气浮技术及其与生化处理的配合.ppt

气浮技术及其与生化处理的配合 朱沛炳 气浮技术 气浮设备简介 气浮技术与生物处理 气浮法净水是将空气以微小气泡形式通入水中 使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附 形成水 气 颗粒三相混合体系 颗粒粘附上气泡后 密度小于水即上浮水面 形成浮渣层 从水中分离出去 气浮概念 去除范围 工业应用 1 去除靠自然沉淀难去除的悬浮物2 进行固液分离 处理含藻类的低温低浊水3 浓缩活性污泥效果好于沉淀法 气浮法对于石油工业或煤气发生站的乳化油类 毛纺工业洗毛废水中的羊毛脂和洗涤剂 食品加工中的油脂 洗煤车间的细煤粉 以及相对密度接近于1的固体颗粒 如造纸工业中的纸浆 纤维工业中的细小纤维等处理效果良好 第一章气浮技术 第一节气浮技术简介 气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理 即为二级生物处理之前的预处理 污水中固体颗粒粒度很细小 颗粒本身及其形成的絮体密度接近或低于水 很难用沉淀法实现固液分离时 可以利用气浮法 气浮法可以有效地用于活性污泥的浓缩 有的气浮法以去除污水中的悬浮杂质为主要目的 或是作为二级生物处理的预处理 保证生物处理进水水质的相对稳定 或是放在二级生物处理之后作为二级生物处理的深度处理 确保排放出水水质符合有关标准的要求 第一章气浮技术 几个气浮 生化处理工艺 第一节气浮技术的作用 第一章气浮技术 第一节气浮技术的定位 气浮池属于物理处理法中的重力分离法 气浮可作为一级处理除去胶体颗粒和悬浮颗粒 气浮法可以有效地应用于生物处理中的污泥污泥浓缩 气浮可作为三级处理来使水质达标 第二章气浮设备简介 第一节加压溶气气浮 1 气浮池的有效水深通常为2 0 2 5m 一般以单格宽度不超过10m 长度不超过15m为宜 废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类 投加量 反应形式等因素有关 一般为5 15min 为避免打碎絮体 废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0 1m s 废水在接触室中的上升流速一般为10 20mm s 停留时间应大于60s 2 加压水泵 按压力流量选泵 此外设计空气量按25 过量处理 保证气浮效果 溶气罐 由填料特性 填料层高度 罐内液位高 布水方式选择 温度空气供给设备及液位自动控制设备根据实际情况选择 溶气水减压设备 减压阀已经很少用 多用溶气释放器 第二节浅层气浮 第二章气浮设备简介 溶气泵应选用压力较高的多级泵 其工作压力为0 4 0 6MPa 溶气罐为压力溶气设备 设计工作压力一般为0 6MPa 溶气罐定都应设安全阀 气浮池有效水深0 5 0 6m 圆形2 接触室上升流速下端取20mm s 上端取5 10mm s 水量接触时间1 1 5min 接触室上升流速下端取20mm s 上端取5 10mm s 水量接触时间1 1 5min 分离区表面负荷3 5m3 m2 h 水力停留时间12 16min 第二章气浮设备简介 第二节浅层气浮 浅层气浮运行流程图 无机高分子混凝剂 有机高分子混凝剂 第二章气浮设备简介 第三节涡凹气浮 停留时间15 20min 表面负荷5 10m3 m2 h 池中工作水深不大于2 0m 池子长宽比不小于4 涡凹气浮装置结构a 曝气段b 气浮段c 沉淀排泥部分d 刮渣机e 浮渣收集和排泄系统f 溢流出水系统涡凹气浮装置主要技术参数a 曝气机可采用1 6个b 处理能力 5 500m hc 曝气机主轴转速 1450r mind 刮泥机速度 5 16 25 8 min 第二章气浮设备简介 第四节设计计算 气浮所需空气量计算 气浮所需空气量计算 1 当有试验资料时 气浮所需空气量 可用下述公 式计算 式中 qv 气浮池设计水量 m3 h R 试验条件下的回流比 ac 试验条件下的释气量 L m3 水温校正系数 取1 1 1 3 2 当无试验资料时 可根据气固比 A S 进行估算 