《活性污泥法課堂》PPT課件.ppt

13 0概述13 1活性污泥的理論基礎(chǔ)13 2活性污泥的性能指標(biāo)及其有關(guān)參數(shù)13 3活性污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用 第13章 活性污泥法 13 4活性污泥法的各種演變和應(yīng)用 1 傳統(tǒng)活性污泥法 6 延時(shí)曝氣活性污泥法 3 階段進(jìn)水活性污泥法 9 選擇器活性污泥法 5 完全混合活性污泥法 4 吸附 再生活性污泥法 2 漸減曝氣活性污泥法 7 高負(fù)荷活性污泥法 8 純氧曝氣活性污泥法 1 傳統(tǒng)活性污泥法 Conventionalactivatedsludge 簡(jiǎn)寫CAS 曝氣池 二沉池 在二沉池處理后的污水與活性污泥分離 剩余污泥排出系統(tǒng) 回流污泥回流至曝氣池 預(yù)處理后的污水從曝氣池首端進(jìn)入池內(nèi) 與由二沉池回流的污泥同步注入 污水與回流污泥形成的混合液在池內(nèi)呈推流形式流動(dòng)至池的末端 然后進(jìn)入二次沉淀池 供 需氧量 曝氣過(guò)程 曝氣池長(zhǎng)度 定常供氧速率 需氧量 有機(jī)物在曝氣池內(nèi)的降解 經(jīng)歷了吸附和代謝的完整過(guò)程 活性污泥也經(jīng)歷了一個(gè)從池首端的增長(zhǎng)速率較快到池末端的增長(zhǎng)速率很慢或達(dá)到內(nèi)源呼吸期的過(guò)程 由于有機(jī)物濃度沿池長(zhǎng)逐漸降低 需氧速率也是沿池長(zhǎng)逐漸降低 見(jiàn)右圖 因此 在池首端和前段混合液中的溶解氧濃度較低 甚至可能是不足的 沿池長(zhǎng)逐漸增高 在池末端溶解氧含量就已經(jīng)很充足了 一般都能夠達(dá)到規(guī)定的2mg L以上 處理效果好 BOD5去除率可達(dá)90 以上 適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水 對(duì)污水的處理程度比較靈活 根據(jù)需要可適當(dāng)調(diào)整 曝氣池首端有機(jī)物負(fù)荷高 耗氧速率也高 因此 為了避免溶解氧不足的問(wèn)題 進(jìn)水有機(jī)物負(fù)荷不宜過(guò)高 耗氧速率沿池長(zhǎng)是變化的 而供氧速率難于與其相吻合 適應(yīng) 在池前段可能出現(xiàn)供氧不足的現(xiàn)象 池后段又可能出現(xiàn)溶解氧過(guò)剩的現(xiàn)象 曝氣池容積大 占用的土地較多 基建費(fèi)用高 對(duì)進(jìn)水水質(zhì) 水量變化的適應(yīng)性較低 傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)在工藝上的優(yōu)點(diǎn) 傳統(tǒng)活性污泥法處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題 曝氣過(guò)程 曝氣池長(zhǎng)度 定常供氧速率 供 需氧量 需氧量 漸減供氧速率變化曲線 2 漸減曝氣活性污泥法 漸減曝氣活性污泥法 TaperedAeration 是針對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法中由于沿曝氣池池長(zhǎng)均勻供氧 在池末端供氧與需氧量之間的差距較大而嚴(yán)重浪費(fèi)能源 提出一種能使供氧量和混合液需氧量相適應(yīng)的運(yùn)行方式 即供氧量沿池長(zhǎng)逐步遞減 使其接近需氧量 如圖 目前的傳統(tǒng)活性污泥法一般都采用這種供氧方式 3 階段進(jìn)水活性污泥法 Step feedactivatedsludge 簡(jiǎn)寫SFAS 曝氣池 二沉池 處理水 污水沿池長(zhǎng)度分段注入曝氣池 有機(jī)物負(fù)荷及需氧量得到均衡 一定程度地縮小了需氧量與供氧量之間的差距 有助于降低能耗 又能夠比較充分地發(fā)揮活性污泥微生物的降解功能 污水分散均衡注入 提高了曝氣池對(duì)水質(zhì) 水量沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力 吸附 再生活性污泥法的理論基礎(chǔ) 生物吸附區(qū) 沉淀表層 曝氣過(guò)程 BOD 污水與活性污泥混合曝氣后BOD值的變化情況 4 吸附 再生活性污泥法 Contactstabilizationactivatedsludge 簡(jiǎn)寫CSAS 吸附池 再生池 再生池吸附池 二沉池 二沉池 回流污泥 回流污泥 剩余污泥 剩余污泥 進(jìn)水 進(jìn)水 分建式 合建式 40年代后期首先在美國(guó)使用 其工藝流程如右圖所示 其主要特點(diǎn)是將活性污泥對(duì)有機(jī)物降解的兩個(gè)過(guò)程 吸附與代謝穩(wěn)定 分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行 曝氣池 二沉池 污泥回流系統(tǒng) 處理水 5 完全混合活性污泥法 Completelymixedactivatedsludge 