第 五 节、活性污泥法的工艺设计 第六节、活性污泥法的运行管理 - PowerPoint PPT Presentation

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第 五 节、活性污泥法的工艺设计 第六节、活性污泥法的运行管理

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第 五 节、活性污泥法的工艺设计 第六节、活性污泥法的运行管理

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  1. 第五节、活性污泥法的工艺设计第六节、活性污泥法的运行管理第五节、活性污泥法的工艺设计第六节、活性污泥法的运行管理

  2. 第五节、活性污泥法的工艺设计 • 什么是“工艺设计”? • 什么是“设计”?

  3. 设计——工程设计 • 按专业分类: l工艺设计; l结构设计; l电气、自控设计; l建筑设计; l给水排水、通风设计;等

  4. 工艺设计 设计——工程设计 • 按进度分类: l项目申请、立项申请; l方案设计; l初步设计; l扩初设计; l施工图设计; l竣工图等

  5. 第五节、活性污泥系统的工艺设计 一、工艺设计基础资料 二、工艺流程的选择与确定 三、曝气池的工艺设计 四、曝气系统的工艺设计 五、二沉池的工艺设计 六、污泥回流及处理

  6. 一、工艺设计基础资料 ①废水的水量、水质及其变化规律; ②对处理后出水的水质要求; ③对处理中产生的污泥的处理要求; 设计所需要的原始资料 ④污泥负荷与BOD5的去除率; ⑤混合液浓度与污泥回流比。 设计所需的基础数据 • 生活污水或城市污水 ——设计规范 • 工业废水 ——试验确定设计参数

  7. 工艺设计的主要内容  活性污泥系统由曝气池、曝气系统、二沉池及污泥回流设备等组成。  工艺计算与设计主要包括: l工艺流程的选择; l曝气池的计算与设计; l曝气系统的计算与设计; l二沉池的计算与设计; l污泥回流系统的计算与设计;等。

  8. 二、工艺流程的选择与确定 ① 废水的水量、水质及变化规律 ② 对处理后出水的水质要求 ③ 对处理中所产生的污泥的处理要求 ④ 当地的地理位置、地质条件、气候条件等 ⑤ 当地的施工水平及运行管理人员的技术水平等 ⑥ 工期要求以及限期达标的要求 ⑦ 工艺技术的可行性、先进性 以及 经济上的可能性、合理性等 ⑧ 进行多种工艺流程的技术经济比较

  9. 三、曝气池的工艺设计 1、曝气池的类型; 2、曝气池的构造; 3、曝气池体积的计算; 4、需氧量和供气量的计算; 5、曝气池池体的设计计算

  10. 1、曝气池的类型 曝气池的分类: 根据曝气池内的流态,可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种;  根据曝气方式,可分为鼓风曝气池、机械曝气池以及二者联合使用的机械鼓风曝气池;  根据曝气池的形状,可分为长方廊道形、圆形、方形以及环状跑道形等四种;  根据曝气池与二沉池之间的关系,可分为合建式(即曝气沉淀池)和分建式两种。

  11. (1)推流式曝气池 呈长方形;廊道的长度可达100m,但以5070m之间为宜;长度应是宽度的510倍;   从池首到池尾,其F/M值、微生物的组成与数量、基质的组成与数量等都在连续地变化;   有机物的降解速率、耗氧速率也都连续地变化;   活性污泥在池内是按增长曲线的一个线段进行增长;   一般呈廊道型,可有单廊道、双廊道、三廊道和五廊道等。

  12. (2)完全混合式曝气池 废水一进入曝气池,即与池内原有混合液充分混合; 混合液组成、F/M值、微生物组成与数量等完全均匀一致;  有机物的降解速率、耗氧速率等在池内各部位都是不变的;  微生物在曝气池内的增殖速率是一定的,在增殖曲线上的位置是一个点。   优点: ①稀释作用,能够承受高浓度废水,抗冲击负荷; ②需氧在整个池内的要求相同,能够节省动力; ③可与沉淀池合建,无需污泥回流系统,易于运行管理。

