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文档简介

1、污水处理技术,夏冰生 江西京冶环保技术有限公司,一、SBR工艺原理及特点,一、SBR工艺原理,1、SBR的基本原理 SBR的工作过程通常包括五个阶段,依次为: a)进水阶段加入基质; b) 反应阶段基质降解; c)沉淀阶段泥水阶段; d)排放阶段排上清液; e)闲置阶段活性阶段。 这5个阶段都在曝气池内完成,从第一次进水开始到第二次进水开始称为一个工作周期。典型的运行模式见图1。,一、SBR工艺原理,一、SBR工艺原理及特点,一、SBR工艺原理及特点,一、SBR工艺原理,进水阶段所用时间需根据实际排水情况和设备条件确定,在进水阶段,曝气池在一定程度上起到均衡污水水质、水量的作用,因而,SBR对

2、水质、水量的波动有一定的适应性,污水中的有机首先被菌胶团吸附。 反应阶段是SBR最主要的阶段,污染物在此阶段,一、SBR工艺原理及特点,一、SBR工艺原理 通过微生物的降解作用得以去除。根据污水处理的要求的不同,如仅去除有机碳或同时脱氮除磷等,可调整相应的技术参数,并可根据原水水质及排放标准具体情况确定反应 阶段的时间及是否采用连续曝气的方式。 沉淀阶段阶段相当于传统活性污泥法的二次沉淀池的功能。停止曝气和撑拌,使混合液处于静止状态,完成泥水分离,静态沉淀的效果良好。经过沉淀后分离出的上清液即可排放,排放阶段结束时水位下降至设计最低水位。然后曝气池处于闲置阶段,可通过曝气使有机物进一步分解,并

3、等待下一个周期的开始。 SBR每一个工作周期中,各个阶段的运行时间、运行状态可根据污水水质、排放规律与出水要求等进行调整。还可根据实际情况省去某个阶段(例如闲置阶段),或者把反应阶段与进水阶段合并,即进水一开始即进行曝气,可一直持续到反应阶段,一、SBR工艺原理及特点,一、SBR工艺原理 结束。在反应阶段,可以始终曝气,也可曝气与搅拌交(此时不曝气)交替运行,控制十分灵活、方便。 2、SBR的污泥特性 污泥膨胀是常规活性污泥法的主要 端。在SBR的每一个工作周期中,微生处于有氧好缺氧的周期性中,一般在反应阶段溶解氧较,而在沉淀阶段和排水阶段溶解氧较低。所以,在进水阶段和反应阶段,对专性好氧菌及

4、专性厌氧菌都不利,而适于兼性菌的生长、繁殖。 在SBR反应器中,微生物的种类从低等细菌到高等的原生动物及微型后生动物,食物链较长。由于食物链每增加一级,生成,一、SBR工艺原理及特点,2、SBR的污泥特性,的生物量均为前一级的1/10,因此,SBR的污泥产率较低。反应阶段污泥产率为0.33.而普通活性污泥法处理污水的污泥率为0.5-0.65。,一、SBR工艺原理及特点,SBR反应器图,一、SBR工艺原理及特点,二、SBR反应器的优点 通过对以上SBR工艺特点和不同研究者的研究结果进行汇总,不考虑一些由于SBR反应器本身优点导致的直接结果,如:投资低和运行费用低等,SBR反应器的众多优点可以归纳

5、成如下几类:,1) 沉淀效果好;,2) 可以防止污泥膨胀;,3) 反应效率高,特别对难降解有机物降解性能好;,4) 可以除磷脱氮等等。,5) 工艺简单,如可省去二沉池,不需污泥回流等;,城市污水处理技术现状和发展趋势,1、SBR反应器的理论分析 1) 流态理论; 2) 理想沉淀理论; 3) 推流反应器理论; 4) 选择性准则; 5) 微生物环境的多样性; 6) 提供了时空上的可操作性。 以上的特点,从另一方面分类可以分为: a) SBR反应器的流态特点,如上面的1)、2)、3)和4); b) 生态特点(5); c) 结构特点(6)。,一、SBR工艺原理及特点,表1-1 SBR的优点汇总,2、S

6、BR反应器的优缺点分析,一、SBR工艺原理及特点,表1-2 不同学者对SBR的不同看法,一、SBR工艺原理及特点,同时,经典的SBR反应器也操作一定的问题,比如 1)对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池; 2)对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换频繁; 3)无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水的处理要求。 4)设备的闲置率较高 5)污水提升水头损失较大。 正是以上这一系列问题的存在导致了对于SBR反应器的不断改进和开发。,一、SBR工艺原理及特点,3、SBR工艺应用和认识上的误区 1) 初沉池的设置和污泥稳定性问题 2) 正确认识SBR反应器的优缺点 SBR工艺把沉淀与反应

