2城市污水处理.ppt
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1、项目二 城市污水处理,资源环境系 朱明华,水污染控制技术,1、筛滤,格栅,筛网,去除:悬浮状态的细小纤维,去除:较粗大的悬浮物,由平行的金属棒和金属条构成,由金属丝织物或金属穿孔板构成,筛滤是指去除污水中较大的悬浮物和杂物,以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。,3,格栅,按栅条形式分 按栅条净间距分,直棒式栅条格栅 弧形格栅 辐射式格栅 转筒式格栅 活动栅条格栅,粗格栅 栅距40mm 中格栅 栅距 1040mm 细格栅 栅距 410mm,功能,分类,拦截污水中的大块污物,以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。,4,粗格栅,回转式粗格栅(回转式固液分离机) 高链式粗格栅 三索式
2、粗格栅,5,细格栅,回转式细格栅 (转鼓式细格栅) 弧形细格栅 阶梯式细格栅,6,格栅工作过程,7,格栅设置方式,一中, 一道格栅 一粗一中, 两道格栅 一中一细, 两道格栅 一粗一中一细, 三道格栅,8,工艺参数,栅前流速 一般控制在0.40.8m/s,保证栅前无砂粒沉积 过栅流速 一般控制在0.61.0m/s 过栅水头损失 与过栅流速有关,一般在0.20.5m之间 栅渣量,9,格栅的水力计算,栅前流速:V1Q/(bh) 过栅流速:V2Q/(n+1) h 水头损失:hV22/2gsin,10,栅渣,栅渣:格栅的拦截物。包括数十种杂物,常见的有腐木、树杈、木塞、塑料袋、破布条、石块、瓶盖、尼龙
3、绳等。 栅渣量: 容重:960kg/m3 含水率:7080%,格栅间距:1625mm,格栅间距:3050mm,0.10.05m3/(10m3污水),0.030.01m3/(10m3污水),栅渣,12,水污染控制技术课件,格栅的运行管理,过栅流速的控制 栅渣的清除 定期检查渠道的沉砂情况 卫生与安全 分析测量与记录,13,2、沉淀,沉淀原理 自由沉淀 沉砂过程、初沉池的沉淀初期 絮凝沉淀 初沉池短暂自由沉淀后即转变 为絮凝沉淀 二沉池沉淀初期 成层沉淀 二沉池沉淀中期 压缩沉淀 二沉池沉淀后期 污泥重力浓缩,14,沉淀的应用,砂粒,化学沉淀 混凝絮体 生物污泥,污泥浓缩,15,沉砂池,功能: 避
4、免砂粒在后续处理单元或渠道内沉积,并造成设备过度磨损。 分类: 平流沉砂池 竖流沉砂池 曝气沉砂池 漩流沉砂池,(1)美国Smith & Loveless Inc. Pista漩流除砂系统 (2)英国Jones & Attwood Inc. Jeta漩流除砂系统 (3)加拿大John Meunier Inc. Mectan漩流除砂系统 (4)新西兰Dormarg Equipment Limited Dormarg除砂系统,16,平流沉砂池,平流式沉砂池的水流部分,实际上是一个加深加宽的明渠,17,曝气沉砂池,工作过程示意,实际应用,18,污水厂的旋流沉砂池,漩流沉砂池,排砂口,螺旋砂水分离机,
5、砂泵,19,沉砂池的日常测量与记录,连续测量并记录每天的沉砂量 定期测定沉砂池和洗砂设备排砂的有机分 定期测量初沉池排泥中的含砂量,以干泥中砂的百分含量表示,这是衡量沉砂池除砂效果的一个重要因素 对沉砂池排砂定期筛分分析,筛分至少应分0.1mm, 0.15mm和0.2mm三级 根据测量数据,经常对沉砂池的除砂效果和洗砂设备的洗砂效果作出评价,并及时反馈到运行调度中去,20,初沉池的功能,可沉固体的去除率为90%以上 约10% 的SS中不可沉飘物质粘附到絮体上沉降 生活污水中 VS/SS 7080%,21,沉淀池的类型,平流式沉淀池,斜板沉淀池,辐流式沉淀池,竖流式沉淀池,22,平流沉淀池,入流
