污水处理厂运行管理及异常情况分析

污水处理厂运行管理及异常情况分析,主要内容,1、工艺流程的运行管理2、工艺诊断及分析3、出水指标异常分析,一、工艺流程的运行管理,1、预处理及初沉处理的运行管理2、活性污泥法生反池的运行管理3、二沉池的运行管理4、混凝沉淀系统的运行管理5、过滤系统的运行管理6、消毒系统的运行管理,一、工艺流程的运行管理,*预处理和初沉处理的运行管理1、格栅间的运行管理2、进水泵房的运行管理3、沉砂池的运行管理4、水解酸化池的运行管理5、初沉池的运行管理,预处理和初沉处理的运行管理,格栅间的运行管理格栅的主要作用：将污水中的大块污物拦截下来，否则这些大块污物将堵塞后续单元的设备和工艺管线，造成设备或者工艺管道的堵塞。,格栅的分类：栅距40mm-粗格栅（保护型格栅）15栅距25mm-中格栅4栅距9或20。如果不能满足上述要求，应向污水中投加有机物以确保脱氮除磷的效果。,进水水质的控制（三）,氨氮数值升高的危险：曝气池氧气不足；在沉降过程中产生内源反硝化，导致污泥漂浮；最终导致出水中氮、磷的浓度增加。对策：当进水氨氮升高时，可通过减小流量来降低氮的负荷，在保证沉降性能好且含氧充足的前提下适当提高污泥浓度。当进水TP超标较大时，可加强排泥，缩短泥龄，必要时投加化学除磷药剂除磷。,进水水质的控制（三）,数值降低的危险：营养物质不足将导致系统污泥质量和处理效率下降，一般城镇污水中都含有足够量的氮和磷。对策：若氮源和磷源不足，采用传统外部添加的办法。,预处理单元对后续处理单元的影响,对初级处理的影响从格栅流走的栅渣太多，将使初沉池浮渣量增多，难以清除，挂在出水堰板上影响出水均匀，不美观，并采用链条式刮泥机，丝状物将在链条上缠绕，增大阻力，损坏设备。从沉砂池流走砂粒太多，砂粒有可能在初沉池配水渠道内沉积，影响配水均匀；砂粒进入初沉池内将使污泥刮泥板过度磨损，缩短更换周期；进入泥斗后将会干扰正常排泥或堵塞排泥管路；进入泥泵后将使污泥泵过度磨损，使其降低使用寿命。,预处理单元对后续处理单元的影响,对二级处理的影响栅渣进入曝气池会在表曝机或水下搅拌设备桨板上缠绕，增大阻力；它进入二沉池将使浮渣增加，挂在出水堰板上影响出水的均匀；它进入生物滤池会堵塞配水管，进入生物转盘将在转盘上缠绕。在一些不设初沉池或部分污水跨越初沉池的处理厂，砂粒将直接进入曝气池，在池底沉积，减少有效容积，有时还会堵塞微孔扩散器；它进入生物转盘也会在池内沉积，减少有效容积。,预处理单元对后续处理单元的影响,对污泥处理的影响极易从格栅流走的是一些破布条、塑料袋等杂物，这些杂物进入浓缩池后将在浓缩机栅条上缠绕，增加阻力，并影响浓缩效果，堵塞排泥管路或排泥泵。这些杂物如进入离心脱水机，会使转鼓失去平衡，从而产生振动或严重的噪音，一些破布条、毛发有时会塞满转鼓与涡壳之间的空间，使设备过载。大量沉砂进入浓缩池将可能堵塞排泥管路，使排泥泵过度磨损，如大量砂粒进入离心脱水机，将严重磨损蚀进泥管的喷嘴处以及螺旋外缘和转鼓，增加更换次数；砂进入带式压滤脱水机将大大降低污泥成饼率，并使滤布过度磨损。,活性污泥法生反池的运行管理1、活性污泥法和脱氮除磷的基本原理2、生反池的工艺参数控制3、活性污泥的质量控制4、生反池的运行管理,一、工艺流程运行管理,活性污泥法的基本理论生物除磷脱氮基本原理,一、工艺流程运行管理,活性污泥法的基本原理,曝气池,活性污泥,活性污泥法实质上是经过强化的自然界水体自净的人工模拟。正常的城市污水的活性污泥外观呈黄褐色絨絮状，具有较大的比表面积，含水率很高，一般在99%以上。,溶解态污染物质是如何去除的：在曝气的混合搅拌作用下，溶解态污染物质主要是通过扩散作用进入细菌体内的。由于菌胶团内细菌之间的粘性荚膜物质浓度仅为10%，环境中绝大部分为水分，因此溶解性污染物质也可顺利地穿过荚膜扩散到菌胶团内，并逼近细菌细胞的表面。然后，细菌体内的细胞膜将首先选择污染物质的种类，只有那些对细菌有用且无毒的物质才被允许较容易地进入细菌细胞内。一些溶解性的有机污染物质如碳水化合物、有机酸等也能顺利地进入细菌体内。一些溶解性无机物如O2,NH3,PO4等也能顺利地进入细菌体内。,活性污泥的基本原理,胶态污染物质是如何去除的：以胶态存在的污染物质不能直接进入细胞内。它们首先被吸附到絮体表面，然后在絮体内移动到细菌的周围。细菌向体外分泌出一些叫做水解酶的生化物质，将胶态污染物质水解成小分子的溶解性物质，然后这些小分子的溶解性物质可同其它溶解性污染物质一样，进入到细菌内被分解。不设初沉池的污水厂，悬浮态的污染物质也将进入曝气池内。这些悬浮颗粒首先在曝气涡动下变成小颗粒，然后同胶态物质一样，也是先被水解成溶解态小分子物质，才能进入细菌体内被分解。,活性污泥的基本原理,经过以上吸附、扩散、水解、代谢过程，污水中无论溶解态的有机物，还是悬浮态或胶态的有机污染物，都被转移到了活性污泥絮体内，一部分被合成了新的细胞体或细胞内储存物质，另一部分被分解成水、二氧化碳、硝酸盐和磷酸盐等无机物质。以上过程在曝气池内是连续不断进行的。某一股污水进入曝气池后，该股污水就与悬浮在其中的活性污泥絮体之间开始了吸附、扩散、水解、代谢过程，到该股污水连同其中的活性污泥絮体一起流出曝气池时，以上过程刚好结束。刚进入曝气的污水中的活性污泥絮体来自于回流污泥，只有保证充足的活性污泥及时回流到曝气池前端并与刚进入曝气池的污水保持充分的接触混合，才能使该股污水流出曝气池时得到充分的净化。