泵房1 工艺描述进水泵房为半地下式污水泵站 地下部分为钢筋混凝土矩型集水池及水泵间 地上部分为检修平台 进水泵房用以提升污水 以实现水量的调节 同时满足后续流程对于高程衔接的要求 2 主要设备A 污水泵提升污水 调节水量 B 起重设备 电动葫芦起吊水泵 以便水泵的安装 检修或更换 二 细格栅及旋转沉砂池1 构造 见图二 细格栅渠1 工艺描述去除污水中相对较小的悬漂浮物 特别是丝状 带状漂浮物 保证后序工艺的正常运行 2 主要设备A 循环齿耙式机械细格栅齿耙是由一系列带钩的链节组成的机构 在链轮的驱动下进行回转运动 迎水面一侧齿耙做上升运动 将水中的杂物钩出水面 背水面一侧齿耙做下降运动 大部分固体栅渣靠自重落下 粘在齿耙上的杂物由清洗机构的橡胶刷洗刷干净 B 无轴式螺旋输送机把细格栅的栅渣输送到集渣筐 C 插板闸门截断或调控水流 方便设备检修维护 3 细格栅机 循环式格栅除污机由格栅 齿耙 机罩 链条 机架 清渣装置 驱动装置等部分组成 渠道渠宽 B 1200mm 渠深 H 2000mm 栅条净间距 b 5mm 栅前水位 h 1000mm 安装角度 75 过栅水位差 Hmax 20cm 过栅流量 Qmax 1000m3 h 电机功率 N 1 1Kw 工作方式 24小时连续运行或间歇运行 除污机 l格栅运动 回转式2 作用 A 截留较小的呈悬浮状和漂浮状的物质 保护后续构筑物和水泵B 处理污水 截留物占悬浮固体重量的5 3 运行管理通则 六勤工作法勤看 电流 电压 油位 指示灯 漏油 漏水 漏泥 积水 外壳清洁 运转正常 勤听 设备运转声音勤嗅 异常焦味 电机 导线 勤摸 电机外壳温度 油箱温度 振动情况 注意安全 勤记录 运行报表 故障时间 地点 现象 采取措施 准确 真实 完整字迹清晰勤动手 卫生 捞垃圾 浮渣 润滑 换填料 紧螺丝 故障苗子及时检查4 格栅管理重点 a 及时清渣 格栅前后水位差 20cm 最大30cm b 润滑c 注意 齿耙卡位 限位开关灵敏 齿轮磨合 旋转沉砂池 沉砂池主要用于去除污水中的砂粒及将砂粒沉淀到砂斗并将其输送到砂水分离装置 沉砂池从切向进水 旋转270 后出水 此时砂粒在沉降过程中与有机物分离 沉降的砂粒沿池底向心排入中心砂斗 并通过气提输入砂水分离器将沉砂输出 A 池中心有立式桨叶分离机 排砂管在浆板轴内穿过B 原理 在向心力和搅拌作用下形成涡流 摩擦力除去附着有机物 沙粒下沉并向中心移动 砂粒被冲入中心的积砂斗内 通过提气阀和吸气阀 可以有效去除细砂 如0 1mm以下 C 工艺参数 停留时间72秒 流速0 6 0 9m s 水力表面负荷90m3 h D 排砂方式 气提1 功能和作用功能 分离较大的无机颗粒 一般说 0 15mm以上砂粒可去除65 0 20以上砂粒可去除85 0 30以上砂粒可去除95 作用 A 保护 设备机件 管道免受磨损B 防止砂进入后续构筑物 初沉池 曝气池 二沉池 浓缩池 污泥消化池等 以免增加磨损 减小有效容积 堵塞曝气头 堵塞管路2 管理重点及时排砂并纪录 不及时易堵塞吸砂泵 设备运行正常 3 工艺描述与细格栅渠合建 去除原水中比重大于2 65 粒径大于0 2mm的无机砂粒 以保证后续流程的正常运行 4 主要设备A 沉砂池搅拌器控制水流流速 使得水流形成旋流 以使砂粒达到最佳沉淀效果 B 鼓风机为气提装置提供压缩空气 C 砂水分离器使砂子和水分离 D 插板闸门安装于旋流沉砂池的进出口 方便设备检修维护 E 铸铁镶铜圆闸门安装于出口和超越管口 用于调节污水流向 方便检修 三 氧化池1 构造 见图三 2 工艺描述改进型氧化沟是岑溪市污水处理厂的核心处理构筑物 氧化沟中的活性污泥完成降解和去除污水中的有机污染物质 并且有脱氮除磷功能 达到预期的水质净化目标 污泥中间池也合建于此 改进型氧化沟分为三个区域 厌氧区 缺氧区 好氧区 厌氧区和缺氧区采用水下推进器进行推流 好氧区采用微孔曝气器充氧 水下推流器进行推流 3 主要设备A 厌氧池推流器使厌氧池内的污泥保持悬浮状态 并保持一定的流速 B 缺氧池推流器使缺氧池内的污泥保持悬浮状态 并保持一定的流速 C 好氧池推流器使好氧池内的污泥在非曝气区域内保持悬浮状态 并保持一定的流速 D 污泥回流泵把污泥中间池的污泥回流至厌氧池 E 剩余污泥泵把污泥中间池中的剩余污泥输送到储泥池 F 曝气器为好氧区域中的活性污泥提供氧气 同时能够搅拌污泥 促进污泥与污水的混合接触 G 调节门控制好氧区到缺氧区的回流 作用 去除污水中的有机物 脱氮除磷效果好 四 二沉池1 构造 见图四 二沉池1 工艺描述采用周边进水周边出水方式 将处理出水与活性污泥分离后排放 2 主要设备中心传动单管吸泥机刮除池底的沉淀污泥 利用静水压力把污泥吸出二沉池 1 原理 依靠污泥与水比重的差别 比水重的污泥下沉 达到分离 2 作用 主要是 a 泥水分离b 排除剩余污泥和回流污泥 3 