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文档简介

1、污水处理工艺简介,讲师:教授,书目,国内外污水处理主要技术、基本原理和工艺流程概述,污水处理工艺运行的关键技术、指标分析和基础知识,城市污水处理设施建设面临的主要问题,运行管理,常见故障的识别和处理,概述,90%以上的城市水体受到污染,约50%的地下水水质受到污染,50%以上的重点城镇饮用水水源不符合标准。特别严重的水系:三河:淮河,海河,辽河都是严重的富营养化:滇池,巢湖,太湖,一组图片的水污染,污水的类型和来源主要分为生活污水,工业废水,雨水和渗漏,农业污水和其他污染物在性质上根据其来源和生产方式,工厂排污口,工业污染源,生活污染源,农业(非表面)污染源,主要技术, 国内外污水处理的基本原

2、理和工艺流程,以及污水处理技术,即利用各种方法分离污水中所含的污染物或将它们转化为无害、稳定的外购物质,从而净化污水。 现代污水处理技术根据其作用原理可分为三种类型:物理处理、化学处理和生物处理。物理处理法是利用物理作用将污水中主要处于悬浮状态的污染物分离出来,在处理过程中污染物的化学性质不变。主要有:利用污染物与水的密度差通过重力沉降将污染物从水中分离出来的沉淀法,以及利用筛分介质拦截污水中悬浮固体的筛分法;一种气浮工艺,当污水中形成的微小气泡通过气浮处理设备上浮时,附着并去除密度接近水的微小颗粒污染物;反渗透法利用反渗透膜拦截污染物等。主要处理设施包括格栅、沉砂池、沉淀池、气浮池等。直条格

3、栅、格栅工艺流程图、物理处理中常用的处理设施(1)格栅,(2)沉砂池新建污水处理厂主要有曝气沉砂池、曝气沉砂池、曝气沉砂池工艺流程图、平流沉淀池,(2)沉淀池主要有卧式、立式、曝气沉砂池和旋涡沉砂池,过去,今年旋涡沉砂池有增加的趋势,而立式沉砂池很少使用。水箱为矩形,废水从水箱的一端进入,水平流过水箱,从水箱的另一端流出。在水池入口的底部设置一个泥斗,其他部分的底部有一个向泥斗倾斜的斜坡。垂直流沉淀池大多为圆形、矩形或多边形。废水从池中心的中心管进入,通过中心管下端的反射器,均匀缓慢地分布在池的横截面上。由于出水口设置在罐表面或罐壁周围,水的流向基本上是自下而上。污泥沉积在底部的污泥桶中。径向

4、沉淀池、径向沉淀池段、中央进水、外围进水、原水、水平浮选池流程图、垂直浮选池流程图、化学处理法利用化学反应分离回收污水中的污染物。主要有混凝法(通过向水中加入与胶体污染物带相反电荷的电解质(凝结剂)来改变胶体颗粒的稳定性,从而使它们不被混凝和沉淀)、中和法(通过向酸性废水中加入碱性物质或向碱性废水中加入酸性物质来改变废水的酸碱度)、氧化还原法(通过向废水中加入氧化剂或还原剂,通过氧化还原作用将污染物变成无害物质, 它主要用于处理含酚、氰的污染木材和含铬、汞的污水,电解(在污水中插入电极,分别在阳极和阴极进行氧化还原反应,主要用于处理含铬、氰的污水),吸附(用gro吸附污水中的可溶性有机或无机污

5、染物生物处理法利用微生物的代谢功能,将污水中溶解的胶体有机污染物溶解并转化为无害物质,包括好氧和厌氧生物处理。其中,好氧生物处理对化学需氧量的去除效果较好。好氧生物处理主要分为活性污泥法和生物膜法。在这两种方法中,活性污泥法、氧化沟法、SBR法、A2/O法、曝气生物滤池法、生物接触氧化法和生物流化床法在国内外应用广泛。活性污泥降解有机物主要在曝气阶段进行,可分为吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段,污水中的有机物主要转移到活性污泥中,这是由活性污泥巨大的比表面积和表面含有多糖的粘性物质造成的。在稳定阶段,输送通道中活性污泥上的有机物主要被微生物利用。当污水中的有机物处于悬浮和胶体状态时,吸附阶段较短

