工业污水处理技术(预处理、厌氧、好氧)PPT课件.ppt

技术部培训之 工业污水预处理 厌氧处理 好氧处理技术2013 10 25 南京普信环保科技有限公司 1 目录 工业污水预处理 工业污水厌氧处理技术 工业污水好氧处理技术 工业污水概况 2 工业污水概况 工业污水的特点种类繁多 防治途径复杂 成分复杂 单一的处理技术难以净化 污染物浓度高 对环境有严重污染 含有多种有毒有害污染物 对人体健康危害大 水质数量变化幅度大 处理工艺复杂 3 工业污水概况 工业污水的分类按生产污水的工业部门分类冶金工业污水化学工业污水煤炭工业污水石油工业污水纺织工业污水食品工业污水按生产污水的行业分类制浆造纸工业污水印染工业污水焦化工业污水啤酒工业污水制革工业污水乳品工业污水 4 工业污水预处理 常见预处理污水污染物浓度超过最高允许排放的浓度的污水 应在装置区进行预处理 含有较高浓度易挥发有毒化合物的污水应进行预处理 与其他污水混合易产生沉淀 聚合或生成难降解物的污水及含较高悬浮物的污水 应进行预处理 含有较高浓度难生物降解物质的污水应进行预处理 含有较高浓度生物毒性物质的污水 高温污水 5 工业污水预处理 污水预处理指污水进入传统的沉淀 生物处理之前对水质进行的预处理 包括凝聚 澄清 过滤 消毒等技术 处理目的去除悬浮物 胶体物和有机物降低生物物质 如浮游生物 藻类和细菌去除重金属 如铁 锰去除钙镁硬度和重碳酸盐 6 常见预处理方法 物理处理法调节 澄清 过滤 离心分离等化学处理法中和 氧化还原 分解 混凝 化学沉淀等物理化学处理法混凝 离子交换 萃取 气提 气浮 吹托等 7 常见预处理方法 物理方法 一 均和调节 二 隔滤法和离心法 三 澄清法 8 一 均和调节 调节的目的 适当缓冲有机物的波动以避免生物处理系统的冲击负荷 适当控制pH值或减少中和所需要的化学药剂投加量 当工厂间断排水时还能保证生物处理系统的连续进水 控制工业污水均匀向城市下水道排放 9 一 均和调节 水质调节 10 一 均和调节 水质调节 11 二 隔滤法和离心法 隔滤法 格栅 利用留有孔眼的装置 去除和回收不同类型的大小悬浮物 如纤维 纸浆 藻类等 从而保证后续处理构筑物的正常运行 减轻后续构筑物的处理负荷 12 二 隔滤法和离心法 离心法利用离心力分离废水中与水密度不同的悬浮物 13 三 澄清法 沉淀 沉淀法利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理 14 三 澄清法 沉淀 15 三 澄清法 隔油 含油废水 含油废水中所含的油类物质 包括天然石油 石油产品 焦油及分馏物及动植物油等 其密度多小于1 但重焦油的相对密度可达1 1 存在状态浮油 占含油废水中含油量的60 80 易于从废水中分离 乳化油 不易从废水中分离出来 溶解油 呈溶解状态 溶解度约为5 15mg l 16 三 澄清法 隔油 17 常见预处理方法 化学方法 一 中和处理 二 化学沉淀处理石灰法 处理冶炼厂污水 如铅 锌 汞 镉等金属离子 硫化物法 去除重金属的效率高 需加絮凝剂 钡盐法 主要用于处理含六价铬的污水 三 氧化还原处理通过化学氧化还原作用改变污水中溶解性有害物质的性状 使之无害化 用于脱色 消毒 脱臭 去除重金属等物质 18 常见预处理方法 物理化学法 一 混凝法 二 浮选法 三 其他处理方法 萃取 汽提 吹脱 蒸发 结晶 19 一 混凝 20 二 气浮 21 三 其他 蒸汽汽提法是将蒸汽通入汽提塔 使污水中易挥发的物质被上升蒸汽夹带出汽提塔 从而达到去除污水中挥发性污染物的方法 多用于处理含酚废水 含硫废水等 空气吹脱法是将空气通入吹脱设备 吹脱池 吹脱塔 使污水中挥发性物质 如NH3 H2S CO2等 被空气带出 22 工业污水厌氧处理技术 我国工业废水排放量巨大 浓度高 多含有大量的碳水化合物 脂肪 蛋白质 纤维素等有机物 厌氧工艺的突出优点是 能将有机污染物转变成沼气并加以利用 运行能耗低 有机负荷高 占地面积少 污泥产量少 剩余污泥处理费用低 等等 23 工业污水厌氧处理技术 厌氧生物处理 在断绝与空气接触的条件下 依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用 对有机物进行生物降解的过程 处理对象 高浓度有机工业废水 