结构 同初沉池不同点 池底平 无泥斗 4 排泥方式与初沉池不同a 初沉池排泥 一般先用刮泥机将污泥刮至泥斗中 再将其间歇排走b 二沉池排泥 直接用吸泥机连续排除原因 A 活性污泥易厌氧上浮B 曝气池要求连续不断补充回流污泥3 二沉池运行操作及事故的排除 A 取水样 混合样B 撇浮渣C 排泥 重要的工作 及时 不及时会堵 厌氧 刮泥机超负荷 污泥含水率降低 夏4 8hr冬8 12hr精心操作 控制含水率 人在现场 阀门开小 仔细观察泥相到水相的变化 要求 95 97 D 设备维护保养 润滑 卫生 E 工艺调整 配水均匀 停留时间适当F 出水堰调整 出水均匀G 事故排除 查明原因 及时排除H 安全 排空检修时防止池子上浮4 刮泥机A 开车前准备及启动B 运行注意l看 电压 电流 配电箱电的工作 漏油 l听 电动机声音 减速机的声音l嗅 异常焦味 l摸 电机和减速机温升 温升 35 最高 65 l记录 报表 故障情况采取措施l动手 卫生 设备清洁 润滑 油漆C 安全防触电 防滑跌 防溺水防止过载运行 泥层太厚 五 消毒池1 构造 见图五2 作用 1 工艺描述在消毒渠内安装有紫外线模块 对二沉池出水进行消毒 水银灯发出的紫外光 能穿透细胞壁并与细胞质反应而达到消毒效果 2 主要设备A 低压高强度紫外灯低压水银灯产生紫外线 杀灭二沉池出水中的细菌 B 插板闸门安装于消毒渠的进水口 方便设备检修维护 六 贮泥池1 构造 见图六 2 储泥池 1 工艺描述储泥池对污泥起到调节和稳定作用 有利于后续机械浓缩脱水机稳定运行 提高系统稳定性和安全性 2 主要设备潜水搅拌器搅拌污泥 使污泥不处于厌氧状态 防止出水总磷超标 七 蓄水池1 构造 见图七 2 蓄水池主要功能 是污水经过处理消毒后从消毒池自引过来的的厂区备用水源 可以用来清洗污泥机房的带滤机布袋 淋花淋树 设备冷却 地板冲洗等用途 八 鼓风机房1 构造 见图八 2 鼓风机房 含变配电间 1 工艺描述鼓风机房用来安置鼓风机及其相关设备 变 配电间用来安置变配电设备 2 主要设备A 鼓风机鼓风机通过曝气器为氧化沟中的微生物提供氧气 B 起重设备起吊鼓风机 以便鼓风机的安装 检修或更换 九 脱泥机房1 构造 见图九 2 污泥浓缩脱水机房 1 工艺描述污泥在此浓缩脱水 降低污泥含水率 减少污泥体积 便于污泥贮存 外运及污泥的利用 2 主要设备A 浓缩脱水一体化设备浓缩部分使污泥和絮凝剂混合 沉淀 进一步降低污泥含水率 压滤部分由上下两条张紧的滤带夹带着污泥 从一连串按规律排列的辊压筒中成S形弯曲经过 靠滤带本身的张力把污泥成中的毛细水挤压出来 获得含固量较高的泥饼 从而实现污泥脱水 B 絮凝剂制备及投加系统制备 投加絮凝剂 C 螺旋输送机 水平 收集浓缩脱水一体化设备脱水后的泥饼 输送到螺旋输送机 倾斜 D 螺旋输送机 倾斜 把螺旋输送机 水平 输送来的污泥输送到污泥堆棚 E 污泥输送泵把来自储泥池的污泥输送到浓缩脱水一体化设备 F 反冲洗水泵从蓄水池中抽水 用来冲洗浓缩脱水一体化设备 G 空压机调偏和调整滤带张力 H 电动单梁悬挂起重机起吊污泥浓缩脱水设备 以便设备的安装 检修或更换 第四章生物处理 一 概论1 生物处理定义 利用微生物分解有机物的功能并创造条件使其大量繁殖以提高有机物分解效率的处理污水的方法 2 分类活性污泥法好氧生物处理法生物处理法生物膜法厌氧生物处理法3 活性污泥法中微生物 细菌 主角 原生动物 后生动物 藻类 微生物是活性污泥法处理污水起作用的主体A 细菌菌胶团 越多 污泥吸附 氧化有机物的能力较强 细菌集团 丝状菌 形成活性污泥絮体的骨架材料 太多形成污泥膨胀B 原生动物 如钟虫 优势种 是活性污泥法的指示性生物 C 藻类镜检 每周1 2次 能识别菌胶团 丝状菌 钟虫等 熟悉本厂正常运行时生物相 二 活性污泥法1 定义 以活性污泥为主体的好氧生物处理法 传统活性污泥法 又称普通活性污泥法 是早期开始使用并沿用至今的运行方式 污水与回流污泥从长方形曝气池的首端同步流入 污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式由池末端流出池外 进入二次沉淀池 处理后的污水与活性污泥在二次沉淀池内分离 部分污泥回流曝气池 剩余污泥排除系统 在曝气池内 有机污染物的降解经历了第一阶段的吸附和第二阶段的微生物代谢的完整过程 有机污染物浓度沿池长逐渐降低 需氧速度也沿池长逐渐降低 活性污泥也经历了一个从池首端的对数增长 经减速增长到池末端的内源呼吸的完整生长周期 传统活性污泥法系统处理效果好 BOD去除率可达90 以上 适用于处理净化程度高而水质较稳定的污水 传统活性污泥法系统存在下列各项问题 a 曝气池首端有机污染物负荷高 需氧量也高 为了避免池首端由于缺氧而引起厌氧状态 进水有机物负荷不宜过高 因此 曝气池容积大 占地面积大 基建投资高 b 