计算式如下 式中 A S 气固比一般为0 005 0 006 如剩余污泥气浮浓缩时 气固比采用0 03 0 04 ca某温度下的空气溶解度 f 压力为p时 水中的空气溶解系数 0 5 0 8 通常0 5 P0 表压 kPa qvR 加压水回流量 m3 h qv 设计水量 m3 h Si 入流废水的悬浮固体浓度 mg L 溶气罐计算 溶气罐直径Dd选定过流密度I后 溶气罐直径按下式计算 对于空罐I选用1000 2000m3 m2 d 对填料罐I选用2500 5000m3 m2 d 溶气罐高h 式中 h1 罐顶 底封头高度 根据罐直径而定 m h2 布水区高度 一般取0 2 0 3m h3 贮水区高度 一般取1 0m h4 填料层高度 当采用阶梯环时 可取1 0 1 3m 池体表面积计算 接触池的表面积Ac及分离室表面积选定接触室中水流的上升流速vc后 按下式计算 气浮池的净容积V按下式计算 对矩形池子分离室的长宽比一般取1 1 2 1 同时以池内停留时间 t 进行校核 一般要求t为10 20min A B 作为后续处理技术 代替传统的二沉池 C D 作为浓缩处理技术 代替浓缩池 E 第三章气浮技术与生物处理 第一节气浮的作用 作为单项主体处理技术 作为预处理技术 作为深度处理技术 与生化处理无关 气浮法 1 预处理单元采用气浮工艺 可实现大于 的 去除率 大大降低生化系统的处理负荷 2 气浮可以分离地面水中的细小悬浮物 藻类及微絮凝体 3 气浮法几乎能全部去除悬浮固体形成的BOD 而对溶解性固体形成的BOD几乎没有效果 生化处理 1 生化处理为活性污泥法 生物膜法和厌氧生物处理 但是 对于厌氧生物处理 气浮法会降低其处理效果 所以厌氧处理前置气浮只应用于一些特殊废水 2 空气气浮和氮气气浮对废水中油 COD和总酚的去除效果性能几乎没有差别 但是空气气浮会使废水的可生化性变差 而氮气气浮可以提高废水的可生化性 第三章气浮技术与生物处理 第二节气浮 生化处理工艺 气浮可置于活性污泥法之前作为预处理工艺 使用条件 当原水COD高不宜生化处理 原水酸化度高易发生污泥膨胀或者原水中存在容易导致污泥膨胀的离子时 宜采用气浮 传统活性污泥法 该方法广泛应用于印染废水 豆制品废水 纺织废水 制革废水等废水的处理上 第三章气浮技术与生物处理 第三节气浮 生化处理工艺 工程实例 北京市某豆制品公司以生产豆腐 豆浆为主 日排放废水量为1000 2400m3 主要污染物浓度和设计进水水质指标及排放标准见表1 出水要求达到北京市 水污染物排放标准 DB11 307 2005 中的二级标准 根据水质特点以及简化运行管理的要求 本项目采用带生物选择器的改良活性污泥法为主体处理工艺 同时通过水力筛联合气浮的强化预处理手段保证工艺运行的稳定性 设计概述 粗格栅和水力筛对废水中较大的固形物以及豆渣等颗粒物有效去除 调节池预曝气防止废水过度酸化和沉渣上浮 混凝气浮去除大部分的悬浮物和细颗粒物 针对混合废水平均COD不高 2000 3000mg L 大部分污染物可通过强化预处理去除的特点 本工程采用改良的活性污泥法作为主体工艺 本工程在生化处理系统后还设置了后气浮单元作为备用设施 在预处理或生化系统运行不正常时开启 保证最终出水达标排放 第三章气浮技术与生物处理 第三节气浮 生化处理工艺 1 工艺流程 2 设计概述 目前废水量约为96m3 d 将来生产线扩大后日排放量为200m3 d 水质波动大 废水中油类 悬浮物及有机物浓度高 属于高浓度有机废水 处理后水质要求达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 中的三级排放标准 废水首先通过调节池均化水质水量 然后进入混凝絮凝及气浮池 该物化系统按远期流量设计 即200m3 d 气浮处理后废水采用序列间歇式活性污泥工艺 SBR 进一步去除废水中有机物 SBR生化系统设计流量为100m3 d 等将来废水量增加后 只需增加SBR池体数量和风机 即可实现废水处理系统的升级改造 在该设计中气浮作为预处理工艺 可以降低原水COD 并且由于油类等物质的存在沉淀法效果不明显 