水处理工艺简述.docx
- 文档编号:28994428
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:222.64KB
水处理工艺简述.docx
《水处理工艺简述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水处理工艺简述.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水处理工艺简述
工
艺
简
述
学校:
黄河水院
班级:
环测1302班
姓名:
学号:
A2/O 工艺
原理
A2/O 生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合,其中各段的功能如下:
厌氧区 从初沉池流出的污水首先进入厌氧区,系统回流污泥中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物,聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐,同时释放能量,其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存,另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似 VFA 等污水中的发酵产物,并以 PHA 的形式在菌体内贮存起来。
这样,部分碳在厌氧区得到去除。
在厌氧区停留足够时间后,污水污泥混合液进入缺氧区。
缺氧区 在缺氧区中,反硝化细菌利用从好氧区中经混合液回流而带来的大量硝酸盐(视内回流比而定),以及污水中可生物降解的有机物(主要是溶解性可快速生物降解有机物)进行反硝化反应,达到同时去碳和脱氮的目的。
含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧区。
好氧区 在好氧区聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的 PHA 并释放能量,用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷,这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在,使得污水中磷的浓度大大降低。
污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后,进入好氧区时其浓度己经相当低,这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。
硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用,将水中的氮转化为 NO2 和 NO3 。
在二次沉淀池之前,大量的回流混合液将把产生的 NOx 带入缺氧区进行反硝化脱氮。
二沉池 絮凝浓缩污泥,一部分浓缩污泥回流至厌氧区继续参与释磷并保
持系统活性污泥浓度,另一部分则携带超量吸收磷的聚磷菌体以剩余污泥形式 排出系统。
虽然 A2/O 工艺已得到了广泛应用,但是其本身存在一些难以克服的内在矛盾,如基质竞争和污泥龄矛盾,使得脱氮和除磷关系无法均衡,处理效率难以提高。
随着人们生活水平的提高和生活习惯的改变,我国城市污水水质也发生了相应变化,目前低 C/N 比污水在我国十分常见,碳源的缺乏会使得 A2/O工艺中的内在矛盾更加激化,A2/O 工艺原有的设计参数是否适合也值得探讨。
基于此,本研究以连续流和序批试验结合的方式对 A2/O 工艺脱氮除磷及其优化控制进行了系统研究。
pH 和 ORP 的变化可以动态指示 A2/O 工艺中的反应过程。
维持适当大的混合液回流比,增加适当大的缺氧区容积,可强化缺氧区吸磷,节省碳源从而提高脱氮除磷的效率,这为 A2/O 工艺用于处理低 C/N 比生活污水提供了一个运行思路,也是对传统设计运行参数的一个改良。
采用配水研究表明,A2/O 工艺运行控制不当也会出现污泥膨胀问题,在生物脱氮除磷系统中,负荷控制比 DO 控制对控制污泥膨胀更为有效。
污泥膨胀是活性污泥法问世以来在运行管理中一直困扰人们的问题之一,全世界超过 50%的污水处理厂都被污泥膨胀所困扰而其中 95%以上是由于活性污泥中丝状菌过度增殖引起的。
在污水厂实际运行中一旦发生污泥膨胀,则系统即面临着出水水质不达标、污泥流失甚至存在崩溃的危险,如何预防和控制污泥膨胀一直是国内外污水生物处理领域的研究重点和难点。
而有研究发现,当污水处理系统在厌氧、缺氧和好氧状态间来回转换的时候有利于丝状菌的增长,而这恰恰是维持生物脱氮除磷的必要条件。
倒置A2/O
为了避免传统A/A/O工艺回流硝酸盐对厌氧池释磷的影响,通过吸收改良A/A/O工艺特点,将缺氧池至于厌氧池前面,来自二沉池的回流污泥和30~50%的进水,50~150%的混合液回流均进入缺氧池,停留时间为1~3h。
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.由于污泥回流至缺氧段,缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%.单位池容的反硝化速率明显提高,反硝化作用能够得到有效保证.再根据不同进水水质,不同季节情况下,生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化,调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例,反硝化作用能够得到有效保证,系统中的除磷效果也有保证,因此,本工艺与其他除磷脱氮工艺相比,具有明显有点。