需氧量沿池长变化 而供氧速度难于与其吻合 适应 在池前段可能出现供氧不足 后段溶解氧过剩的现象 对此 采用渐减供氧方式 可在一定程度上解决这一问题 c 对进水水质 水量变化的适应性较低 运行效果易受水质 水量变化的影响 2 活性污泥 具有活性的微生物群和被吸附的有机物 无机物质的总称 它具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力 3 机理 分二个阶段 吸附阶段 10 30分钟BOD去除85 90 吸附达饱和后失去吸附能力 氧化阶段 缓慢 除去所吸附的大部分有机物 恢复活性 4 活性污泥法工艺流程 1 工艺流程图 曝气池 二沉池 进水 出水 回流污泥 剩余污泥 三 活性污泥法改进1 渐减曝气定义 渐减曝气活性污泥法是针对传统活性污泥法有机物浓度和需氧量沿池长减小的特点而改进的 通过合理布置曝气装置 使供气量沿池长逐渐减小 与池内有机污染物浓度变化相对应 这种曝气方式比均匀供气的曝气方式更为经济 工艺流程见图九 供氧不平衡的改进 四 再生吸附法定义 又称生物吸附活性污泥法或接触稳定法 这种运行方式是将活性污泥降解有机污染物的吸附和代谢过程分别在各自的反应池中进行 污水和经过在再生池中充分再生 活性很强的活性污泥同步进入吸附池 两者在吸附池中充分接触 污水中有机污染物被活性污泥所吸附 污水得到净化 由二次沉淀池分离出的污泥进入再生池 活性污泥微生物在这里将所吸附的有机物代谢 并进入内源呼吸期 使其活性和吸附功能得到充分恢复 然后再与污水一起进入吸附池 在吸附 再生活性污泥法系统中 污水与活性污泥在吸附池的接触时间较短 吸附池容积较小 由于再生池接纳的仅是浓度较高的回流污泥 再生池的容积亦小 因此 吸附池与再生池容积之和仍低于传统法曝气池容积 本方法能够承受一定的冲击负荷 当吸附池的活性污泥遭到破坏时 可由再生池的污泥予以补救 本方法的处理效率 低于传统活性污泥法 此外 对溶解性有机物高的污水 处理效果差 工艺流程见图十l特点 吸附池 吸附二沉l再生池 回流污泥在再生池分解有机物 3 6小时 恢复活性吸附池l优点 池容小 减半 l缺点 去除率稍低85 90 BOD 吸附再生工艺流程图 吸附池 二沉池 再生池 回流污泥 剩余污泥 进水 出水 五 AB法定义 AB法污水处理工艺 是吸附 生物降解的工艺的简称 工艺系统共分3段 即预处理段 A段和B段 在预处理段只设格栅 沉砂池等简易设备 不设沉淀池 A段由吸附池和中间沉淀池组成 B段则由曝气池和二沉池组成 A段和B段串联运行 污泥独立回流 形成两种各自与其水质和运行条件相适应的完全不同的微生物群落 由于不设初次沉淀池 A段在直接接受城市排水系统中污水的同时 也接种和充分利用了经偌大的排水系统所优选的适应原污水的微生物种群 由于A段负荷高 能够成活的微生物种群只能是抗冲击负荷能力强的原核细菌 而原生动物和后生动物不能存活 A段对污染物的去除主要依靠活性污泥的吸附作用 这样 某些重金属 难降解有机物和氮 磷等都能通过A段得到一定程度的去除 A段的污泥负荷一般为2 6kgBOD kgMLSS d 污泥龄0 3 0 5d 水力停留时间30min 池内溶解氧浓度0 2 0 7mg L BOD去除率大致为40 70 经A段处理后的污水 可生化性得到改善 有利于后续B段的生物降解作用 B段接受A段的处理水 负荷较低 水质 水量也较稳定 许多原生动物可以很好地生长繁殖 由于不受冲击负荷影响 其净化功能得以充分发挥 较传统活性污泥处理系统 曝气池的容积可减少40 左右 B段的污泥负荷一般为0 15 0 3kgBOD kgMLSS d 污泥龄15 20d 水力停留时间2 3h 池内溶解氧浓度1 2mg L特点a 二级独立工作 完全不同的微生物群互相独立 更佳更稳定工作A段 细菌 世代期短 繁殖快 活性高 吸附力强B段 菌胶团b 不设初沉池 居民排泄细菌 大肠杆菌 排水管网中细菌增殖 适应 选择A段适应的微生物群抗冲击力强进B段水质稳定污水管网城污水厂出水c A段厌氧或缺氧状态 有机负荷高 3 6kgBOD5 kgMLSS d 抑制丝状菌增殖 AB法工艺流程图 格栅 沉砂池 吸附池 中间沉淀池 曝气池 二次沉淀池 回流污泥 回流污泥 进水 出水 预处理段 A段 B段 六 A2 OA2 O工艺是厌氧 缺氧 好氧组成的工艺 利用生物处理法脱氮除磷 是一种深度二级处理工艺 A2 O生物处理系统可同步除磷脱氮 其工作机制由二部分组成 一是除磷 由一种称之为聚磷菌的专性好氧不动细菌通过厌氧释磷和好氧吸磷两个过程完成 污水中的磷在厌氧状态下 由聚磷菌释放出来 在好氧状态下又将其更多地吸收 以剩余污泥形式排出系统 二是脱氮 由硝化和反硝化两个过程完成 污水在有氧条件下进行硝化 有机氮被细菌分解成氨氮 氨氮进一步转化为硝态氮 然后在缺氧条件下 硝态氮还原成氮气溢出 