  13. (3)循环混合式曝气池 氧化沟

  14. 2、曝气池的构造 • 曝气池在构造上应满足曝气充氧、混合的要求, • 曝气池的构造取决于曝气方式和所采用的曝气装置。

  15. (1)采用鼓风曝气系统的曝气池的构造 ——多为廊道型的推流式曝气池 ① 曝气池的数目、规模与廊道组合 ② 廊道的长度与宽度: (廊道长度以5070m为宜,长与宽之比为510 : 1) ③ 廊道的横断面与深度:   尽量共用空气管道和布水槽;   池深35m,超高0.5m(氧转移和出口风压);   距池底1/2或1/3处设排水管,以备培养活性污泥用;   池底设放空管及0.2%的坡度,坡向放空管;   进水多采用淹没孔口形式,出水多采用平顶堰形式。

  16. (2)采用机械曝气装置的曝气池的构造 ① 采用叶轮曝气器的曝气池 a. 完全混合式: 表面为圆形或方形 b. 曝气沉淀池: 将曝气和沉淀过程结合在一个构筑物内完成; 曝气区,导流区,沉淀区 c. 兼具推流和完全混合的曝气池: 由一系列正方形单元连接而成的廊道式曝气池; 每一单元设一台叶轮曝气器,每个单元是完全混合的。

  17. 采用叶轮曝气的完全混合式曝气池 合建式 ——曝气沉淀池 分建式

  18. 采用倒伞形叶轮曝气的Carrousal氧化沟

  19. (2)采用机械曝气装置的曝气池的构造 ②采用曝气转刷(盘)的曝气池的构造 ——环槽形曝气池(氧化沟) • 平面呈环形跑道状; • 沟槽的横断面可为方形、梯形; • 水深较浅,早期一般为1.0~1.5m,现在多为3~4m; • 混合液在沟内的流速不应小于0.4m/s,沟底流速不小于0.3m/s。

  20. 采用转刷或转碟曝气的氧化沟 回流污泥 进水 出水

  21. 曝气转刷

  22. 采用转刷曝气的氧化沟

  23. 曝气转碟

  24. 3、曝气池体积的计算 (1)计算方法与计算公式 常用的是有机负荷法,有关公式有:

  25. 3、曝气池体积的计算 (2)设计参数的选择 • 负荷:容积负荷、污泥负荷; • 处理效率:去除率; • 污泥龄与SRT: • 污泥浓度:

  26. (kgO2/d) (1)需氧量: (kgO2/h) 4、需氧量与供气量的计算 • 最大时需氧量(O2)max: (2)供气量: 供气量应按鼓风曝气或机械曝气两种情况分别求定。 但应注意: ①日平均供气量(Gs); ②最大时供气量(Gs)max:(O2)max (R0)max  (Gs)max; ③最小时供气量(Gs)min:一般(Gs)min = 0.5Gs;

  27. 5、曝气池池体的设计计算 单元数:不小于2组;  廊道数:不少于3个;  廊道长、宽、高:长 = (510) 宽,深度为45米,超高0.5米;    进出水及污泥回流方式的设计;    曝气装置的安装方式与位置;    其它附属物的设计(消泡管等)。

  28. 四、曝气系统的计算与设计 ——(只介绍鼓风曝气系统的计算与设计) 鼓风曝气系统包括: • 鼓风机; • 空气输送管道; • 曝气装置(曝气头) 主要内容有: • 选择曝气装置,并对其进行布置; • 计算空气管道; • 确定鼓风机的型号及台数。

  29. 四、曝气系统的计算与设计 1、曝气装置的选定及布置: 一般要求: • 具有较高的氧利用率(EA)和动力效率(Ep),节能效果好; • 不易堵塞和破损,出现故障时易于排除,便于维护管理; • 结构简单,工程造价低。 • 还应考虑:废水水质、地区条件及曝气池的池型、水深等。

  30. 四、曝气系统的计算与设计 b.计算所需曝气装置的数目: 根据总供气量以及每个曝气装置的通气量、服务面积以及曝气池的池底总面积,即可求得。 c.曝气装置的布置: ①沿池壁的一侧布置; ②相互垂直呈正交式布置; ③呈梅花形交错布置。