,2、活性污泥法生反池的运行管理,曝气池流出的混合液中，BOD5很低，但SS仍很高，这些SS就是生成的絮体，因而必须进入二次沉淀池进行有效地固液分离。正常的活性污泥具有良好的凝聚沉降性能。在混合液进入二沉池的初期，活性污泥絮体之间会相互凝聚，形成更大的絮体。随着凝聚过程的进行，会出现一个清晰的泥水界面，形成成层沉降。至此，泥水分离已完成，泥水界面之上为清澈的处理完的污水，BOD5和SS都已降至很低。,2、活性污泥法生反池的运行管理,基本流程：,活性污泥法的基本流程,回流污泥,剩余污泥,预处理后的污水,空气,处理水,回流污泥泵,供氧系统,设,计,参,数,曝气池,二沉池,1）进行泥水分离，保证出水水质；2）保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。,回流系统,剩余污泥排放系统,活性污泥法的基本组成,提供足够的溶解氧,反应主体,1）是去除有机物的途径之一；2）维持系统的稳定运行。,1）维持曝气池的污泥浓度；2）改变回流比，改变曝气池的运行工况。,废水中含有足够的可溶性易降解有机物,混合液含有足够的溶解氧,活性污泥在池内呈悬浮状态,活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥,活性污泥系统有效运行的基本条件,无有毒有害的物质流入,2、活性污泥法生反池的运行管理,控制混合液的溶解氧一般是个定值。控制在1.53.0mg/L内，当进水量Q变化时，鼓风量Qa就得根据进水量和水质变化而变化。,曝气系统的控制,精确曝气系统介绍,目前国内污水行业曝气系统的控制问题（1）、行业现状的不足总结国内现有污水处理厂的运行后发现，自动化设备投入较低，能耗高，而且系统大多在投产时没能达到设计运行要求，或在运行一段时间后改为部分自动、部分手动的运行状态，特别是曝气系统。分析原因主要有以下几个方面：,1、自动化技术与工艺技术未能有机结合。我国污水处理厂起步时，自动化系统成套引进国外产品和技术，以后虽然硬件系统在国内采购，控制技术并没有被系统的吸收。国内污水处理行业的自动化专业力量较低，很多兴建的污水处理工程的自动化系统是由冶金、化工、轻工等领域工程师设计、编程和调试的，对污水处理工艺了解较少，不能结合具体工艺进行控制策略设计，一般采用套用本行业现有技术的作法，如本行业PID调节及其整定参数等，因此，运行效果并不理想。,2、自控系统培训不到位。很多污水处理厂运行人员没有得到控制系统供应商系统的培训，除了基本操作以外，没有从理论上对诸如曝气系统调节技术的讲述，使得管理人员只能在工作中重新摸索。,3、运行经验未得到利用。污水处理厂很重要的一点，是在长期运行之后，可以总结日常规律，而且相对稳定，对于管理者，这些规律往往比昂贵的自控设备有用，但是在污水厂建设中，很多设计并没有给管理者留有充分的调整空间，而且这些有用的经验也缺乏应用到其他污水设施建设的途径。,（2）、控制策略的不足1、溶解氧控制的难点污水水质的多变和生物处理系统中生化反应的复杂性，决定了污水处理的溶解氧（DO）检测控制是一个大滞后系统，检测出结果再进行参数处理和调整，往往已滞后几个小时甚至几天，造成大量不合格水的排出。这种系统的特点是污水生物处理系统的运行管理具有相当的技术难度，要求管理者具有较好的环境工程知识基础和相当丰富的运行管理经验。,另外，溶解氧指标并不能直接反映生物反应的氧气需求量，它只是反映了反应池中氧气的剩余程度，无法根据它的数值和变化直接计算气量。,从控制理论的角度来看，污水的生物处理过程具有大滞后、非线性、随机性和多变量的特点，建立的模型也是经验的、有条件的，因此，单纯依靠理论模型建立的经典控制方法并不能很好地满足溶解氧（DO）调节的需要，造成鼓风机和阀门调节频繁、超调量大，使得设备寿命降低、能耗过高。,（3）、流量控制的重要性空气质量流量是直接影响曝气处理效果的指标，从工程的角度看，诺大的反应池往往需要许多组曝气设备，包括空气管路、曝气头或曝气器等，实际运行中，这些设备能否稳定的工作、能否及时地发现和抑制故障，会影响到曝气过程的稳定和均衡，影响到生物反应效果和电耗。不稳定的流量分布会扰乱溶解氧检测参数的真实意义，使得本来就容易产生振荡的溶解氧控制变得更加难以驾御。,曝气池通常是几百或几千平米的流动水池，空气管路通过总管和支管将压缩空气输送到池底的曝气设备，比如空气由A分别输送到B、C、D、E、F。在曝气系统设计中，曝气量应按照需要均匀的分布，实际上，由于管道压力损失，B位置和F位置的空气压力和流量存在差异，当总气量由于水质或水量变化而调整时，B位置和F位置的压差和流量差也会发生改变，这会造成曝气分布的偏差，而且这种偏差也是变化的；,另外，在系统进行时，如果某位置（如D）的曝气设施堵塞或破漏，会造成该位置压力和流量的改变，同时会引起整个空气管路的压力和流量重新分布，其他各点（B、C、E、F）的空气流量也会相应改变，引起曝气分布的偏差。上述运行中的曝气分布不均往往是隐藏性的，水面上很难发现。,曝气分布不均使得溶解氧更加困难。因为在工程中，溶解氧只能检测某点（通常是曝气池出口），不能反映出氧量的分布，溶解氧控制的一个条件是溶解氧值真实地反映曝气池生物反应的环境状态，当曝气分布不均时，这一条件不真实，控制效果也不会理想。