6、装置,流出装置,沉淀区,缓冲区,污泥区,排泥装置,23,沉淀池进口整流多采用穿孔槽外加挡板(或穿孔墙)的方法,沉淀池进水口布置形式如图示:,入流装置,24,出流装置,沉淀后出水应尽量在出水区均匀流出。,25,排泥方式,静水压力排泥,初次沉淀池,H1.5m 活性污泥法后二沉池,H0.9m 生物膜法后二沉池,H1.2m,为了使池底污泥能滑入污泥斗,池底应有i0.010.02的坡 度,也可采用多斗式平流沉淀池,26,排泥方式,机械排泥,链带式刮泥机,行车式刮泥机,27,竖流沉淀池,竖流沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向相反,其截流速度与水流上升速度相等,28,辐流沉淀池,呈圆形或正方形 直径(或边长)66
7、0m,最大可达100m 池周水深1.53.0m,工作过程示意,实际应用,29,辐流沉淀池,周边进水中心出水,周边进水周边出水,30,各种类型沉淀池比较,31,三、案例介绍,高碑店污水处理厂二期中水区日处理能力为10000m3/日,二沉出水指标为BOD20mg/L,SS30mg/L,经中水区处理后的出水水质指标为BOD10mg/L,SS10mg/L,中水处理工艺是将二沉出水用泵提升至加药间,在加药间通过加药泵将混凝剂加入进水管道中,水药混合后在反应池进行充分混合絮凝,到达沉淀池后可沉淀的较大絮体沉淀下来,达到泥水分离的目的,上清液通过出水堰流至滤池,沉淀污泥定期排走。在滤池中通过砂滤将水中的SS
8、进一步去除,滤后水进入清水池,通过泵送至各用水点。 高碑店污水处理厂中水处理工艺自1999年11月份投入生产性运行,每天处理10000m3二级出水,经连续监测,处理后出水连续达标,即满足BOD10mg/L,SS10mg/L的设计要求,同时对N、P等污染物也有一定的去除效果,出水水质良好。经处理后的中水用于污水厂的绿化、冲洗、喷洒及景观用水。该中水处理工艺按处理能力10000m3/d计,一年可节约自来水365万m3,节约大量的水资源,该工艺使污水循环再利用变为现实。,四、分组讨论,在网上收集不同污水处理厂针对于生活污水中的悬浮物进行处理的方法和工艺流程,以ppt的形式在课上进行讲解 。,一、启发
9、引导,观察活性污泥,了解活性污泥性状、颜色、气味等性质,对活性污泥有一定的感性认识。,传统活性污泥法处理系统基本流程,活性污泥法的实质是以存在于污水中的有机物作为培养基(底物),在有氧的条件下,对各种微生物群体进行混合连续培养,通过凝聚、吸附、氧化分解、沉淀等过程主除有机物的一种方法。,活性污泥法,物理性能,颜色:褐色、(土)黄色、铁红色絮状体,气味:泥土味(城市污水),比重:略大于1,(1.0021.006),粒径:0.020.2 mm,活性污泥的含水率:99.299.8%,活性污泥的基本性质,固体物质的组成: 有机物7585%,生化性能,活性污泥微生物组成,原生动物:细菌的捕食者,同时可氧
10、化分解有机物,细菌:,真菌:形如灰白色棉花丝,黏着在沟渠或水池的内壁,后生动物:较少,游离细菌:较强的氧化分解有机物的能力,菌胶团:活性污泥絮状体的基本成分,丝状菌 : 污泥骨架,大量能引起污泥膨胀,净化过程与机理,(1)初期去除与吸附作用 由于污泥表面积很大,且表面具有多糖类粘质层,因此,污水中悬浮的和胶体的物质是被絮凝和吸附去除的,初期被去除的BOD象一种备用的食物源一样,贮存在微生物细胞的表面,经过几小时的曝气后,才会相继摄入代谢,在初期,被单位污泥去除的有机物数量是有一定限度的,它取决于污水的类型以及与污水接触时的污泥性能。,(2)微生物的代谢作用 活性污泥微生物从污水中去除有机物的代
