废水好氧生物处理工艺ppt课件.ppt

第五章 废水好氧生物处理工艺(3) 其它工艺,氧化沟工艺 AB（吸附生物降解）法工艺 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺 膜生物反应器(MBR)工艺 曝气生物滤池(ABF)工艺,第一节 氧化沟(Oxidation Ditch)工艺,又称氧化渠或循环曝气池，是活性污泥法的一种变形；50年代，荷兰，Pasveer； 早期：适用于5000m3/d以下，城市污水；目前：各种规模的城市生活污水或工业废水,一、氧化沟的工作原理与特征,1、氧化沟的工艺流程,1、氧化沟的工艺流程,原废水,沉砂池,正在运行的氧化沟,隔墙,曝气转刷,2、氧化沟的特征,构造上的特征 池体狭长；池深较浅，一般在25m左右；曝气装置多用表面机械曝气器， 竖轴曝气器，如：低速曝气叶轮； 横轴曝气器，如：曝气转刷、曝气转盘；进、出水装置简单。,2、氧化沟的特征,工艺上的特征 氧化沟内的流态呈循环混合态；沟内混合液呈推流式快速流动（0.40.5m/s）；进水流量与沟内流量相比很小，完全混合的；有机负荷很低，相当于延时曝气法，出水水质好；抗冲击负荷能力强，对水温、水质、水量等的变动有适应性；污泥产率低，剩余污泥产量少；污泥龄长，可达1530d；具有生物脱氮的功能。,二、典型的氧化沟工艺,Carrousel氧化沟 Orbal氧化沟 交替工作式氧化沟 曝气沉淀一体化氧化沟,1、 Carrousel 氧化沟,平行多渠形氧化沟；60年代末，荷兰DHV公司；采用竖轴低速表面曝气器；水深44.5m，沟内流速0.30.4m/s；混合液在沟内每520min循环一次；沟内混合液总量是进水量的3050倍；BOD5去除率可达95%以上；总氮去除率可达90%；总磷去除率可达50%；,1、 Carrousel 氧化沟,1、 Carrousel 氧化沟,1、 Carrousel 氧化沟,应用广泛，最大规模为650000m3/d；昆明兰花沟污水处理厂上海龙华肉联厂桂林市东区废水厂等。,2、Orbal式氧化沟又称同心圆型氧化沟,圆形或椭圆形的沟渠，能充分利用水流惯性，节省能耗；,多沟串联可减少水流短路现象；,容积为6070%，DO 约0mg/l，反硝化和磷释放,容积为2030%，DO 约1mg/l,容积为10%，DO 约2mg/l,进水,2、Orbal氧化沟,工艺流程,2、Orbal氧化沟,曝气转碟,2、Orbal氧化沟,直径：1400mm；比重：0.95t/m3单碟重量：10kg单碟最大供氧能力：1.45kgO2/h最大动力效率：2.11kgO2/kw.h浸没水深：230530mm（500mm）转速：3060rpm（ 50rpm ）,2、Orbal氧化沟,防护罩,2、Orbal氧化沟,主要实例： 1)抚顺石油二厂废水处理站(28,800m3/d)； 2)燕山石化公司新建废水处理厂(60000m3/d)； 3)成都市天彭镇污水处理厂。,2、Orbal氧化沟,燕山石化公司第四期废水处理厂(60000m3/d)；,3、交替工作式氧化沟,由丹麦Kruger公司所开发的，有二沟和三沟式两种形式；交替用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和污泥回流装置；曝气转刷的利用率较低，D型二沟只有40%，三沟式则提高到了58%；,3、交替工作式氧化沟,VR型氧化沟,D型氧化沟,3、交替工作式氧化沟,三沟交替工作的氧化沟,两侧的A、C二沟交替作为曝气池和沉淀池，而B沟则一直作为曝气池；原废水交替地从A沟和C沟进入，而出水则相应地从C沟及A沟流出；曝气器的利用率较高(58%)；交替运行的方式，为脱氮创造了条件，有良好的BOD去除效果和脱氮效果。,3、交替工作式氧化沟,主要实例： 1)邯郸市东污水处理厂(100000m3/d)，三沟； 2)苏州市河西污水处理厂(80000m3/d)，三沟；3)南通市污水处理厂(25000m3/d)，五沟。