,因此，空气流量的控制是曝气控制中十分重要的一环，如果在B、C、D、E、F位置安装流量检测设备和调节阀门，并建立控制环节，流量偏差就会在运行中被纠正，溶解氧的控制也会更加有效。,曝气系统的特点如下1）污水输入量为随机变量，其外部环境具有许多不确定因素，因此难以建立曝气生物系统的精确数学模型2）曝气系统的参数维数高、强耦合，高度非线性；3）溶解氧存在大时滞，系统平衡难以在较短时间内达到4）污水处理工艺中需要大量熟练操作人员的实践经验和知识；5）曝气流量分布的稳定和均匀是控制处理效果和节能的基础。,因此，解决好曝气系统控制应从两方面加以改善，一是解决曝气池空气流量的平衡和稳定问题，二是寻求适合溶解氧控制空气流量的控制策略,“精确曝气系统”就是将计算机和仪表控制统一集成到一个自动化的污水处理系统当中，通过动态地优化与调整曝气、回流等主要运行参数，达到使污水厂稳定运行的目的，从而极大的节省运行电耗和人工费，保证了处理效果。,与传统曝气方式相比，精确曝气具有如下特点：,（1）稳定地控制生物池中的溶解氧浓度，控制精度可优化在工艺要求的溶解氧设定值的0.5mg/L，提高生化处理效率，提高出达标率。（2）解决生物池曝气不均衡的问题，合理的分配气量，大大减少了阀门及鼓风机的调节频率，控制鼓风机在稳定的功率下供气，保障曝气系统的安全稳定运行。（3）提高污水厂的自动化水平，实现污水厂最重要过程参数溶解氧浓度的可控，保证实施运行后完全实现自动化控制。,（4）缩短污水处理厂的工艺运行调节时间，有利于工艺的运行调试和工艺恢复。（5）显著提高污水处理厂的抗负荷冲击能力。（6）降低污水厂工作人员的劳动强度，提高污水厂的运行效率。,国内目前采用的几种组合模式,1、美商生化+冰得阀门系统无锡太湖厂2、美商生化+国产蝶阀+欧玛电动头上海白龙港、苏州园区、扬州汤汪3、冰得阀门绍兴4、清华大学研发的软件+国产蝶阀+欧玛电动头无锡芦村厂,太湖新城污水处理厂简介,一期生物池,二期南池（精确控制）,二期北池（非精确控制）,太湖厂总处理量为每日15万吨，一期为每日5万吨，二期为每日10万吨。其中南池5万吨每日的池子运用精确曝气系统,70,设计工艺改良A2O工艺,项目简介,设计进水10万吨/天；共设2座生化反应池；出水执行国标1级A；,71,曝气管路,项目简介,配备2台单级高速离心风机,大脑运算部分介绍（BIOS系统）,生物池溶解氧（DO）是活性污泥法脱氮除磷工艺的关键参数之一。一般情况下，在设计污水厂时都是假设在稳态条件下运行，供气量为定值。但实际的情况是，进水的污染物浓度、水量、水温、SRT及MLSS等参数均随时间不断发生变化，这就要求生物池的溶解氧应根据进水水质情况进行动态调整，以保证最佳的处理效果，并实现节能。,BIOS从SCADA系统获得污水厂的污水排放目标值及相关的在线仪表数据，利用内嵌的活性污泥模型计算出生物反应池最优化控制参数，包括曝气池DO、IRQ、外回流比和排泥量WAS等目标控制值，然后由SCADA系统控制参数的执行。,根据无锡太湖新城污水处理厂实际操作要求，在生物池工艺优化控制系统中设计功能模块，主要包括参数设定、阈值设定、工艺设定、历史数据、仪表状态和BIOS开启/关闭功能。利用SketchUP等三维画图软件与VB等编程软件的有机结合，实现工艺过程控制的可视化,参数设定设定的参数包括出水主要化学计量参数、动力学参数与其他参数。其中，动力学参数所包含的耗氧速率、比硝化速率、比反硝化速率参数，能反映污水厂的可生物降解性、生物降解的难易程度，是污水厂运行控制实现过程与模型构建中均为关键参数。这些参数由BioChem公司研制的微生物活性测定仪（ABAM）测量所得。,阈值设定根据出水氨氮目标值，人工设定溶氧运行参数阈值。无锡太湖新城污水厂在第一、第三和第五廊道处分别设定溶氧最大、最小值，以及内回流比的最值。工艺设定无锡太湖新城污水厂二期目前运行2组生物池，同时采用缺氧/厌氧/好氧工艺，缺/厌氧池两点进水模式，因此在工艺设定功能模块设计中，实现进水分配、缺/厌氧池进水分流与外回流比等功能。这样使污水厂能根据进水分流和运行的实际情况，及时调整工艺运行参数，充分体现生物智能优化系统的可操作性与可控性。4）历史数据BIOS存储的历史数据有溶氧实测值、手动溶氧设定值、BIOS计算的溶氧设定值、IRQ手动设定值、IRQ计算值、进出水氨氮、硝酸盐等24个指标。客户可根据自身的需求，快速方便地查询相关历史数据，进行指标比对、图表制作，探究时间序列变化规律。,现场检测仪表,仪表状态为了实时监测生物池进出水氨氮、硝酸盐含量，在好氧池前端、末端分别安装了氨氮在线监测仪（AD-2000）和氨氮/硝酸盐在线监测仪（Sentry-C2）。通过仪表信号数据的传递，在控制界面中迅速获取进出水氨氮、硝酸盐含量，同时也能快速检测安装仪表是否正常运行。,执行机构部分介绍（VACOMASS系统）,83,曝气系统,项目简介,曝气头个数沿污水推流方向渐减，符合污染物浓度沿推流方向逐渐降低对气量需求降低的特性；,84,VACOMASS系统配备清单(单池),项目简介,项目简介,现场检测仪表及调控阀门,项目简介,及时的数据反馈，保证我们在中控室可以实时监控生物池各项运行数据，对其阀门变化有最全最新的掌控，溶解氧控制非常精确，非常省心,87,项目简介,南北池溶氧对比，南池溶氧低，变化幅度小，北池溶氧高，变化幅度大,88,管道气体流量与对应管廊阀门开度的变化曲线,项目简介,曝气总量控制策略,因为污水厂进水水量、水质不断变化，生化过程对应其气量需求亦实时改变，因此需对鼓风机气量供给相应调整，而同一气量供应可在两种模式下完成。