carrousel氧化溝工藝.ppt

Carrousel氧化溝工藝CarrouselOxidationDitch 環(huán)境工程08 2班李寧王潔王悅 1 工藝綜述1 1Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝說明1 2Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝流程1 3Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范2 1設(shè)計時需要考慮這些因素 2 2設(shè)計計算3 Carrousel氧化溝未來的研究方向4 參考文獻(xiàn) 目錄 1 工藝綜述1 1Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝說明 氧化溝 oxidationditch 又名連續(xù)循環(huán)曝氣池 Continuousloopreactor 是活性污泥法的一種變形 氧化溝污水處理工藝是在20世紀(jì)50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的 自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來 由于其出水水質(zhì)好 運(yùn)行穩(wěn)定 管理方便等技術(shù)特點(diǎn) 已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理 第一代為普通Carrousel氧化溝 該種形式氧化溝以去除BOD為主要目的 并具一定的脫氮除磷效果 第二代為Carrousel2000氧化溝 該種形式氧化溝主要是針對排放標(biāo)準(zhǔn)對氮 磷的嚴(yán)格要求而發(fā)展起來的具有脫氮除磷作用的工藝 第三代是Carrousel3000氧化溝 其最顯著的特點(diǎn)是水深很大 減少了占地面積 同時也具備脫氮除磷功效 1 2Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝流程 1 2 1普通Carrousel氧化溝工藝原理 最初的普通Carrousel氧化溝的工藝中污水直接與回流污泥一起進(jìn)入氧化溝系統(tǒng) 表面曝氣機(jī)使混合液中溶解氧DO的濃度增加到大約2 3mg L 在這種充分摻氧的條件下 微生物得到足夠的溶解氧來去除BOD 同時 氨也被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽 此時 混合液處于有氧狀態(tài) 在曝氣機(jī)下游 水流由曝氣區(qū)的湍流狀態(tài)變成之后的平流狀態(tài) 水流維持在最小流速 保證活性污泥處于懸浮狀態(tài) 平均流速 0 3m s 微生物的氧化過程消耗了水中溶解氧 直到DO值降為零 混合液呈缺氧狀態(tài) 經(jīng)過缺氧區(qū)的反硝化作用 混合液進(jìn)入有氧區(qū) 完成一次循環(huán) 該系統(tǒng)中 BOD降解是一個連續(xù)過程 硝化作用和反硝化作用發(fā)生在同一池中 由于結(jié)構(gòu)的限制 這種氧化溝雖然可以有效的去處BOD 但除磷脫氮的能力有限 1 2 1普通Carrousel氧化溝工藝原理 carrousel氧化溝使用定向控制的曝氣和攪動裝置 向混合液傳遞水平速度 從而使被攪動的混合液在氧化溝閉合渠道內(nèi)循環(huán)流動 因此氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài) 既有完全混合式反應(yīng)器的特點(diǎn) 又有推流式反應(yīng)器的特點(diǎn) 溝內(nèi)存在明顯的溶解氧濃度梯度 氧化溝斷面為矩形或梯形 平面形狀多為橢圓形 溝內(nèi)水深一般為2 5 4 5 寬深比為2 1 亦有水深達(dá)7m的 溝中水流平均速度為0 3m s 氧化溝曝氣混合設(shè)備有表面曝氣機(jī) 曝氣轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤 射流曝氣器 導(dǎo)管式曝氣器和提升管式曝氣機(jī)等 近年來配合使用的還有水下推動器 1 2 1普通Carrousel氧化溝工藝原理 1 2 2Carrousel氧化溝除磷脫氮的影響因素 影響Carrousel氧化溝除磷的因素主要是污泥齡 硝酸鹽濃度及基質(zhì)濃度 研究表明 當(dāng)總污泥齡為8 10d時活性污泥中的最大磷含量為其干污泥量的4 為異養(yǎng)菌體質(zhì)量的11 但當(dāng)污泥齡超過15d時污泥中最大含磷量明顯下降 反而達(dá)不到最大除磷效果 因此 一味延長污泥齡 例如20d 25d 30d 是沒有必要的 宜在8 15d范圍內(nèi)選用 同時 高硝酸鹽濃度和低基質(zhì)濃度不利于除磷過程 影響Carrousel氧化溝脫氮的主要因素是DO 硝酸鹽濃度及碳源濃度 研究表明 氧化溝內(nèi)存在溶解氧濃度梯度即好氧區(qū)DO達(dá)到3 3 5mg L 缺氧區(qū)DO達(dá)到0 0 5mg L是發(fā)生硝化反應(yīng)及反硝化反應(yīng)的前提條件 同時 充足的碳源及較高的C N比有利于脫氮的完成 1 2 3Carrousel氧化溝構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)圖 1 3Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝特點(diǎn) 與常規(guī)污水處理系統(tǒng)相比 Carrousel氧化溝具有以下幾個主要優(yōu)點(diǎn) 