水处理_UASB工艺仿真..pdf
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1、上海环境学校 环保水处理实训室仿真软件 UASB 工艺 使 用 手 册 (教师 /学员 二零零八年十月二十四日 目 录 一, 工艺流程简 介 . 3 1, 工作原 理 . 3 2, 工艺简 介 . 4 3, 装置流程说 明 . 5 二, 设备列 表 . 11三, 操作规 程 . 13 1, 正常开 工 . 13四, 事故设置一览 表 . 14 1, 正常工况巡视 (五 级 :. 14 2, 颗粒污 泥物理状态观察 (五级 . 15 3, UASB 日常管理 (五 级 . 15 4, 正常工况 巡视(四级 :. 16 5, 调整来水 pH 值(四 级 16 6, 配水不均 造成 2个 UASB
2、反应器跑泥 (四级 :. 16 7, 控制 UASB 反应器温度 (四 级 : 17 8, 初次启动问题 (三 级 :. 17 9, 初次启 动第二阶段异常问题 (三级 :. 17 五, 仿 DCS 系统操作画面和培训内 容 18 1流程图画 面 18 2UASB 工艺流程 图 18 3培训内容 一览表 22 一,工艺流程简介 1,工作原理 污水简介 污水中的污染物质 ,按化学性质可分为有机物与无机物;按存在形式可分为悬浮 状态与溶解 状态。悬浮固体 (英文缩写 SS 或叫悬浮物 ,由有机物和无机物组成 ,故悬 浮固体又可以分为挥发性悬浮固体 (或叫灼烧减重和非挥发性悬浮固体(或叫灰 分 。把
3、悬浮固体放在马福炉中灼烧 (温度为 600 ,所失去的重量称为挥发性悬浮 固体;残留的重量称为非挥发性悬浮固体。生活污水中 ,前者约占 70%,后者约占 30%。溶解固体 (英文缩写 DS 或叫溶解物 ,也是由有机物与无机物组成。生活污水 中的溶解性有机物包括尿素、淀粉、蛋白质、洗涤剂等;溶解性无机物包 括无机盐 (胺盐、磷酸盐等 ,氯化物等。溶解固体的浓度与成分对污水处理方法的选择(如生 物 处理法 ,物理化学处理法等及处理效果产生直接的影响。 由于城市生活污水中含有大量的漂浮物、悬浮物(SS 等有机和无机污染物质。 因此,在排 放前,必须对城市生活污水进行物理、化学和生物处理,使出水水质达
4、到国 家规定的排放标准。 污水的物理处理法的去除对象是漂浮物和悬浮物质。其处理方法可分为筛滤截 留法(设备有 筛网、格栅、微滤机等、重力分离法 (设备有沉砂池、沉淀池、 SBR 池等 、离心分离法 (设备 有离心机、旋流分离器等等。 污水的生物处理法包括活性污泥法和生物膜法等。活性污泥处理系统的新工艺 包括氧化沟、 间歇式活性污泥处理系统(SBR 和 AB 法等。 格栅 栅格由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进口 处或污水处理 厂的端部 ,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、木 屑、塑料制品等 ,以便减 轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常运行。被截流
5、的 物质称为栅渣。 沉淀 污水中的悬浮物质 ,可以在重力的作用下沉淀去除。这是一种物理过程,简便易 行,效果良 好,是污水处理的重要技术之一。 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒(如泥砂、煤渣等 。沉砂池一般设于 泵站、倒虹管 前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初次沉淀池前 , 以减轻沉淀池负荷及改善污水处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂 池、曝气沉砂池、多尔沉砂池等。 沉淀池按工艺布置的不同 ,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池是一 级污水处理厂 的主体处理构筑物 ,或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物 处理构筑物的前面 ,处理对 象是悬浮物质 (约可除
