大学精品课件:第4章 废水好氧生物处理.ppt
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- 大学精品课件:第4章 废水好氧生物处理 大学 精品 课件 废水 生物 处理
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1、废水好氧生物处理技术 污水的好氧生物处理污水的好氧生物处理活性污泥法活性污泥法 有机废水经过一段时间的暴气后,水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体,其中含有大量的活性微生物,这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥。活性污泥的组成:活性污泥的组成:以细菌、原生动物和后生动物所组成的活性微生物为主体,此外还有一些无机物,未被微生物分解的有机物和微生物自身代谢的残留物。活性污泥的特点:活性污泥的特点:结构疏松,表面积很大,对有机物有着强烈的吸附凝聚和氧化分吸附凝聚和氧化分解能力。解能力。在条件适当的时候,活性污泥还具有良好的自身凝聚和沉降自身凝聚和沉降性能,性能,大部分絮凝体在0.02-0.2mm
2、0.02-0.2mm范围内。一、活性污泥法概述活性污泥中的微生物组成:细菌、真菌细菌:以异养型原核生物细菌:以异养型原核生物(细细菌菌)为主,数量为主,数量107108个个/ml,自养菌数量略低。其优势菌种:自养菌数量略低。其优势菌种:产碱杆菌属等,它是降解污染产碱杆菌属等,它是降解污染物质的主体,具有分解有机物物质的主体,具有分解有机物的能力。的能力。动胶菌属动胶菌属在活性污泥中的一些丝状细菌,如球衣菌属、贝日阿托氏菌属和硫发菌属等,附着在菌胶团上或与之交织在一起,成为活性污泥的骨架。贝日阿托氏菌属贝日阿托氏菌属真菌:由细小的腐生或寄生菌组成,具分解真菌:由细小的腐生或寄生菌组成,具分解碳水
3、化合物,脂肪、蛋白质的功能,但丝状菌碳水化合物,脂肪、蛋白质的功能,但丝状菌大量增殖会引发污泥膨胀。大量增殖会引发污泥膨胀。青霉属(Penicillium)头孢霉属(Cephalosporium)枝孢属(Cladosporium)镰孢霉(Fusarium)地霉属(Geotrichum)假丝酵母屑(Candida)红酵母属(Rhodotorula)真菌类 原生动物原生动物 纤毛虫类:游泳型和固着型鞭毛虫类 肉足虫类 原生动物:捕食游离细菌。其出现的顺序(肉足虫、鞭毛虫原生动物:捕食游离细菌。其出现的顺序(肉足虫、鞭毛虫和纤毛虫)反映了处理水质的好坏(这里的好坏是指有机物的和纤毛虫)反映了处理水质
4、的好坏(这里的好坏是指有机物的去除),最初是肉足虫,继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫;当处理去除),最初是肉足虫,继之鞭毛虫和游泳型纤毛虫;当处理水质良好时出现固着型纤毛虫,如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚水质良好时出现固着型纤毛虫,如钟虫、等枝虫、独缩虫、聚缩虫、盖纤虫等。缩虫、盖纤虫等。原生动物原生动物轮虫类(rotifers)(主要)主要)线虫类(nematodes)原生动物与后生动物,是水质稳定的标志。因而利用镜检生原生动物与后生动物,是水质稳定的标志。因而利用镜检生物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。物相评价活性污泥质量与污水处理的质量。二、活性污泥法的基本原理微生物增殖与活性污泥的增长活性污泥
5、净化反应的机理吸附吸附 污水与活性污泥接触污水与活性污泥接触510min,污水中大部分,污水中大部分有机物有机物(70%以上的以上的BOD,75%以上以上COD)迅速被去迅速被去除。此时的去除并非降解,而是被污泥吸附,粘着除。此时的去除并非降解,而是被污泥吸附,粘着在生物絮体的表面,这种由物理吸附和生物吸附交在生物絮体的表面,这种由物理吸附和生物吸附交织在一起的初期高速去除现象叫初期吸附。织在一起的初期高速去除现象叫初期吸附。降解降解 三、活性污泥法的基本流程三、活性污泥法的基本流程 好氧过程曝气技术进展A-B生物工艺间歇式活性污泥法(SBR法)膜生物反应器好氧活性污泥处理新技术好氧过程曝气技