城镇污水的污泥 动植物残体及粪便等 24 厌氧处理的基本原理 指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 包括兼氧微生物 的作用 将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程 反应过程第一阶段为水解酸化阶段第二阶段为产氢产乙酸阶段第三阶段为产甲烷阶段 25 工业污水厌氧处理技术 一 厌氧消化池 二 厌氧生物滤池 三 厌氧接触法 四 上流式厌氧污泥床反应器 五 厌氧生物转盘 六 厌氧流化床 七 两步厌氧消化 26 一 厌氧消化池 常用密闭的圆柱形池 废水定期或连续进入池中 经消化的污泥和废水分别由消化池底和上部排出 所产沼气从顶部排出 传统厌氧消化池池径从几米至三 四十米 柱体部分的高度约为直径的1 2 池底呈圆锥形 以利排泥 为使进水与微生物尽快接触 需要一定的搅拌 常用搅拌方式有三种 a 池内机械搅拌 b 沼气搅拌 c 循环消化液搅拌 27 一 厌氧消化池 高速厌氧消化池高温厌氧消化需要加温 常用加热方式有三种 a 废水在消化池外先经热交换器预热到规定温度再进入消化池 b 热蒸汽直接在消化器内加热 c 在消化池内部安装热交换管 28 一 厌氧消化池 特点可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液 厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现 结构较简单 缺乏持留或补充厌氧活性污泥的特殊装置 消化器中难以保持大量的微生物细胞 对无搅拌的消化器 还存在料液的分层现象严重 微生物不能与料液均匀接触 温度也不均匀 消化效率低等缺点 29 二 厌氧滤池 厌氧滤池又称厌氧固定膜反应器 是六十年代末开发的新型高效厌氧处理装置 滤池呈圆柱形 池内装放填料 池底和池顶密封 厌氧微生物附着于填料的表面生长 当废水通过填料层时 在填料表面的厌氧生物膜作用下 废水中的有机物被降解 并产生沼气 沼气从池顶部排出 30 二 厌氧滤池 废水从池底进入 从池上部排出 称升流式厌氧滤池 废水从池上部进入 以降流的形式流过填料层 从池底部排出 称降流式厌氧滤池 填料可采用拳状石质滤料 如碎石 卵石等 也可使用塑料填料 31 厌氧滤池的特点 优点填料为微生物附着生长提供了较大的表面积 池中微生物量较高 可承受的有机容积负荷高 废水与生物膜接触面大 强化了传质过程 有机物去除速度快 微生物固着生长为主 不易流失 因此不需污泥回流和搅拌设备 启动或停止运行后再启动时间短 32 厌氧滤池的特点 缺点 厌氧微生物总量沿池高度分布是很不均匀的 在池进水部位高 当废水中有机物浓度高时 特别是进水悬浮固体浓度和颗粒较大时 进水部位容易发生堵塞现象 解决方法 出水回流 部分充填载体 采用软性填料 33 三 厌氧接触法 厌氧接触法也称厌氧活性污泥法 在消化池出水端设置污泥沉淀池 将沉淀的厌氧生物污泥回流入消化池中 以此来提高消化池中的污泥停留时间 也可在消化池出水部位安装固体分离膜以提高污泥停留时间 34 厌氧接触法特点 优点通过污泥回流 保持消化池内污泥浓度较高 耐冲击能力强消化池的容积负荷较普通消化池高 中温消化时 一般为2 10kgCOD m3 d 水力停留时间比普通消化池大大缩短 可以直接处理悬浮固体含量较高或颗粒较大的料液 不存在堵塞问题 混合液经沉淀后 出水水质好 缺点混合液难于在沉淀池中进行固液分离 即污泥难以沉淀原因 污泥上附着有小气泡 且污泥在二沉池中还有活性 还会产生气体 导致已下沉的污泥上浮解决方法 脱气 超滤 投加絮凝剂 35 四 上流式厌氧污泥床反应器 UASB 由反应器 沉淀区和气室三部分组成池形有圆形 方形 矩形 小型装置常为圆柱形 底部呈锥形或圆弧形 大型装置为便于设置气 液 固三相分离器 则一般为矩形 高度一般为3 8m 其中污泥床1 2m 污泥悬浮层2 4m 多用钢结构或钢筋混凝土结构 36 四 上流式厌氧污泥床反应器 反应流程废水自下而上地通过厌氧污泥床反应器 反应器底部的污泥层将有机物转化为CH4和C02 由于气态产物的搅动 在污泥层上形成一个污泥悬浮层 反应器的上部设有三相分离器 完成气 液 泥三相的分离 沼气从上部导出 