污水好氧生物处理工艺介绍

2020/1/19保密12020/1/19保密保密01污水好氧生物处理工艺介绍2020年1月19日目录2020/1/19保密2污水处理概述1污水好氧生物处理工艺2不同工艺的曝气要求31.污水处理概述2020/1/19保密31.1污水及水质指标2020/1/19保密4污水•是生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称。•其中，生活污水与生产污水的混合污水称为城市污水，是我们主要处理的对象。污水水质指标：•COD（ChemicalOxygenDemand）：化学需氧量•BOD（Bio-chemicalOxygenDemand)：生化需氧量•BOD/COD：即B/C比，表示污水的可生化性。•TN、TP、N-NH3、pH、色度、SS等。1.2我国污水排放标准的演变2020/1/19保密5项目CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/L《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准100303025（30）1——3.0一级B标准60202010201.0江苏省地方标准DB32/1072-200750————5(8)1200.5GB18918-2002一级A标准5010105(8)1150.5北京市地方标准（DB11/890-2012）B标准30651.5（2.5）2150.3A标准20551.0（1.5）2100.2更严格的排放标准……1括号外数值为水温12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。2括号外数值为4月1日-11月30日时的控制指标，括号内数值为12月1日-3月31日时的控制指标。1.3一级A/B排放标准下工艺的区别2020/1/19保密6一级B标准：•预处理及一级处理+二级生物处理一级A标准：•预处理及一级处理+二级生物处理＋三级处理（深度处理）1.3一级A/B排放标准下工艺的区别2020/1/19保密7三级处理（深度处理）：•混凝沉淀•过滤（砂滤池、机械过滤器、膜过滤；反硝化滤池、曝气生物滤池）•MBR•活性炭吸附：去除CODCr•臭氧氧化：脱除色度•离子交换•反渗透：脱除盐分•生物稳定塘：人工湿地，土地处理等•消毒处理（氯化消毒、臭氧消毒、紫外消毒）1.3.1一级A基本工艺流程2020/1/19保密8一级A的基本工艺流程为：•二级强化处理-化学混凝(沉淀)-过滤-消毒。•几个污水处理厂的工艺流程：无锡市城北污水处理厂无锡芦村污水处理厂四期太湖新城污水处理厂四期1.4污水处理基本方法2020/1/19保密9物理法•筛滤截留法（筛网、格栅、滤池、微滤机等）•重力分离法（沉淀法、浮选法等）•离心分离法（离心机、旋流分离器等）化学法•中和、化学沉淀、氧化还原、臭氧氧化、电解等。物化法•混凝、气浮、萃取、吸附、离子交换、膜分离法（电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤等）。1.4污水处理基本方法2020/1/19保密10生物法•好氧法（好氧氧化法）在充分供氧的条件下，利用好氧微生物的生命活动过程，将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法；广泛用于处理城镇中低浓度污水；活性污泥法、生物膜法。•厌氧法（厌氧还原法）指利用厌氧微生物的代谢过程，在无氧条件下把污水中的有机污染物转化为无机物和少量细胞物质的处理方法。多用于处理高浓度有机废水和污水处理过程中产生的污泥。1.5典型城镇污水处理流程2020/1/19保密11好氧生物处理工艺：曝气1.6污水好氧生物处理方法2020/1/19保密12活性污泥法•处理污水的微生物悬浮生长在水中，形成活性污泥絮凝体；•分类：普通活性污泥法及变型、氧化沟工艺、SBR工艺等。活性污泥系统有效运行的基本条件•①废水中含有足够的可溶性易降解有机物；•②混合液含有足够的溶解氧；•③活性污泥在池内呈悬浮状态；•④维持曝气池内稳定的活性污泥浓度；•⑤进水中不含有对微生物有毒有害的物质。曝气的作用1.6污水好氧生物处理方法2020/1/19保密13生物膜法•处理污水的微生物固定在某种介质或者滤料的表面上，形成生物膜；•常用工艺：生物转盘、普通生物滤池、生物接触氧化、生物流化床、曝气生物滤池等。1.7鼓风曝气系统2020/1/19保密14鼓风机房空气管网曝气池几种曝气器曝气器鼓风曝气系统由空气加压设备、空气输配管路与空气扩散装置组成。1.7.1曝气系统对鼓风机的影响2020/1/19保密15空气输配管路•管路漏气；•管损过大，造成系统背压过高。