第一，鼓风机处于高位压力设定值情况下运行，由曝气管道上阀门关小开度运行完成气体总量供应；第二，由系统计算合适的压力设定值并将压力设定信号给到鼓风机管理系统（MCP）使得鼓风机处于较低压力状态下运行，曝气管道上阀门处于大开度运行完成气体总量供应。相较而言后者运行模式更为经济。系统选配压力设定优化控制器，压力优化控制器动态采集各就地控制模块计算压损信号，以曝气管道上静压值为比对信号，动态给定MCP优化的压力设定信号，由MCP完成鼓风机的压力优化控制，鼓风机压力优化控制思路示意见图3。,活性污泥的回流污泥需要回流有两方面的原因，首先回流可将污泥排出二沉池，否则它会越积越多而随水外溢，然而主要的作用是有足够的微生物与进水相混合，使曝气池有合适的MLSS，保证曝气池净化功能的正常发挥。回流污泥量Or与进水流量Q之比称为回流比（用r表示），rQrQ。,活性污泥的回流与剩余污泥的控制,（1）根据二沉池泥层的高度进行调节二沉池泥层过高过低都会使出水悬浮物增加，从而降低出水水质，我们可定时测定二沉池泥层的厚度，通过改变回流量的大小，使泥层保持在距沉淀池底部的14高处。,回流量的调节方法,（2）根据进水流量来进行调节当污水流量发生变化的时候，曝气池和二沉池之间产生了活性污泥的相互转移，污水量增大，曝气池污泥浓度被稀释，原来较浓的污泥被冲到二沉池，二沉池泥面升高，污水量减少，则二沉池的污泥又会转移到曝气池，所以应根据污水量的增大或减小来增大和减小回流量。,回流量的调节方法,（3）根据污泥沉降体积估算SV值大，回流量大，SV小则需小的回流污泥量。（4）根据污泥沉降曲线调节沉降性能不同的污泥具有不同的沉降曲线。易沉污泥达到最大浓度所需时间短，沉降性能差的污泥达到最大浓度则需要较长的时间。沉降曲线的拐点对应的沉降比是该种污泥的最小沉降比，根据此确定的回流量可使污泥在池内停留时间较短，同时污泥浓度较高。在日常操作运行中，生化系统具有自动调节功能的，就没必要频繁地调节回流污泥量。,回流量的调节方法,在采用活性污泥法工艺中；剩余活性污泥的排放量直接影响处理效果，如何有效地控制排泥量是污水厂运行管理中的一个重要环节，它的控制目前有四种方法。（1）根据活性污泥浓度（MLSS或MLVSS）作排泥控制；（2）根据污泥负荷kgBOD5（kgMLSSd）作排泥控制；（3）根据污泥SV作排泥控制；（4）根据活性污泥在系统里的停留时间，即根据污泥的泥龄作排泥控制。,剩余污泥量的控制,曝气系统的控制,污泥回流系统的控制,剩余污泥排放系统的控制,工艺控制,进水水量的控制,污水经常规二级生物处理后，还含有相当数量的污染物质，如：BOD、COD、SS、氮、磷等，这些污染物会导致：水体富营养化；水质恶化；不能达标排放；不能满足回用要求；必进行脱氮除磷处理,生物脱氮除磷的基本原理,生物脱氮除磷,含氮化合物,硝化反应过程,NO3-N,N2,反硝化反应过程,硝化反应影响因素温度pH值(6-9)溶解氧(2-3)污泥龄(8天以上）重金属及有毒物质BOD5/TKN对硝化的影响（23),生物脱氮除磷,反硝化反应影响因素1.温度2.pH值(6.5-7.5)3.外加碳源(BOD5/TKN=3-4)4.溶解氧（小于0.5mg/L),生物脱氮除磷,聚磷菌在厌氧条件下释放磷，好氧条件下过量吸磷，然后通过排泥的方式将磷从系统中去除。,生物脱氮除磷,厌氧放磷过程,H3PO4,能量,好氧积磷过程,H3PO4,聚磷菌,能量,好氧条件,厌氧条件,生物除磷的影响因素1用于除磷的有效有机物2溶解氧3污泥龄(SRT)4厌氧区的硝态氮,生物脱氮除磷,化学除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。按工艺流程中化学药剂的投加点不同，磷酸盐沉淀工艺可分为前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀。,化学除磷,化学除磷的三种沉淀方式,药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除,药剂投加点包括初沉出水、曝气池及二沉池前等其他位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起排除,药剂投加点是二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，包括澄清池或滤池,前置沉淀,协同沉淀,后置沉淀,化学药剂的投加点和投加量的选择取决于出水TP的排放要求。此外，在化学除磷工艺中，药剂的选择应综合考虑价格、碱度消耗、污泥产生量、安全性等因素。,化学除磷,几种化学除磷药剂的比选,城镇污水处理厂主要工艺,活性污泥法,氧化沟,A2/O,SBR,活性污泥法三大工艺,二级处理工艺介绍,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍A/O工艺,A/O工艺于20世纪80年代初开发，是目前广泛采用的城市污水生物脱氮工艺之一，它的最大优点是可以充分利用原水中的有机碳源进行反硝化，能有效的去除BOD和含氮化合物。