11、谢过程,主要是由微生物细胞物质的合成(活性污泥增长),有机物(包括一部分细胞物质)的氧化分解和氧的消耗所组成。当氧供应充足时,活性污泥的增长与有机物的去除是并行的;污泥增长的旺盛时期,也就是有机物去除的快速时期 。,(3)絮凝体的形成与凝聚沉淀,菌体一般略大于胶体颗粒,仍能以稳定的悬浮状态分散于水中,难以沉淀分离。只有在其变成絮凝体以后,进行有效的分离才有可能。活性污泥中的菌胶团以及常见的产碱杆菌、无色杆菌、黄杆菌、假单胞菌等,都是易于形成絮凝体的。,活性污泥性能指标,污泥浓度(MLSS、MLVSS) 混合液悬浮固体是指曝气池中污水和活性污泥混合后的混合悬浮固体或挥发性固体数量,单位为mg/L
12、,它是计量曝气池活性污泥数量多少的指标。活性污泥法中,MLSS一般为24mg/L。,污泥沉降比(SV) 污泥沉降比是指曝气池混合液在100mL量筒中,静置沉淀30min后,沉淀污泥与混合液之体积比()。由于正常的活性污泥在静沉30min后,一般可以接近它的最大密度,故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量,可用于控制剩余污泥的排放。它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况,便于及早查明原因,采取措施。,污泥指教(SVI) 污泥指数全称污泥容积指数,是指曝气池出口处混合液经30min静沉后, 1g干活泥所占的容积以ml计。SVI值能较好地反映出活性污泥的松散程度(活性)和凝聚、沉淀性能,一般认为,
13、生活污水的SVI100时,沉淀性能良好; SVI为100200时,沉淀性能一般;SVI200时,沉淀性能不好。,污泥龄(ts) 污泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥量之比值,单位是日,在运行稳定时,剩余污泥量也就是新增长的污泥量,因此污泥龄也就是新增长的污泥在曝气池中平均停留时间,或污泥增长倍平均所需要的时间。,活性污泥增长规律,A、对数增长期(F:M2.2),污泥能量高,絮凝性、沉淀性差 B、减速增长期, 絮凝体开始形成,沉淀性提高。 C、内源呼吸期,污泥量将少,絮凝加速,处理水澄清,BOD污泥负荷: 即单位重量活性污泥在单位时间内降解到预定程度的有机物量 NsQSa/X
14、V=F/M BOD容积负荷: 指单位曝气池容积在单位时间内降解到预定程度的有机物量。 NvQSa/V BOD污泥负荷和BOD容积负荷的关系式:NvNsX,污泥产率: 污水中有机污染物的降解带来微生物的增殖与活性污泥的增长,活性污泥微生物的增殖是生物合成与内源呼吸的差值 即 X=aSabX。 式中 Sa:进入曝气池污水含有的有机污染物量,kgBOD/d。 Se:经活性污泥处理后出水的有机污染物量,kgBOD/d。 X:混合液活性污泥量,kg。 a、污泥产率(降解单位有机污染物的污染量)。 b、微生物内源代谢的自力氧化率。,活性污泥法运行参数,污泥龄(HRT) 污泥龄是曝气池中工作着的活性污泥总量
15、与每日排放的剩余污泥量之比值,单位是日,回流比(R) 污水流量与回流污泥流量之比 内回流一般控制左右 外回流一般控制左右,活性污泥法运行方式,普通活性污泥法,工艺特征:a经历了起端的吸附和不断的代谢过程 b.微生物经历了由对数期至内源呼吸期 c.有机物,迅速降低,但之后变化不大,总去除率90左右 d.需氧量由大逐步越少 存在不足:曝气池首端有机负荷大,需氧量大,而实际供氧难于满足此要求(平均供氧)。使首端供氧不足,末端供氧出现富裕,需采用渐减试供氧。,阶段曝气法,工艺特点: a污水均匀分散地进入,使负荷及需氧趋于均衡,利于生物降解,降低能耗 b混合液中污泥浓度逐步降低,减轻二次池负荷,利于固液