1 在處理某些工業(yè)廢水時尚需預(yù)處理 但在處理城市污水時不需要預(yù)沉池 2 污泥穩(wěn)定 不需消化池可直接干化 3 工藝極為穩(wěn)定可靠 4 工藝控制極其簡單 5 系統(tǒng)性能顯示 BOD降解率達(dá)95 98 COD降解率達(dá)90 95 同時具有較高的脫氮除磷功效 1 3Carrousel氧化溝系統(tǒng)的工藝特點(diǎn) 6 Carrousel氧化溝系統(tǒng)不再使用臥式轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)而采用立式低速攪拌機(jī) 使溝式可增加到5m甚至8m 從而使曝氣池的占地面積大大減小 7 Carrousel氧化溝從 田徑跑道 式向 同心圓 式轉(zhuǎn)化 池壁共用 降低了占地面積和工程造價 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 盡管Carrousel氧化溝具有出水水質(zhì)好 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) 除磷脫氮效率高 污泥易穩(wěn)定 能耗省 便于自動化控制等優(yōu)點(diǎn) 但是 在實(shí)際的運(yùn)行過程中 仍存在一系列的問題 1 4 1污泥膨脹問題 1 4 2泡沫問題 1 4 3污泥上浮問題 1 4 4流速不均及污泥沉積問題 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 1 4 1污泥膨脹問題 當(dāng)廢水中的碳水化合物較多 N P含量不平衡 pH值偏低 氧化溝中污泥負(fù)荷過高 溶解氧濃度不足 排泥不暢等易引發(fā)絲狀菌性污泥膨脹 非絲狀菌性污泥膨脹主要發(fā)生在廢水水溫較低而污泥負(fù)荷較高時 微生物的負(fù)荷高 細(xì)菌吸取了大量營養(yǎng)物質(zhì) 由于溫度低 代謝速度較慢 積貯起大量高粘性的多糖類物質(zhì) 使活性污泥的表面附著水大大增加 SVI值很高 形成污泥膨脹 針對污泥膨脹的起因 可采取不同對策 由缺氧 水溫高造成的 可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷 或適當(dāng)降低MLSS 控制污泥回流量 使需氧量減少 如污泥負(fù)荷過高 可提高M(jìn)LSS 以調(diào)整負(fù)荷 必要時可停止進(jìn)水 悶曝一段時間 可通過投加氮肥 磷肥 調(diào)整混合液中的營養(yǎng)物質(zhì)平衡 BOD5 N P 100 5 1 pH值過低 可投加石灰調(diào)節(jié) 漂白粉和液氯 按干污泥的0 3 0 6 投加 能抑制絲狀菌繁殖 控制結(jié)合水性污泥膨脹 11 1 4 2泡沫問題 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 由于進(jìn)水中帶有大量油脂 處理系統(tǒng)不能完全有效地將其除去 部分油脂富集于污泥中 經(jīng)轉(zhuǎn)刷充氧攪拌 產(chǎn)生大量泡沫 泥齡偏長 污泥老化 也易產(chǎn)生泡沫 用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫 常用除沫劑有機(jī)油 煤油 硅油 投量為0 5 1 5mg L 通過增加曝氣池污泥濃度或適當(dāng)減小曝氣量 也能有效控制泡沫產(chǎn)生 當(dāng)廢水中含表面活性物質(zhì)較多時 易預(yù)先用泡沫分離法或其他方法去除 另外也可考慮增設(shè)一套除油裝置 但最重要的是要加強(qiáng)水源管理 減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進(jìn)入 12 15 可編輯 當(dāng)廢水中含油量過大 整個系統(tǒng)泥質(zhì)變輕 在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間 易造成缺氧 產(chǎn)生腐化污泥上浮 當(dāng)曝氣時間過長 在池中發(fā)生高度硝化作用 使硝酸鹽濃度高 在二沉池易發(fā)生反硝化作用 產(chǎn)生氮?dú)?使污泥上浮 另外 廢水中含油量過大 污泥可能挾油上浮 發(fā)生污泥上浮后應(yīng)暫停進(jìn)水 打碎或清除污泥 判明原因 調(diào)整操作 污泥沉降性差 可投加混凝劑或惰性物質(zhì) 改善沉淀性 如進(jìn)水負(fù)荷大應(yīng)減小進(jìn)水量或加大回流量 如污泥顆粒細(xì)小可降低曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速 如發(fā)現(xiàn)反硝化 應(yīng)減小曝氣量 增大回流或排泥量 如發(fā)現(xiàn)污泥腐化 應(yīng)加大曝氣量 清除積泥 并設(shè)法改善池內(nèi)水力條件 12 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 1 4 3污泥上浮問題 在Carrousel氧化溝中 為了獲得其獨(dú)特的混合和處理效果 混合液必須以一定的流速在溝內(nèi)循環(huán)流動 一般認(rèn)為 最低流速應(yīng)為0 15m s 不發(fā)生沉積的平均流速應(yīng)達(dá)到0 3 0 5m s 氧化溝的曝氣設(shè)備一般為曝氣轉(zhuǎn)刷和曝氣轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)刷的浸沒深度為250 300mm 轉(zhuǎn)盤的浸沒深度為480 530mm 