6、术进展深井曝气 加压曝气 射流曝气 好氧过程曝气技术进展深井曝气 好氧过程曝气技术进展加压曝气 好氧过程曝气技术进展射流曝气 A-B生物工艺AB法的工艺流程 AB工艺流程类型 AB工艺的机理 AB工艺特点 AB工艺的设计 AB法的工艺流程 A段对有机物以絮凝吸附作用为主,而生物降解为辅,BOD5=4070%;B段对有机物以生物降解为主。常规AB工艺处理效果:BOD590%;ss90%;p=(5070)%;TN=(3040)%市政管网排水沉淀曝气沉淀吸附沉沙格栅出水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥A段B段图 21-25 A-B法工艺流程AB工艺性能特点 除污效果好耐负荷冲击,稳定性好脱氮除磷效果
7、好节省基建 投资,运行费用低AB工艺的机理 进入A段的污水,是直接从排水管网来的,含有大量的细菌和微生物群落,与污水中的悬浮物和胶体组成的悬浮物微生物共存体,具有絮凝性和粘附力,该共存体再与回流污泥混合后,相互发生絮凝与吸附,此时,难沉降的悬浮物,胶体物质得到絮凝、吸附、粘结后与可沉降的悬浮物一起沉降,使A段的ss达到(6080)%,比初沉池的ss大有提高。A段有机物的去处以絮凝、吸附、沉淀为主,同时A段的活性污泥对一部分可溶性有机物的生物降解,使A段的BOD5=(4070)%,使整个AB工艺中以非微生物降解的途径去除的BOD5量大大提高,降低了运行费用和基建投资。进入B段的水质水量较稳定,B
8、段的微生物主要为原生动物、后生动物和菌胶团,Ns低(0.150.30KgBOD5/KgMLSSd),水利停留时间23h,污泥龄ts1520d,Do=12mg/L,在B段进一步去除BOD、COD。B段Ns低,ts=1520d,为硝化菌创造了在微生物群体存活繁殖的条件,为B段硝化作用创造了条件。如果要提高AB工艺的TN、P,则可将B段设计成A1/O、A2/O或A2/O工艺。AB工艺特点(1)不设初沉池,A段由曝气吸附池和中沉池组成,B段由曝气池和二沉池组成,A、B段由独自的污泥回流系统,因此二段由各自独特的微生物群体,故处理效果稳定。(2)A段污泥负荷率高达26 KgBOD5/KgMLSSd 约为
9、普通活性污泥的1020倍,因此它具有很强的抗冲击负荷的能力和具有对PH、有毒物影响的缓冲击能力。水力停留时间短(约3min),污泥龄短(0.30.5)d,细菌是活性污泥微生物的主体。(3)A段活性污泥吸附能力强,能吸附污水中某些重金属、难降解有机物以及N、P等植物性营养物质,这些物质通过剩余污泥的排除而得到去除。(4)AB工艺对BOD5、COD、SS、N、P的去除率一般高于普通活性污泥法。(5)由于A段对有机物的高效絮凝吸附作用,使AB工艺中通过絮凝吸附由排放剩余污泥途径去除的BOD量大大提高,从而使AB工艺比普通活性污泥法节省投资20%,降低运行费用15%。(6)AB工艺很适合分步建设,首先
10、可建设A段,然后建设B段。(7)主要缺点是产泥量高,有两个污泥回流系统 返回返回AB工艺的设计-1设计要点 a.A段曝气池Ns=26 KgBOD5/KgMLSSd,一般Ns=34 KgBOD5/KgMLSSdT停留=2530min,一般30 minO2=0.5KgO2/KgBOD5X=20003000mg/L中沉池沉淀时间2h,R=(2050)%DO=0.20.7mg/Lb.B段曝气池根据具体情况,B段应选择不同的活性污泥工艺,如常规的AB工艺,则B段就采用普通的活性污泥法。Ns=0.150.30 KgBOD5/KgMLSSdT停留=23h污泥龄ts=1520dDO=12mg/LR=(5010
11、0)%二沉池沉淀时间24h汽水比(710):1a.曝气池容积A段:VA=24Qlo/FS(A)X(A)(m3)FS(A)=24Qlo/V(A)X(A)式中:Q设计流量m3/hLo进入A段BOD5浓度,Kg/m3FS(A)34 KgBOD5/KgMLSSdX(A)20003000 mg/L (23 Kg/m3)B段:VB=24Qla/FS(B)X(B)(m3)FS(B)=24Qla/V(B)X(B)Q设计流量m3/hLa进入A段BOD5浓度,Kg/m3FS(B)0.3KgBOD5/KgMLSSdX(B)34 Kg/m3总容积V=VA+VB校核A.B段的水利停留时间t=V/Qb.曝气池的布置对大、
12、中型污水厂,一般为推流式,其工艺尺寸的确定与普通活性污泥法相同。c.需氧量O2(Kg/h)A段:O2(A)=aQLr (Kg/h)式中:Q设计流量m3/h a需氧量系数,一般为0.40.6KgO2/KgBOD5 Lr=LoLa,去除的BOD5量(KgBOD5/m3)B段:O2(B)=aQLr+bQNr (Kg/h)式中:Q设计流量m3/h a需氧量系数,B段一般为1.23KgO2/KgBOD5 Lr=LaLe,为B段曝气池去除BOD5浓度:(KgBOD5/m3)b去除每千克NO3N所需氧千克数 b为4.57 KgO2/KgNO3N Nr=NaNe,为B段NO3N的去除浓度 总需氧量O2=O2(