簡(jiǎn)寫CMAS 污水在曝氣池內(nèi)分布均勻 各部位的水質(zhì)相同 微生物群體的組成和數(shù)量幾乎一致 各部位有機(jī)物降解工況相同 因此 通過(guò)對(duì)F M值的調(diào)整 可將整個(gè)曝氣池的工況控制在良好的狀態(tài) 進(jìn)水 二次沉淀池 回流污泥 剩余污泥排放 處理水 空氣 完全混合式曝氣池 曝氣池 6 延時(shí)曝氣活性污泥法 Extendedaerationactivatedsludge 簡(jiǎn)寫EAAS 工藝優(yōu)點(diǎn) 由于F M負(fù)荷非常低 曝氣時(shí)間長(zhǎng) 一般多在24h以上 活性污泥在池內(nèi)長(zhǎng)期處于內(nèi)源呼吸期 剩余污泥量少且穩(wěn)定 勿需再進(jìn)行厭氧消化處理 因此 這種工藝是污水 污泥綜合處理系統(tǒng) 此外 本工藝還具有處理水穩(wěn)定性高 對(duì)原污水水質(zhì) 水量變化有較強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn) 工藝缺點(diǎn) 曝氣時(shí)間長(zhǎng) 池容大 基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用都較高 占用較大的土地面積等 延時(shí)曝氣法適用于處理對(duì)處理水質(zhì)要求高而且又不宜采用污泥處理技術(shù)的小城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水 處理水量不宜過(guò)大 7 高負(fù)荷活性污泥法 High RateActivatedSludge 其主要特點(diǎn)是F M負(fù)荷高 曝氣時(shí)間短 處理效果較差 一般BOD5的去除率不超過(guò)70 75 因此 稱之為不完全處理活性污泥法 與此相對(duì) BOD5去除率在90 以上 處理水的BOD5值在20mg L以下的工藝則稱為完全處理活性污泥法 高負(fù)荷活性污泥法在系統(tǒng)和曝氣池的構(gòu)造方面 與傳統(tǒng)活性污泥法相同 即傳統(tǒng)法可以按高負(fù)荷活性污泥法系統(tǒng)運(yùn)行 適用于處理對(duì)處理水水質(zhì)要求不高的污水 8 純氧曝氣活性污泥法 High purityoxygenactivatedsludge 簡(jiǎn)寫HPOAS 空氣中氧的含量?jī)H為21 而純氧中的含氧量為90 95 純氧氧分壓比空氣高4 4 4 7倍 用純氧進(jìn)行曝氣能夠提高氧向混合液中的傳遞能力 早在40年代就有人設(shè)想用氧氣代替空氣進(jìn)行曝氣 以提高曝氣池內(nèi)的生化反應(yīng)速率 1968年在美國(guó)紐約州的巴塔維亞污水處理廠建成了一座規(guī)模為10000m3 d的純氧曝氣池 并與鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn) 1971年美國(guó)水質(zhì)管理委員會(huì)發(fā)表了該廠的對(duì)比試驗(yàn)報(bào)告 現(xiàn)在 世界上已有多座以純氧曝氣活性污泥法為主體處理技術(shù)的污水處理廠建成 其中美國(guó)底特律污水處理廠的規(guī)模達(dá)230 104m3 d 氧利用率可達(dá)80 90 而鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)僅為10 左右 曝氣池內(nèi)混合液的MLSS值可達(dá)4000 7000mg L 能夠提高曝氣池的容積負(fù)荷 曝氣池混合液的SVI值較低 一般都低于l00 污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的較少 產(chǎn)生的剩余污泥量少 采用純氧曝氣系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有 9 選擇器活性污泥法 Selectoractivatedsludge 簡(jiǎn)寫SAS 它是近期發(fā)展起來(lái) 用于防止與控制絲狀菌型污泥膨脹的活性污泥處理工藝 它是在曝氣池前加一個(gè)水力停留時(shí)間很短的小反應(yīng)器 如圖所示 全部污水和回流污泥進(jìn)入選擇器 形成高負(fù)荷區(qū) 這種有機(jī)物濃度較高的環(huán)境有利于菌膠團(tuán)菌的優(yōu)先生長(zhǎng)而抑制絲狀菌的過(guò)量生長(zhǎng) 從而改善了污泥的沉降性能 選擇器 進(jìn)水 回流污泥 剩余污泥 出水 曝氣池 二沉池 絲狀菌和絮狀菌的競(jìng)爭(zhēng) S或DO 生長(zhǎng)的關(guān)系 選擇器可分為好氧選擇器 缺氧選擇器 厭氧選擇器等形式 好氧選擇器需對(duì)污水進(jìn)行曝氣充氧 使之處于好氧狀態(tài) 而缺氧選擇器和厭氧選擇器只攪拌不曝氣 選擇器控制污泥膨脹的主要原理 好氧選擇器防止污泥膨脹的機(jī)理是提供DO適宜 底物充足的高負(fù)荷區(qū) 讓菌膠團(tuán)細(xì)菌優(yōu)先利用有機(jī)物 