• / 116
  • 下载费用:25 金币  

水污染控制课件第十二章活性污泥法(gai)

关 键 词:
水污染 控制 课件 第十二 活性污泥 gai
资源描述:
什么是活性污泥 由细菌 菌胶团 原生动物 后生动物等微生物群体及 吸附的污水中有机和无机物质组成的 有一定活力的 具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥 污泥沉降比 SV 活性污泥的沉降浓缩性能 取混合液至1000mL或100mL量筒 静 止沉淀30min后 度量沉淀活性污泥 的体积 以占混合液体积的比例 表示污泥沉降比 通常 曝气池混 合液的沉降比正常范围为15 30 污泥体积指数 SVI SV不能确切表示污泥沉降性能 故人们想起用 单位干泥形成湿泥时的体积来表示污泥沉降性 能 简称污泥指数 单位为mL g 活性污泥降解污水中有机物的过程 活性污泥在曝气过程中 对有机物 的降解 去除 过程可分为两个阶段 吸附阶段稳定阶段 由于活性污泥具有巨大 的表面积 而表面上含 有多糖类的黏性物质 导致污水中的有机物转 移到活性污泥上去 主要是转移到活性 污泥上的有机物为 微生物所利用 一 活性污泥法曝气反应池的基本形式 推流式 PF 完全混合式 封闭环流式 序批式 吸附 生物降解工艺 AB法 A级以高负荷或超高负荷运行 B级以低负荷运行 A级 曝气池停留时间短 30 60min B级停留时间2 4h 该系统不设初沉池 A级曝气池是一个开放性的生物系 统 A B两级各自有独立的污泥回流系统 两级的污泥 互不相混 处理效果稳定 具有抗冲击负荷和pH变化的能力 该 工艺还可以根据经济实力进行分期建设 吸附 生物降解工艺 AB法 序批式活性污泥法 SBR法 SBR工艺的基本运行模式由进水 反应 沉淀 出水和 闲置五个基本过程组成 从污水流入到闲置结束构成一 个周期 在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或 搅拌装置的反应器内依次进行的 1 工艺系统组成简单 不设二沉池 曝气池兼具二沉池的功能 无污泥回流设备 2 耐冲击负荷 在一般情况下 包括工业 污水处理 无需设置调节池 3 反应推动力大 易于得到优于连续流系统的出水水质 4 运行操作灵活 通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮 除磷的效果 5 污泥沉淀性能好 SVI值较低 能有效地防止丝状菌膨胀 6 该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制 便于自控运行 易于维护管理 序批式活性污泥法 SBR法 SBR工艺与连续流活性污泥 工艺相比的优点 1 容积利用率低 2 水头损失大 3 出水不连续 4 峰值需氧量高 5 设备利用率低 6 运行控制复杂 7 不适用于大水量 序批式活性污泥法 SBR法 SBR工艺的缺点 一 建立模型的假设 1 曝气池处于完全混合状态 2 进水中微生物可忽略 3 全部可生物降解的底物处于完全溶解状态 4 系统处于稳定状态 5 二沉池中没有微生物活动 6 二沉池中没有污泥积累 泥水分离良好 二 劳伦斯和麦卡蒂 Lawronce McCarty 模型 污泥龄 SRT SRT 曝气池中污泥全部更新一次所需 要的时间 一 在稳态下 作系统活性污泥的物料平衡 活性污泥的净增长速率 gVSS m3d 通过控制污泥龄 可以控制微生物的比增长速率 代入 出水有机物浓度仅仅是污泥龄和动力学参数 的函数 与进水有机物浓度无关 二 在稳态下 作曝气池底物的物料平衡 活性污泥浓度与进出水水质 污泥泥龄 和动力学参数密切相关 