6、去 40% 50% ,同时可以去除部分 BOD 5(约可除去 20% 30%的 BOD 5, 主要是悬浮性 BOD 5 ,可改善生物处理构筑 物的运行条件并降低其 BOD 5 负荷。初次沉淀池中的沉淀物质称为初次沉淀污泥; 二次沉淀池设在生物处理构筑物(活性污泥法或生物膜法的后面, 用于沉淀去除活性 污泥或腐殖污泥 (生物膜法脱落的生物膜 , 它是生物处理系统的重要组成部分。沉 淀池按池内水流方向的不同可分为平流式沉淀池、辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。 UASB 上流式厌氧污泥床 (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB , 已成为应用最广 泛的厌氧处理 方法
7、。 UASB 反应器在运行过程中 ,废水以一定的流速自反应器的底部进入反应器,水 流在反 应器中的上升流速一般为 0. 51.5m/h,多宜在 0.60.9之间。水流依次流经 污泥床 ,污泥 悬浮层至三相分离器及沉淀区。UASB 反应器中的水流呈推流形式,进 水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解。厌氧分解过 程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起。由于大量气泡的产生,即使在较低 的有机负荷和水力负荷的条件下也能看到污泥床的明显的膨胀。随着反应器产气 量的不断增加 ,由气泡上升所产生的搅拌作用,从而降 低了污泥中夹带气泡的阻力,气 体便从污泥床内突发性地逸出,引起污泥床表
8、面呈沸腾和流化状态。 反应器中沉淀 性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高质量浓度的污泥床。随着水流 的上升流动 ,气、水、泥三相混合液 (消化液上升至三相分离器中,气体遇到反 射板 或挡板后折向集气室而被有效地分离排出。污泥和水进入上部的静止沉淀区,在重 力作 用下泥水分离。由于三相分离器的作用,使得反应器混合液中的污泥有一个良 好的沉淀、分 离和絮凝的环境 ,有利于提高污泥的沉降性能。 反应器中存在高质量浓度的以颗粒状形式的高活性污泥。这种活性污泥是在一 定的运行 条件下 ,通过严格控制反应器的水力学特性以及有机污染物负荷,经过一段 时间的培养而形 成的。 UASB 具有运行费用低、
9、投资省、效果好、耐冲击负荷、适应 pH 和温度变 化、结构简单 及便于操作等优点 , 应用日益广泛。 UASB 反应器的特色主要体现在 反应器内颗粒污泥的形成, 使反应器内的污泥浓度大幅度提高, 水力停留时间因此大 大缩短 , 加上 UASB 内设三相分离器 而省去了沉淀池 ,又不需搅拌和填料 ,从而使结 构也趋于简单。 UASB 适用于高浓度有机污染物废水处理。 2,工艺简介 本工艺污水处理量为 6000m 3/d, 原污水水质见表 1, 处理厂出水水质标准见表 2。 SBR 池运行 参数见表 3。 表 1 原污水水质 : 水质指标 悬浮物 (SS 总磷 浓度(mg/L 125 表 2 处理
10、厂出水水质标准 (达到国家二级排放标准 (GB18918-2002 水质指标 COD cr 5 悬浮物 (SS 总磷 pH 浓度(mg/L 12 1 括号外数值为水温 12,括号内数值为水温 12 。 表 3 UASB 反应器运行参数 UASB 反应器运行参数 (1 反应器内 BOD 容积负荷 :8kg/(m3 d (2 UASB 水力停留时间 30h (3 UASB 厌氧反应器温度 3537 (4 UASB 厌氧反应器污泥浓度 40000mg/L (5 污泥回流 0.3 (6 脱气器 真空度 660 102Pa (7 SBR 反 应 器 进 水 CODCr 1078mg/L, SS 320m
11、g/L, 污 泥 负 荷 为 0.3kgCOD/(kgMLSS d ,污泥浓度为 3g/L。 一级处理包括格栅及提升泵房、沉砂池、调节池和初沉池;二级处理采用处理 采用 UASB 升 流式厌氧污泥床和 SBR 工艺。 1、 预处理 原水首先通过粗格栅及提升泵房、事故池、细格栅及沉砂池、调节池、初沉池, 去除活性污 泥法无法去除的固体悬浮物,并调整 pH 值在适合活性污泥生化反应的 范围内。 2、 SBR 处理 原污水流入到间歇式曝气池,按时间顺序依次进行进水 反应沉淀出水 待机(闲置 等五个基本过程 ,然后周而复始反复进行。 3、 排泥系统 排出失活污泥 ,使系统通过排泥维持系统的稳定运行。泥