從而抑制絲狀菌的過(guò)量繁殖 好氧選擇器 缺氧選擇器控制污泥膨脹的主要機(jī)理是絕大部分菌膠團(tuán)細(xì)菌能利用選擇器內(nèi)硝酸鹽中的化合態(tài)氧作為電子受體 進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖 而絲狀菌 球衣菌 沒(méi)有這個(gè)功能 因而在選擇器內(nèi)受到抑制 增殖速率大大落后于菌膠團(tuán)細(xì)菌 大大降低了絲狀菌膨脹發(fā)生的可能 缺氧選擇器 厭氧選擇器控制污泥膨脹的主要原理是絕大部分種類的絲狀菌 球衣菌 都是絕對(duì)好氧的 在絕對(duì)厭氧狀態(tài)下將受到抑制 而絕大部分的菌膠團(tuán)細(xì)菌為兼性菌 在厭氧狀態(tài)下將進(jìn)行厭氧代謝 繼續(xù)增殖 但是 厭氧選擇器的設(shè)置 會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生絲硫菌污泥膨脹的可能性 因?yàn)榫z團(tuán)細(xì)菌的厭氧代謝會(huì)產(chǎn)生出硫化氫 從而為絲硫菌的繁殖提供條件 因此 厭氧選擇器的水力停留時(shí)間不宜太長(zhǎng) 厭氧選擇器 RS M RS RS RS M 進(jìn)水 M 選擇器 RS 回流污泥 AB 曝氣池 OD 氧化溝 FC 二沉池 E 出水 OD OD E E E E AB AB AB E FC FC FC FC 幾種選擇器的布設(shè)方式 RS RS M 13 5曝氣及曝氣系統(tǒng) 13 5 2 氧轉(zhuǎn)移原理 13 5 3 氧轉(zhuǎn)移的影響因素 13 5 4 氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算 13 5 5 曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 13 5 1 概述 曝氣是采取一定的技術(shù)措施 通過(guò)曝氣裝置所產(chǎn)生的作用 使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中去 并使混合液處于懸浮狀態(tài) 13 5 1 概述 13 5 2 氧轉(zhuǎn)移原理 13 5 2 1菲克 Fick 定律 通過(guò)曝氣 空氣中的氧從氣相傳遞到混合液的液相 這既是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程 也是一個(gè)物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程 擴(kuò)散過(guò)程的推動(dòng)力是物質(zhì)在界面兩側(cè)的濃度差 物質(zhì)的分子從濃度較高的一側(cè)向著較低的一側(cè)擴(kuò)散 轉(zhuǎn)移 13 5 2 2雙膜理論 界面 層流 Xf 液相主體 紊流 氣相主體 氣膜 液膜 紊流 C CS Pi Pg 雙膜理論模型 氣 液界面的兩側(cè)存在著氣膜和液膜 在污水生物處理中 有關(guān)氣體分子通過(guò)氣膜和液膜的傳遞理論 一般都以劉易斯 Lewis 和懷特曼 Whitman 于1923年建立的 雙膜理論 為基礎(chǔ) 13 5 2 3氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa值的確定 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa是計(jì)算氧轉(zhuǎn)移速率的基本參數(shù) 也是評(píng)價(jià)空氣擴(kuò)散裝置供氧能力的重要參數(shù) 通過(guò)試驗(yàn)求定 13 5 4氧轉(zhuǎn)移速率與供氣量的計(jì)算 13 5 4 1氧轉(zhuǎn)移速率的計(jì)算 生產(chǎn)廠家提供空氣擴(kuò)散裝置的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的 所謂標(biāo)準(zhǔn)條件是 水溫20 氣壓為1 013 105Pa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 測(cè)定用水是脫氧清水 標(biāo)準(zhǔn)氧轉(zhuǎn)移速率 R0 可按下式計(jì)算 20 式中C 水中含有的溶解氧濃度 mg L 脫氧清水C 0 上式必須根據(jù)實(shí)際條件加以修正 引入各項(xiàng)修正系數(shù) 溫度為T條件下的實(shí)際氧轉(zhuǎn)移速率 R 應(yīng)等于活性污泥微生物的需氧速率 Rr 21 一般 即實(shí)際工程所需空氣量較標(biāo)準(zhǔn)條件下的所需空氣量多33 61 13 5 4 2氧轉(zhuǎn)移效率與供氣量的計(jì)算 式中EA 氧轉(zhuǎn)移效率 Oc 供氧量 kg h 氧轉(zhuǎn)移效率 氧利用效率 24 V 曝氣池體積 供氣量 對(duì)鼓風(fēng)曝氣 