,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍A2/O工艺,A2/O工艺即厌氧缺氧好氧工艺，是在A/O工艺基础上增设厌氧区而具有脱氮和除磷能力的新型污水处理工艺。它能够在去除有机物的同时进行生物除磷脱氮去除氮磷。,除磷,脱氮,好氧、硝化,A,A,O,硝化液回流,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍A2/O工艺,A2/O工艺的主要特点：总水力停留时间小于其它同类工艺，运行稳定，出水水质可保证。厌氧、缺氧/好氧交替运行，丝状菌不易繁殖，所以基本不存在污泥膨胀问题。硝化过程消耗的碱度由缺氧过程补充，系统可保持碱度平衡。,A2/O工艺采用连续流，水质水量相对稳定，脱氮效果好，适合大型污水处理厂，电耗相对较低，鼓风曝气。,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍A2/O工艺,A2/O工艺运行现场,缺氧池,厌氧池,好氧池,厌氧池,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍A2/O工艺,A2/O工艺的不同形式：普通A2/O工艺：厌氧缺氧好氧倒置A2/O工艺：缺氧厌氧好氧UCT工艺：厌氧缺氧好氧，污泥回流到缺氧，缺氧混合液再回流到厌氧,污泥回流,原污水,脱氮,除磷,好氧、硝化,A,A,O,硝化液回流,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍倒置A2/O工艺,倒置A2/O工艺流程,优先利用进水碳源进行脱氮，减少回流污泥中硝氮对除磷的影响,城镇污水处理厂主要工艺-倒置A2/O工艺,改良型A/A/O工艺避免传统A/A/O工艺回流污泥硝酸盐对厌氧池放磷的影响，采用一种新的碳源分配方式，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥、3050%的进水和50150%的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为13h。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，在进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。,城镇污水处理厂主要工艺,活性污泥法,氧化沟,A2/O,SBR,活性污泥法三大工艺,二级处理工艺介绍,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍氧化沟工艺,氧化沟工艺是目前城市污水处理最实用的工艺。氧化沟又称“循环曝气池”，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，近年来，国内新建的城市污水处理厂约有一半采用氧化沟工艺。,氧化沟工艺采用连续流，水质水量非常稳定，脱氮效果好，抗水量水质冲击能力强，电耗一般比鼓风曝气稍高，产泥量较少。,氧化沟工艺的特点：一般呈环状沟渠形，也可以是长方形和圆形等，断面有梯形、单侧梯形和矩形。水深一般为3.55.0m。氧化沟工艺流程简单，管理方便，污泥产量少且稳定氧化沟具有很好的耐冲击负荷能力，处理效果好且稳定。氧化沟具有较好的脱氮除磷性能。,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍氧化沟工艺,氧化沟工艺大体上可以分为五类：卡鲁塞尔氧化沟：分建式，多沟串联，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，沟深大于多沟交替式氧化沟。奥贝尔氧化沟：分建式，同心圆氧化沟，有单独二沉池，采用转碟曝气，沟深也较大。多沟交替式氧化沟：采用转刷曝气。有单沟、双沟（DE型，分建）和三沟式（T型，合建）。一体化氧化沟：合建式，二沉池建在氧化沟内。微孔曝气氧化沟：分建式，有单独的二沉池，采用鼓风曝气。,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍氧化沟工艺,城镇污水处理厂主要工艺,活性污泥法,氧化沟,A2/O,SBR,活性污泥法三大工艺,二级处理工艺介绍,城镇污水处理厂主要工艺,二级处理工艺介绍SBR工艺,间歇式活性污泥法又称做序列间歇式或序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor，简称SBR法），其运行工况是以间歇操作为主要特征的。所谓序列间隙是指SBR工艺的运行操作在空间和时间上都是按序排列，是间隙进行的。,进水阶段(Fill),反应阶段(React),沉淀阶段(Stettle),排水阶段(Draw),闲置阶段(Idle),SBR反应器,城镇污水处理厂主要工艺,SBR工艺的基本流程,SBR工艺的发展及其主要的衍生工艺：,1、ICEAS工艺,3、CASS(CAST，CASP)工艺,2、DAT-IAT工艺,4、UNITANK工艺,5、MSBR工艺,城镇污水处理厂主要工艺,一、工艺流程运行管理,生反池的工艺参数控制1、回流污泥量与回流比（是回流污泥量与入流污水量之比，用R表示）2、混合液MLSS和回流污泥MLSS（根据入流污水状况合理调控MLSS）活性污泥有机负荷（指单位重量的活性污泥，在单位时间内要保证一定的处理效果所能承受的有机污染物量，单位为kgBOD5/kgMLVSSd,也称BOD负荷，用F/M表示）F/M=(QBODi)/(MLVSSVa)(3)其中：Q为入流污水量（m3/d）;BODi为入流污水的BOD5（mg/l）；Va为曝气池有效容积（m3）;MLVSS为曝气池内活性污泥浓度（mg/l）3、混合液DO,4、剩余污泥排放量和污泥龄（是活性污泥在整个系统内的平均停留时间，用SRT表示）5、曝气池停留时间（污水在曝气池内的水力停留时间，用Ta表示。