  31. 四、曝气系统的计算与设计 2.空气管道的计算与设计 a.一般规定: • 小型废水处理站的空气管道系统一般为枝状,而大、中型废水处理厂则宜采用环状管网,以保证安全供气; • 空气管道可敷设在地面上,接入曝气池的管道应高出池水面0.5m,以免发生回水现象; • 空气管道的设计流速,干、支管为1015m/s,竖管、小支管为45m/s。

  32. 四、曝气系统的计算与设计 b.空气管道的计算步骤: ①根据流量(Q)、流速(v)选定管径(D) ②计算和校核压力损失; ③再调整管径; ④重复上述步骤。 对于空气管道的阻力损失的基本要求: • 空气通气管道和曝气装置的总阻力损失一般要求控制在14.7kPa(1.5mH2O柱)以内,其中: • 管道的总损失控制在4.9kPa (0.5mH2O柱)以内, • 曝气装置的阻力损失为4.99.8kPa (0.5~1.0mH2O柱)。

  33. ≤ 0.5mH2O柱 4.0~4.5mH2O柱 0.5~1.0mH2O柱 四、曝气系统的计算与设计 C.鼓风机所需的压力(H): H = h1 +h2+ h3 +h4 式中: h1空气管道的沿程阻力,mmH2O; h2空气管道的局部阻力,mmH2O h3曝气装置的安装深度,mm; h4曝气装置的阻力,mmH2O/m。

  34. 四、曝气系统的计算与设计 d.鼓风机的选择及鼓风机房的设计 ①根据设计风量和风压来选择鼓风机: 罗茨鼓风机: ——噪音大,必须采取消声措施,适用于中、小型污水厂; 离心式鼓风机: ——噪音较小,效率较高,适用于大、中型污水厂; ——变速离心风机可自控; 轴流式通风机: ——风压较小(<1.2m以下),一般用于浅层曝气。

  35. 四、曝气系统的计算与设计 ②注意型号选择与备用: ——当工作鼓风机 3台时,备用1台; 当工作鼓风机 4台时,备用2台。 ③噪音防护: ——在鼓风机的进风和送风的管道上,安装消声器; ④鼓风机房的设计: 平面布置; 基础设计; 供电; 防噪声措施; 其它附属设施机器间、值班室、配电室等。

  36. 保证出水水质 保证回流污泥的浓度 五、二沉池的计算与设计 二沉池的作用是: • 泥水分离 • 混合液澄清 浓缩活性污泥

  37. 五、二沉池的计算与设计 • 与初沉池相比,二沉池的特点: ①活性污泥混合液的浓度较高,且具有絮凝性能,其沉降属于成层沉淀; ②活性污泥的质量较轻,易产生异重流,因此,其最大允许的水力负荷(m3/m2.h)应低于初沉池; ③由于二沉池还起着污泥浓缩的作用,所以需要适当增大污泥区的容积。

  38. 五、二沉池的计算与设计 二沉池池型的选择: • 平流式、竖流式、辐流式; • 斜板(管)沉淀池——原则上不建议采用; • 带有机械吸泥及排泥设施的辐流式沉淀池,比较适合于大型污水厂; • 方形多斗辐流式沉淀池常用于中型污水厂; • 竖流式或多斗式平流式沉淀池,则多用于小型污水厂。

  39. 六、污泥回流及处理 1、污泥回流设备的选择与设计 • 常用的污泥提升设备是污泥泵; • 大、中型厂,一般采用螺旋泵或轴流式污泥泵; • 小型厂,一般采用小型潜污泵或空气提升器。 2、污泥的处理与处置

  40. 第六节、活性污泥法的运行管理 一、活性污泥法的启动与试运行 二、活性污泥法的运行与管理 三、活性污泥法的常见问题与对策

  41. 一、启动与试运行 (1)、活性污泥的培养与驯化 • 接种污泥: ①同类污水厂的剩余污泥; ②粪便污水等。 • 培养方法: ①间歇培养法; ②流量分阶段直接培养法; ③全流量连续直接培养法;  驯化方法: ①异步驯化法; ②同步驯化法

