好氧反应器类型及原理PPT课件.ppt

纪荣平rpji好氧反应器类型及原理 扬州大学环境科学与工程学院 1 好氧活性污泥法和好氧生物膜法好氧活性污泥法 完全混合式 推流式 氧化沟 SBR ICEAS CASS DAT IAT UNITANK MSBR AB好氧生物膜法 生物接触氧化 生物滤池 生物转盘 生物流化床 BAF 好氧生物处理 2 去除污水中溶解性和胶体性有机物 降低水中氮磷等营养物的含量 生物化学处理法主要去除对象 3 好氧和厌氧两大类 分别利用好氧微生物和厌氧微生物分解有机物 活性污泥法与生物膜法 生物化学处理法分类 4 投资省 运转费用低 处理效果好 操作简单等优点 在城市污水和工业废水的处理中得到广泛的应用 生物化学处理特点 5 活性污泥法的基本原理 向生活污水中不断地注入空气 维持水中有足够的溶解氧 经过一段时间后 污水中即生成一种絮凝体 这种絮凝体是由大量繁殖的微生物构成 易于沉淀分离 使污水到澄清 这就是 活性污泥 6 活性污泥法就是以悬浮在水中的活性污泥为主体 在微生物生长有利的环境条件下和污水充分接触 使污水净化的一种方法 活性污泥法主要构筑物是曝气池和二次沉淀池 基本流程如下图 7 活性污泥中的微生物 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 8 影响活性污泥增长的主要因素有 溶解氧营养物pH值水温有毒物质 9 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 OxidationDitch 间歇式活性污泥法 序批式活性污泥法 即SBR AB法废水处理工艺 10 推流式活性污泥法 又称传统活性污泥法 普通活性污泥法 池内流态 11 完全混合式活性污泥法 鼓风曝气装置 机械表面曝气装置 表面曝气装置 12 氧化沟 巴斯维尔 Pasveer 氧化沟卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟奥贝尔 Orbal 氧化沟一体化氧化沟DE型氧化沟三沟式氧化沟 13 污泥泵房 二沉池 转刷 原污水 处理水 剩余污泥 回流污泥 巴斯维尔 Pasveer 氧化沟 14 转刷曝气器 注意沟深 沟深2 2 5m 15 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟 英国ASHVale污水处理厂 卡鲁塞尔 Carrousel 氧化沟 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 16 工艺应用 卡鲁塞尔氧化沟结构和设备简单 管理方便 对中小规模的城市污水处理厂有一定的适用性 目前我国的中山 淮南 黄岩等城市及北京顺义区均采用这一工艺 规模在8万m3 d左右 其中中山市的污水处理厂已经投入运行 17 奥贝尔 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 18 应用 奥贝尔氧化沟作为较优化的工艺之一 可以在城市污水处理工程中推广应用 尤其适用于中小规模的污水处理厂 目前 全国已有20余座城市污水处理厂采用了奥贝尔氧化沟工艺 其中 北京大兴 潍坊市 莱西市 文登市的污水处理厂已经投入运行 规模4x104m3 d 10 x104m3 d 19 不足之处 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 虽然有利于获得稳定的水质 但占地面积偏大 中心岛又消耗一定的面积 增加了无效占地 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 尽管有利于提高供氧效率和优化控制 但维护点增多 设备投资有可能略高 20 一体化氧化沟 氧化沟和固液分离设施合建在一起 21 一体化氧化沟 来自预处理的污水 沉淀区 曝气区 集水管 处理出水 22 一体化氧化沟 处理水 来自预处理的污水 回流污泥 以侧沟作为二沉池 交替运行 的氧化沟系统 23 DE型氧化沟 24 三沟式氧化沟 25 带脱氮除磷功能的氧化沟 带脱氮除磷功能的氧化沟 26 氧化沟处理工艺的特点 工艺流程简单 运行管理方便 运行稳定 处理效果好 能承受水量 水质的冲击负荷 对浓度较高的工业废水有较强的适应能力 污泥量少 性质稳定 可以除磷脱氮 基建投资省 运行费用低 27 工艺应用 北京酒仙桥污水处理厂 一期工程污水量20万吨 二期工程污水量35万吨 西安市北石桥污水处理厂 一期设计规模 15万吨 远期 30万吨 福州屏西污水厂 水量1500M3 d 广东南海县污水厂 水量10000M3 d 抚顺石油二厂污水厂 水量28800M3 d 山西针织厂 水量5000M3 d 28 传统SBR的操作过程 29 进水期三种运行方式 限制性曝气 充水结束再曝气 非限制性曝气 边进水边曝气 半限制性曝气 充水后期曝气 