Lawronce McCarty导出的活性污泥数学模型 活性污泥法的三个要素构成 一是引起吸附和氧化分解作用的微生物 也 就是活性污泥 二是污水中的有机物 它是处理对象 也是 微生物的食料 三是溶解氧 没有充足的溶解氧 好氧微生 物既不能生存 也不能发挥氧化分解作用 机械曝气 表面曝气机 表面曝气机充氧原理 1 曝气设备的提水和输水作用 使曝气池内液体不 断循环流动 从而不断更新气液接触面 不断吸氧 2 曝气设备旋转时在周围形成水跃 并把液体抛向 空中 剧烈搅动而卷进空气 3 曝气设备高速旋转时 在后侧形成负压区而吸入 空气 机械曝气 表面曝气机 曝气的效率取决于 曝气机的性能 曝气池的池形 倒伞形平板形泵 形 这类曝气机的转动轴与水 面平行 主要用于氧化沟 竖式曝气机卧式曝气刷 泵 形倒伞形平板形 倒伞形机械曝气器 曝气转刷 水平轴曝气转刷或转盘 测试中的曝气转碟 曝 气 设 备 性 能 指 标 比较各种曝气设备性能的主要指标 氧转移率 单位为mg O2 L h 充氧能力 或动力效率 即每消耗1kW h动力能 传递到水中的氧量 或氧传递速率 单位为kg O2 kW h 氧利用率 通过鼓风曝气系统转移到混合液中的氧 量占总供氧的比例 单位为 曝 气 设 备 性 能 注意 各类曝气设备除了要满足充氧要求外 还应满足最低混 合强度要求 u采用鼓风曝气 处理1m3污水的曝气量 3m3 如曝气池水位较深 则可以按最低曝气强度 每单位 池底面积 单位时间内的曝气量 控制 大中气泡扩散器 1 2m3 m2 h 小气泡扩散器 2 2m3 m2 h u机械曝气 混合池功率 25W m3 氧化沟 15W m3 曝气池的三种池型 推流式 曝气池 完全混合 式曝气池 两种池型 结合式 推流式曝气池 推流式曝气池的长宽比一般为5 10 进水方式不限 出水用溢流堰 1 平面布置 推流式曝气池的池宽和有效水深之比一般为1 2 2 横断面布置 根 据 横 断 面 上 的 水 流 情 况 可 分 为 推流式曝气池 推流式曝气池 机械曝气完全混合曝气池 鼓风曝气完全混合曝气池 局部完全混合推流式曝气池 第五节 去除有机污染物的 活性污泥法过程设计 设计 计算 任务 确定工艺流程 选择曝气池的类型 计算曝气池的容积 确定污泥回流比 计算所需供氧量 曝气设备选择 剩余污泥量计算 主要依据 水质水量资料 生活污水或生活污水为主的城市污水 成熟设计经验 工业废水 试验研究设计参数 一 曝气池容积设计计算 污泥泥龄法 有机物负荷法 1 有机物负荷法 活性污泥负荷LS 简 称污泥负荷 曝气区容积负荷率LV 简称容积负荷 污泥负荷率是指单位质量活性污泥在 单位时间内所能承受的BOD5量 即 式中 Ls 污泥负荷率 kg BOD5 kgMLVSS d Q 与曝气时间相当的平均进水流量 m3 d S0 曝气池进水的平均BOD5值 mg L X 曝气池中的污泥浓度 mg L 污泥负荷 容积负荷是指单位容积曝气区在单位时 间内所能承受的BOD5量 即 式中 Lv 容积负荷率 kg BOD5 m3 d 容积负荷 根据上面任何一式可计算曝气池的体积 即 Q和S0是已知的 X LS LV可参考教材中表12 1选择 对于某些工业污水 要通过试验来确定X LS LV 污 泥负荷率法应用方便 但需要一定的经验 Note 室外排水设计规范 GB50014 2006 2 污泥泥龄法 二 剩余污泥量计算 1 按污泥龄计算 每天排出的总固体量 gVSS d 2 根据污泥产率系数或表观产率系数计算 或 P142 三 需氧量设计计算 经活性污泥代谢活动被降解的有机污染物 BOD5 量 kg m3 注 考虑硝化耗氧 微生物细胞的耗氧当量 4 57NNOr BOD5 0 