所以采用气浮法 01 气浮池具有预曝气作用 出水和浮渣都含有一定量的氧 有利于后续处理 泥渣不易腐化处 02 浮渣含水率低一般在96 以下 比沉淀池污泥体积少2 10倍 这对污泥的后续处理有利 而且表面刮渣也比池底排泥方便 03 生物接触氧化池脱落的活性污泥含有大量气泡 宜采用气浮法分离 气浮工艺置于生化处理之后可以作为后续处理技术 代替传统的二沉池 由于低溶解氧 DO 低污泥负荷 F M 腐化废水 营养缺乏和低pH等原因导致污泥易于膨胀时 活性污泥法后置二沉池不宜处理 可采用气浮法代替该二沉池 其次 生化处理后的气浮池还可以作为过滤工艺使用 第三章气浮技术与生物处理 第四节生化处理 气浮工艺 第三章气浮技术与生物处理 第四节气浮 生化处理工艺 工程实例 COD浓度高 一般为4000 15000mg L 水质 水量变化大 并且间歇排水 废水中悬浮颗粒物浓度高 废水可生化性差 废水中含有抑制微生物生长的有毒物质 设计概述 气浮过滤装置的应用 确保了废水的达标排放 尤其在冬季生物接触氧化效果较差的情况下 该装置起了决定性作用 工艺流程 池体简图 第三章气浮技术与生物处理 第四节气浮 生化处理工艺 1 2 曝气气浮池工艺处理毛纺废水 设计概述 在本设计中 染色废水进入曝气区与活性污泥混合 曝气数小时后 混合液经池壁底部孔口进入气浮反应区与溶气水混合 在气浮区 处理水与污泥分离后 绕过泥斗下部的通道从堰口溢出 同时 再将出水和空气加压至3 4公斤 厘米 在溶气罐中逗留3分钟后 经减压也进入气浮反应区 高压下溶解的空气 在常压下释放出大量的微气泡 活性污泥与微气泡粘附在一起上升至水面 然后 用刮泥机将污泥刮进泥斗 部分污泥用污泥泵回流至曝气区 剩余污泥排出 作为肥料 在本设计中气浮技术代替了原本的二沉池 第三章气浮技术与生物处理 第五节气浮 生化处理 气浮工艺 一号气浮池加药与否 对处理效果有很大的影响 主要影响COD和SS的去除效果 用混凝气浮法能去除非溶解性物质和大量的SS 有报道称加药与否对曝气池 二级气浮池及总去除率都有影响 不加药通常下降6 7 二号气浮池对整个系统的处理效果及稳定性具有重要作用 如果不经过二号气浮 出水一般达不到国家排放标准 但经二号气浮处理后 无论一号气浮效果如何 是否加药 都能保证出水达到排放标准 还可减轻由于污泥膨胀引起的出水水质恶化 特别的 一号气浮不加药时效果较差 二号气浮起的作用较大 工艺简介 本工艺即在生化处理前后均用气浮工艺 一号气浮的主要作用是作为预处理 去除废水中的COD和SS 二号气浮能克服因污泥膨胀引起的出水不达标的问题 其主要作用是保证水质达标 工艺要点 第三章气浮与生物处理 第六节多级工艺 多级生化工艺 在废水中COD过高时或废水水量波动大 水质波动频繁 污染物成分复杂 其中含有大量的石油类 酚类 氨氮及硫化物等时 由于炼油废水具有易乳化 难降解和可生化性差的特点 因此处理起来难度较大 宜采用多级气浮 多级生化来处理该废水 此类方法多用于石油类废水的处理 应用条件 工艺特点 1 在预处理阶段采用两级气浮 可以很大限度的去除废水中的COD SS等 有些情况下 会导致废水中的营养结构发生变化 如P的缺乏 如果后续用生化处理可人工添加 2 本工艺多用于石油废水中油脂的去除和毛纺废水中毛纺的回收等类似工艺 该废水为洗毛废水 该废水中含有大量泥沙 羊毛脂和微小悬浮物 COD SS较高 由于该厂羊毛为进口羊毛 故需回收 工程设计实例 设计概述 在本设计中由于油脂类废水难以沉淀的特点 故采用气浮工艺 此外 由于羊毛脂的回收问题 一级气浮处理后废水中仍存在细小的悬浮物和油脂 COD值仍然比较高 利用碱式氯化铝作为破乳剂和絮凝剂 在反应池中破乳絮凝反应后 经高压气浮形成大量细微气泡上浮 在池顶形成一层污泥层 采用刮渣机除去 故而采用两级气浮保证出水清澈 此外 两级气浮后原废水中磷含量不足 影响生化处理效果 需要按比例添加营养物 第三章气浮技术与生化处理 第六节两级气浮 两级生化处理 原水水质 2 锦西石化分公司排放的炼油废水水量平均500m3 h 大部分来自生产装置的塔 罐 油水分离器等 一部分来