6、,一般在15-45分钟左右,而稳定阶段较长。活性污泥法氧化沟基本流程图是一个简单的活性污泥系统,属于扩展曝气工艺。曝气设备为旋转刷,安装在氧化沟的直线段。旋转刷旋转推动混合溶液在池中循环,使活性污泥处于悬浮状态。当污水进入反应池时,通常需要循环几十次才能流出沟渠。氧化沟工艺布局SBR工艺本身是一种活性污泥工艺,其去除污染物的机理与传统活性污泥工艺完全一致,但其运行过程与活性污泥工艺完全不同。SBR作为序批式活性污泥法,具有推流、厌氧-好氧运行和间歇进水的特点。实际上,SBR是一种半连续间歇式装置,不同于传统的曝气池。从进水模式,它可以是间歇的或连续的。排水一般是间歇性的;从曝气方式来看,可以采

7、用充水期不曝气的有限曝气方式、充水期不曝气方式或充水期后半有限曝气方式。泵房、细格栅、沉淀池、SBR反应池、一级格栅、脱水、浓缩、制肥、排放、进水、SBR工艺流程图、厌氧/好氧除磷系统中的A2/O工艺和缺氧/好氧除氮废水经过厌氧、厌氧、好氧三个生物处理过程(简称A2/O),达到同时去除生化需氧量、氮和磷的目的。除磷原理除磷是通过厌氧释放和好氧吸附磷来实现的。当污水进入厌氧池时,污泥中的好氧微生物处于抑制状态,从而释放出细菌中储存的聚磷酸盐,同时释放出能量以满足处于抑制状态的生物活动的需要。聚磷细胞厌氧释放的前提是水中既没有分子氧也没有结合氧。聚磷细胞释放的磷越多,体内储存的聚-羟基丁酸越多,进

8、入有氧状态后吸收的磷越多。实验数据表明,厌氧条件下每释放1毫克磷,进入好氧条件后可吸收2.0-2.4毫克磷。高磷污泥吸收了细胞中大量的磷,最终以剩余污泥的形式从系统中排出,从而完成除磷过程。脱氮原理与缺氧厌氧氨氧化法相同。反硝化过程是一个零级反应,反硝化速率与水中硝态氮的浓度无关。因此,为了充分利用水中的有机物,一般采用预缺氧反硝化工艺。硝酸盐氮由硝化混合溶液的回流提供。回流污泥(含磷污泥)、剩余污泥、释磷、氨化、硝化和吸收、BOD去除、反硝化、沉淀池、A2/O工艺流程图、曝气生物滤池污水连续均匀喷淋当污水流经过滤床时,一些污水、污染物和细菌附着在过滤床表面,微生物在过滤材料表面繁殖。很快,一

9、层充满微生物的粘膜就形成了,这就是所谓的生物膜。这一初始阶段通常称为“生物膜形成”,是生物滤池的成熟阶段。当污水流经成熟的滤床时,污水中的有机污染物被生物膜重的微生物吸附降解,从而得到净化。生物膜法的基本工艺流程图,曝气生物滤池的结构图,曝气生物滤池的工艺组成。曝气生物滤池主体可分为五个部分:配水系统、配气系统、承压层、生物填料层和反冲洗。曝气生物滤池的运行方式曝气生物滤池的流向(a)带过滤头的下流式滤池(b)不带过滤头的下流式滤池(c)上流式曝气生物滤池、上流式曝气生物滤池和下流式曝气生物滤池的工艺流程图、带回流的上流式曝气生物滤池的工艺流程图、曝气生物滤池的串联、生物接触氧化法和填料浸没在

10、废水中的生物接触氧化池,填料脱落的生物膜流入二沉池后被去除,废水得到净化。在接触氧化罐中,微生物所需的氧气来自水,而废水不断补充吹来的空气中损失的溶解氧。空气通过水池底部的多孔空气分配管进入水流,当气泡上升时,氧气被供应给废水,有时水池中的水回流。生物流化床采用细沙、焦炭或活性炭等惰性物质作为生物膜载体,废水(首先在床内充氧或充氧)自下而上流经过滤床,使载体层处于流动状态,增加了生物膜表面积与废水和氧气的接触,提高了处理效率。流化床工艺流程图,生物流化床反应器是分解高氯酸盐污染的重要组成部分。(塔尔萨区照片苑),污水处理工艺关键技术及指标分析,关键技术曝气理论,设备及曝气池指标分析,技术指标分