有实际停留时间Ta=Va/(Q+Qr)和名义停留时间Ta=Va/Q两种计算方法。其中Va为曝气池容积；Q和Qr分别为入流污水量和回流污泥量）6、污泥沉降比（SV30),一、工艺流程运行管理,生反池的活性污泥质量控制1、颜色、气味、泡沫2、耗氧速率（指单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量，用SOUR表示，单位mgO2/(gMLSSh)也称为活性污泥的呼吸速率或消化速率，是衡量活性污泥的生物活性的一个重要指标，一般为8-20mgO2/(gMLVSSh之间）3、污泥沉降比（是指曝气池的混合液在1000ml的量筒中，静置30min后，沉降污泥与混合液的体积之比，用SV30表示）,4、污泥体积指数（指曝气池混合液在1000ml的量筒中、静置30min以后，1g活性污泥悬浮固体所占的体积，用SVI30表示，单位为ml/g。)SVI30与SV30的关系：SVI30=SV30/MLSS*1000密度指数（指曝气池混合液在1000ml的量筒中静置30min后，含于100ml沉降污泥中的活性污泥悬浮固体的量，用SDI30表示，单位为g/ml。）SDI30与SV30的关系：SDI30=MLSS/(100*SV30)=100/SVI30,例题（污泥指数）,例题：某污水厂活性污泥浓度MLSS为3000mg/l，测得SV30为30%，试计算此时的SVI30值。解：将MLSS代入式SVI30=10SV30/MLSS*1000式得SVI30=300/3000*1000=100ml/g,一、工艺流程运行管理,生反池的活性污泥运行控制方法（1）MLSS法：经常测定曝气池内MLSS的变化情况，通过调整排放剩余污泥量来保证曝气池内总是维持最佳MLSS的控制方法，适用于水质水量比较稳定的生物处理系统。（2）污泥负荷法：是污水生物处理系统的主要控制方法，尤其适用系统初期和水质水量变化较大的生物处理系统（3）SV法：对于水质水量稳定的生物处理系统，SV值能代表活性污泥的絮凝和代谢活性，反映系统的处理效果（4）泥龄法：是通过控制系统的污泥停留时间最佳来使处理系统维持最佳运行效果的方法,一、工艺流程运行管理,活性污泥生反池的运行管理1、经常检查和调整曝气池配水系统和回流污泥分配系统，确保进入各系列曝气池的污水量和污泥量均匀；2、对生反池常规监测项目进行及时分析化验，并根据化验结果及时采取控制措施，防止出现污泥膨胀等现象。3、观察曝气池内泡沫的状况，发现并判断泡沫异常增多的原因，及时并采取相应措施4、观察曝气池混合液的翻腾状况，观察是否有曝气器堵塞活脱落等现象，确定鼓风曝气是否均匀，机械曝气的淹没深度是否适中并及时调整。,活性污泥生反池的运行管理,5、根据混合液溶解氧的变化情况，及时调整曝气系统的充氧量，或尽可能设置空气量自动调节。6、及时清除曝气池边角漂浮的浮渣。生物处理系统的影响因素1、负荷2、温度3、pH4、含氧量5、营养平衡6、有毒物质,活性污泥法生反池的运行管理,2、活性污泥法生反池的运行管理,不同外加碳源去除单位硝态氮所需要的投加量,不同碳源的优缺点,不同外加碳源的价格成本比较,一、工艺流程运行管理,几种典型的氧化沟工艺1、三沟式氧化沟2、Orbal（奥贝尔）氧化沟3、Carrousel氧化沟,1、操作参数控制：(1)溶解氧的控制提高系统的反硝化效果对于Orbal氧化沟来说，缺氧区溶解氧浓度应控制在0.3-0.5mg/L。溶解氧过高，将会降低反硝化的效率，进而直接影响到系统的脱氮效果。控制缺氧区的溶解氧浓度，是弱化溶解氧浓度对反硝化微生物活性的抑制，同时保证硝化微生物具有一定的硝化能力，达到强化硝化反硝化生物处理的目的。(2)对氧化沟中的MLSS的控制提高系统内的微生物浓度控制MLSS浓度，增加工作微生物的数量可以提高系统的去除效率，达到运行扩容的目的。应根据处理厂的实际情况，主要参考已建二沉池的固体通量，确定一个最大的MLSS值，以其作为运行调度的基础，寻找最大的污染物去除能力。一般情况下二沉池都可以接受1-2g/L沉淀性能较好微生物浓度的增加，特别是近年来使用的周边进水周边出水二沉池。,氧化沟工艺操作规程,(3)剩余污泥排放量的控制改善系统除磷效率通过排泥量的调节可以控制SRT在1012天，改变活性污泥中微生物的种类和增长速度，改变需氧量，改善污泥的沉降性能，因而可以增加剩余的含磷量。根据来水的不同氮磷比例，协调硝化和除磷两种微生物所需要的固体停留时间，强化某一项微生物的数量或活性，改变系统的处理处理能力，最大程度的发挥现有设施的处理能力。2、运转模式的优化：(1)转碟的运转方式进水水质低于设计水质时，可以利用不同组转碟的开停实现多种运转模式，在保持溶解氧浓度和出水水质基本恒定的情况下，实现不同水质情况下适应不同水质水量调节，实现运行扩容。