污水的生物处理活性污泥法学习教案.pptx
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1、会计学1污水的生物污水的生物(shngw)处理活性污泥法处理活性污泥法第一页,共89页。活性污泥的性质(xngzh)颜色(yns)黄褐色状态(zhungti)似矾花絮绒颗粒味道土腥味比重曝气池混合液:1.002-1.003;回流污泥:1.004-1.006粒径0.02-0.2mm比表面积20-100cm2/mL第1页/共89页第二页,共89页。四个组成部分:活性微生物群体(Ma)内源呼吸的残留物(Me)吸附(xf)的难降解有机物(Mi)吸附(xf)的无机物(Mii)。其细菌以异养型的原核细菌为主(107109个/L),优势菌属有产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、动胶杆菌属、假单胞菌属、丛毛单胞
2、菌属、大肠埃氏杆菌属等,其中一些细菌可分泌黏性物质构成活性菌群;活性污泥中的真菌是腐生或寄生的丝状菌,具分解(fnji)脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能;肉足类、鞭毛类、纤毛类是常见的三类原生动物,以细菌为食,其种类鉴别可间接判断水处理的效果。第2页/共89页第三页,共89页。活性污泥的评价方法(fngf):MLSS(混合液悬浮固体浓度):g/L或mg/L;通常用于代表曝气池中微生物浓度,MLSS=Ma+Me+Mi+Mii;(MLVSS=Ma+Me+Mi,一般MLVSS/MLSS0.650.85)SV(污泥沉降比):;用于工艺管理,表明曝气池中的污泥的量与性质;SVI(污泥体(容)积指数),
3、mL/g;用于评价污泥沉淀性能;c(污泥龄,污泥在曝气中的平均停留时间):d;第3页/共89页第四页,共89页。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;二是废水中的有机物,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。第4页/共89页第五页,共89页。第5页/共89页第六页,共89页。活性污泥法处理(chl)污水的机理分析活性污泥降解活性污泥降解(jinji)(jinji)有机物的过程。有机物的过程。第6页/共89页第七页,共89页。第二节:活性污泥法的第二节:活性污泥法的发展发展(fzhn)和演
4、变和演变 第7页/共89页第八页,共89页。传统活性污泥法 渐 减 曝 气分 步 曝 气完全混合法浅 层 曝 气深 层 曝 气高负荷曝气或变型曝气克 劳 斯 法延 时 曝 气接触(jich)稳定法氧 化 沟纯 氧 曝 气活性污泥生物滤池(ABF工艺)吸附生物降解工艺(AB法)序批式活性污泥法(SBR法)活性污泥法的多种运行(ynxng)方式有机物去除(q ch)和氨氮硝化第8页/共89页第九页,共89页。第9页/共89页第十页,共89页。传统传统(chuntng)(chuntng)活性污泥法及其演变。活性污泥法及其演变。传统活性污泥法多为推流式,有单廊道及多廊道形式,一般进口高于液面下,由进水
5、闸板控制,出水用溢流堰或淹没孔控制,廊道长一般在传统活性污泥法多为推流式,有单廊道及多廊道形式,一般进口高于液面下,由进水闸板控制,出水用溢流堰或淹没孔控制,廊道长一般在5070m,最长可达,最长可达100m,有效,有效(yuxio)水深水深46m;宽深比为;宽深比为12;长宽比为;长宽比为510。曝气池内溶解氧、回流污泥量及剩余污泥排放量是活性污泥法系统运行中的三个主要控制参数。曝气池内溶解氧、回流污泥量及剩余污泥排放量是活性污泥法系统运行中的三个主要控制参数。第10页/共89页第十一页,共89页。第11页/共89页第十二页,共89页。第12页/共89页第十三页,共89页。吸附吸附-再生法、
6、吸附再生法、吸附-降解降解(jinji)(AB)(jinji)(AB)法及其演变。法及其演变。第13页/共89页第十四页,共89页。对于吸附再生法,吸附段接触时间为3060min,再生时间为36h;当处理城市污水时,吸附区的容积不应小于总容积的1/4;吸附池的水力停留时间不小于30min。需注意的是其出水水质较差,同时当有机物以溶解性BOD为主时不宜采用此法;AB法通常包括(boku)吸附段的A段曝气池中沉池及降解段的B段曝气池终沉池组成。一般A段的污泥BOD有机负荷2,水力停留时间为2030min,MLSS在23g/L,SVI在50左右,DO在0.21.5mg/L,R为0.50.7,可去除5