68BODL 推流式曝气池的计算模式 由于当前两种形式的曝气池实际效果差 不多 因而完全混合的计算模式也可用于 推流式曝气池的计算 处理污水量为21600m3 d 经预处理沉淀后的BOD5为 250mg L 希望处理后的出水BOD5为20mg L 要求确定曝气池 的体积 排泥量和空气量 经研究 还确立下列条件 1 污水温度为20 2 曝气池中混合液挥发性悬浮固体 MLVSS 同混合液 悬浮固体 MLSS 之比为0 8 3 回流污泥SS浓度为10000mg L 4 曝气池中MLSS为3000 mg L 5 设计的 c为10d 6 二沉池出水中含有12mg LTSS 其中VSS占65 7 污水中含有足够的生化反应所需的氧 磷和其他微量 元素 例P145 解 确定出水中悬浮固体的BOD5 a 悬浮固体中可生化的部分 0 65 12 mg L 7 8mg L b 可生化悬浮固体的最终BODL 7 8 1 42mg L 11mg L c 可生化悬浮固体的BODL换算为BOD5 0 68 11 mg L 7 5mg L d 确定经曝气池处理后的出水溶解性BOD5 即Se 7 5 Se 20 mg L Se 12 5 mg L 1 估计出水中溶解性BOD5的浓度 出水中总的BOD5 出水中溶解性的BOD5 出水中悬浮固体的BOD5 已知 解 2 计算曝气池容积 1 按污泥负荷计算 2 按污泥龄计算 取V 5700m3 3 3 水力停留时间 水力停留时间 HRTHRT 解 4 计算每天排除的剩余污泥量 1 按表观污泥产率计算 1 按污泥龄计算 剩余污泥量若以体积计 设含水率剩余污泥量若以体积计 设含水率9999 则每天的排放量为 则每天的排放量为 解 5 计算回流污泥比r 曝气池中MLSS浓度 3000mg L 回流污泥浓度 10000mg L 解 6 计算曝气池需氧量 解 7 计算曝气池所需的空气量 8 鼓风机出口风压计算 选择一条最不利空气管路的沿程和局部压 力损失 H 扩散设备的淹没深度 hd 扩散设备的风压损失 hf 输气管道的总风压损失 包括沿程和 局部风压损失 第六节 脱N除P活性污泥法 工艺及其设计 一 生物脱N工艺 1 传统 Barth 三级脱氮工艺 该工艺是将有机物氧化 硝化及反硝化段独立开 来 每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的 污泥回流系统 使除碳 硝化和反硝化在各自的 反应器中进行 并分别控制在适宜的条件下运行 处理效率高 由于反硝化段设置在有机物氧化和硝化段之后 主要靠内源呼吸碳源进行反硝化 效率很低 所 以必须在反硝化段投加外加碳源来保证高效稳定 的反硝化反应 随着对硝化反应机理认识的加深 将有机物 氧化和硝化合并成一个系统以简化工艺 从 而形成二段生物脱氮工艺成为现实 各段同 样有其自己的沉淀及污泥回流系统 除碳和 硝化作用在一个反应器中进行时 设计的污 泥负荷率要低 水力停留时间和泥龄要长 否则 硝化作用要降低 在反硝化段仍需要 外加碳源来维持反硝化的顺利进行 注 硝化菌的世代时间为3 10d 2 3 缺氧 好氧工艺 前置反硝化 又叫A O工艺 碱 反硝化反应以污水中的有机物为碳源 曝气池中 含有大量硝酸盐的回流混合液 在缺氧池中进行 反硝化脱氮 在反硝化反应中产生的碱度可补偿 硝化反应中所消耗的碱度的50 左右 该工艺流程简单 无需外加碳源 因而基建费用 及运行费用较低 脱氮效率一般在70 左右 但 由于出水中含有一定浓度的硝酸盐 在二沉池中 有可能进行反硝化反应 造成污泥上浮 影响 出水水质 3 后置缺氧 好氧生物脱N工艺 缺氧 好氧 硝化 二沉池 出水 出水 污泥 回流污泥 反硝化 4 Bardenpho4 