各種空氣擴(kuò)散裝置在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下EA值 是廠商提供的 因此 供氣量可以通過(guò)式 26 確定 即 RO值根據(jù)公式 23 確定 26 對(duì)機(jī)械曝氣 各種葉輪在標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量與葉輪直徑 線速率的關(guān)系 也是廠商通過(guò)實(shí)際測(cè)定提供的 如泵型葉輪的充氧量與葉輪直線及葉輪線速率的關(guān)系 按下式確定 式中Qos 泵型葉輪在標(biāo)準(zhǔn)條件下的充氧量 kg h 葉輪線速率 m s D 葉輪直徑 m K 池型結(jié)構(gòu)修正系數(shù) 27 13 5 5曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 空氣擴(kuò)散裝置一般也稱曝氣裝置或曝氣頭 是活性污泥系統(tǒng)很重要的設(shè)備之一 當(dāng)前廣泛應(yīng)用于活性污泥系統(tǒng)的空氣擴(kuò)散裝置分為鼓風(fēng)曝氣和機(jī)械曝氣兩大類 動(dòng)力效率 EP 每消耗1kW h電能轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量 以kgO2 kW h計(jì) 氧的利用率 EA 或稱氧的轉(zhuǎn)移效率 通過(guò)鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量占總供氧量的百分比 充氧能力 EL 通過(guò)機(jī)械曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng) 在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到混合液中的氧量 以kgO2 h計(jì) 它一般表示一臺(tái)機(jī)械曝氣設(shè)備的充氧能力 表示空氣擴(kuò)散裝置技術(shù)性能的主要指標(biāo)有 13 5 5 1鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī) 空氣擴(kuò)散裝置和空氣輸送管道所組成 鼓風(fēng)機(jī)將空氣通過(guò)管道輸送到安裝在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置 在擴(kuò)散裝置出口處形成不同尺寸的氣泡 氣泡經(jīng)過(guò)上升和隨水循環(huán)流動(dòng) 最后在液面處破裂 在這一過(guò)程中 空氣中的氧轉(zhuǎn)移到混合液中 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的空氣擴(kuò)散裝置主要分為 微氣泡 中氣泡 大氣泡 水力剪切 水力沖擊等類型 大氣泡型曝氣裝置因氧利用率過(guò)低 現(xiàn)已極少采用 微氣泡空氣擴(kuò)散裝置 也稱為多孔性空氣擴(kuò)散裝置 使用較多的是用多孔性材料如陶粒 粗瓷等摻以適當(dāng)?shù)娜绶尤?shù)脂一類的粘合劑 在高溫下燒結(jié)成為擴(kuò)散板 擴(kuò)散管 如下圖 及擴(kuò)散罩的形式 這一類擴(kuò)散裝置的主要性能特點(diǎn)是產(chǎn)生微小氣泡 氣 液接觸面大 氧利用率較高 其缺點(diǎn)是壓力損失較大 易堵塞 送入的空氣應(yīng)預(yù)先通過(guò)過(guò)濾凈化等 曝氣池 二沉池 處理水 擴(kuò)散板 擴(kuò)散板多采用板匣的形式安裝 每個(gè)板匣有自己的進(jìn)氣管 便于維護(hù)管理 清洗和置換 膜片式微孔空氣擴(kuò)散器 在膜片上開(kāi)有按同心圓形式布置的孔眼 鼓風(fēng)時(shí) 空氣通過(guò)底座上的通氣孔 進(jìn)入膜片與底座之間 使膜片微微鼓起 孔眼張開(kāi) 空氣從孔眼逸出 達(dá)到空氣擴(kuò)散的目的 供氣停止 壓力消失 在膜片的彈性作用下 孔眼自動(dòng)閉合 并且由于水壓的作用 膜片壓實(shí)在底座之上 曝氣池中的混合液不能倒流 不會(huì)使孔眼堵塞 這種空氣擴(kuò)散器可擴(kuò)散出直徑為1 5 3 0mm的氣泡 其動(dòng)力效率和氧的利用率也較高 2 中氣泡空氣擴(kuò)散裝置 應(yīng)用較為廣泛的中氣泡空氣擴(kuò)散裝置是穿孔管 由管徑介于25 50mm之間的鋼管或塑料管制成 由計(jì)算確定 在管壁兩側(cè)向下相隔45 角 留有直徑為3 5mm的孔眼或隙縫 間距50 100mm 空氣由孔眼溢出 見(jiàn)右圖 這種擴(kuò)散裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單 不易堵塞 阻力小 但氧的利用率較低 穿孔管 網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置 網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散裝置 見(jiàn)右圖 由主體 螺蓋 網(wǎng)狀膜 分配器和密封圈所組成 主體骨架用工程塑料注塑成型 網(wǎng)狀膜則由聚酯纖維制成 該裝置由底部進(jìn)氣 經(jīng)分配器第一次切割并均勻分配到氣室 然后通過(guò)網(wǎng)狀膜進(jìn)行二次分割 形成微小氣泡擴(kuò)散到混合液中 這種裝置的特點(diǎn)是不易堵塞 布?xì)饩鶆?