  42. 一、启动与试运行 (2)、活性污泥系统的试运行 试运行的目的是确定最佳的运行条件; • 作为变数考虑的因素: ①MLSS、空气量、废水注入方式; ② N、P的投加; ③如是吸附再生法,则吸附与再生的时间比; 根据上述各种参数的组合运行结果,找出最佳运行条件。

  43. 二、运行与管理 1、曝气池的运行管理 (1)、曝气池的常规监测项目: ① 水温:1530C, 一般要求不高于35C或低于10C; ② pH值:6.58.5,最佳7.27.4,一般不能>9.5和<4.0; ③ DO:入口处不低于0.5 mg/L,出口处应高于2.0 mg/L; ④ SV: ⑤ MLSS、MLVSS: ⑥ Xr:用于确定回流和剩余污泥量,约700012000mg/L; ⑦ SVI:沉降性能,60150; ⑧ LsrBOD和LvrBOD: ⑨ 污泥龄(c): ⑩ HRT:

  44. 1、曝气池的运行管理 (2)、对活性污泥进行镜检观察: 主要镜检对象是原(后)生动物——指示性生物。 ①活性污泥生长正常、净化功能强,出水水质良好时,主要是有柄着生型的纤毛虫,如钟虫等; ②活性污泥生长不好、有机负荷高,DO含量低,细菌多以游离状态存在时,出现的原生动物则主要是游泳型的纤毛虫,如草履虫、肾形虫等; ③DO不足时,可能出现的原生动物数量较少,主要有扭头虫等,它们的出现说明已出现厌氧反应,产生了H2S气体; ④曝气过度时,活性污泥絮体呈细小分散状,出现的原生动物主要是一些小型变形虫。

  45. 1、曝气池的运行管理 (3)、对溶解氧及供气量的调节:  供气电耗占全厂电耗的一半以上(5060%);  保证充氧——出口处的DO ≥ 2mg/L;  保证足够的混合搅拌;  气水比  对于水质、水量相对稳定的大型废水处理厂,每年春秋各调节一次。

  46. 1、曝气池的运行管理 (4)、SV及SVI的测定与调节  维持稳定的MLSS值;  以SV值作为评定MLSS值的指标;  最佳SV值;  通过调节剩余污泥的排放量来控制SV值;  一般要求每班测一次,每天34次;  结合MLSS 则可得出SVI值。  剩余污泥量与回流污泥量的调节与控制

  47. 2、二沉池的运行管理 主要的水质管理监测项目: ①pH值:略低于曝气池出水,一般6.87.2; ②透明度:一般在30度以上,水质较好时可高于50度; ③SS:低于30mg/L; ④BOD5(COD):BOD5<30mg/L,,COD<100mg/L; ⑤DO:略低于2mg/L; ⑥表面水力负荷(q) :1.01.5m3/m2.h ⑦出水堰水力负荷:1.5~2.9L/m.s; ⑧HRT:1.52.5h; ⑨大肠菌值:应小于1000个/ml

  48. 三、常见问题与对策 1、污泥腐化; 2、污泥上浮; 3、污泥解体; 4、泥水界面不清; 5、污泥膨胀; 6、泡沫

  49. 三、常见问题与对策 1、污泥腐化 • 现象:活性污泥呈灰黑色、污泥发生厌氧反应,污泥中出现硫细菌,出水水质恶化; • 原因: ① 混合液DO不足,负荷量增高; ② 曝气不足; ③ 工业废水的流入等; • 对策: ① 控制负荷量; ② 增大曝气量; ③ 切断或控制工业废水的流入。

  50. 三、常见问题与对策 2、污泥上浮:——SV值异常 • 现象:污泥沉淀3060分钟后呈层状上浮,且多发生在夏季; • 原因:硝化作用导致在二沉池中被还原成N2,引起污泥上浮; • 对策: ① 减少污泥在二沉池中的停留时间; ② 减少曝气量。