,4、曝气沉淀一体化氧化沟,将沉淀池与氧化沟合建，上世纪80年代由美国公司开发，主要有三种型式：,4、曝气沉淀一体化氧化沟,侧沟型,4、曝气沉淀一体化氧化沟,沉淀池内置式氧化沟,一体化氧化沟工艺原理,固 液 分 离 器,固液分离器(关键技术),污泥悬浮层,主沟,一体化氧化沟全景,沉淀区,主沟,水下推进器,水下推进器,厌氧区,4、曝气沉淀一体化氧化沟,内置船型沉淀池的氧化沟,三、氧化沟的设计参数,当处理对象为城市废水时，各项设计参数可参考如下：MLSS(X) 5000mg/l；MLVSS(Xv) 20004000mg/l；污泥龄(c) 1)当仅要求BOD5去除，c=58d； 2)当要求硝化反应时，c=1030d；HRT(t) 20、24、36、48h，根据对出水水质的要求而定；污泥负荷 0.030.07kgBOD/kgMLSS.d；容积负荷 0.10.2kgBOD/m3.d；回流比 R 50150%v (混合液的沟内流速) 0.40.5m/s；v(沟底流速) 0.3m/s。要求反硝化时，应考虑反硝化所需的容积。,四、氧化沟实例 昆明兰花沟废水处理厂,工艺流程图,四、氧化沟实例 昆明兰花沟废水处理厂,兰花沟废水处理厂平面布置图,四、氧化沟实例 昆明兰花沟废水处理厂,1)废水组成： 生活污水 50% 以食品、化工为主的工业废水 50%2)流量： 旱季为55000m3/d， 雨季为165000m3/d；3)进出水水质：,四、氧化沟实例 昆明兰花沟废水处理厂,4)主要设计参数： BOD5污泥负荷 0.05 kgBOD/kgMLSS.d； BOD5容积负荷 0.2 kgBOD/m3.d； MLSS 4000 mg/l； 污泥龄 30d； 污泥回流比 100%。 DO值： 厌氧池 0 mg/l 回流污泥中磷的释放； 氧化沟I 0.51.0mg/l 降解BOD、硝化反应； 氧化沟II 00.5mg/l 硝化、反硝化反应； 富氧池 2.0mg/l 磷的吸收。,第二节 AB法工艺,吸附生物降解（Adsorption-Biodegradation）工艺，德国亚琛大学，Bohnke教授，70年代中期。,一、AB法的工艺流程及特征,1、工艺流程,2、AB法的主要特点, 未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统； B段由曝气池和二沉池组成； A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统，两段完全分开，各自有独特的微生物群体，有利于功能稳定。,A段的特征,不设初沉池，原废水中的微生物全部进入吸附池，A段是一个开放性的生物反应器；负荷很高，有利于增殖速度快、适应能力强的微生物生长；BOD去除率为4070%，出水可生化性有所提高，有利于B段的继续降解；污泥产率较高，吸附能力强；对有机物的去除，吸附作用为主，生物降解占1/3左右。,B段的特征,来水为A段出水，水质、水量较稳定；负荷率为总负荷率的3060%；污泥龄较长，有利于硝化反应。,二、主要设计参数,1）A段： 污泥负荷率 2.06.0kgBOD/kgMLSS.d； 水力停留时间（HRT） 30min； 污泥龄（c） 0.30.5d； 溶解氧（DO） 0.20.7mg/l。,2）B段： 污泥负荷率 0.150.3kgBOD/kgMLSS.d； 水力停留时间（HRT）2.03.0h； 污泥龄（c）1520d； 溶解氧（DO）1.02.0mg/l。,三、工程实例,青岛海泊河废水处理厂1、原废水状况： 设计规模为812万m3/d，其中工业废水约占2/3，主要是纺织、机械、轻工等工业废水，其汇水面积为24km2，服务人口53万人，污水量占全市的40%，工程总投资1.39亿元。 原废水中有机物浓度很高，是一般城市废水的34倍，且其BOD5中的约50%为悬浮固体，适于采用AB法。,三、工程实例,2、工艺流程,三、工程实例,3、原废水与处理出水水质（mg/l）,三、工程实例,4、主要设计参数A段曝气池：水力停留时间（t） 0.8h 污泥负荷 4.0kgBOD5/kgMLSS.d DO 0.5mg/l 平均耗氧率 0.38kgO2/kgBOD5中间沉淀池：表面水力负荷 2.0m3/m2.d 停留时间 1.3h, B段曝气池：水力停留时间（t） 4.2h 污泥负荷 0.37kgBOD5/kgMLSS.d DO 1.5mg/l 平均耗氧率 0.93kgO2/kgBOD5二次沉淀池：表面水力负荷 1.1m3/m2.d 停留时间 3.9h,青岛海泊河污水处理厂全景,吸附池,中间沉淀池,曝气池,二次沉淀池,污泥浓缩池,污泥消化池,沼气池,第三节、间歇式活性污泥法(SBR)工艺,序批式间歇反应器Sequence Batch ReactorSBR,一、SBR的工作原理,SBR的主要反应器只有一个曝气池，同时完成曝气沉淀等的功能，其运行可以分为五个工序：,进水,出水,停止进水曝气反应,静止沉淀,典型序批反应 (SBR) 活性污泥法工艺示意图,进水,出水,排泥,操作步骤,滗水器,滗水器,浮筒,堰口,伸缩杆,出水管,滗水器,二、SBR的工艺流程与特征,1、工艺流程,原废水,格栅,沉砂池,初沉池,SBR池,出水,二、SBR的工艺流程与特征,1）主要特征：从时间角度来看，是一种较理想的推流式曝气池；不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能；不设污泥回流设备；在多数情况下，无需设置调节池；SVI值较低，污泥易沉淀，污泥膨胀现象较少；易于维护管理，出水水质优于连续式；通过调节，可在单一曝气池内完成脱氮和除磷；易于实现自动化控制。,三、运行实例,三、运行实例,三、运行实例,第四节 膜生物反应器 Membrane Biological Reactor,一、膜生物反应器的工作原理,膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生化反应系统； 最早出现在酶制剂工业中（60年代）；在水处理中应用膜生物反应器技术开始于70年代初期；80年代中期膜生物反应器应用于水处理有了很大的进展。,二、膜生物反应器的主要类型,生物反应器有不同的类型：好氧、厌氧；膜有不同的类型：超滤膜（UF，0.010.04m）、微滤膜（MF，0.10.2m）、萃取膜（具有选择性）；膜材料各不相同：陶瓷、醋酸纤维（CA）、聚砜（PS）、聚丙烯晴等；膜结构也各不相同：中空纤维、管式、平板式等；按生物反应器与膜单元结合方式：一体式、分离式、隔离式等。,二、膜生物反应器的主要类型,一体式系统,二、膜生物反应器的主要类型,一体式系统膜组件浸没在生物反应器中；出水通过负压抽吸经过膜单元后排出；优点：体积小、整体性强、工作压力小、节能、不易堵塞等；缺点：膜表面流速小、易污染、出水不连续等。,二、膜生物反应器的主要类型,分离式系统生物反应器与膜单元相对独立；生物反应器与膜分离装置相互干扰小。,二、膜生物反应器的主要类型,隔离式系统选择性萃取膜将污水与生物反应器隔开；膜只容许目标污染物透过，进入生物反应器而被降解；有毒有害物质不能进入生物反应器。,膜组件,混合液循环,萃取膜,进水,萃取膜生物反应器的示意图,生物反应器,出水,循环泵,无泡曝气膜生物反应器,DO,DO,纯氧,进水,出水,膜组件,生物反应器,无泡曝气膜生物反应器示意图,三、膜生物反应器的主要特点,SRT与HRT完全分开，在维持较短HRT的同时，又可保持极长的SRT；膜截流的高效性可使世代时间长的硝化菌等在生物反应器内生长，因此脱氮效果较好；可维持很高的MLSS；膜分离可使大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长时间，最终得以去除；可溶性大分子化合物也可被截留下来，不会影响出水水质，最终也可被降解；膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低。,曝气系统,空气反冲,水反冲,原废水,粒状填料,处理水,反冲水池,曝气生物滤池示意图,第五节 曝气生物滤池工艺,大连马栏河污水处理厂（模型）,强化预处理,粗细格栅 沉砂 气浮 斜管沉淀,强化预处理,粗细格栅 沉砂 气浮 斜管沉淀,两级曝气生物滤池,两级生物曝气滤池的内部结构,作业,5、请简述Orbal氧化沟的基本概念。21、吸附再生法中的吸附池与A-B法中的A段都是利用微生物的吸附功能，试分析比较其异同之处。1、以葡萄糖为碳源和能源，氨氮为氮源，计算在厌氧条件下每去除1kgCOD能产生多少标准状态下的甲烷气体？会产生多少kg细胞物质？ 如果假设在厌氧产甲烷过程中无细胞物质的合成，所有葡萄糖都被用于产生甲烷，请计算此时每去除1kgCOD能产生多少标准状态下的甲烷气体？2、有一从大豆中提取蛋白后的工业废水，COD浓度为5000mg/l左右，氨氮浓度约为50mg/l，但限于测试条件，未能对原废水中的总氮浓度进行测定；处理工艺流程为“厌氧好氧”串联工艺。 运行过程中发现，在厌氧工艺中，废水的COD浓度有大幅度下降，去除率高达95%，已接近排放标准（150mg/l）； 但其出水进入好氧工艺后，却出现了有些“奇怪”的现象：废水COD浓度不但没有下降，反而还有上升，且在一定范围内增加曝气或提高污泥浓度后，COD浓度升高的现象更严重，最高时能接近400mg/l。 请合理分析上述现象发生的原因，并给出合适的解决策略。,