構(gòu)造簡(jiǎn)單 便于維護(hù)管理 氧的利用率較高 3 水力剪切式空氣擴(kuò)散裝置 利用裝置本身的構(gòu)造特征 產(chǎn)生水力剪切作用 在空氣從裝置吹出之前 將大氣泡切割成小氣泡 在我國(guó)通用的屬于此種類型的空氣擴(kuò)散裝置有 倒盆式擴(kuò)散裝置和固定螺旋式擴(kuò)散裝置等 倒盆式空氣擴(kuò)散裝置 該裝置由盆形塑料殼體 橡膠板 塑料螺桿及壓蓋等組成 空氣由上部進(jìn)氣管進(jìn)入 由盆形殼體和橡膠板間的縫隙向周邊噴出 在水力剪切的作用下 空氣泡被剪切成小氣泡 停止供氣 借助橡膠板的回彈力 使縫隙自行封口 防止混合液倒灌 4 水力沖擊式空氣擴(kuò)散裝置 密集多噴嘴空氣擴(kuò)散裝置 本裝置由鋼板焊接制成 外形呈長(zhǎng)方形 主要部件有 進(jìn)水管 噴嘴 曝氣筒和反射板等 噴嘴安設(shè)在曝氣筒的中 下部 空氣由噴嘴向上噴出 使曝氣筒內(nèi)混合液上 下循環(huán)流動(dòng) 噴嘴的直徑一般為5 10mm 數(shù)目可達(dá)數(shù)百個(gè) 出口流速較大 射流式空氣擴(kuò)散裝置 進(jìn)入擴(kuò)散管內(nèi) 由于速度頭變成壓頭 微細(xì)氣泡進(jìn)一步壓縮 氧迅速地轉(zhuǎn)移到混合液中 從而強(qiáng)化了氧的轉(zhuǎn)移過(guò)程 氧的轉(zhuǎn)移率可高達(dá)20 以上 但動(dòng)力效率不高 射流式空氣擴(kuò)散裝置是利用水泵打入的泥 水混合液的高速水流的動(dòng)能 吸入大量空氣 泥 水 氣混合液在喉管中強(qiáng)烈混合攪動(dòng) 使氣泡粉碎成霧狀 5 水下空氣擴(kuò)散裝置 又稱為水下曝氣器 裝置安裝在曝氣池底部的中央部位 通入的空氣在葉輪的剪切及強(qiáng)烈的紊流作用下 空氣被切割成微細(xì)的氣泡 并按放射方向向水中分布 由于紊流強(qiáng)烈 氣液接觸充分 氣泡分散良好 氧轉(zhuǎn)移率較高 13 5 5 2機(jī)械曝氣裝置 機(jī)械曝氣裝置安裝在曝氣池水面上下 在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng) 通過(guò)下列3個(gè)作用使空氣中的氧轉(zhuǎn)移到污水中去 按傳動(dòng)軸的安裝方向 機(jī)械曝氣器可分為豎軸 縱軸 式機(jī)械曝氣器和臥軸 橫軸 式機(jī)械曝氣器兩類 豎軸式機(jī)械曝氣裝置 又稱豎軸葉輪曝氣機(jī) 因?yàn)榛旌弦旱牧鲃?dòng)狀態(tài)同池形有密切的關(guān)系 故曝氣的效率不僅決定于曝氣機(jī)的性能 還同曝氣池的池形有密切關(guān)系 表曝機(jī)葉輪的淹沒(méi)深度一般在10 100mm 可以調(diào)節(jié) 淹沒(méi)深度大時(shí)提升水量大 但所需功率亦會(huì)增大 葉輪轉(zhuǎn)速一般為20 100r min 因而電機(jī)需通過(guò)齒輪箱變速 同時(shí)可以進(jìn)行二擋和三擋調(diào)速 以適應(yīng)進(jìn)水水量和水質(zhì)的變化 13 6活性污泥法污水處理系統(tǒng)的過(guò)程控制與運(yùn)行管理 13 6 1 活性污泥的培養(yǎng)馴化13 6 2 活性污泥法系統(tǒng)的主要控制方法與控制參數(shù)13 6 3 活性污泥法處理系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況 13 6 1 活性污泥的培養(yǎng)馴化 在系統(tǒng)準(zhǔn)備投產(chǎn)運(yùn)行時(shí) 運(yùn)行管理人員不僅要熟悉處理設(shè)備的構(gòu)造和功能 還要深入掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)意圖 曝氣池 方法在投產(chǎn)時(shí)先可用含有多菌種及充足營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的糞便水或生活污水培養(yǎng)出足量的活性污泥 然后對(duì)所培養(yǎng)的活性污泥進(jìn)行馴化 活性污泥的培養(yǎng)和馴化方法 異步培馴法 同步培馴法 接種培馴法 異步培馴法 水質(zhì)特點(diǎn)該類廢水缺乏專性菌種和足夠的營(yíng)養(yǎng) 方法及目的為了縮短培養(yǎng)和馴化的時(shí)間 也可以把培養(yǎng)和馴化這兩個(gè)階段合并進(jìn)行 即在培養(yǎng)開(kāi)始就加入少量工業(yè)廢水 并在培養(yǎng)過(guò)程中逐漸增加比重 使活性污泥在增長(zhǎng)的過(guò)程中 逐漸適應(yīng)工業(yè)廢水并具有處理它的能力 