从而达到脱氮的目的 因而该系统生物处理构筑物由厌氧区 缺氧区及好氧区三部分组成 其中好氧吸磷后的污泥经二沉池沉淀后由污泥泵抽送至厌氧段进行放磷 称之为外回流 含氮污水在好氧区硝化为硝酸氮后 需回流至缺氧区脱氮 回流倍数愈高脱氮效果愈好 通常采用泵抽升混合液回流 称之为内回流 A2 O法有以下几个优点 1 是传统活性污泥法的改进型 保留了传统活性污泥法的优点 有机物处理效果高且稳定 同时具有良好的脱氮除磷效果 已具有丰富的运行管理经验 2 工艺流程中厌氧 缺氧 好氧段单独设置 利于控制各段的溶解氧浓度 保持厌氧 兼氧 好氧微生物所需特殊的生存环境 以保证各段的处理效果 3 厌氧好氧段交替运行 能抑制丝状菌的繁殖 基本不存在污泥膨胀的问题 4 无需外加碳源 厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌 能降低此块费用 A2 O法有以下几个缺点 1 工艺流程复杂 处理构筑物与配置设备数量较多 占地大 污水处理厂投资高 2 因脱氮的去除效果直接取决于内回流的混合液流量 100 300 回流量越高 脱氮效果越好 因而A2 O法电耗大 运行费用高 3 硝化出水在二沉池中易发生反硝化 产生气体 使沉淀污泥上浮 影响出水水质 4 由于受污泥增长的限制 除磷效率超过一定百分比后较难提高 a 工艺流程见图b 特点 厌氧 缺氧 内回流 只搅拌不曝气c 优点 除磷脱氮 原理 硝化菌硝化 NH3 O2NO3 内回流反硝化菌反硝化 NO3 CN2缺氧 七 氧化沟 氧化沟是传统活性污泥法的变形 属于延时曝气类型 其曝气池呈封闭的沟渠形 污水和活性污泥混合液在渠内循环流动 内循环流量高达进水流量的几十倍 因此具有很强的抗冲击符合能力 运行稳定 可不设初沉池 同时由于采用延时曝气 停留时间长 污水中的有机物被充分降解 出水水质好 而且污泥中的活性菌团已进入内源呼吸阶段 污泥产量低且稳定 无须进行污泥消化可直接进行污泥浓缩脱水 由于氧化沟环形曝气的特地 氧化沟具有推流特性 溶解氧沿池长呈现浓度梯度 在池中形成好氧 缺氧 能取得较好的脱氮效果 氧化沟将缺氧 好氧过程集中在一个池子中完成 各部分用隔墙分开自成体系 但彼此又有联系 另外根据出水中对磷的要求 参考近年来国内外的经验 在氧化沟主体前增加一个停留时间为1 1 5小时的厌氧段 进一步强化其除磷功能 这种加在氧化沟前的厌氧段 按照 选择性理论 还起到一个厌氧生物选择器的作用 在这一选择器内 生态环境有利于选择性的发展菌胶团细菌 应用生物竞争机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖 防止污泥膨胀的发生 传统的A O脱氮工艺的污泥内回流是用泵提升 根据需要的内回来量来调节内回流泵 氧化沟以其循环流的特点 可以在好氧区和缺氧区交界处直接回流混合液 由于两沟连通 利用沟中液流流速就能将混合液由好氧区送到缺氧区 省去内回流泵 节省大量能耗 回流量由调节门的开启度控制 氧化沟工艺内回流比R能达到4 15 远大于传统A O工艺的1 4 这是由于 1 氧化沟工艺内回流点处混合液溶解氧已经很低 甚至可接近零 大回流量不会影响缺氧沟内的缺氧工况 而传统A O工艺的内回流混合液溶解氧通常为2mg l 对缺氧区影响很大 2020 3 16 43 可编辑 2 氧化沟工艺混合液内回流不需另加动力设备 利用沟中水力条件即可完成后 多回流也不增加新的动力 而传统A O工艺混合液由内回流泵完成后 耗用功率很大 内回流比越高 功率越大 脱氮效率的提高却越来越小 当回流比大于4时经济上已很不合算 由于脱氮率随回流比的增加而上升 可以达到比传统A O工艺更高的脱氮率 这种内回流方式显示了它的优越性 已被很多其他工艺效仿 这是对传统A O工艺的一大改进 普通的氧化沟工艺采用曝气叶轮或曝气转碟进行曝气和推流 随着近年来鼓风曝气设备和微孔曝气器的广泛应用和改进 其设备各方面都愈加成熟 有不少污水处理厂将鼓风曝气应用于氧化沟 配合水下推进器等推流设备 较好的代替了曝气叶轮或转碟的作用 而且由于鼓风曝气受水深限制较少 曝气更加充分 充氧效率远高于表面曝气的特点 使得鼓风曝气在能耗 效率方面有优于表面曝气设备的表现 a 工艺流程见图b 特点 池改沟 连续循环几十到120圈才流出停留时间10 30小时c 优点 l完全混合 抗冲击l可在最佳条件下运行l有缺氧 厌氧 好氧区 可除氮脱磷l剩余污泥沉降性较好 氧化沟工艺有以下几个优点 1 工艺运转可靠 应用广泛 工程实例较多 具有大量成熟的经验 2 属于延时曝气 处理效果稳定 出水水质较好 经改进后具备脱氮除磷的功效 3 工艺流程简单 基建费用较低 对自控要求不高 运行管理方便 4 水力停留时间和泥龄较长 悬浮有机物和溶解性有机物可同时得到较彻底的去除 因此经氧化沟处理后的剩余污泥量少且稳定 无需厌氧消化 5 