满足脱氮除磷要求 30 SBR与传统污水处理工艺不同点 SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式 非稳定生化反应替代稳态生化反应 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀 31 SBR特征及特点 主要特征 是在运行上的有序和间歇操作 技术的核心 SBR反应池 该池集调节 初沉 生物降解 二沉等功能于一池 无污泥回流系统特点 处理工序不是连续的 而是间歇的 周期性的 污水一批一批地顺序经过进水 曝气 沉淀 排水 然后又周而复始 流程 进水 曝气 沉淀 排水 32 ICEAS的循环操作过程 曝气 沉淀 排水排泥 进水 进水 进水 出水 滗水器 33 ICEAS工艺与经典SBR工艺的对比 沉淀特性不同 受进水扰动 破坏了理想沉淀 理想推流性能和污泥膨胀的控制 连续进水 丧失了经典SBR理想推流特点 同时丧失了对污泥膨胀的控制 故需设置选择区 连续进水便于较大型污水处理厂 34 ICEAS工艺应用 利用ICEAS法处理饮料生产废水 处理能力 8000吨 天 昆明市第三污水处理厂 处理能力 10 104 20 104m3 d 35 生物选择器 2 缺氧区 3 好氧区 4 回流污泥和剩余污泥 5 滗水器 循环式活性污泥法工艺 CASS 36 生物选择器的作用 利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除 并对难降解的有机物起到良好的水解作用 可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放 可有效地抑制丝状菌的大量繁殖 克服污泥膨胀 提高系统的稳定性 37 CASS工艺的运行方式 进水 曝气 回流 曝气 回流 停曝气 沉淀 沉淀 排水 排水 排泥 闲置 进水 38 CASS工艺的应用 lCASS工艺处理北京航天城污水CASS工艺在啤酒废水处理中的应用lCASS工艺处理垃圾渗滤液lCASS法在湖州碧浪污水处理厂的应用lCASS工艺处理小区污水及中水回用lCASS工艺处理油漆生产废水lCASS 气浮工艺处理洗毛废水 39 DAT IAT工艺 需氧池 DemandAerationTank 和间歇曝气池 IntermittentAerationTank DAT池连续进水 连续曝气 IAT池完成曝气 沉淀 滗水和排出剩余污泥 40 适用性 可用于较大型污水厂 如 天津经济技术开发区污水处理厂 日处理污水10 104 抚顺三宝屯污水处理厂 日处理污水25 104 41 UNITANK工艺 南京城北污水处理厂 42 UNITANK工艺的周期运行过程 主体一2 5h 主体二2 5h 沉降二1h 过渡二0 5h 沉降一1h 过渡一0 5h 搅拌 曝气 沉降 进水 出水 进水 出水 43 MSBR工艺 44 几种工艺的比较 45 SBR工艺的优点及机理 46 AB法工艺流程和基本原理 1 工艺流程 47 AB法特点 A段曝气池具有很高的有机负荷 F M 2 6kgBOD5 kgMLSS d 在缺氧 兼性 环境下工作 B段曝气池在低负荷率下工作 F M 0 15 0 3kgBOD5 kgMLSS d A段之前一般无初沉池 以便利用污水中存在的微生物和有机物 48 AB工艺的运行稳定性优于单段活性污泥法 B段由于发生硝化和部分反硝化 活性污泥的沉淀效能好 出水SS和BOD5一般小于10mg l 基建投资节省15 20 能耗节省15 生物产气量增加25 A段曝气池可与曝气沉砂池合建 AB法特点 49 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 AB工艺的基本特征 50 AB工艺的局限性及存在问题 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 51 AB工艺运行方式的改进 通过对B段作改进 将B段按A An O及UCT方式运行 可达到脱氮的目的 但不足的是难达到磷的出水要求 ADMONT工艺 将B段的部分污泥回流到A段 将A段的污泥部分回流到B段 在A段 B段中均有硝化和反硝化菌同时存在 从而提高脱氮效果 52 ADMONT工艺流程图 53 工艺应用 l乌鲁木齐市河东污水处理厂深圳罗芳污水厂一期工程青岛海泊河污水处理厂深圳滨河污水处理厂AB法处理淄博城市污水AB 气浮法处理酶制品厂废水AB法处理高浓度石油化工废水 54 泥法的常见异常现象与对策 1 污泥腐化现象 活性污泥呈灰黑色 污泥发生厌氧反应 污泥中出现硫细菌 污泥腐败变黑 产生恶臭 出水水质恶化 原因 1 负荷量增高 2 曝气不足 3 工业废水的流入 4 池内存在死角等 对策 1 控制负荷量 2 增大曝气量 3 切断或控制工业废水的流入 4 消除池内死角 55 污泥上浮 现象 污泥沉淀30 60min后呈层状上浮 