7、集中在同一个反应池进行,虽然是SBR反应器的优点,但是在一定条件下这也可能成为SBR工艺的缺点,比如ICEAS系统。,图5-1 周期数对于SBR反应器池容的影响 (假设HRT=24h,沉淀和滗水时间为2.0h),(二)SBR工艺类型和发展 1) 经典SBR反应器,2) ICEAS工艺,3) ICEAS工艺与经典SBR工艺的对比 a) 沉淀特性不同; b) 由于连续进水损失理想推流性能和污泥膨胀的控制功能; c) 连续进水便于较大型污水处理厂; d) 由于池长过长水平流速会过大,这也使得ICEAS工艺的单池无法进一步扩大; e) ICEAS工艺的运行周期比较短。,4) CASS工艺 CASS工艺

8、是Goronszy教授在ICEAS的基础上开发出来的,(1) 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 图5-4循环式活性污泥法工艺(CASS)的组成,3) CASS工艺与ICEAS工艺的对比 1) 增加了污泥回流; 2) 加大了预反应区的体积; 3) 增加了兼氧区。 通过以上三个措施,CASS反应器强化了以下的功能: 1) 加速对溶解性底物的去除和对难降解有机物的水解作用; 2) 加大兼氧区强化污泥中磷在厌氧条件下得到有效的释放; 3) 此外,选择器和兼氧区中还可发生比较显著的反硝化作用; 4) 采用多池串联运行,使废水在反应器的流动呈现出整体推

9、流而在不同区域内为完全混合的复杂流态,保证了处理效果; 5) 改善污泥的沉降性能,防止污泥膨胀问题的发生。,(三)各种不同类型SBR的设计方法 1、进水浓度和设计负荷的影响 2、周期的影响 3、进水方式的影响 4、不同类型SBR反应器的设计公式,不同类型SBR常用的运行方式和动力学公式,二) 氧化沟工艺 1、氧化沟的定义,3) 氧化沟结型式采用环形沟渠型式,混合液在氧化沟曝气器的推动下作水平流动(平均流速0.3m/s);,4) 氧化沟采用延时曝气,不需初沉池,且不采用污泥消化处理;,1) 氧化沟属于活性污泥处理工艺的一种变形工艺; 2) 氧化沟一般采用转刷等表面曝气设备;,5) 氧化沟的污泥负

10、荷在0.050.10kgBOD5/kgMLSS.d之间。 6)污泥负荷和污泥龄的选取,要考虑污水硝化和污泥稳定化两个因素,一般污泥龄为1030d。,二) 氧化沟工艺,2、氧化沟的特点 虽然氧化沟属于活性污泥工艺的变形,但在其发展过程中也形成很多独有的优点和特点。,1) 氧化沟构造形式多样;,2) 氧化沟曝气设备的多样性;,3) 曝气强度可调节;,4) 对预处理、二沉池和污泥处理进行工艺简化,二) 氧化沟工艺,3、氧化沟的类型,1) 传统转刷曝气氧化沟;,2) 三沟式氧化沟;,3) 卡鲁塞尔氧化沟;,4) 奥贝尔氧化沟;,5) 一体化氧化沟;,6) 微曝氧化沟等等;,4、氧化沟的命名,二) 氧化

11、沟工艺,1、根据采用的特殊曝气设备命名,例如将采用立式表曝机曝气的氧化沟,命名为表曝氧化沟,将采用射流曝气的氧化沟命名为射流曝气氧化沟等。,2、根据氧化沟的运行方式和氧化沟的主要特点方式命名,例如将目前的双沟氧化沟和三沟式氧化沟命名为交替(工作)式氧化沟,将沉淀设备在氧化沟内的氧化沟命名为一体化氧化沟等。而不宜将采用立式表曝机的氧化沟统称为卡鲁塞尔氧化沟。,3) 在引进项目上可以直接采用原名,如奥贝尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟等等。在我们应用时虽然采用同样的工作原理,但是在其已有注册商标的情况下也不要采用同样的名称。,4) 对应用曝气转刷和曝气转盘的氧化沟没作命名,这是因为这类设备应用非常广泛,几

12、乎可以应用于各种类型的氧化沟。,5、不同类型的氧化沟 1) 卡鲁塞尔氧化沟,图6-1 采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟 (英国ASH Vale 污水处理厂),5、不同类型的氧化沟 2) 交替工作式氧化沟,图6-2 OTV-Gruger的三沟式氧化沟(Faabborg污水处理厂),3) Orbal氧化沟型,6-3 Orbal型氧化沟,4) 一体化氧化沟,图6-4 Simon-Hartley船型氧化沟,5) 其他类型的氧化沟 射流曝气(JAC)系统, U-型化沟 采用微孔曝气的逆流氧化沟等等,6、氧化沟的装置 1) 采用的处理流程,2) 曝气装置 转刷或转盘曝气器 立式表面曝气器 射流曝气器 导管式