分点进水倒置A/A/O工艺采用矩形的生物池,设置氧段、厌氧段及好氧段,用隔墙分开,水流为推流式.缺氧段、厌氧段设置水下搅拌器,好氧段设微孔曝气系统.为能达到硝化阶段,选择合理的污泥龄.为使出水磷酸盐(以P计)≤0.5mg/l,在生物除磷的基础上,另外投加化学除磷药剂.由于投加除磷剂,剩余污泥及时排至脱水机房进行浓缩脱水,也能防止污泥中磷的厌氧释放重新回到系统内。
氧化沟工艺
氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。
它是活性污泥法的一种变型。
因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。
氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统。
以下为一般氧化沟法的主要设计参数:
氧化沟的技术特点:
氧化沟利用连续环式反应池(ContinuousLoopReator,简称CLR)作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟通常在延时曝气条件下使用。
氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成,沟体的平面形状一般呈环形,也可以是长方形、L形、圆形或其他形状,沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的污泥龄。
因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污泥消化池,有的还可以省略二沉池。
氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置,是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性:
1)氧化沟结合推流和完全混合的特点,有力于克服短流和提高缓冲能力,通常在氧化沟曝气区上游安排入流,在入流点的再上游点安排出流。
入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散,混合液再次围绕CLR继续循环。
这样,氧化沟在短期内(如一个循环)呈推流状态,而在长期内(如多次循环)又呈混合状态。
这两者的结合,即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流,又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。
同时为了防止污泥沉积,必须保证沟内足够的流速(一般平均流速大于0.3m/s),而污水在沟内的停留时间又较长,这就要求沟内由较大的循环流量(一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍),进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释,因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力,对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。
氧化沟从整体上说又是完全混合的,而液体流动却保持着推流前进,其曝气装置是定位的,因此,混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高,然后沿沟长逐步下降,出现明显的浓度梯度,到下游区溶解氧浓度就很低,基本上处于缺氧状态。
氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化-反硝化工艺,不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量,而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。
这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。
3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝。
传统曝气的功率密度一般仅为20-30瓦/米3,平均速度梯度G大于100秒-1。
这不仅有利于氧的传递和液体混合,而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。
当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期,平均速度梯度G小于30秒-1,污泥仍有再絮凝的机会,因而也能改善污泥的絮凝性能。
4)氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源。
氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速,对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失,因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。
据国外的一些报道,氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%-30%。
另外,据国内外统计资料显示,与其他污水生物处理方法相比,氧化沟具有处理流程简单,操作管理方便;出水水质好,工艺可靠性强;基建投资省,运行费用低等特点。
氧化沟工艺-1.3氧化沟技术的发展
自1920年英国sheffield建立的污水厂成为氧化沟技术先驱以来,氧化沟技术一直在不断的发展和完善。
其技术方面的提高是在两个方面同时展开的:
一是工艺的改良;二是曝气设备的革新。
1.3.2曝气设备的革新:
曝气设备对氧化沟的处理效率,能耗及处理稳定性有关键性影响,其作用主要表现在以下四个方面:
向水中供氧;推进水流前进,使水流在池内作循环流动;保证沟内活性污泥处于悬浮状态;使氧、有机物、微生物充分混合。
针对以上几个要求,曝气设备也一直在改进和完善。
常规的氧化沟曝气设备有横轴曝气装置及竖轴曝气装置。
1)横轴曝气装置为转刷和转盘。
其中转刷更为常见,转刷单独使用通常只能满足水深较浅的氧化沟,有效水深不大于2.0-3.5米。
从而造成传统氧化沟较浅,占地面积大的弊端。
近几年开发了水下推进器配合转刷,解决了这个问题,如山东高密污水厂,有效水深为4.5米,保证沟内平均流速大于0.3米/秒,沟底流速不低于0.1米/秒,这样氧化沟占地大大减少,转刷技术运用已相当成熟,但因其供氧率低,能耗大,故其逐渐被另外先进的曝气技术所取代。
2)竖轴式表面曝气机,各种类型的表面曝气机均可用于氧化沟,一般安装在沟渠的转弯处,这种曝气装置有较大的提升能力,氧化沟水深可达4-4.5米,如1968年荷兰PHV开发的著名Carrousel氧化沟在一端的中心设垂直轴的一定方向的低速表曝叶轮,叶轮转动时除向污水供氧外,还能使沟中水体沿一定方向循环流动。
表曝设备价格较便宜,但能耗大易出故障,且维修困难。
3)射流曝气,1969年Lewrnpt等创建了第一座试验性射流曝气氧化沟(JAC),国外的射流曝气多为压力供气式,而国内通常是自吸空气式,JAC的优点是氧化沟的宽度和水的深度不受限制,可以用于深水曝气,且氧的利用率高,目前最大的JAC在奥地利的林茨,处理流量为17.2万吨/天,水深7.5米。
4)微孔曝气,现在应用较多的微孔曝气装置,采用多孔性空气扩散装置克服了以往装置气压损失大,易堵塞的毛病,且氧利用率较高,在氧化沟技术运用中越来越广泛,目前,我国广东省某污水厂已成功运用此种曝气系统。
5)其他曝气设备,包括一些新型的曝气推动设备,如浙江某公司开发的复叶节流新型曝气器,氧利用率较高,浮于水面,易检修,充氧能力可达水下7米,推动能力相当强,满足氧化沟的曝气推动一体化要求,同时能够满足氧化沟底部的充氧和推动。
氧化沟在国内外都发展很快。
欧洲的氧化沟污水厂已有上千座,在国内,从20世纪80年代末开始在城市污水和工业废水中引进国外氧化沟的先进技术,从原来的日处理量3000立方米到目前10万吨以上的污水处理厂已比较普遍,氧化沟工艺已成为我国城市污水处理的主要工艺。
2.氧化沟脱氮除磷工艺
2.1传统氧化沟的脱氮除磷传统氧化沟的脱氮,主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性,通过合理的设计,使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区,从而达到脱氮的目的。
其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除,因此是非常经济的。
但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制,因此对除氮的效果是有限的,而对除磷几乎不起作用。
另外,在传统的单沟式氧化沟中,微生物在好氧-缺氧-好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中,由此也影响单位体积构筑物的处理能力。
随着氧化沟工艺的反展,目前,在工程应用中比较有代表性的有形式有:
多沟交替式氧化沟(如三沟式,五沟式)及其改进型、卡鲁塞尔氧化沟及其改进型、奥贝尔(Orbal)氧化沟及其改进型、一体化氧化沟等。
他们都具有一定的脱氮除磷能力,
2.2.PI型氧化沟的脱氮除磷
PI(PhaseIsolation)型氧化沟,即交替式和半交替式氧化沟,是七十年代在丹麦发展起来的,其中包括DE型、T型和VR型氧化沟,随着各国对污水处理厂出水氮,磷含量要求越来越严,因而开发出现了功能加强的PI型氧化沟,主要由Kruger公司与Demmark技术学院合作开发的,称为Bio-Denitro和Bio-Denipho工艺,这两种工艺都是根据A/O和A2/O生物脱氮除磷原理,创造缺氧/好氧,厌氧/缺氧/好氧的工艺环境,达到生物脱氮除磷的目的。
2.2.1DE型、T型氧化沟脱氮工艺
DE型氧化沟为双沟系统,T型氧化沟为三沟系统,其运行方式比较相似,都是通过配水井对水流流向的切换,堰门的起闭以及曝气转刷的调速,在沟中创造交替的硝化,反硝化条件,以达到脱氮的目的。
其不同之处在于DE型氧化沟系统是二沉池与氧化沟分建,有独立的污泥回流系统;而T型氧化沟的两侧沟轮流作为沉淀池。
2.2.2VR型氧化沟脱氮工艺VR氧化沟沟型宛如通常的环形跑道,中央有一小岛的直壁结构,氧化沟分为两个容积相当的部分,其水平形式如反向的英文字母C,污水处理通过二道拍门和二道出流堰交替起闭进行连续和恒水位运行。
2.2.3PI型氧化沟同时脱氮除磷工艺交替式氧化沟在脱氮效果上良好,为了达到除磷效果,通常在氧化沟前设置相应的厌氧区或构筑物或改变其运行方式。
据国内外实际运行经验显示,这种同时脱氮除磷工艺只要运行时控制的好,可以取得很好的脱氮除磷效果。
西安北石桥污水净化中心采用具有脱氮除磷的DE型氧化沟系统(前加厌氧池),一期工程处理能力为15万立方米/天,对各阶段处理效果实测结果表明,DE型氧化沟处理城市污水效果显著。
COD、TN、TP的总去除效率分别达到87.5%-91.6%,63.6%-66.9%,85.0%-93.4%,出水TN为9.0-10.1mg/l,TP为0.42-0.45mg/l,出水水质优于国家二级出水排放标准。
上述三种PI型氧化沟脱氮除磷工艺都有转刷的调速,活门、出水堰的启闭切换频繁的特点,对自动化要求高,转刷利用率低,故在经济欠发达的地区受到很大的限制。
2.3奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺Orbal氧化沟简称同心圆式,它也是分建式,有单独二沉池,采用转碟曝气,沟深较大,它的脱氮效果很好,但除磷效率不够高,要求除磷时还需前加厌氧池。