7、070的有机物。B段的污泥BOD有机负荷为0.150.3,水力停留时间为23h,MLSS在34g/L,DO在2mg/L,R为0.51,A+B段可去除90的有机物.B段采用不同的工艺可形成A-B(BAF)、A-B(A/O)、A-B(A/A/O)、A-B(SBR)、A-B(氧化沟)等不同的组合。第14页/共89页第十五页,共89页。序批式活性污泥法序批式活性污泥法(SBR)(SBR)及其演变及其演变(ynbin)(ynbin)英国学者英国学者Ardern和和Locket发明了的水处理工艺。发明了的水处理工艺。70年代初,美国年代初,美国Natre Dame 大学的大学的R.Irvine 教授教授采
8、用实验室规模对采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究,并于工艺进行了系统深入的研究,并于1980年在美国环保局(年在美国环保局(EPA)的资助)的资助(zzh)下,在印第安那州的下,在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。法污水处理厂。第15页/共89页第十六页,共89页。SBR池就是将传统中的各个阶段集成在同一(tngy)池中按时间序列完成;典型的SBR包括进水(正常进水、限制、半限制及非限制曝气)、反应(曝气或曝气搅拌等)、沉淀、排水、排泥及静置工序,典型的运行周期一般按4/6/8/12h设定,各工序占比一般为25/35/2
9、0/15/5%。SBR按要求设置运行周期,如脱氮运行模式(进水搅拌/曝气/搅拌/沉淀/出水/排泥)、脱磷运行模式(进水搅拌/曝气/搅拌/沉淀+排泥/出水)、脱氮除磷运行模式(进水搅拌/曝气/搅拌/沉淀排泥/出水)等。SBR的控制参数主要是运行时间和DO及工艺污泥负荷,如进水工序(脱磷保持厌氧,其DO1h,其他则尽可能短)、曝气(DO2.5,时间在24h)、沉淀排水(DO0.5,时间30d氧化沟污水流速(u)0.3m/s曝气时间(h)16h溶解氧(DO)曝气区2mg/L;缺氧区35w/m3第36页/共89页第三十七页,共89页。处理效果:该厂1991 年建成投入以来,大部分出水(chshu)指标
10、均能达到设计要求。磷的支除率比较理想(0.51),去除率90%左右;TN去除率较差,而且不稳定。其主要原因是氧化沟流速不够,推动力不足,使氧化沟中存在污泥沉淀,有时还比较严重;其次是氧化沟中供氧不足,NH3-N硝化不好,这是造成总氮去除效果差的主要原因。第37页/共89页第三十八页,共89页。其他其他(qt)(qt)活性污泥法活性污泥法第38页/共89页第三十九页,共89页。第三节:第三节:Lawrence-Mc Carty方程方程(fngchng)第39页/共89页第四十页,共89页。LawrenceMcCarty方程是根据Monod方程建立(jinl)的活性污泥法动力学关系式,目的是建立(
11、jinl)SRT与运行参数间的关系,主要由以下二个方程组成:(1+r)qv X,Seqv-qvw Xe,Seqv S0 X0=0rqv,Xr,SeV X,Se二沉二沉池池物料衡算范围qvw,X,Se第40页/共89页第四十一页,共89页。引申(ynshn)出的关系式:曝气池出水有机物浓度(nngd)(Se)与污染龄的关系:曝气池微生物浓度(X)与污染(wrn)龄的关系:第41页/共89页第四十二页,共89页。污泥回流(huli)比(R)与污染龄的关系:有机物在高或低浓度时的降解(jinji)关系:第42页/共89页第四十三页,共89页。活性污泥表观(bioun)产率(Yobs)与污染产率Y的关
12、系:第43页/共89页第四十四页,共89页。常见(chn jin)的动力学参数:常数单位数值(20)范围典型值vmaxd-12105.0KSmgBOD5/L2510060mgCOD/L157040Y kgMLVSS/KgBOD50.40.80.6kgMLVSS/KgCOD0.250.40.4Kdd-10.0250.0750.06第44页/共89页第四十五页,共89页。第四节:气体第四节:气体(qt)传递原传递原理理和曝气池和曝气池 第45页/共89页第四十六页,共89页。第46页/共89页第四十七页,共89页。通常采用的曝气方法有两种:(1)鼓风曝气法和(2)机械曝气法。有时也有用鼓风曝气供应
13、氧气,而用机械进行搅拌的。这种联合使用鼓风和机械曝气的方法,可以提高充氧(chn yn)能力,适用于浓度较高的废水。衡量曝气设备效能的指标有动力效率衡量曝气设备效能的指标有动力效率(Ep)(Ep)和氧的转移效率和氧的转移效率(EA)(EA)或充氧或充氧能力。动力效率是指一度电所能转移到液体中去的氧量能力。动力效率是指一度电所能转移到液体中去的氧量(公斤公斤/千瓦千瓦时时),氧转移效率是指鼓风曝气转移到液体中的氧占所供给,氧转移效率是指鼓风曝气转移到液体中的氧占所供给(gngj)(gngj)的的百分数百分数(%)(%),而充氧能力则指机械曝气在单位时间内转移到液体中的氧,而充氧能力则指机械曝气在