16、分离 c污水均匀分散地进入,增强了系统对水质、水量冲击负荷的适应能力,吸附再生法,工艺特点: a.将吸附与代谢过程分二个池或二段 b.由于再生池只对活性污泥曝气,减小了池容。 c.回流污泥量大,且大量污泥集中在再生池,吸附池内污泥一旦遭到破坏,可迅速由再生池的污泥代替,具有一定承受冲击负荷的能力。 d.“空曝”使丝状细菌的繁殖受到抑制,防止了污泥膨胀,完全混合法,工艺特点: a.污水进入曝气池后迅速被稀释混匀,水质水量变化对系统影响小。 b.由于水质在各处相同,因而各处微生物群体与组成相同,降解状况相同。 c.需氧速度均衡,动力消耗略省。,主要缺点:连续进出水,可能产生短流,出水水质不及传统法
17、理 想,易发生污泥膨胀等。,延时曝气活性污泥法,适宜对出水水质要求高的场合。如氧化沟、A/O法和A2/O工艺等。 工艺特点:负荷低,曝气时间长(24h以上),活性污泥处于内源呼吸期,剩余污泥少且稳定,污泥不需要消化处理,工艺也不需要设初沉池。 不足:池容大、负荷小、曝气量大、投资与运行费用高。,工艺特点:构筑物与普通活性污泥法以及吸附再生工艺相同,但其停留时间短,BOD负荷高、曝气时间短。 不足: BOD去除率不高(7075%),出水水质不达标,高负荷活性污泥法(短时曝气活性污泥法),SBR工艺, 无需设置二沉池,其曝气池兼具二沉池的功能;无需设置污泥回流 设备;在处理某些工业废水时,一般无需
18、设置调节池,曝气池可以兼作调节池; 活性污泥的SVI值较低,易于沉淀,一般不会产生污泥膨胀现象; 易于维护管理,如运行管理得当,处理出水水质将优于连续式; 通过对运行方式的适当调节,在单一的曝气池内可完成脱氮和除磷的效果; 易于实现自动化控制。, 曝气反应工序,SBR工艺的典型运行工序,在SBR工艺中,主要的反应器只有一个曝气池,在该曝气池中循序完成进水、曝气、沉淀、排水等功能,因此在SBR工艺中反应池内的运行一般可以分为如下的五个工序: 进水;曝气反应;沉淀:静止沉淀,效果良好;排水;排泥,MSBR工艺,MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)工艺是80
19、年代初期发展起来的改良式SBR工艺,目前主要在北美和南美应用,而在韩国汉城和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能,出水水质稳定。,氧化沟工艺, 池体狭长,(可达数十米甚至上百米);池深度较浅,一般在2米左右; 曝气装置多采用表面机械曝气器,竖轴、横轴曝气器都可以; 进、出水装置简单; 构造上的特征 氧化沟呈完全混合推流式;沟内的混合液呈推流式快速流动(0.40.5m/s),由于流速高,原废水很快就与沟内混合液相混合,因此氧化沟又是完全混合的; BOD负荷低,类似于活性污泥法的延时曝气法,处理出水水质良好; 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性; 污泥