13、曝气机 混合曝气系统,3) 氧化沟曝气设备 a) 水平轴曝气转刷或转盘,图6-7 曝气转刷设备(OTV-Gruger产品),3) 氧化沟曝气设备 b) 水平轴曝气转盘,曝气转盘设备(美国US Filter产品),c) 立式低速表曝机,图6-8 荷兰DHV公司表曝机,4) 进、出水装置,图6-9 三沟式氧化沟可调式出水堰,5) 导流和混合装置,图6-10 潜水搅拌机,图6-11 水下推进器,6) 附属构筑物 如:二沉池 刮泥机 污泥回流泵房等 这一部分与传统活性污泥工艺相同。,7、全面认识氧化沟处理技术,1、要考虑污染物的去除目的:对于不同的污染物的去除,设计参数和方法是不同的;,2、氧化沟最重

14、要的特点之一是专用的曝气设备,对于曝气设备不仅仅要求掌握其充氧能力,更重要的是全面了解和掌握氧化沟的水力学特性尤为重要;,3、有关曝气设备的水力学特性,大部分设计单位恰恰掌握不够。致使在设计中由于设备型号和参数不准,常常导致设计没有达到预期效果。,8、设计、研究和生产厂家应加强基础研究,1) 氧化沟技术发展与高效曝气设备的发展是密切相关的。国内外的实践证明,往往新的曝气设备开发和应用,意味着一种新的氧化沟工艺的诞生;,2) 大多数氧化沟工艺与其拥有的专利和设备是密切相关。并且与各厂商的注册商标相联系。如卡鲁塞尔(CarrouselR)、奥贝尔(Orbal)和三沟式氧化沟等等,都有各自的一些特色

15、。,3、曝气生物滤池工艺 1) 曝气生物滤池工艺的优点,a) 负荷高,出水水质好:容积负荷可在6.0kgBOD/m3.d的负荷下,保持出水在20mg/L,出水可以达到硝化,出水达到或接近生活杂用水水标准;,b)占地面积少:曝气生物滤池的占地只是常规二级生化处理的1/5-1/10; c)耐冲击负荷;,d)投资省:BAF系统总水力停留时间短,所需基建投资少,同时该工艺出水水质高。,2) 曝气生物滤池工艺的原理 1) 生物活性高(污泥龄短); 2) 传质条件好; 3) 充氧效率高; 4) 有丝状菌存在; 5) 有较高的生物膜浓度。,3) 曝气生物滤池的工艺组成,图7-1 生物曝气滤池(BAF)的构造

16、,曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个部分。,d) 曝气生物滤床,4) 曝气生物滤池的运行方式 a) 曝气生物滤池的流向,(a) 采用滤头的下向流滤池 (b) 不采用滤头的下向流滤池 (c) 上向流的曝气生物滤池,图7-3 升流式和下向流方式的曝气生物滤池工艺,图7-4 带回流的升流式曝气生物滤池工艺,b) 曝气生物滤床的串联,c) 曝气生物滤床的串联运行,d) 曝气生物滤床的脱氮,升流式曝气生物滤池工艺,下向流方式的曝气生物滤池工艺,e) 曝气和回流的布置形式,5) Biostyr工艺的结构 法国OTV公司开发Biostyr的生物曝气滤池的新型好氧生物处

17、理设备,1、配水廊道; 2、滤池进水和排泥; 3、反冲洗循环闸门; 4、填料; 5、反冲洗气管; 6、工艺空气管; 7、好氧区; 8、缺氧区; 9、挡板; 10、出水滤头; 11、处理后水的储存和排出; 12、回流泵; 13、进水管,5、水解好氧生物处理工艺 1) 水解池工作机理: 水解池为改进的UASB反应器,在与初沉池相当的停留时间内,集生物降解、物理沉降和吸附为一体。污水中的颗粒和胶体污染物在水解池得到截留和吸附,并在产酸细菌等微生物作用下得到分解和降解。使得大分子的物质变成小分子物质,固体物质变成了溶解性物质。,2) 水解池作用 a) 水解池的去除率高于初沉池:BOD5为30, COD

18、为40-50,SS大于80; b) 水解池能提高污水的可生化性,降低后续的好氧工艺的能耗与反应时间; c) 水解池能实现污水污泥一元化处理。 3) 水解好氧工艺特点: a) 系统抗冲击负荷能力大大加强; b) 系统污泥比传统好氧系统减少30%; c) 工艺投资少,运行费用低,能耗省的污水处理新工艺 d) 水解工艺可以与其它各种好氧工艺有机地结合,4) 水解好氧工艺的生产性应用:,9-4 密云污水厂,密云污水厂好氧池,阿克苏污水厂水解池,阿克苏污水厂改进SBR,吉林省梨树县污水处理公司,6、化学强化一级处理 1) 化学强化一级处理的特点分析 a) 去除率高 b) 投资效益好 c) 除磷效果好 d) 运行费用问题 e) 化学污泥的处理和处置,2) 一级强化处理工艺的种类 一级强化处理的主要技术有吸附生物降解法(AB法)的A 段技术,厌

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