氧化沟的推流式循环流 抗水质 水量的冲击强 6 好氧区和缺氧区有机结合 实现无动力回流 节省了去除硝酸盐所需混合液回流的能耗 并能取得良好脱氮除磷效果 氧化沟工艺有以下几个缺点 1 传统的氧化沟工艺采用表面曝气 其充氧率较低 装机功率较大 耗电较高 运行费用增加 2 由于采用表面曝气 因此池深受限制 处理池占地面积较大本方案针对传统氧化沟工艺在曝气方式方面的主要缺点 改进其曝气方式 采用鼓风微孔曝气结合水下推进器的运行方式 八 SBR工艺 SBR工艺又称序批式活性污泥法 暴气池与二沉池合二为一 即生化反应与污水分离在同一反应器中进行 污水分批次进入反应池 然后按顺序进行反应 沉淀 排入上清液和闲置过程 最终完成一个周期 SBR工艺采用时间或空间顺序实现厌氧 缺氧 好氧的组合 并控制每一部分合适的时间比例 得到较好的脱氮或者脱磷效果 作为生物脱氮工艺 由于不需要A O系统的污泥回流和混合液回流 大大降低了运行费用 九 CAST工艺就是在传统SBR工艺基础上改进和发展起来的具有代表意义的一种处理方法 该工艺对脱氮除磷功能进行了改进和强化 它利用了微生物在不同负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷 脱氮机理 是生物选择池与传统SBR反应器相结合的产物 生物选择池设在主暴气区前端 保持了污水处理的厌氧环境 污水经格栅和沉砂池去除较大无机颗粒和漂浮物后进入生物选择池 与主暴气区回流而来的浓缩污泥充分接触混合 完成一系列生化反应 由于污水中有机物在此之前很少发生生物去除作用 保持了较高浓度 同时回流污泥已充分暴气 保持在高活性状态 为发生良好的生化反应奠定了基础 因此 该工艺综合了推流式活性污泥法的初始反应条件 具有基质浓度梯度和较高的絮体负荷 和完全混流活性污泥的优点 较强的耐冲击负荷能力 为典型的生化脱氮除磷工艺 流入 反应 沉淀 排放 待机闲置 CAST工艺在一个 或多个平行运行 反应容积可变的池子中 按曝气和非曝气阶段不断重复进行 CAST池一般分为三个区 生物选择器 缺氧区和好氧区 又称主反应区 在选择区中 废水中的溶解性有机物质能通过酶反应机理而迅速去除 选择区可以恒定容积 也可以变容积运行 多池系统的进水配水池也可用作选择区 主反应区回流的污泥中的硝酸盐可在此选择区中得到反硝化 选择区的最基本功能是防止生产污泥膨胀 兼氧区内微量曝气 亦可调节为非曝气区进行缺氧除磷 主反应区内主要进行降解有机物和硝化 同时也进行着硝化 反硝化过程 通过同时硝化 反硝化实现脱氮 必须连续测定池子主反应区的溶解氧数值 并加以控制调节 在曝气阶段需要不断调节溶解氧水平 在曝气开始时 溶解氧控制在较低的水平 约0 2 0 5mgO2 L 直到曝气阶段结束前 才使溶解氧水平达到最高水平 2 3mgO2 L CAST工艺曝气阶段和非曝气阶段不断重复进行的过程中 废水中的残余的硝酸盐对生物除磷的影响极微 在4小时循环周期的系统中 其生物除磷的效果在80 90 左右 CAST工艺每一操作循环由下列四个阶段组成 进水 曝气阶段沉淀阶段撇水阶段闲置 可视具体情况而定 上述各个阶段组成一个循环 并不断重复 循环开始时 由于污水的进入 使得池子内部的水位由某一最低水位开始上涨 经过一定时间的曝气和混合后 系统停止曝气以便使反应器内的活性污泥进行絮凝沉淀 活性污泥将在静止的环境中沉淀 当沉淀阶段完成后 撇水器将把池子上部的上清液排出系统 同时水位将降到最初的深度 之后 系统重复以上过程 CAST法有以下几个优点 1 在CAST工艺中 无需前置反硝化系统那样需要将硝酸盐氮从硝化区回流至反硝化区 因此可以省去内循环系统 而且在系统中也不需要单独设置一个缺氧运行阶段以进行反硝化 因而能同时进行有机物的降解 硝化 反硝化以及生物除磷过程 在不增加投资和运行能耗的条件下 达到深度处理的目的 2 在CAST工艺中设置有生物选择器 能有效避免丝状性微生物的生长繁殖 防止污泥膨胀 使系统运行的稳定性得到进一步的提高 3 污泥泥龄长 产泥量少 沉降性能好 4 工艺流程简单 无初沉池和二沉池以及规模较大的回流污泥泵站 因而土建和设备投资低 占地面积少 5 处理效果好 工艺稳定性高 具有很强的缓冲进水水量 水质冲击的能力 6 自动化程度高 操作灵活 适应性强 所需机械设备少 日常维护简单 7 运行费用低 比传统活性污泥法可节约30 40 CAST法有以下几个缺点 1 由于CAST工艺为一个池中实现进水 曝气 沉淀 排水的几个工序 因此处理池中设备闲置率比较高 若以4个小时循环周期计 其中2小时进水 曝气 这样在另2个小时中进水 曝气设备将被闲置 闲置率达50 出水为1小时计 其他3小时出水设备闲置 闲置率达75 因而要求曝气 进水 排水设备的容量增大 2 虽然CAST工艺中构筑物较少 但由于几个处理工序均在同一池中完成 这对工艺操作 