污泥自动滑落到悬浮污泥层 出水从澄清区流出 37 四 上流式厌氧污泥床反应器 38 上流式厌氧污泥床反应器特点 优点反应器内污泥浓度高 一般平均污泥浓度为30 40g L有机负荷高 水力停留时间短 中温消化 COD容积负荷一般为10 20kgCOD m3 d反应器内设三相分离器 被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区 一般无污泥回流设备无混合搅拌设备 投产运行正常后 利用本身产生的沼气和进水来搅动污泥床内不填载体 节省造价及避免堵塞问题 39 上流式厌氧污泥床反应器特点 缺点反应器内有短流现象 影响处理能力进水中的悬浮物应比普通消化池低得多 特别是难消化的有机物固体不宜太高运行启动时间长 对水质和负荷变化比较敏感 40 五 厌氧生物转盘 厌氧生物转盘 厌氧生物转盘由盘片 密封的反应槽 转轴瓦驱动装置等组成 整个生物转盘设在一个密闭的容器内 对废水的净化靠盘片表面的生物膜和悬浮在反应槽中的厌氧菌完成 产生的沼气从反应橹顶排出 由于盘片的转动 作用在生物膜上的剪力可将老化的生物膜剥落 在水中呈悬浮状态 随水流出槽外 41 六 厌氧流化床 厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术的一种生物反应装置 它以小粒径载体为流化粒料 废水作为流化介质 当废水以升流式通过床体时 与床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触反应 达到厌氧生物降解目的 产生沼气 于床顶部排出 42 厌氧流化床特点 载体颗粒细 比表面积大 床内具有很高的微生物浓度 有机物容积负荷大 一般为10 40kgCOD m3 d 水力停留时间短 具有较强的耐冲击负荷能力 运行稳定 载体处于流化状态 无床层堵塞现象 对高 中 低浓度废水均表现出较好的效能 载体流化时 废水与微生物之间接触面大 同时两者相对运动速度快 强化了传质过程 具有较高的有机物净化速度 床内生物膜停留时间较长 剩余污泥量少 结构紧凑 占地少 基建投资省 但载体流化耗能较大 且对系统的管理技术要求较高 43 七 两步厌氧消化 两步厌氧消化法是酸化和甲烷化反应分别在两个独立的反应器中进行 每一反应器完成一个阶段的反应 两个反应器内可以采用不同反应温度 特点 耐冲击负荷能力强 运行稳定 两阶段反应不在同一反应器中进行 互相影响小 消化效率高 适于高浓度有机废水 缺点 设备较多 流程和操作复杂 44 工业污水好氧处理技术 好氧处理 指在有游离氧的存在的条件下 好氧微生物降解有机物 使其稳定 无害化的处理方法 微生物利用废水中存在的有机污染物 以溶解态与胶体状为主 作为营养源进行好氧代谢 特点 反应速度较快 所需反应时间较短 且在反应过程中 基本上没有什么臭气 较卫生 对中 低浓度有机废水 或者BOD5浓度在600mg L以下的废水较为适用 45 工业污水好氧处理技术 一 活性污泥法 二 生物膜法 46 活性污泥法 原理 就是以含于废水中的有机污染物为培养基 在有溶解氧的条件下 连续地培养活性污泥 再利用其吸附凝聚和氧化分解作用净化废水中的有机污染物 过程 吸附阶段 氧化阶段 絮凝体的形成与凝聚沉淀阶段组成 活性污泥法通常是由曝气池 沉淀池 污泥回流和剩余污泥排除系统所组成 47 活性污泥法 组成 活性污泥由细菌 真菌 原生动物 后生动物等微生物组成 细菌 活性污泥净化功能最主要的成分 原生动物 后生动物 在活性污泥中大约为103个 ml影响活性污泥增长的主要因素 溶解氧营养物pH值水温有毒物质 48 活性污泥法的运行方式 推流式活性污泥法完全混合式活性污泥法氧化沟活性污泥法间歇式活性污泥法 SBR AB法废水处理工艺 49 推流式活性污泥法 又称传统活性污泥法 由曝气池 沉淀池 污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成 污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液 从空气压缩机站送来的压缩空气 过铺设在曝气池底部的空气扩散装置 以细小气泡的形式进入污水中 目的是增加污水中的溶解氧含量 还使混合液处于剧烈搅动的状态 呈悬浮状态 溶解氧 活性污泥与污水互相混合 