缺點(diǎn)在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下不夠穩(wěn)妥可靠 出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不易確定是培養(yǎng)上的問(wèn)題還是馴化上的問(wèn)題 活性污泥的培養(yǎng)和馴化方法 異步培馴法 同步培馴法 接種培馴法 同步培馴法 適用范圍生活污水或以生活污水為主的城市污水一般都采用同步培馴法 活性污泥的培養(yǎng)和馴化方法 異步培馴法 同步培馴法 接種培馴法 接種培馴法 培養(yǎng)活性污泥需要有菌種和菌種所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和排除對(duì)微生物增長(zhǎng)有害的代謝產(chǎn)物 要及時(shí)換水 換水方式分為連續(xù)換水和間歇換水兩種 對(duì)工業(yè)廢水 如缺乏氮 磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 還要及時(shí)的將這些物質(zhì)投加入曝氣池 間歇培養(yǎng) 將曝氣池注滿污水 然后停止進(jìn)水 開(kāi)始曝氣 循環(huán)進(jìn)行悶曝 靜沉和進(jìn)水三個(gè)過(guò)程 每次進(jìn)水量應(yīng)比上次有所增加 每次悶曝時(shí)間應(yīng)比上次縮短 即進(jìn)水次數(shù)增加 悶曝2 3天后 停止曝氣 靜沉1h 排走部分上清液 然后進(jìn)入部分新鮮污水 低負(fù)荷連續(xù)培養(yǎng) 至MLSS超過(guò)1000mg L時(shí) 開(kāi)始按設(shè)計(jì)流量進(jìn)水 MLSS至設(shè)計(jì)值時(shí) 開(kāi)始以設(shè)計(jì)回流比回流 并開(kāi)始排放剩余污泥 將曝氣池注滿污水 然后停止進(jìn)水 悶曝1d 然后連續(xù)進(jìn)水連續(xù)曝氣 進(jìn)水量控制在設(shè)計(jì)水量的1 5或更低 同時(shí)開(kāi)始回流 逐步增加進(jìn)水量 將曝氣池注滿污水 然后大量投入其它處理廠的正常污泥 開(kāi)始滿負(fù)荷連續(xù)培養(yǎng) 接種培養(yǎng) 當(dāng)混合液30min沉降比達(dá)到15 20 污泥具有良好的凝聚沉淀性能 污泥內(nèi)含有大量的菌膠團(tuán)和纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物 如鐘蟲(chóng) 等枝蟲(chóng) 蓋纖蟲(chóng)等 并可使BOD的去除率達(dá)90 左右 即可認(rèn)為活性污泥已培養(yǎng)正常 13 6 2 活性污泥系統(tǒng)的主要控制方法與控制參數(shù) 試運(yùn)行階段 試運(yùn)行的目的 正常運(yùn)行階段 試運(yùn)行確定最佳條件后 即可轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行 在正常運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)活性污泥系統(tǒng)采取控制措施 使系統(tǒng)內(nèi)的活性污泥保持較高的活性及穩(wěn)定合理的數(shù)量 從而達(dá)到所需的處理水水質(zhì) 對(duì)供氣量 曝氣量 的調(diào)節(jié) 供氣電耗占整個(gè)廢水處理廠電耗的大部分 50 60 因此 應(yīng)極其慎重地對(duì)待這一參數(shù) 曝氣池出口處的溶解氧濃度即使在夏季也應(yīng)當(dāng)控制在1 5 2mg L左右 其次要滿足混合液混合攪拌的要求 攪拌程度應(yīng)通過(guò)測(cè)定曝氣池表面 中間和池底各點(diǎn)的污泥濃度是否均勻而定 回流污泥量的調(diào)節(jié) 活性污泥法處理系統(tǒng)運(yùn)行效果的檢測(cè) 為了經(jīng)常保持良好的處理效果 積累經(jīng)驗(yàn) 需要對(duì)曝氣池和二次沉淀池處理情況定期進(jìn)行檢測(cè) 一般SV 和溶解氧最好2 4h測(cè)定一次 至少每班一次 以便及時(shí)調(diào)節(jié)回流污泥量和空氣量 微生物觀察最好每班一次 以預(yù)示污泥異?，F(xiàn)象 除個(gè)別項(xiàng)目可定期測(cè)定外 其他各項(xiàng)應(yīng)每天測(cè)一次 一般來(lái)說(shuō) 水樣均取混合水樣 溶解氧的檢測(cè)應(yīng)采用儀器進(jìn)行在線檢測(cè) 如有條件 上述檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)盡可能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制 13 6 3 活性污泥法處理系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況 活性污泥法處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)種種異常情況 處理效果降低 污泥流失 下面將在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的幾種主要的異?