设备控制提出了很高的要求 操作控制的编程工作较为复杂 同时在季节不同 进水水质不同的情况下要调整CAST池的运行方式 控制系统的调试工作量大 67 2 2 4各方案技术经济比较 CASS工艺图 十 MSBR工艺MSBR法是一种改良型序批式活性污泥法 是八十年代后期发展起来的技术 目前专利技术归美国芝加哥附近的AquaAerobicSystem Inc所有 其实质是A A O系统后接SBR 具有A A O生物除磷脱氮效果好和SBR的一体化 流程简洁 不需二沉池 占地面积小和控制灵活等特点 缺点是需要污泥回流和混合液回流 所需潜污泵较多 总容积利用率仅为73 目前逐步发展成为多单元组合系统 系统目前通常由7个单元格组成 见图8 4 单元1和单元7是SBR池 单元2是泥水分离池 单元3是预缺氧池 单元4是厌氧池 单元5是缺氧池 单元6是主曝气好氧池 MSBR的流程的实质与传统A A O工艺一样 由于MSBR工艺强化了各反应区的功能 为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件 无论从理论上分析 或者实际的运行结果看 MSBR工艺是最理想的污水生物除磷脱氮工艺 同时 MSBR工艺的厌氧区还可作为系统的厌氧酸化段 对进水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用 聚磷菌释磷过程中释放的能量 可供聚磷菌主动吸收乙酸 H 和e 使之以PHB形式贮存在菌体内 从而促进有机物的酸化过程 提高污水的可生化性和好氧过程的反应速率 厌氧 缺氧 好氧过程的交替进行使厌氧区同时起到优化选择器的作用 进厂污水经预处理工序后直接进入MSBR反应池的厌氧池与预缺氧池的回流污泥混合 富含磷污泥在厌氧池进行释磷反应后进入缺氧池 缺氧池主要用于强化整个系统的反硝化效果 由主曝气池至缺氧池的回流系统提供硝态氮 缺氧池出水进入主曝气池经有机物降解 硝化 磷吸收反应后再进入序批池I或序批池II 如果序批池I作为沉淀池出水 则序批池II首先进行缺氧反应 再进行好氧反应 或交替进行缺氧 好氧反应 在缺氧 好氧反应阶段 序批池的混合液通过回流泵回流到泥水分离池 分离池上清液进入缺氧池 沉淀污泥进入预缺氧池 经内源缺氧反硝化脱氮后提升进入厌氧池与进厂污水混合释磷 依次循环 泥水分离池将从SBR池回流的污泥作了2 3倍的浓缩 同时将进入预缺氧池及厌氧池的回流量减少了70 以上 从而强化了系统的除磷效果 当进入预缺氧池的流量从1Q减少到0 25Q时 其实际停留时间增加了3倍 也即其反硝化反应的反应时间增加了3倍 而当其污泥浓度增加了2倍时 微生物内源降解所带来的反硝化反应速率增加了1倍 也即NOx N的总去除率增加至8倍 将预缺氧池的反应体积减少一半后 其NOx N的总去除率仍是无泥水分离区的4倍 使得进入预缺氧池的NOx浓度在最低点 保证厌氧区的厌氧状态及厌氧区的VFA能被聚磷菌优先使用 进入厌氧区的NOx得到控制后 使得异氧细菌能在厌氧条件下 强化非VFA有机物的酸化反应 污泥浓度的增加提升了厌氧区异氧细菌的总量 更进一步促进了酸化反应的速率 而进入厌氧区的回流液从1Q减少到0 25Q使得厌氧区的实际反应停留时间增加了60 更进一步增加了酸化反应的VFA总产量 与此同时 由于回流的污泥几乎不存在任何原废水有机碳源及VFA 当回流液体从1Q减少到0 25Q时 其对厌氧区VFA的稀释效应大大降低了 此效应可将厌氧区的VFA增加至1 6倍 由于厌氧区VFA的浓度是决定聚磷菌释磷速率的关键因素 上述VFA浓度效应的上升大大提高了聚磷菌的整体反应速率 实际反应时间增加及厌氧区污泥浓度的上升则更进一步提升了VFA吸附及PHB转化的总量 单元6至单元5的回流 可根据对反硝化效率的要求的高低 通过变速调节回流泵来改变系统的回流量 为了保证系统有足够的反硝化反应 缺氧池设计停留时间近2h 同时也将曝气池至缺氧池最大回流量设计在2Q 为避免聚磷菌在预缺氧池中进行吸附释放 预缺氧池至厌氧池的污泥泵可变速调节 以保证预缺氧池的NOx N控制在1 2 5mg L 污泥泵的调节由预缺氧池的硝酸盐在线监测仪控制 序批池至泥水分离池的回流泵同样可进行变速调节 以保证整个系统的污泥平衡 MSBR反应池的工艺流程如下图所示 MSBR工艺在主曝气池及序批池内安装溶氧测定仪 根据主曝气池及序批池内DO水平自动调节空气管道的调节阀门 由调节阀门的开度影响风管总压力 由风管总压力自动调节鼓风机的进出导叶片角 特别是在主曝气池与序批池同时供氧切换为主曝气池单独供氧时自动调整鼓风量以节省能耗 运行周期的切换及各设备的时序操作均实行自动控制 在1 7SBR池的设计中采用了最先进的中间挡板流态设计 当SBR池处于澄清出水状态时 曝气池的混合液经过底部的污泥层进行了污泥过滤澄清 底部档流板可以防止当冲击水力负荷时对出水堰口污泥层的破坏 