充分接触 使活性污泥反应得以正常进行 50 推流式活性污泥法 51 完全混合式活性污泥法 其组成与普通活性污泥性类似 在污水进入反应池后 在曝气搅拌的作用下立即和全池混合 曝气池内各点的底物浓度 微生物浓度 需氧速率完全一样 不像推流式的前后段有明显的区别 当入流出现冲击负荷时 因为瞬时完全混合 曝气池混合液的组成变化较小 所以完全混合法耐冲击负荷能力较大 52 完全混合式活性污泥法 鼓风曝气装置 机械表面曝气装置 53 活性污泥法运行中常见问题 1 污泥膨胀产生原因 污泥结构松散 沉降性差 造成污泥上浮而随水流失 广义地把活性污泥地凝聚性和沉降性恶化 以及处理水浑浊的现象总称为活性污泥的膨胀 解决方法 加强管理 及时监测 当进水浓度大 出水水质差时 加强曝气提高供氧量 加大排泥量 提高进水浓度 曝气池中含碳高而使碳氮比失调时 投加含氮化合物 加氯可以起凝聚和杀菌双重作用 54 活性污泥法运行中常见问题 2 污泥上浮泥脱氮上浮活性污泥上氮气吸附多时 由于比重降低 污泥随气体浮上水面 污泥腐化上浮污泥由于缺氧而腐化 厌氧分解 产生大量甲烷及二氧化碳气体附着在污泥上 使污泥比重变小而上浮 上浮的污泥发黑发臭 防止方法 减少曝气 及时排泥 减少曝气池进水量 55 活性污泥法运行中常见问题 3 污泥的致密与减少污泥失去活性 解决方法 投加营养料 缩短曝气时间或减少曝气量 调整回流比和污泥排放量 防止污泥上浮 提高沉淀效果 污泥的培养与驯化 56 活性污泥法运行中常见问题 4 泡沫问题当废水中含有合成洗涤剂及其它起泡物质时 就会在曝气池表面形成大量泡沫 它会隔绝空气与水接触 吸附大量活性污泥固体 影响环境卫生 解决方法 在曝气池上安装喷洒管网 用压力水 处理后的废水或自来水 喷洒 打破泡沫 定时投加除沫剂 如机油 煤油等 以破除泡沫 57 氧化沟活性污泥法 又称氧化渠或循环曝气池 是活性污泥法的一种变形 主要有Carrousel氧化沟 Orbal氧化沟 曝气 沉淀一体化氧化沟等 工艺流程 原废水 沉砂池 58 氧化沟 59 氧化沟特征 构造上的特征 池体狭长 池深较浅 一般在2 5m左右 曝气装置多用表面机械曝气器 竖轴曝气器 如 低速曝气叶轮 横轴曝气器 如 曝气转刷 曝气转盘 进 出水装置简单 60 氧化沟特征 工艺上的特征氧化沟内的流态呈循环混合态 沟内混合液呈推流式快速流动 0 4 0 5m s 进水流量与沟内流量相比很小 完全混合的 有机负荷很低 相当于延时曝气法 出水水质好 抗冲击负荷能力强 对水温 水质 水量等的变动有适应性 污泥产率低 剩余污泥产量少 污泥龄长 可达15 30d 具有生物脱氮的功能 61 Carrousel氧化沟 结构使用定向控制的曝气和搅动装置 向混合液传递水平速度 使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动 既有完全式混合反应器的特点 又有推流式反应器的特点 沟内存在明显的溶解氧浓度梯度 原理污水直接与污泥一起进入氧化沟系统 表曝机增加水中溶解氧 微生物去除水中有机污染物 同时 氨被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐 曝气机下游 混合液由缺氧 反硝化开始 进入有氧区 完成一次循环 62 63 Carrousel氧化沟 特点结构和设备简单 管理方便多沟串联 有二沉池 污泥回流系统 表面曝气机 完全混合流态 存在问题污泥膨胀问题 泡沫问题 污泥上浮问题 流速不均及污泥沉积问题 64 Orbal氧化沟 三个同心椭圆 由外沟道进入 DO在0 1 2mg L 脱氮除磷 外沟道容积达50 60 内沟道约10 20 65 Orbal氧化沟 工艺流程 66 特点 优点圆形或椭圆形的沟渠 能充分利用水流惯性 节省能耗 多沟串联可减少水流短路现象 缺点圆形或椭圆形沟型 平面布置相对困难 需要设立独立的沉淀池 占地面积偏大 单组曝气转碟供氧强度低于转刷和垂直表曝机 设备台数较多 维护点增多 设备投资略高 67 间歇式活性污泥法 SBR 间歇式活性污泥法 即序批式活性污泥法 由于在运行中采用间接操作的形式 每一个反应池是一批批地处理废水 因此称为序批式 工艺流程 68 SBR工艺流程与特征 工艺流程 原废水 格栅 沉砂池 初沉池 SBR池 