Bardenpho生物脱氮工艺生物脱氮工艺 该工艺取消了三段脱氮工艺的中间沉淀池 该工艺设立了两个缺氧段 第一段利用原水中的 有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮 的混合液进行反硝化反应 经第一段处理 脱氮 已基本完成 为进一步提高脱氮效率 废水进入 第二段反硝化反应器 利用内源呼吸碳源进行反 硝化 最后的曝气池用于吹脱废水中的氮气 提 高污泥的沉降性能 防止在二沉池发生污泥上浮 现象 此工艺比三段脱氮工艺减少了投资和运行费用 机理解释 1 反应器DO分布不均论 2 缺氧微环境理论 3 微生物学解释 传统理论认为硝化反应只能由自养菌完成 反 硝化只能在缺氧条件下进行 但研究已经证 实了好氧反硝化菌和异养硝化菌存在 5 5 同步硝化反硝化 同步硝化反硝化 SNdNSNdN 短程生物脱氮工艺 SHARON工艺 ANAMMOX工艺 SHARON ANAMMOX组合工艺 OLAND工艺 CANON工艺 6 6 其他新型生物脱氮工艺其他新型生物脱氮工艺 二 生物脱N工艺过程设计 1 缺氧区容积设计 根据反硝化速率计算 缺氧池去除的硝酸盐 g d 缺氧池池体容积 m3 反硝化速率 gNO3 N gMLVSS d 碳源 温度 反硝化速率的两大影响因素 对于一般城镇污水 没有试验资料时 前置 反硝化系统利用原污水碳源作为电子供体时 在 20 Kde 0 03 0 06gNO3 N gMLVSS d 对于没有外来碳源的后置反硝化系统 Kde 0 01 0 03gNO3 N gMLVSS d 另外 2 好氧区容积设计 可参照 仅考虑有机物去除 但硝化系统污泥龄要比仅有机物去除系统污泥 龄长 因为硝化菌的世代周期比去除有机物的 异养菌长得多 硝化速率将控制好氧硝化池的 容积设计 如何确定 C 1 DO对硝化菌比生长速率的影响 2 T对硝化菌比生长速率的影响 好氧区设计污泥龄 考虑了硝化菌 的正常生长 d 污泥龄设计安全系数 可根据进水峰值 TKN TKN平均浓度确定 一般取1 5 2 5 无硝化污水处理厂的最小泥龄选择4 5 d 是针对生活污水的水 质并使处理出水达到BOD 30 mg L和SS 30 mg L确定的 这是多年实践经验的积累 曝气池容积确定 3 3 需氧量计算需氧量计算 前置反硝化 4 混合液回流量 好氧区产生的硝酸盐量 内回流中的 污泥回流中的 出水中含的 内回流比 出水硝态氮浓度 mg L 内回流比对缺氧 好氧过程中出水硝酸盐浓度的影响 R 0 5 对以生活污水为主的城镇污水处理厂 保持 反应池pH中性需要的碱度为80mg L 以 CaCO3计 以上 碱度跟pH之间的关系 5 碱度平衡 二 生物除P工艺 一 生物除磷工艺类型 A O法 Phostrip工艺 为了使微生物在好氧池中易于吸收磷 溶解氧应 维持在2mg L以上 pH值应控制在7 8之间 二 生物除磷工艺过程设计 1 厌氧区容积设计 一般按水力停留时间 一般取1 2h 设 计 按进水中易降解COD的浓度计算生 物除磷的量 一般认为生物去除每1g磷约 需消耗10g易降解COD 2 好氧区容积设计 如果系统仅需除磷 则SRT即 c宜较短 20 SRT取2 3d 10 SRT取4 5d lA2 O工艺 l改进的Bardenpho工艺 lUCT工艺 lSBR工艺 三 生物脱N除P工艺 1 1 A A2 2 O O工艺工艺 厌氧段形成厌氧环境 使聚磷菌释放磷 利用其在好氧厌氧段形成厌氧环境 使聚磷菌释放磷 利用其在好氧 段加倍吸收磷 在缺氧段进水与回流硝酸氮和亚硝酸氮段加倍吸收磷 在缺氧段进水与回流硝酸氮和亚硝酸氮 混合 在反硝化菌的作用下进行反硝化 并降解部分有混合 