应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环道用不同的DO(如外环为0,中环为1,内环为2),有利于脱氮除磷。
采用转碟曝气,水深一般在4.0~4.5m,动力效率与转刷接近,现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。
2.4卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
2.4.1传统的卡鲁塞尔氧化沟工艺
卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。
它的研制目的是为满足在较深的氧化沟沟渠中使混合液充分混合,并能维持较高的传质效率,以克服小型氧化沟沟深较浅,混合效果差等缺陷。
至今世界上已有850多座Carrousel氧化沟系统正在运行,实践证明该工艺具有投资省、处理效率高、可靠性好、管理方便和运行维护费用低等优点。
Carrousel氧化沟使用立式表曝机,曝气机安装在沟的一端,因此形成了靠近曝气机下游的富氧区和上游的缺氧区,有利于生物絮凝,使活性污泥易于沉降,设计有效水深4.0-4.5米,沟中的流速0.3米/秒。
BOD5的去除率可达95%-99%,脱氮效率约为90%,除磷效率约为50%,如投加铁盐,除磷效率可达95%。
2.4.2.单级卡鲁塞尔氧化沟脱氮除磷工艺
单级卡鲁塞尔氧化沟有两种形式:
一是有缺氧段的卡鲁塞尔氧化沟,可在单一池内实现部分反硝化作用,使用于有部分反硝化要求,但要求不高的场合。
另一种是卡鲁塞尔A/C工艺,即在氧化沟上游加设厌氧池,可提高活性污泥的沉降性能,有效控制活性污泥膨胀,出水磷的含量通常在2.0mg/l以下。
以上两种工艺一般用于现有氧化沟的改造,与标准的卡鲁塞尔氧化沟工艺相比变动不大,相当于传统活性污泥工艺的A/O和A2/O工艺。
活性污泥工艺
1.活性污泥法的基本概念
向生活污水中注入空气并进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水,如此操作并持续一段时间后,污水中生成一种黄褐色的絮凝体,即活性污泥。
以活性污泥为主体的污水生物处理工艺称为活性污泥法。
在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥。
在活性污泥上栖息着具有强大生命力和降解水中有机物能力的微生物群体。
2、活性污泥法的基本工艺流程
活性污泥法的基本工艺流程由曝气池、二沉池、曝气系统、污泥回流及剩余污泥排放五部分组成。
废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。
曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢状态。
随后曝气池内的泥水混合液流入二沉池,进行泥水分离,活性污泥絮体沉入池底,泥水分离后的水作为处理水排出二沉池。
二沉池沉降下来的污泥大部分作为回流污泥返回曝气池,称为回流污泥,其余的则从沉淀池中排除,这部分污泥称为剩余污泥。
从上述流程可以看出,要使活性污泥法形成一个实用的处理方法,污泥除了要具有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
SBR工艺
原理
序批式活性污泥法
环境工程专业名词,如下定义来自中华人民共和国环境保护标准《环境工程名词术语》(HJ2016-2012)。
英文:
sequencingbatchreactoractivatedsludgeprocess(缩写SBR)
中文定义:
在同一反应池(器)中,按时间顺序由进水、曝气、沉淀、排水和待机五个基本工序组成的活性污泥污水处理方法,简称SBR法。
SBR是序批式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。
目前在国内有广泛的应用。
滗水器是该法的一项关键设备。
特点
在大多数情况下(包括工业废水处理),无需设置调节池;SVI值较低,污泥易于沉淀,一般情况下,不产生污泥膨胀现象;通过对运行方式的调节,在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应;应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表,可能使本工艺过程实现全部自动化,而由中心控制室控制;运行管理得当,处理水水质优于连续式;加深池深时,与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较,占地面积较小;耐冲击负荷,处理有毒或高浓度有机废水的能力强。
背景:
近年来序列间歇式活性污泥法(SBR)处理养猪场废水越来越受到关注,该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击,运行方式灵活,由于是静止沉淀,因此出水效果好、厌(缺)氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高,有很好的脱氮除磷效果。
且有通过氧化还原电位实时控制SBR反应进程的报道,进一步提高了对氮磷的去除效果、节约了能源和投资。
注意事项
1SBR适用于建设规模为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的污水处理厂和中、小型废水处理站,适合于间歇排放工业废水的处理。
2SBR反应池的数量不宜少于2个。
3SBR反应池的设计参数包括周期数、充水比、需氧量、污泥负荷、产泥量、污泥浓度、污泥龄等。
4SBR以脱氮为主要目标时,宜选用低污泥负荷、低充水比;以除磷为主要目标时,宜选用高污泥负荷、高充水比。
5SBR的设计应符合HJ577-2010和相关工艺类工程技术规范的规定。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水处理 工艺 简述