出水 69 SBR工艺流程与特征 特征流程简单 无二沉池与污泥回流 运行费用低 固液分离效果好 出水水质好 运行操作灵活 效果稳定 脱氮除磷效果好 有效防止污泥膨胀 耐冲击负荷 提高难降解废水的处理效率 节省占地面积 易于实现自动化控制 70 滗水器 效果图 71 AB法废水处理工艺 工艺流程 72 AB法特点 不设初次沉淀池 A段和B段的污泥回流系统单独分开 互不相混 A段和B段分别在负荷相差悬殊的情况下运行 A段和B段的优势微生物种群不一样 73 AB法存在问题 A段污泥负荷高 污泥产量多 增加了污泥系统的造价 需要两套污泥回流系统 增加了投资 A段出现恶臭 影响环境卫生 在要求脱氮除磷时 A段一般不宜去除太多的有机物 否则影响B段的脱氮效果 除磷效果难以达到排放标准 74 生物膜法 概念生物膜是依靠附着于固体表面滤料的介质上而生长繁殖的微生物净化有机物的好氧处理方法 种类 生物滤池 其中又可分为普通生物滤池 高负荷生物滤池 塔式生物滤池等 生物转盘 生物接触氧化法 好氧生物流化床等 75 生物膜法特点 优点 1 附着于固体介质表面上的微生物对水量 水质的变化有较强的适应 2 固体介质有利于微生物形成稳定的生态体系 微生物种类较多 处理效率高 3 降解产物污泥量少 4 管理方便 缺点 1 滤料表面积小 BOD容积负荷小 2 附着于固体表面的微生物量较难控制 操作伸缩性差 3 靠自然通风供氧 不如活性污泥供氧充足 容易产生厌氧 76 生物膜的结构 生物膜起支撑作用 供微生物附着生长的载体 生物滤池 滤料 接触氧化 填料 生物流化床 载体供微生物生长所需的营养物质 生物膜的形成到成熟需30天 77 生物膜的性质 高度亲水 存在着附着水层 微生物高度密集 各种细菌以及微型动物 形成了有机污染物 细菌 原生动物 后生动物的食物链 78 生物接触氧化工艺 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺 又称为淹没式生物滤池 工艺流程 79 主要特点 池内的生物固体浓度 10 20g l 高于活性污泥法和生物滤池 具有较高的容积负荷 可达3 0 6 0kgBOD5 m3 d 不需要污泥回流 不会污泥膨胀 运行管理简单 对水量水质的波动有较强的适应能力 污泥产量低于活性污泥法 80 生物接触氧化池构造 由池体 填料 布水系统和曝气系统等组成 填料高度一般为3 0m 填料层上部水层高约为0 5m 填料层下部布水区的高度 为0 5 1 5m 考虑检修 81 生物接触氧化池填料 填料是微生物的载体 其特性对池中生物量 氧的利用率 水流条件和废水与生物膜的接触反应情况等有较大影响 填料的选择 考虑填料的比表面积 生物附着性 是否易于堵塞等 分为硬性填料 软性填料 半软性填料弹性填料 组合填料及球状悬浮型填料等 82 弹性填料 组合填料 蜂窝填料 球状悬浮填料 83 生物滤池 基本流程 84 基本原理 含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过 与生物膜中的微生物充分接触 其中的有机污染物被微生物吸附并降解 使得废水得以净化 主要净化功能是依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化降解作用 85 基本结构 86 组成与构造 生物滤池一般主要由池体 滤料 布水装置 排水系统等四部分组成 池体圆形 方形 矩形池体 有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风 但在冬季易受低温的影响 池壁高于滤料0 5m 在寒冷地区 需考虑防冻 采暖或防蝇措施 87 组成与构造 滤料是生物膜赖以生长的载体 其特性 有大的表面积 有利于微生物的附着 能使废水以液膜状均匀分布于其表面 有足够大的孔隙率 使脱落的生物膜能随水流到池底 同时保证良好的通风 适合于生物膜的形成与粘附 且不被微生物分解 不抑制微生物的生长 有较好的机械强度 不易变形和破碎 88 组成与构造 布水装置目的是将废水均匀地喷洒在滤料上 主要有两种 固定式布水装置 旋转式布水装置 普通生物滤池 固定式布水装置 高负荷生物滤池和塔式生物滤池 旋转布水装置 89 固定布水装置 90 旋转布水装置 91 组成