11、析,经济指标分析,曝气理论,设备及曝气池,1。气体传输原理2。曝气设备3。曝气池类型,1。氧气传输原理,dm/dt气体传输速率;KL气体扩散系数;A气液界面接触面积,m2Cs,液相氧饱和浓度,mg/L;C液相中氧气的实际浓度,毫克/升,KLa总传质系数,1。氧传递原理、式中,温度和压力的影响,如果氧供给率=氧消耗率rr,那么氧吸收率,曝气设备的类型1。鼓风曝气(1)气泡扩散器(3)大气泡扩散器(4)微气泡扩散器,衡量曝气设备曝气效率的两个指标:氧气吸收率(或利用率):当向混合溶液中加入1公斤氧气时,可以得到水中的氧气公斤数,主要用于评价鼓风曝气设备;功率效率:单位时间内单位功率输送的氧气量,主

12、要用于机械曝气设备的评估。2.机械曝气(1)立式曝气机(2)卧式曝气刷、1。鼓风曝气气泡扩散器的特点是氧利用率高,但阻力大,容易堵塞。中间气泡扩散器的特点是氧利用率低,但气压损失小;大气泡扩散器的特点是气泡大,分布不均匀,氧气利用率低,不易堵塞;曝气设备、氧转移率、动态效率、曝气设备、机械曝气、曝气设备,注:标准状态为使用洁净水,水温为20,大气压为101.33。污水用于现场试验,水温15,海拔150米,=0.85,=0.9。3.曝气池类型、1。爆破曝气和推流曝气池,3。爆破曝气和推流曝气池,长宽比一般大于4 5,宽深比不大于2,深度一般为35m。鼓风曝气系统由空气净化器、鼓风机、空气输送和分

13、配管道系统组成,3。曝气池类型、1。鼓风曝气和推流式曝气池浅曝气池,在相同的氧转移率条件下,浅曝气消耗较少的电能。一般情况下,曝气池内设置垂直导流板,其上缘与曝气管齐平,下缘距池底0.60.8m。在通气期间,混合液体在导板周围循环。浅层曝气供气量为30 40m3/m3(水)h,风压约1kPa,动态效率为2.3 2.9 kg (O2)/kwh。与普通曝气池相比,浅曝气池的风量增加,风压仅为普通曝气池的1/3 1/4,耗电量略有下降,适用于中小型污水处理厂。3。曝气池类型、1。爆破曝气和平推流曝气池深井曝气,3。曝气池类型、2。叶轮曝气和完全混合曝气池(1)设置单独的曝气池和沉淀池,可采用表面曝气

14、和鼓风曝气装置。使用泵叶轮时,曝气池直径与叶轮直径之比为4.57.5。当采用倒伞形平板叶轮时,曝气池直径与叶轮直径之比为35。(2)组合式污泥循环取决于表面曝气器的升力。通常,回流相对较大,R 1,甚至达到5。鼓风曝气和叶轮曝气的优缺点及适用条件一般来说,表面机械曝气的吸氧率高(约15 25%),而鼓风曝气的吸氧率低(仅6 10%),因此前者比后者耗电少。爆破曝气使用更多的设备。然而,当存在大量废水并且需要在曝气池中设置大量曝气叶轮时,成本将急剧增加,超过鼓风曝气。因此,叶轮曝气适用于小水量曝气池,鼓风曝气适用于大水量曝气池。当有大量发泡物质(如表面活性剂、碱等)时。)在废水中,如果没有有效的

15、消泡措施,不应采用表面曝气。安装曝气叶轮时,安装深度应适当:浸没深度过小,水面扰动严重,但提升效果小;如果浸入深度太大,结果正好相反,两者都会降低氧化效果。叶轮的圆周线速度一般为3 6 m/s,线速度过小,充氧能力减弱;如果线速度过高,容易破坏污泥絮体,影响沉降和分离。3、曝气池类型,3、两种池型的组合,污水处理工艺指标分析,城市污水处理厂常用的工艺包括8大类:普通活性污泥法、水解-好氧法、AB法、A/O法、A2/O法、氧化沟法、SBR法及其改良法、土地处理法。对这八种工艺的技术经济指标进行了分析。技术指标指一般污染物去除效率、除磷脱氮效果、运行稳定性和自动控制要求等。经济指标的评价包括能耗、投资、运行成本和占地面积。对常见污染物的去除效率、化学需氧量、生化需氧量和悬浮物的去除效率进行了考察。普通曝气工艺、水解-好氧工艺、A/O工艺、A/A/O工艺、氧化沟系列工艺、SBR系列工艺和AB工艺相似,土地处理效率最低,但在合理设计下,所有工艺均能满足出水排放要求。a是普通曝气过程;b为水解-好氧过程;三是AB过程;四是委托代理过程;是尸体/输出过程;f是一条卡氧化沟;G是奥地利氧化沟;h为交替氧化沟;我是一条完整的氧化沟;一是丁苯橡胶工艺;k是MSBR过程;我是理想的

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