此时污泥层在中间档流板附近部分悬浮物被带起 中间档流板形成的倒向推流使得带起的悬浮物有了二次沉淀效应 保证出水水质 与此同时 MSBR的系统设计将空间与时间的控制概念有效结合起来 利用了时间控制概念 MSBR系统在夏天将温度上升所带来的额外反应停留时间转化为悬浮物沉淀时间 当周期时间缩短时 预沉时间的不变造成了沉淀澄清时间所占的比例上升 其结果是当冲击水量将悬浮物在挡板处带起时 推流的时间差使得含有悬浮物的水流接近出水堰口前即已作了周期的切换 防止了出水带出悬浮物 这是MSBR系统能够在大水力负荷冲击时仍能保证低悬浮物出水的最重要原因 与普通A A O系统相比较 MSBR系统的SBR池在沉淀澄清时段并无回流 这样实际上的水力负荷及污泥负荷均减少了一半 一般情况下A A O或改良A A O均有1Q的回流 大大稳定了澄清时段的水流状态 特别对污泥层效应的稳定起到了很大的作用 MSBR污水在通过7 和1 序批池澄清区污泥层时 前端有硝化反应及后端反硝化反应 实验数据及现场数据均证实污泥层的反硝化量很大 因此实际出水TN可控制在5 8mg L MSBR工艺图 MSBR法工艺特点如下 1 MSBR系统是从连续运行的单元 缺氧池 进水 而不是从SBR单元进水 将大部分好氧量从SBR池转移到连续运行的主曝气池中 改善了设备的利用率 2 由于所有的生化反应都与反应物的浓度有关 从连续运行的厌氧池进水 也就加速了缺氧反应速率 经缺氧后的全部污水进入厌氧池 然后再进入曝气池 提高了缺氧区的反应速率及曝气区的BOD降解和硝化反应速率 从而改善了系统的整体处理效率 提高了出水水质 同时也使系统的体积效率大大提高 即系统的F M值和容积负荷大大提高 从而缩小了系统体积 3 从连续运行单元进水极大地改善了系统承受水力冲击负荷和有机物冲击负荷的能力 4 MSBR增加了低水头 低能耗的回流设施 从而极大地改善了系统中各个单元内MLSS的均匀性 即增加了连续运行单元MLSS浓度 5 MSBR系统SBR池的水力条件经过专门处理 在SBR池的中间设置底部挡板避免了水力射流的影响 并且改善了水力状态 使得SBR池前端的水流状态是由下而上 而非通常的平流状态 这样SBR池在出水时起到的是悬浮污泥床的过滤作用而非一般的沉淀作用 使得MSBR与SBR有本质区别 6 MSBR系统采用空气堰控制出水 而不是采用出水初期放空的形式排除已经进入集水槽内的悬浮固体 防止了曝气期间的任何悬浮物进入出水堰 从而有效地控制了出水悬浮物 7 最新的MSBR增加了一项除磷功能 为减少硝酸盐对厌氧区的影响 将缺氧池前置 从而大大提高了除磷效率 MSBR法也存在以下几个缺点 1 闲置率高 SBR池利用率为50 2 虽然工艺中构筑物较少 但由于几个处理工序均在同一池中完成 这对工艺操作 设备控制提出了很高的要求 操作控制的编程工作较为复杂 控制系统的调试工作量大 但随着设备的制作水平和工业自动化水平的提高 这反而使该工艺给污水处理厂的灵活运作和管理带来了可能 十一 活性污泥法工艺参数1 MLSS 污泥浓度 a 混合液悬浮固体 MLSS混合液污泥浓度 混合液悬浮固体 是指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体质量 单位 mg l或g l 一般2000 4000mg l b 混合液挥发性悬浮固体 MLVSS 混合液挥发性悬浮固体 是指曝气池中单位体积混合液悬浮固体中有机物的质量 单位 mg l或g l 生活污水MLVSS MLSS 60 近似等于微生物量 MLSS与MLVSS反应活性污泥中微生物的量 它们之间有相对稳定的关系 一般控制MLSS2 4g l 2 SV 污泥沉降比 是指曝气池中混合液沉淀30min后 沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数 20 30 浓缩性能指标 3 SVI 污泥指数 曝气池混合液经30分钟静沉后 1克干污泥所占的污泥容积 SVI SV 10 MLSS g l 或SVI 混合液30min沉降比 10 混合液浓度 g l 单位 ml gSVI是沉降性 吸附性指标 SVI大 沉降性差 吸附性好 膨胀 发生污泥膨胀现象 SVI小 沉降性好 无机物多 污泥活性差 吸附性差 例1 某厂曝气池活性污泥浓度MLSS为3000mg l 测得SV为30 求SVI 解 SVI SV MLSS g l 10 30 3 10 100 ml g 答 SVI为100ml g 4 泥龄 SRT a 定义 微生物代谢有机物的同时自身得到增值 剩余污泥排放量等于新增污泥量 用新增污泥替换原有系统中所有污泥所需要的时间称泥龄 活性污泥在整个系统内的平均停留时间 b 传统污泥法 SRT一般为4 8天 A A O工艺8 15 10 天 以脱氮为重点SRT选大一点 c