20、产率低,剩余污泥产量少; 污泥龄长,可达1530d,为传统活性污泥法的36倍; 世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存,从而使氧化沟具有脱氮的功能。,A-B工艺,A段对有机物以絮凝吸附作用为主,而生物降解为辅,BOD5=4070%;B段对有机物以生物降解为主,曝 气,曝气方法,鼓风曝气,机械曝气,鼓风机械曝气,曝气转刷,曝气池,推流式曝气池,循环混合式曝气池,完全混合式曝气池,奥贝尔氧化沟,活性污泥法运行中的异常情况,污泥膨胀 正常的活性污泥沉降性能良好,含水率在99左右。当污泥变质时,污泥不易沉淀, SVI值增高,污泥的结构松散和体积膨胀,含水率上升,澄清液稀少(但较清澈),颜色也
21、有异变,这就是污泥膨胀。污泥膨胀的原因主要是丝状菌大量繁殖所引起,也有由于污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。,丝状菌,污泥解体 处理水质浑浊,污泥絮凝体微细化,处理效果变坏等则是污泥解体现象。导致这种异常规象的原因有运行中的问题,也有由于污水中混入了有毒物质。 运行不当,如曝气过量,会使活性污泥生物营养的平衡遭到破坏,使微生物量减少而失去活性,吸附能力降低,絮凝体缩小质密,一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥,处理水质浑浊,SVI值降低等。当污水中存在有毒物质时,微生物会受到抑制或伤害,净化能力下降或完全停止,从而使污泥失去活性。,污泥腐化 在二次沉淀池有可能由于污泥长期滞留而进行厌气发酵生成气
22、体(H2S、CH4等),从而使大块污泥上浮的现象。它与污泥脱氮上浮不同,污泥腐化变黑,产生恶臭 。,污泥脱氮(反硝化 污泥在二次沉淀池呈块状上浮的现象,并不是由于腐败所造成的,而是由于在曝气池内污泥泥龄过长,硝化进程较高(一般硝酸铵5mg/L以上),在沉淀池内产生反硝化,硝酸盐的氧被利用,氮即呈气体脱出附于污泥上,从而使污泥比重降低,整块上浮。为防止这一异常现象发生,应增加污泥回流量或及时排除剩余污泥,在脱氮之前即将污泥排除;或降低混合液污泥浓度,缩短污泥龄和降低溶解氧等,使之不进行到硝化阶段。,泡沫 曝气池中产生泡沫,主要原因是污水中存在大量合成洗涤剂或其他起泡物质。泡沫可给生产操作带来一定
23、困难,如影响操作环境,带走大量污泥。当采用机械曝气时,还能影响叶轮的充氧能力。消除泡沫的措施有:分段注水以提高混合液浓度;进行喷水或投加除沫剂(如机油、煤油等,投量约为0.5l.5mgL)等。,活性污泥法处理系统运行效果的检测,反映处理效果的项目:进出水总的和溶解性的BOD、COD,进出水总的和挥发性的SS,进出水的有毒物质(对应工业废水); 反映污泥情况的项目:污泥沉降比(SV)、MLSS。MLVSS、SVI、DO、微生物相等; 反映污泥营养和环境条件的项目:氮、磷、pH、水温等。一般SV和DO最好24小时测定一次,至少每班一次,以便及时调节回流污泥量和空气量。微生物观察最好每班一次,以预示
24、污泥异常现象。除氮、磷、MLSS、MLVSS、SVI可定期测定外,其他各项应每天测定一次。水样除测溶解氧外,均取混合水样。 此外,每天要记录进水量、回流污泥量和剩余污泥量,还要记录剩余污泥的排放规律、曝气设备的工作情况以及空气量和电耗等。剩余污泥(或回流污泥)浓度也要定期测定。,生 物 膜 法,生物转盘,生物滤池,与活性污泥工艺的流程不同的是,在生物滤池中常采用出水回流,而基本不会采用污泥回流,因此从二沉池排出的污泥全部作为剩余污泥进入污泥处理流程进行进一步的处理。 生物滤池的工作原理: 含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过,与生物膜中的微生物充分接触,其中的有机污染物被
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