(2)进水和回流方式的变化在Orbal氧化沟中增加内回流，可以提高系统脱氮的效率。以AAO方式运转的Orbal氧化沟，其进水方式的改变也可以改善系统氮或磷释放的效率。,一、工艺流程运行管理,氧化沟工艺常见故障及分析1、污泥膨胀问题。当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。解决对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS，使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节。,一、工艺流程运行管理,氧化沟工艺常见故障及分析2、泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。解决对策：用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.51.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入,一、工艺流程运行管理,氧化沟工艺常见故障及分析3、污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。解决对策：发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件,一、工艺流程运行管理,氧化沟工艺常见故障及分析4、流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.30.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250300mm，转盘的浸没深度为480530mm。与氧化沟水深（3.03.6m）相比，转刷只占了水深的1/101/12，转盘也只占了1/61/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.81.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。,一、工艺流程运行管理,氧化沟工艺常见故障及分析解决对策：加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/51/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。,一、工艺流程运行管理,一、工艺流程运行管理,二沉池观察与污泥性状对二沉池运行状况观察，可以对好氧活性污泥性状进行判断。二沉池的泥面状态与好氧处理系统的运行正常与否有密切关系，在巡视二沉池时，应观察二沉池泥面的高低、上清液透明程度、飘泥的有无、飘泥泥粒的大小等。,上清液透明，说明运行正常、污泥性状良好；上清液浑浊，说明负荷过高，污泥对有机物氧化分解不彻底；泥面上升，SVI高，说明污泥膨胀、污泥沉降性能性差；污泥成层上浮，说明污泥中毒；细小污泥飘泥，说明水温过高、曝气过度、C/N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。,4、混凝沉淀系统的运行管理,4、混凝沉淀系统的运行管理,4、混凝沉淀系统的运行管理,5、过滤系统的运行管理,5、过滤系统的运行管理,盘式滤布过滤器（滤布滤池）,转盘过滤器,反硝化滤池,活性砂滤技术,缺氧区,好氧区,膜池,设备间,MBR技术,膜箱安装,5、过滤系统的运行管理,5、过滤系统的运行管理,5、过滤系统的运行管理,消毒系统运行管理,常用消毒方式加氯（加氯量控制；接触时间控制；用氯安全）紫外臭氧二氧化氯次氯酸纳,紫外线消毒,紫外线消毒间,紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果，紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，具有广谱性。,紫外消毒,污水处理基本理论知识二氧化氯消毒,二氧化氯是一种水溶性的强氧化剂，在水中以二氧化氯单体存在，不聚合生成ClO2气体，不与有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物。如果以氯气的氧化能力为100，那么二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，次氯酸钠的2.0倍，双氧水的1.3倍。所以二氧化氯是氧化类消毒剂消毒效果最好的消毒剂。同时二氧化氯可以氧化水中多种有机物、无机物，具有脱色的效果。,二氧化氯消毒,臭氧发生器,臭氧空压机及压力罐,臭氧接触池,臭氧分子很不稳定，在常温常压下，容易分解为氧（O2）和氧原子（O），单个氧原子具有很强的活性，能够氧化分解细菌内部的生物活性酶、破坏细胞器和核糖核酸，还可以渗透到细胞膜组织、侵入细胞膜内使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解死亡。并将死亡细菌内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源等溶解变性死亡。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂，即可以达到“彻底、永久地”消灭物体内部所有微生物。