與氧化溝水深 3 0 3 6m 相比 轉(zhuǎn)刷只占了水深的1 10 1 12 轉(zhuǎn)盤也只占了1 6 1 7 因此造成氧化溝上部流速較大 約為0 8 1 2m 甚至更大 而底部流速很小 特別是在水深的2 3或3 4以下 混合液幾乎沒有流速 致使溝底大量積泥 有時積泥厚度達(dá)1 0m 大大減少了氧化溝的有效容積 降低了處理效果 影響了出水水質(zhì) 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 1 4 4流速不均及污泥沉積問題 加裝上 下游導(dǎo)流板是改善流速分布 提高充氧能力的有效方法和最方便的措施 上游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)刷 軸心4 0處 上游 導(dǎo)流板高度為水深的1 5 1 6 并垂直于水面安裝 下游導(dǎo)流板安裝在距轉(zhuǎn)盤 轉(zhuǎn)刷 軸心3 0m處 導(dǎo)流板的材料可以用金屬或玻璃鋼 但以玻璃鋼為佳 導(dǎo)流板與其他改善措施相比 不僅不會增加動力消耗和運(yùn)轉(zhuǎn)成本 而且還能夠較大幅度地提高充氧能力和理論動力效率 13 另外 通過在曝氣機(jī)上游設(shè)置水下推動器也可以對曝氣轉(zhuǎn)刷底部低速區(qū)的混合液循環(huán)流動起到積極推動作用 從而解決氧化溝底部流速低 污泥沉積的問題 設(shè)置水下推動器專門用于推動混合液可以使氧化溝的運(yùn)行方式更加靈活 這對于節(jié)約能源 提高效率具有十分重要的意義 1 4Carrousel氧化溝存在的問題及解決方法 1 4 4流速不均及污泥沉積問題 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 2 1設(shè)計因素設(shè)計時需要考慮這些因素 進(jìn)水水質(zhì) 水量 溫度 出水水質(zhì) 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 污泥負(fù)荷 0 05 0 15 BOD5 MLSS d 曝氣池的容積負(fù)荷 0 2 0 48 BOD5 m 水力停留時間 12 36h污泥齡 10 30d 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 2 2 1好氧區(qū)容容積 V1 1 動力學(xué)計算方法 式中V1 好氧區(qū)有效容積 m K 污水總變化系數(shù) Q 平均日污水進(jìn)水流量 m d S0 進(jìn)水基質(zhì)BOD5濃度 mg L S 出水基質(zhì)BOD5濃度 mg L Y 污泥產(chǎn)率系數(shù) kgVSS kgBOD5 c 污泥齡 d X MLVSS濃度 mg L kd 衰減系數(shù) d 1 2 有機(jī)污泥負(fù)荷法 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 式中Ns BOD5污泥負(fù)荷 mgBOD5 mgVSS d 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 2 2 2缺氧區(qū)容積 V2 式中V2 缺氧區(qū)有效容積 m N0 進(jìn)水基質(zhì)TN濃度 mg L Nw 隨剩余污泥排放去除的氮量 mg L N 隨出水排放帶走的氮量 mg L Ndn 脫氮速率 kgN kgMLSS d 2 2 3厭氧選擇區(qū)容積 V3 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 式中V3 厭氧選擇區(qū)有效容積 m 1 缺氧區(qū)水力停留時間 h 2 厭氧區(qū)水力停留時間 h 2 2 4氧化溝的總?cè)莘e V 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 式中V 氧化溝去除碳 氮 磷所需的總有效容積 m 2 2 5需氧量 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)公式 在轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量 SOR 公式如下 2 2 5需氧量 2 2設(shè)計計算 2 相關(guān)工藝設(shè)計規(guī)程 規(guī)范 式中 氧轉(zhuǎn)移速率的污水所在參數(shù) 對生活污水取值0 50 0 95 飽和溶解氧的污水所在參數(shù) 對生活污水取值0 90 0 97 Cs 溫度T時的飽和溶解氧濃度 mg L C 平均溶解氧濃度 mg L 大氣壓修正參數(shù) 3 Carrousel氧化溝未來的研究方向 1 結(jié)合生物膜法 研究和開發(fā)生物模型Carrousel氧化溝 這樣不僅可以提高單位反應(yīng)器的微生物總量 從而提高有機(jī)負(fù)荷 而且生物膜本身具有的內(nèi)置A O系統(tǒng)強(qiáng)化了脫氮效果 2 不斷提高Carrousel氧化溝中微生物的活性 例如在氧化溝中投加EM專一菌種 投入鐵鹽使微生物馴化成生物鐵 投入活性炭增強(qiáng)菌膠團(tuán)的形成并提高耐毒性沖擊等 3 提高Carrousel氧化溝設(shè)備性能和監(jiān)控技術(shù) 提高表曝機(jī) 水下推進(jìn)器的性能 減少維修工作量 利用DO ORP等多目標(biāo)監(jiān)控技術(shù)及變頻技術(shù)是今后Carrousel氧化溝科學(xué)運(yùn)行的必由之路 4 提高Carrousel氧化溝的耐寒 耐毒性能 減少占地面積和工程造價