14、单位时间内转移到液体中的氧量量(公斤公斤/时时)。良好的曝气设备应当具有较高的动力效率和氧转移效率。良好的曝气设备应当具有较高的动力效率和氧转移效率(或充氧能力或充氧能力)。第47页/共89页第四十八页,共89页。第48页/共89页第四十九页,共89页。第49页/共89页第五十页,共89页。第50页/共89页第五十一页,共89页。第51页/共89页第五十二页,共89页。第52页/共89页第五十三页,共89页。第53页/共89页第五十四页,共89页。第54页/共89页第五十五页,共89页。第55页/共89页第五十六页,共89页。第56页/共89页第五十七页,共89页。第57页/共89页第五十八页
15、,共89页。第58页/共89页第五十九页,共89页。机机械械曝曝气气和和鼓鼓风风(fn)曝曝气的比较气的比较对于较小的曝气池,机械曝气装置对于较小的曝气池,机械曝气装置(zhungzh)确能减少动确能减少动力费用,并省去鼓风曝气所需的空气管道系统和鼓风机等设力费用,并省去鼓风曝气所需的空气管道系统和鼓风机等设备,另外维护管理也较方便,但装置备,另外维护管理也较方便,但装置(zhungzh)的转速高,的转速高,所需动力随池子的加大而迅速增大,并且由于废水的曝气借所需动力随池子的加大而迅速增大,并且由于废水的曝气借助于机械搅动水面与空气接触而吸收氧气,所以机械曝气常助于机械搅动水面与空气接触而吸收
16、氧气,所以机械曝气常需较大的面积。此外如有大量泡沫产生,则可能影响充氧能需较大的面积。此外如有大量泡沫产生,则可能影响充氧能力。鼓风曝气供应空气的伸缩性较大,曝气效果较好,一般力。鼓风曝气供应空气的伸缩性较大,曝气效果较好,一般用于较大的曝气池。用于较大的曝气池。第59页/共89页第六十页,共89页。第五节:活性污泥法的第五节:活性污泥法的设计设计(shj)计算计算 第60页/共89页第六十一页,共89页。活性污泥系统工艺(gngy)设计应把整个系统作为整体来考虑,包括曝气池、二沉池、曝气设备、回流设备等,甚至包括剩余(shngy)污泥的处理处置。主要设计内容:1 工艺流程选择;2 曝气池容积
17、和构筑物尺寸的确定;3 二沉池澄清区、污泥区的工艺设计;4 供氧系统(xtng)设计;5 污泥回流设备设计主要依据: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:试验研究设计参数第61页/共89页第六十二页,共89页。工艺流程(n y li chn)的选择 需要调查研究和收集的基础资料:1 污水(w shu)的水量水质资料 水量关系到处理规模,多种方法分析计算,注意收集率和地下水渗入量 水质决定选用的处理流程和处理程度2 接纳污水(w shu)的对象资料3 气象水文资料4 污水(w shu)处理厂厂址资料 厂址地形资料;厂址地质资料5 剩余污泥的出路调研流程选择是活性污
18、泥设计中的首要问题,关系到日后运转的稳定可靠、经济和环境效益,必须(bx)在详尽调查的基础上进行技术、经济比较,以得到先进合理的流程。第62页/共89页第六十三页,共89页。曝气池容积(rngj)和构筑物尺寸的确定1、负荷(fh)率法:2、McCart法:3、McKinney法:第63页/共89页第六十四页,共89页。曝气池实质上是一个生化反应器,按水力特征可分为推流式和完全曝气池实质上是一个生化反应器,按水力特征可分为推流式和完全混合式以及二者结合式三大类。曝气设备的选用和布置混合式以及二者结合式三大类。曝气设备的选用和布置(bzh)(bzh)必必须与池型和水力要求相配合。推流曝气池长宽比一
19、般为须与池型和水力要求相配合。推流曝气池长宽比一般为5 510m10m,受,受场地限制时,长池可以折流,废水从一端进,另一端出,进水方式场地限制时,长池可以折流,废水从一端进,另一端出,进水方式不限,出水多用溢流堰,一般采用鼓风曝气扩散器。完全混合曝气不限,出水多用溢流堰,一般采用鼓风曝气扩散器。完全混合曝气池平面可以是圆形、方形或矩形。曝气设备可采用表面曝气机,置池平面可以是圆形、方形或矩形。曝气设备可采用表面曝气机,置于池的表层中心,废水从池底中部进入。废水一进池,即在表面曝于池的表层中心,废水从池底中部进入。废水一进池,即在表面曝气机的搅拌下,立即与全池混合均匀,不象推流那样上下段有明显
20、气机的搅拌下,立即与全池混合均匀,不象推流那样上下段有明显的区别。完全混合曝气池可以和沉淀地分建或合建。的区别。完全混合曝气池可以和沉淀地分建或合建。第64页/共89页第六十五页,共89页。第65页/共89页第六十六页,共89页。第66页/共89页第六十七页,共89页。供氧系统(xtng)设计需氧量可根据以下几种方式求得:1、合成系数法计算:2、工程经验估算:生产实践表明,对于生活污水或性质与之相近的工业废水,每去除1kgBOD5约需12kgO2,当转移效率为5或10%时供气量分别为70140m3或3570m3。3、实验(shyn)测定:因鼓风曝气的扩散设备的EA值可通过实验(shyn)求取,
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