12、龄参数是排泥是否正 常的重要指标。 4、 污泥处理系统 对污泥进行浓缩、脱水、稳定处理和最终处置以达到减量化、稳定化、无害化 以及资源化的 目的。 3,装置流程说明 下图是某污水处理厂 SBR 工艺总流程界面。具体的仿真流程图界面请查看本 手册第五部分 (仿 DCS 系统操作画面 。 北京东方仿真控制技术有限公司 E -mail: 6 图 1 UASB 水处理单元工艺流程图 粗格栅及提升泵房的工艺流程 如图 2所示,待处理的污水首先进入粗格栅,粗格栅将污水中大块污物拦截下来, 防止堵 塞后续单元的机泵和工艺管道。经粗格栅处理的污水进入提升泵房,提升泵 将进水提升至后续处理单元所要求的高度 ,
13、使其实现重力自流 ,提升泵房出来的流水 进入细。 图 2 粗格栅和提升泵房 细格栅及平流沉砂池的工艺流程 图 3为细格栅和平流沉砂池的工艺流程图,如图所示流水由提升泵流经细格栅 进入平流沉砂 北京东方仿真控制技术有限公司 E -mail: 7 池,在平流沉砂池中 ,在重力的作用下 ,部分大颗粒 的悬浮颗粒 SS 从污水中沉淀分离出来 ,沉砂 池出水由重力自流进入调节池。 图 3 细格栅和平流沉砂池工艺流程图 调节池的工艺流程 调节池的作用是用于调节水量和水质。如图 4所示。调节池出水进入平流式初 沉池。 图 4 调节池工艺流程图 平流式初沉池的工艺流程 图 5为初沉池流程图仿真界面,来自沉砂
14、池的污水进入初沉池,在初沉池中通过 物理沉降 , 去除 40%的 SS 、 25%的 BOD 5 和 30%的 COD cr 。初沉池出水进入 SBR 池进一步处理。 北京东方仿真控制技术有限公司 E -mail: 8 图 5 平流式初沉池工艺流程图 UASB 的工艺流程 进水配水系统 :将进入反应器的原废水均匀的分配到反应器整个断面,并均匀上 升;起到水 力搅拌的作用。反应区是升流式厌氧污泥床的主要部位。 三相分离器将气、固、液三相进行分离。 气室的功能是收集产生的沼气。 处理水排水系统功能是将沉淀去水面上的处理水,均匀地加以收集 ,并将其排出 反应器。 北京东方仿真控制技术有限公司 E
15、-mail: 9 图 6 UASB 池工艺流程图 SBR 的工艺流程 如图 7所示,原污水流入到 SBR 池子,间歇的进行水处理。按时间顺序依次进行 进水反应 沉淀出水待机(闲置等五个基本过程 ,然后周而复始反复进行。 图 7 SBR池工艺流程图 浓缩池和脱水机房的工艺流程 如图 7所示,来自 SBR 池的污泥在浓缩池中进行浓缩,剩余水经重力自流至粗格 栅,污泥由 北京东方仿真控制技术有限公司 E -mail: 10 提升泵送至脱水机房。来自浓缩池的污泥在脱 水机房中进行脱水、稳定处理和最终处置,滤饼排 放,剩余水经重力自流至粗格栅入 口。 图 8 浓缩池和脱水机房 集水配水井和消毒池 调
16、节进入消毒池水量 ,对出水进行消毒杀菌。 图 9 集水井、消毒池工艺流程图 二,设备列表 主要设备一览表 (设备作用 正常值范围 位号 名 称 说 明 1回转式粗格栅 去除污水大颗粒杂质 2回转式细格栅 去除污水较小颗粒杂质 3SBR 池 去除有机物 ,净化水质 4初沉池 去除固体悬浮物 5沉砂池 去除较小的沙粒 6污泥浓缩池 对回流井沉积的污泥进行浓缩 7污泥脱水机房 对污泥进行脱水处理 8事故池 对来水起分流的作用 9UASB 反应器 去除有机物 ,净化水质 10调节池 调整 PH 值 11配水井 1 暂存缓冲 12配水井 2 暂存缓冲 13集水井 暂存缓冲 14冲洗池 暂存缓冲 15消毒
17、池 消毒出水 主要显示仪表一览表 (仪表测量位置 例如测量何地的 PH ,正常值 单位 范围 位号 名 称 说 明 16 污水来源流量计 正常值 5000M3/D 17 沉砂池入口流量计正常值 5000M3/D 18 事故池入口流量计正常值 5000M3/D 19 沉砂池出口流量计 (调节 池进水流量计 正常值 5000M3/D 20 调节池出水流量计正常值 5000M3/D 21 初沉池出水流量计 (氧化 沟进水流量计 正常值 5000M3/D 22 SBR 池入水流量计 正常值 5000M3/D 23 SBR 池出水流量计 正常值 5000M3/D 24 SBR 池排泥流量计 间歇操作 ,
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