，F(xiàn)象和采取的相應(yīng)措施加以簡(jiǎn)要闡述 污泥膨脹 污泥膨脹的危害 隨著污泥膨脹的發(fā)生 污泥的沉降性能發(fā)生惡化 不能在二沉池內(nèi)進(jìn)行正常的泥水分離 澄清液稀少 但較清澈 污泥容易隨出水流失 發(fā)生污泥膨脹以后 流失的污泥會(huì)使出水SS超標(biāo) 如不立即采取控制措施 污泥繼續(xù)流失會(huì)使曝氣池的微生物量銳減 不能滿足分解污染物的需要 從而最終導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化 活性污泥的SVI值在100左右時(shí) 其沉降性能最佳 當(dāng)SVI值超過(guò)150時(shí) 預(yù)示著活性污泥即將或已經(jīng)處于膨脹狀態(tài) 應(yīng)立即予以重視 在實(shí)際運(yùn)行中 污水處理廠發(fā)生的污泥膨脹絕大部分為絲狀菌污泥膨脹 工業(yè)廢水廠比城市污水廠更容易發(fā)生膨脹 完全混合活性污泥法比推流式活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹 污泥膨脹總體上分為 絲狀菌膨脹 非絲狀菌膨脹 系活性污泥絮體中的絲狀菌過(guò)度繁殖導(dǎo)致的膨脹 系菌膠團(tuán)細(xì)菌本身生理活動(dòng)異常 致使細(xì)菌大量積累高粘性多糖類物質(zhì) 污泥中結(jié)合水異常增多 比重減輕 壓縮性能惡化而引起的膨脹 大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明以下情況容易發(fā)生污泥膨脹 污泥齡過(guò)長(zhǎng)及有機(jī)負(fù)荷過(guò)低 營(yíng)養(yǎng)物不足 混合液中溶解氧濃度太低 氮 磷含量不平衡的廢水 高pH值或低pH值廢水 含有有毒物質(zhì)的廢水 腐化或早期消化的廢水 硫化氫含量高的廢水 缺乏一些微量元素的廢水 曝氣池混合液受到?jīng)_擊負(fù)荷 碳水化合物含量高或可溶性有機(jī)物含量多的污水 高有機(jī)負(fù)荷 且缺氧的情況下 水溫過(guò)高或過(guò)低 污泥助沉法 污泥膨脹的控制 臨時(shí)控制措施 工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)控制措施 環(huán)境調(diào)控控制法 臨時(shí)控制措施 指向發(fā)生膨脹的污泥中加入有機(jī)或無(wú)機(jī)混凝劑或助凝劑 增大活性污泥的比重 使之在二沉池內(nèi)易于分離 常用的藥劑有聚合氯化鐵 硫酸鐵 硫酸鋁和聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝劑 有的小處理廠還投加粘土或硅藻土作為助凝劑 助凝劑投加量不可太多 否則易破壞細(xì)菌的生物活性 降低處理效果 滅菌法 原理 指向發(fā)生膨脹的污泥中投加化學(xué)藥劑 殺滅或抑制絲狀菌 從而達(dá)到控制絲狀菌污泥膨脹的目的 常用的滅菌劑有NaClO ClO2 Cl2 H2O2和漂白粉等 由于大部分處理廠都設(shè)有出水加氯消毒系統(tǒng) 因而加氯控制絲狀菌污泥膨脹成為最普遍的一種方法 缺點(diǎn) 氯等滅菌劑對(duì)微生物是無(wú)選擇性的殺傷劑 既能殺滅絲狀菌 也能殺傷菌膠團(tuán)細(xì)菌 因此 應(yīng)嚴(yán)格控制投加點(diǎn)氯的濃度 這一類控制方法由于沒(méi)有深入了解引起污泥膨脹的真正原因而無(wú)法徹底解決污泥膨脹問(wèn)題 控制不好 還會(huì)帶來(lái)出水水質(zhì)惡化的不良后果 另外 滅菌法只適用于控制絲狀菌污泥膨脹 控制非絲狀菌污泥膨脹一般用助沉法 工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)控制措施 用于運(yùn)行控制不當(dāng)產(chǎn)生的污泥膨脹 例如 因DO低導(dǎo)致的膨脹 可增加供氧來(lái)解決 因pH太低導(dǎo)致的膨脹可調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)或加強(qiáng)上游廢水排放的管理 因污水 腐化 產(chǎn)生的膨脹 可通過(guò)增加預(yù)曝氣來(lái)解決 因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏導(dǎo)致的膨脹 可投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 因低負(fù)荷導(dǎo)致的膨脹 可適當(dāng)提高F M 其出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)曝氣池中生態(tài)環(huán)境的改變 