SRT较大时 年长的微生物也能在系统中存在 污泥活性较低 但凝聚沉降性较好 SRT较小时 只有年轻的微生物存在 污泥活性较高 但凝聚沉降性较差 d SRT 曝气池内MLSS总量 MLSS 池容积 剩余污泥中固体量 排放量 浓度 或SRT 曝气池内活性污泥量 每天排放的剩余污泥量 例2 某厂曝气池MLSS为3000mg l 池容为8000m3 每天排放剩余污泥300m3 剩余污泥浓度为6000mg l 求泥龄为多少 解 SRT MLSS 池容 剩余污泥日排放量 浓度 3000 mg l 8000 m3 300 m3 d 6000 mg l 13 3 d 答 泥龄为13 3日 5 剩余污泥 定义 是活性污泥微生物在分解氧化污水中有机物的同时 自身得到繁殖和增殖的结果 一 排泥量的控制方法 1 泥龄控制 当曝气池进水量和有机物浓度波动较小时 剩余污泥排放量 曝气池混合液污泥量 泥龄 回流污泥浓度 二沉池出水污泥量 2 污泥浓度控制 曝气池内混合液污泥浓度达到最佳值时 剩余污泥排放量 曝气池内混合液浓度与理想浓度之差 曝气池容积 污泥回流浓度 3 污泥负荷控制 按照曝气池内污泥量不变的原则 根据污泥负荷计算污泥的产量 并将新产生的污泥全部从系统排放出去 剩余污泥排放量 曝气池混合液污泥量 进水BOD量 污泥负荷 污泥回流浓度 4 污泥沉降比控制 当测得污泥沉降比SV增大后 可能是污泥浓度增加所致 也可能是污泥的沉降性能变差所致 不管怎么样都应该及时排泥 保持SV稳定 6 停留时间定义 是水流在处理构筑物内的平均驻留时间 曝气时间 曝气池容积 m3 进水量 m3 h a 好氧段 一般6 12小时b 厌氧段1 2小时c 缺氧段1 5 3小时例3 某厂曝气池容积为138000m3 曝气池进水量为2 4万m3 时 求曝气时间 解 曝气时间 曝气池容积 m3 进水量 m3 h 138000 24000 5 75 h 答 曝气时间为5 75小时 7 污泥负荷 FW a 定义 是指曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受的有机物的能力 单位是kgBOD5 kgMLSS d 一般记为F M 常用NS表示 即入流污水BOD5的量与活性污泥量的比值 FW 进水BOD5 mg l 流量 m3 d MLSS mg l 池容积 m3 kgBOD5 kgMLSS db 例4 某厂曝气池容积为138000m3 MLSS为3000mg l 进水BOD5为160mg l 进水流量为50万m3 d 求污泥负荷是多少 解 Fw 进水BOD5 流量 MLSS 池容 160 mg l 500000 m3 d 3000 mg l 138000 m3 0 19 kgBOD5 kgMLSS d 答 污泥负荷为0 19 kgBOD5 kgMLSS d c A A O控制在0 15 0 3kgBOD5 MLSS d以脱氮为重点取低限 8 容积负荷 是指单位有效曝气体积在单位时间内承受的有机物的数量 单位是kgBOD5 m3 d 一般记为F V 常用NV表示 FV 进水BOD5 mg l 流量 m3 d 池容积 m3 kgBOD5 m3 d 9 有机负荷率 分为进水负荷和去除负荷两种 进水负荷是指曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内承受有机物的数量 出水负荷是指曝气池内单位质量的活性污泥在单位时间内去除有机物的数量 10 溶解氧 DO 是指溶解在水里氧的量 通常记作DO 用每升水里氧气的毫克数表示 供好氧微生物需氧量一般2 3mg l 厌氧段 0 2mg l 缺氧段 0 5mg l 11 污泥回流污泥回流是将在二沉池进行泥水分离的 从曝气池中流失的大部分污泥重新引到曝气池的进水端与进水充分混合 发挥回流中微生物的作用 继续对进水中有机物进行氧化分解 作用是补充曝气池混合液流出带走的活性污泥 使曝气池内的悬浮物浓度MLSS保持相对稳定 A 外回流l目的 将污泥从二沉池排出使曝气池内维持足够的污泥浓度 微生物浓度 l回流比 r 回流污泥量与进水流量之比 一般25 100 lr 回流污泥量 m3 h 进水量 m3 h 100 计算 例5 某厂曝气池进水量为2 4万m3 时 回流污泥量为1 6万m3 时 求 回流比解 回流比 回流污泥量 进水量 100 1 6 2 4 100 67 答 回流比是67 B 内回流A A O有内回流 回流比一般200 500 主要目的 提供足够的NO3 C 外回流量的调节 a 根据二沉池泥层高度调节 Hs 0 3 0 9mb 根据进水量调节 进水量大 回流量大c 根据SV调节r SV 100 SV 例6 某厂SV 25 回流比为50 试分析该厂回流比控制是否合理 解 回流比 SV 100 SV 100 25 100 25 100 33 50