13、A)+O2(B)供气量的计算和曝气系统的设计与普通活性污泥法相同。AB工艺的设计-2)d(Na1)A(sd74.0d36.11dKgMLSSKgBOD4KgBODKgMLSS34.0155d3.13d075.01dKgMLSSKgBOD15.0KgBODKgMLSS5.0155)B(sNx1d.沉淀池的计算确定中沉池、二沉池的表面负荷q,求出各自的沉淀池的表面积A沉淀池有效水深取24m,一般为3.5m求各段沉淀池的有效容积,校核HRT=V/Q的水利停留时间e.剩余污泥量W(Kg/d)和污泥龄ts(d)A段剩余污泥量WA=QSr+aQLr(Kg/d)式中:Sr=SoSe,A段SS的去除浓度(Kg
14、/m3)Q设计流量m3/h Lr=LoLa,去除BOD5浓度:(Kg/m3)A污泥净增长系数,一般为0.34 Kg/KgBOD5污泥龄ts(A)=式中:Ns(A)A段污泥负荷率KgBOD5/KgMLSSd,一般为34ts(A)=ts(B)=B段剩余污泥量WB=xQLr(Kg/d)式中:x去除每千克BOD5产泥量,一般为0.5 Kg/KgBOD5)Q设计流量m3/h Lr=LaLe,去除BOD5浓度:(Kg/m3)污泥龄ts(B)=式中:Ns(B)B段污泥负荷率KgBOD5/KgMLSSd,Ns(B)0.3KgBOD5/KgMLSSd AB工艺的设计-3序批式活性污泥法(SBR法)SBR工艺流程
15、及工作过程工艺流程及工作过程 SBR工艺的影响因素工艺的影响因素 SBR工艺设计工艺设计 SBR工艺流程及工作过程工艺流程及工作过程原废水初次沉淀池曝气池间歇曝气处理水图 21-11 间歇式活性污泥法工艺处理水 排水工序 污水流入工序污水 排泥待机工序剩余污泥 沉淀工序 曝气反应工序图 12-12 SBR工艺的典型运行工序返回返回SBR工艺设计-1设计要点:(1)污泥溶剂负荷率NV=0.5KgBOD5/(m3d)(2)MLSS为3000mg/L操作周期为68h:进水2h,曝气4h,沉淀1h,排水与待机各0.5h(8h)(3)总需氧量的计算与普通活性污泥法相同,当要求脱氮时,应考虑硝花需氧量。(
16、4)剩余污泥量的计算与普通活性污泥法相同。(5)反应池排水采用伸缩式浮动排水口,其排水口距池底应保证沉淀污泥不会排走。(6)反应池超高为:0.5m。)m(N24QTQ3O)m(1000NvCnQV3O有效有效V10MLSSSVIV6min有效V)10MLSSSVI1(Q6O(1)计算周期进水量QO(m3)式中:Q平均日污水量(m3/d)T工作周期(h)N反应池池数(N2)(2)反应池有效容积V有效(m3)式中:n一日内的周期数c进入反应池污水BOD5平均浓度(g BOD5/m3))V有效VminQO式中:Vmin最小水量,指沉淀、排水工序之后,反应池内污泥界面所对应的容积,同时污泥界面的高度应
17、低于排水口高度。(3)反应池最小水量Vmin式中:SVI污泥指数(ml/g)106ml与m3的关系 MLSS混合液污泥浓度(g/m3)(4)校核周期进水量和有效容积V有效VminQO(5)确定单座反应池的工艺尺寸池水深一般为3.54.5m,确定LB,超高取0.5mSBR工艺设计-2H)10MLSSSVI-H(1h6BLNV)BLQH(HO有效(6)计算总需氧量O2和需氧速率Ra.总需氧量O2当只考虑有机物氧化,则O2=aQLr+bVXv(Kg O2/d)公式中:Q平均日污水量(m3/d)LrCoCe,Co、Ce分别为进、出水BOD5浓度,g/m3V反应池总有效容积(m3)Xv反应池MLSS浓度
18、,等于0.75MLSS浓度(g/m3)a、b分别为0.5,0.11当考虑有机物氧化和NO3N硝化时,则应考虑二部分的需氧量。b.需要速率R氧气/一日内曝气时间(h)(7)根据需氧量O2求出标准状态下曝气池设备的供氧量和供气量。其计算与普通活性污泥法相同。(8)排水口距反应池底高度h(m)最佳排水深度控制:H可取0.1m由于浮筒的浮力,使滗水器的进水头可随水面的变化而变化,开始排水时,通入压缩空气至气缸,由于气缸中的气动活塞带动曲面轴打开闸门,浮动进水头开始排水。停止排水时,只需将输气软管中空气排出,通过曲轴将闸门关闭。滗水器不工作时闸门处于常闭状态。式中:H反应池有效水深(m)QO周期内进水量
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