造成有利于菌膠團(tuán)細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件 應(yīng)用生物競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制抑制絲狀菌的過(guò)度生長(zhǎng)和繁殖 將絲狀菌控制在合理的范圍內(nèi) 從而控制污泥膨脹的發(fā)生 近年得到充分發(fā)展的選擇器理論就是運(yùn)用的這一概念 污泥膨脹的控制 臨時(shí)控制措施 工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)控制措施 環(huán)境調(diào)控控制法 環(huán)境調(diào)控控制法 污泥解體 污泥腐化 污泥上浮 泡沫問(wèn)題 泡沫是活性污泥法處理廠運(yùn)行中常見(jiàn)的現(xiàn)象 泡沫可在曝氣池上堆積很高 并進(jìn)入二沉池隨水流走 產(chǎn)生一系列衛(wèi)生問(wèn)題 生物泡沫多呈褐色 生物泡沫處理比較困難 有的處理廠曾嘗試用加氯 增大排泥 降低SRT等方法 但均不能從根本上解決問(wèn)題 因此 對(duì)生物泡沫要以防為主 處理方法 化學(xué)泡沫處理較容易 可以噴水消泡或投加除沫劑 如機(jī)油 煤油等 投量約為0 5 1 5mg L 等 此外 用風(fēng)機(jī)機(jī)械消泡 也是有效措施 化學(xué)泡沫多呈乳白色 化學(xué)泡沫由污水中的洗滌劑以及一些工業(yè)用表面活性物質(zhì)在曝氣的攪拌和吹脫作用下形成 處理方法 異常生物相 在工藝控制不當(dāng)或入流水質(zhì)水量突變時(shí) 會(huì)造成生物相異常 在正常運(yùn)行的傳統(tǒng)活性污泥工藝系統(tǒng)中 存在的微型動(dòng)物絕大部分為鐘蟲(chóng) 認(rèn)真觀察鐘蟲(chóng)數(shù)量及生物特征的變化 可以有效地預(yù)測(cè)活性污泥的狀態(tài)及發(fā)展趨勢(shì) 在正常運(yùn)行的活性污泥中 還存在一定量的輪蟲(chóng) 其生理特征及數(shù)量的變化也具有一定的指示作用 例如 當(dāng)輪蟲(chóng)縮入甲被內(nèi)時(shí) 則指示進(jìn)水pH發(fā)生突變 當(dāng)輪蟲(chóng)數(shù)量劇增時(shí) 則指示污泥老化 結(jié)構(gòu)松散并解體 最后需要強(qiáng)調(diào)的是 生物相觀察只是一種定性方法 缺乏嚴(yán)密性 運(yùn)行中只能作為理化方法的一種補(bǔ)充手段 而不可作為唯一的工藝監(jiān)測(cè)方式 13 7活性污泥法的脫氮除磷原理及應(yīng)用 13 7 1概述 13 7 2脫氮原理與工藝技術(shù) 13 7 3污水生物脫氮理論與技術(shù)的新進(jìn)展 13 7 4除磷原理與工藝技術(shù) 13 7 5污水生物除磷理論與技術(shù)的新進(jìn)展 水體富營(yíng)養(yǎng)化 氮 磷的過(guò)量排放 含豐富營(yíng)養(yǎng)鹽類 使藻類等浮游生物快速生長(zhǎng) 而后引起異養(yǎng)生物代謝旺盛 耗盡水體中DO 使水體變質(zhì) 破壞水體中的生態(tài)平衡現(xiàn)象 表11998年我國(guó)三大湖泊污染狀況 1998年我國(guó)海域監(jiān)測(cè)到赤潮22起 其中南海10起 東海5起 渤海和黃海7起 1999年四大海區(qū)近岸海域水質(zhì)類別比較 新問(wèn)題 如何能經(jīng)濟(jì) 有效地從廢水中去除氮 磷化合物 來(lái)有效地保護(hù)受納水體解決日益嚴(yán)重的水體富營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)象 氮 磷與水環(huán)境問(wèn)題 一級(jí)處理 懸浮固體二級(jí)處理 有機(jī)物BOD N P 100 5 1三級(jí)處理 脫氮除磷 氮在水體中的存在形態(tài) 13 7 2脫氮原理與工藝技術(shù) 好氧條件下 有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下 分解轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮 氨化 硝化 缺氧條件下 NO2 NH2OH有機(jī)體 同化反硝化 NO3 NO2 N2ON2 異化反硝化 反硝化 硝化作用段微生物 亞硝酸菌 氧化氨的細(xì)菌 專性好氧 化能自養(yǎng) G 最適溫度25 30 最適pH值7 5 8 0 世代時(shí)間8h 1d 硝酸菌 氧化NO2 的細(xì)菌 專性好氧 化能自養(yǎng) 以CO2為碳源 最適pH值7 5 8 0 最適溫度25 30 世代時(shí)間8h 幾天 反硝化作用段微生物 反硝化菌 所有能以NO3 為最終電子受體 將HNO3還原為N2的細(xì)菌總稱 化能異養(yǎng)菌 兼性厭氧菌 厭氧 以硝酸氮為電子受體 以有機(jī)底物為電子供體 好氧 以O(shè)2為電子受體進(jìn)行好氧呼吸 反硝化菌的種類很多 重要的有 脫氮微球菌 Micrococcusdenitrificans