在反硝化菌的作用下进行反硝化 并降解部分有 机物 回收部分碱度 在好氧段进行有机物的降解 氨机物 回收部分碱度 在好氧段进行有机物的降解 氨 氮的硝化和磷的吸收 氮的硝化和磷的吸收 进水进水 沉淀池沉淀池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池 剩余污泥剩余污泥 出水出水 内回流内回流 污泥回流污泥回流 进进 气气 管管 2 改进的Bardenpho工艺 二沉池 厌 氧 缺 氧 好 氧 缺 氧 好 氧 出水 回流 回流污泥含磷剩余污泥 进水 改进的Bardenpho工艺由四池串联 即缺氧一 好氧一缺氧池一好氧池 类似二级A O工艺串 联 第二级A O的缺氧池基本上利用内源碳源 进行脱氮 最后的曝气池可以吹脱氨氮 提高 污泥的沉降性能 为了提高除磷的稳定性 在Bardenpho工艺流 程之前增设一个厌氧池 以提高污泥的磷释放 效率 只要脱氮效果好 那么通过污泥进入厌 氧池的硝酸盐是很少的 不会影响污泥的放磷 效果 从而使整个系统达到较好的脱氮除磷效 果 在改进的Bardenpho工艺中 由于二沉池回流 污泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前 端的厌氧池 从而影响除磷效果 为此 UCT工艺将二沉池的回流污泥回流到缺氧池 污泥中携带的硝酸盐在缺氧池中反硝化脱 氮 同时为弥补厌氧池中污泥的流失 增设 缺氧池至厌氧池的污泥回流 这样厌氧池可 免受硝酸盐的干扰 3 UCT工艺及改良的UCT工艺 二沉池 厌 氧 缺 氧 好 氧 出水 缺氧回流 回流活性污泥 含磷剩余污泥 进水 好氧 硝酸盐 回流 UCTUCT工艺工艺 改良的UCT工艺 二沉池 厌 氧 缺 氧 缺 氧 好 氧 出水 缺氧回流 回流污泥含磷剩余污泥 进水 回流 4 SBR工艺 时间顺序控制 在同一反应器中完成 进水后进行一定时间的缺氧搅拌 好氧菌将利用进水中 携带的有机物和溶解氧进行好氧分解 此时水中的溶解 氧将迅速降低甚至达到零 这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵 反硝化菌进行脱氮 然后停止搅拌一段时间 使污泥处于厌氧状态 聚磷菌 放磷 接着进行曝气 硝化菌进行硝化反应 聚磷菌吸磷 经 一定反应时间后停止曝气进行静止沉淀 当污泥沉淀下 来后 撇出上部清水而后再放入原水 如此周而复始 四 生物脱氮除磷工艺设计参数 和特点 P162 164表12 4和表12 5 五 生物脱N除P系统的影响因素 环境因素 如温度 pH DO 工艺因素 SRT HRT 二沉池的沉淀效果 污水成分 易降解有机物浓度 BOD5与N P的比值 第九节 活性污泥法处理系统的设 计和运行与管理 一 水力负荷 二 有机负荷 三 微生物浓度 四 曝气时间 五 污泥龄 六 氧传递速率 七 回流污泥浓度 八 污泥回流比 九 曝气池的构造 十 pH和碱度 十一 溶解氧浓度 十二 污泥膨胀及其控制 流向污水厂 的流量变化 一 水 力 负 荷 一天内的流量变化 随季节的流量变化 雨水造成的流量变化 泵的选择不当造成的 流量变化 水力负荷的变化影响活性污泥法系统的曝气池和二 次沉淀池 当流量增大时 污水在曝气池内的停留时间缩短 影响出水质量 同时影响曝气池的水位 若为机 械表面曝气机 由于水面的变化 它的运行就变得 不稳定 对二次沉淀池为水力影响 一 水 力 负 荷 二 有机负荷 污泥负荷和MLSS的设计值采用得大一些 曝气池所需的体积可以 小一些 但出水水质要降低 而且使剩余污泥量增多 增加了污泥处置的费 用和困难 同时 整个处理系统较不耐冲击 造成运行中的困难 