多发生在夏季 原因 反硝化作用导致NO3 在二沉池中被还原成N2 引起污泥上浮 对策 减少污泥在二沉池的HRT 及时排除剩余污泥 降低污泥浓度 缩短污泥龄 56 污泥解体 现象 在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体 出水透明度下降 原因 1 运行不当 曝气过度 2 负荷下降 活性污泥自身氧化过度 3 污水中含有有毒物质 对策 1 减少曝气 2 增大负荷量 3 去除进水中的有毒物质 57 泥水界面不明显 现象 泥水没有清晰的界面 原因 高浓度有机废水的流入 使微生物处于对数增长期 污泥形成的絮体性能较差 对策 降低负荷 增大回流量以提高曝气池中的MLSS 降低F M值 58 污泥膨胀 指活性污泥质量变轻 膨大 沉降性能恶化 在二沉池中不能正常沉淀下来 SVI异常增高 达400以上 主要是由于丝状菌异常增殖而引起的 高粘性污泥膨胀 59 污泥膨胀的 选择性理论 活性污泥中主要存在着两大类群的细菌 菌胶团细菌和丝状细菌 60 临时控制措施 l 污泥助沉法 改善 提高活性污泥的絮凝性 投加絮凝剂如 硫酸铝 改善 提高活性污泥的沉降性 密实性 投加粘土 消石灰等 2 灭菌法 杀灭丝状菌 如投加氯 臭氧 过氧化氢等的药剂 投加硫酸铜 可控制有球衣菌引起的膨胀 61 工艺运行调节措施 1 加强曝气 提高混合液的DO值 使污泥常处于好氧状态 防止污泥腐化 加强预曝气或再生性曝气 2 调节运行条件 调整进水pH值 调整混合液中的营养物质 如有可能 可考虑调节水温 丝状菌膨胀多发生在20 以上 调整污泥负荷 当超过0 35kgBOD kgMLSS d时 易发生丝状菌膨胀 62 生物接触氧化法 生物滤池 普通生物滤池 高负荷生物滤池 塔式生物滤池 曝气生物滤池 BAF 生物转盘 生物流化床 好氧生物膜法 63 生物膜的结构 生物膜的形成 生物膜的成熟 30d 64 形成生物膜的前提条件 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 作为接种的微生物 65 生物膜法的工艺特点 一 微生物相方面的特征1 参与净化反应的微生物种类多样化相对稳定的环境 相对较长的SRT丝状菌可大量生长 无污泥膨胀之忧 线虫类 轮虫类等微型动物出现的频率较高 藻类及昆虫类也会出现 生物膜上的生物 类型广泛 种属繁多 66 2 生物膜上微生物的食物链较长 动物性营养者所占比例较大 微型动物的存活率较高 出现寡毛虫 昆虫类 食物链长 污泥产量比活性污泥系统低 3 能够存活世代时间较长的微生物 有利于硝化作用的进行 67 二 处理工艺方面的特征 1 对水质 水量变动有较强的适应性 2 剩余污泥的沉降性能良好 易于固液分离 3 能够处理低浓度污水 4 不需污泥回流 易于维护运行 运行费用少 68 生物接触氧化工艺 69 基本原理与特点 基本工艺流程 70 主要特点 生物固体浓度高 10 20g l 单位容积的污水处理能力增加 设备体积减小 占地相应减少 对水量水质的波动有一定的适应能力 增加了氧的传递效率 动力消耗低 污泥量大幅度减少 不需要污泥回流 不产生污泥膨胀 运行管理简单方便 71 生物接触氧化处理技术应用 城市污水印染废水石油化工废水含酚废水啤酒废水 72 普通生物滤池基本结构 73 由池体 滤料 布水装置 排水系统等组成 74 高负荷生物滤池 其BOD5容积负荷率高于普通生物滤池6 8倍 水力负荷高达10倍 加大水力负荷 及时冲刷过厚和老化的生物膜 加速生物膜更新 抑制厌氧层发育 使生物膜保持较高的活性 可抑制滤池蝇的过度滋长 可减轻散发的臭味 75 高负荷生物滤池的滤料 卵石 石英砂 花岗岩等 以表面光滑的卵石为好 粒径较大 为40 70mm 承托层70 100mm 孔隙率较高 可以防止堵塞和提高通风能力 塑料滤料 如聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯等 形状有波纹板式 斜管式和蜂窝式等 76 塔式生物滤池 一般高达8 24m 直径1 3 5m 径高比1 6 1 8 多层滤池叠加 形成塔状 特点 通风良好 水气液接触充分 水力负荷大 微生物分层 采用轻质滤料等 77 塔式生物滤池的滤料 多采用质轻 比表面积大和孔隙率高的人工合成滤料 比表面积为100 220m2 m3 孔隙率大于94 其特点 质量轻 强度高 耐腐蚀 比表面积和孔隙率都较大 但造价较高 初期投资较大 78 曝气生物滤池 BAF 79 BAF反应器特征 1 微生物相多样化 生物的食物链长 并能存活世代期较长的微生物 2 微生物量多 处理能力大 净化功能显著提高 3 污泥沉降性能好 剩余污泥产量少 4 耐冲击负荷 对水质水量变化具有较强的适应性 5 易于运行管理 无污泥回流 无污泥膨胀 80 充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池