,臭氧消毒,工艺诊断及故障排除,1、水质异常时的管理(污泥颜色、发泡、膨胀）2、从水质分析异常时的管理（溶解氧、SV)3、曝气池异常现象分析及解决对策4、二沉池异常现象分析及解决对策5、活性污泥生物相异常及分析6、出水指标异常分析,通过日常巡视可以发现外观及气味上的异常。生反池的异常发展到一定程度时，再恢复就需要一定的时间，因此发现异常应及早采取措施进行处置。,1、水质异常时的管理,1、外观及气味的异常正常的活性污泥呈黄褐色或茶褐色，在曝气池表面有一定泡沫，同时有轻微的霉臭味。外观及气味异常的主要有活性污泥发黑、发红和异常发泡。,1、水质异常时的管理,污泥发黑原因有：（1）硫化物的积累（2）氧化锰的积累（3）工业废水的流入,1、水质异常时的管理（发黑）,（1）硫化物的积累：一般曝气池都有硫化氢臭味。有可能因为进水中硫化物含量过高（因为含硫化物工业废水、污水管道内堆积污泥流入、沉砂池、初沉池堆积污泥的流入、污泥处理回流水大量流入）。也可能是因为曝气池或二沉池产生硫化氢（因为曝气不足、曝气池内部厌氧化、内部污泥堆积形成死水区、二沉池中污泥堆积、有机负荷与曝气不均衡造成曝气池厌氧化）。,1、水质异常时的管理（发黑）,（2）氧化锰的积累：氧化锰的积累几乎不会引起水质和气味的异常。在运转初期负荷较低、泥龄较长的活性污泥中可以看到这种现象。一般在处理水质非常好时，才出现氧化锰的沉积，进水量增大时会自然解决。（3）工业废水的流入：一般由印染厂使用的染料引起，此时处理水也会带有特殊的颜色，气味及处理水质一般没有什么问题。,1、水质异常时的管理（发黑）,活性污泥发红的主要原因是进水中含大量铁，污泥中积累了高浓度氢氧化铁而使污泥带有颜色。此时，对处理水质不会产生什么影响，只是在大量铁流入时会使处理水混浊。进水中的铁可能来自下水道破损地下水侵入，也可能来自污水管路施工时的排水，或是工业废水排入，除此之外在大量使用井水的地区这种现象较常见，有必要针对不同原因采取相应措施。,1、水质异常时的管理（发红）,1、水质异常时的管理（泡沫）,1、水质异常时的管理（泡沫）,1、水质异常时的管理（泡沫）,主要原因和特征：（1）表面活性剂引起的发泡（2)放线菌引起的发泡。,1、水质异常时的管理（泡沫）,表面活性剂引起的发泡及特征：（1）活性污泥未吸附、分解的表面活性剂大量残留在水中而引起大量发泡：造成这种现象的原因杨浦活性污泥处理能力下降；进水中表面活性剂浓度过高等。（2）泡沫为白色、较轻；（3）用烧杯等采集后泡沫很快消失；（4）曝气池出现气泡时，二次沉淀池溢流堰附近同样会存在发泡现象。,1、水质异常时的管理（泡沫）,放线菌引起发泡的特征：（1）泡沫为茶白色、橙色、褐色，较重，黏性较大；（2）用烧杯等采集泡沫后消退极慢；（3）曝气池发泡时，二次沉淀池也同时产生浮渣；（4）对泡沫进行镜检可观察到放线菌特有的丝状体。,1、水质异常时的管理（泡沫）,活性污泥过程中泡沫问题的控制和消除近年来,活性污泥过程中泡沫问题的控制技术得到了较大的发展,但是这些技术大都有较强的针对性,在使用时应根据现场的实际情况加以选择。,1、水质异常时的管理（泡沫）,喷洒水扑扫法污水处理厂常用再生水喷洒打碎在水面的气泡，同时稀释表面发泡源的浓度的办法。可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。打散的污泥颗粒有一小部分重新回复沉降性能，但大量的丝状菌不能被抑制仍然存在混合液中，所以此法不能根本消除泡沫的发生。,1、水质异常时的管理（泡沫）,投杀菌剂或消泡剂法对于较长时间发生的生物泡沫，应考虑采用具有强氧化性的杀菌剂。但使用杀菌剂普遍存在副作用。因为投加过量或投加位置不当，会大量降低曝气池中生物总量，污水处理的有效菌种也被大量杀死，影响出水水质。降低污泥龄法采用降低曝气池中污泥龄的停留时间，可以抑制生长周期较长的发泡细菌的生长。,1、水质异常时的管理（泡沫）,回流厌氧消化池上清夜法厌氧消化池上清夜能抑制丝状菌的生长，采用将其回流到曝气池的方法，能控制曝气池表面气泡形成。但由于厌氧消化池上清夜中有浓度很高的CODCr、氨氮和SS，有可能影响最终的出水水质，应慎重采用。向曝气池中增加固定填料或浮动填料使一些易产生污泥膨胀和泡沫的微生物固着在填料上生长，这种方法可增加曝气池内的生物量，提高处理效果，又能较少或控制泡沫的产生。,1、水质异常时的管理（泡沫）,投加絮凝剂方法向曝气池中投加有机絮凝剂（聚丙烯酰胺）或无机絮凝剂（聚铝、聚铁）等，可使混合液表面的稳定泡沫失去稳定性，进而使丝状菌分散，重新进入投加药剂的絮体中，随絮体沉降，达到消除表面泡沫的目的。以上几种消除曝气池上泡沫方法各有不同，需针对实际情况具体分析和试验，选取一种或几种混合使用方法。,1、水质异常时的管理（膨胀）,污泥膨胀,污泥膨胀的原因一般是因为丝状菌繁殖所引起的，温度高、pH值较低、溶解氧不足或曝气池内循环不好、部分缺氧或者有过多的短流，以及超负荷等。,污泥膨胀解决对策,DO太低增加溶氧,设,计,参,数,pH太低调节进水,“腐化”通过予曝气,投加营养物质,适当提高有机负荷,适当搅拌混合液,工艺运行调节,1、水质异常时的管理（膨胀）,在曝气池前设生物选择器。通过选择器对微生物进行选择性培养，即在系统内只允许菌胶团细菌的增长繁殖，不允许丝