为避免剩余污泥处置上的困难和保持污水处理系统的稳定可靠 可 以采用低的污泥负荷率 0 1 把曝气池建得很大 这就是延时 曝气法 曝气区容积的计算 设计中要考虑的主要问题是如何确定 污泥负荷和MLSS的设计值 三 微生物浓度 在设计中采用高的MLSS并不能提高效益 原因如下 其一 污泥量并不就是微生物的活细胞量 曝气池 污泥量的增加意味着泥龄的增加 泥龄的增加就使污泥 中活细胞的比例减小 其二 过高的微生物浓度使污泥在后续的沉淀池中 难以沉淀 影响出水水质 其三 曝气池污泥的增加 就要求曝气池中有更高 的氧传递速率 否则 微生物就受到抑制 处理效率降 低 采用一定的曝气设备系统 实际上只能够采用相应 的污泥浓度 MLSS的提高是有限度的 四 曝 气 时 间 在通常情况下 城市污水的最短曝气时间为3h或更长 些 这和满足曝气池需氧速率有关 当曝气池做得较小时 曝气设备是按系统的负荷峰值 控制设计的 这样 在非高峰时间 供氧量过大 造成浪 费 设备的能力不能得到充分利用 若曝气池做得大些 可降低需氧速率 同时由于负荷 率的降低 曝气设备可以减小 曝气设备的利用率得到提 高 十 pH和碱度 活性污泥pH通常为6 5 8 5 pH之所以能保持在这个范围 是由于污水中的蛋白质代谢 后产生碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致 工业污水中经常缺少蛋白质 因而产生pH过低的问题 工业污水中的有机酸通常在进入曝气池前进行中和 生活污水中有足够的碱度使pH保持在较好的水平 十一 溶解氧浓度 通常溶解氧浓度不是一个关键因素 除非溶解氧浓度 跌落到接近于零 只要细菌能获得所需要的溶解氧来进行 代谢 其代谢速率就不受溶解氧的影响 一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在0 5 2mg L 以保证活性污泥系统的正常运行 过分的曝气使氧浓度得到提高 但由于紊动过于 剧烈 导致絮状体破裂 使出水浊度升高 特别是对于好氧速度不快而泥龄偏长的系统 强 烈混合使破碎的絮状体不能很好地再凝聚 十二 污泥膨胀及其控制 正常的活性污泥沉降性能良好 其污泥体积指数SVI 在50 150之间 当活性污泥不正常时 污泥不易沉淀 反映在SVI值升高 混合液在1000mL量筒中沉淀30min后 污泥体积膨 胀 上层澄清液减少 这种现象称为活性污泥膨胀 活性污泥膨胀可分为 污泥中丝状菌大量繁殖 导致的丝状菌性膨胀 并无大量丝状菌存在 的非丝状菌性膨胀
展开阅读全文
  麦档网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:水污染控制课件第十二章活性污泥法(gai)
链接地址:https://www.maidoc.com/p-16695071.html

当前资源信息

范文库

编号: 20181015140041008588

类型: 共享资源

格式: PPT

大小: 5.61MB

上传时间: 2020-05-23

关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2018-2020 maidoc.com版权所有  文库上传用户QQ群:3303921 

麦档网为“文档C2C模式”,即用户上传的文档所得金币直接给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的金币归上传人(含作者)所有。
备案号:蜀ICP备17040478号-3  
川公网安备:51019002001290号 

本站提供办公文档学习资料考试资料文档下载


收起
展开