空气扩散装置•曝气头堵塞，阻力增加，造成系统背压升高；•间歇曝气工艺中，鼓风机停机后，污水通过曝气头倒灌进入风管，造成管道阻力增加，系统背压升高。1.8曝气池需氧量2020/1/19保密16曝气池需氧量的计算方法：O2=24·Q·Lr·a’+V·NW·b’式中：O2--曝气池污水需氧量（kgO2/d）；Lr--去除的BOD5浓度（kg/m3）；a’--BOD5降解需氧量系数(kgO2/kgBOD5)；b’--活性污泥内源呼吸耗氧量系数(kgO2/kgMLSS·d)；NW--曝气池内混合液悬浮固体平均浓度（g/l）；a‘、b’宜通过试验确定，也可参照经验值。2020/1/19保密17曝气量过低的影响：•1.溶解氧过低，影响微生物代谢速率和硝化，影响处理效果。•2.二沉池可能由于缺氧而腐化，即污泥发生厌氧分解，产生大量气体，使污泥上浮。曝气量过高的影响：•1.高速气流使池内激烈搅动会打碎生物絮粒，降低污泥的沉降性能，影响出水水质；•2.在曝气池中将发生高度硝化作用，使混合液中硝酸盐浓度较高，到沉淀池后可能由于反硝化产生大量N2，污泥上浮。•3.增加能耗。1.8曝气池需氧量因此，鼓风宽泛的流量调节范围在污水处理厂的运营中至关重要。2.污水好氧生物处理工艺2020/1/19保密182.1传统活性污泥法及其改良工艺2020/1/19保密19传统活性污泥法及其改良工艺•活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。•活性污泥：污水中经过曝气、混合、培养而形成的一种呈黄褐色的絮凝体，主要由大量繁殖的微生物群体所构成，易于沉淀与水分离。这种絮凝体就是成为“活性污泥”的生物污泥。•主要包括：传统活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、A2/O、A/O、AB工艺等。2.1.1传统活性污泥法2020/1/19保密201、传统活性污泥法•曝气池首端进水、末端出水、沿池长均匀曝气；•由于有机物浓度沿池长逐渐降低，需氧速度也逐渐降低，污水中的溶解氧（DO）浓度沿池长逐渐升高。曝气池空气回流污泥剩余污泥污泥出水二沉池预处理2.1.2阶段曝气活性污泥法2020/1/19保密212、阶段曝气活性污泥法：多点进水•沿曝气池的长度分散、均衡地进水，曝气池内有机物负荷及需氧率得到均衡。2020/1/19保密22回流污泥（含磷污泥）剩余污泥释放磷、氨化硝化、吸收磷、去除BOD脱氮N2•厌氧反应池：释放磷+氨化（有机氮）•缺氧反应池：脱氮•好氧反应池：硝化，吸收磷，去除BOD0.2DO(mg/L)0.2-0.50.52.1.3A2/O工艺3、A2/O工艺A2/O工艺脱氮原理2020/1/19保密231、氨化反应（厌氧）•有机氮NH4+2、硝化反应（好氧）•NH4+NO3-N、NO2-N3、反硝化反应（缺氧）•NO3-N、NO2-NN2氨化菌硝化菌、亚硝化菌反硝化菌A2/O工艺除磷原理2020/1/19保密241.厌氧释放:厌氧条件下（DO=0，NO3-=0）•ATP+H2OADP+H3PO4+能量2.好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）•ADP+H3PO4+能量ATP+H2O2.1.4A/O工艺2020/1/19保密254、A/O工艺•A/O生物脱氮工艺流程简图•A/O生物除磷工艺流程简图预处理原污水初沉池缺氧池曝气池二沉池出水混合液回流回流污泥剩余污泥预处理原污水初沉池厌氧池曝气池二沉池出水混合液回流回流污泥剩余污泥2020/1/19保密26吸附池曝气池沉砂池格栅进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出水中间沉淀池二次沉淀池A段B段AB法组成：•A段：吸附作用为主的曝气（DO=0.2～1.5mg/L）+沉淀•B段：生物降解作用为主的曝气（DO=2～3mg/L）+沉淀5、AB：吸附-生物降解工艺2.1.5AB工艺2.2氧化沟及其改良工艺2020/1/19保密27氧化沟•又称循环曝气池，延时曝气法的一种；•一般呈封闭的环行沟渠状，污水和活性污泥的混合液在其中作不停的循环流动；•一般采用表面曝气装置，曝气装置的转动，推动沟内液体迅速流动，起到曝气和搅拌两个作用。•常用的有卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔、交替工作式氧化沟、曝气沉淀一体化氧化沟等。氧化沟的基本构造2020/1/19保密282.2氧化沟及其改良工艺2020/1/19保密29氧化沟的曝气装置的功能•向混合液供氧；•防止活性污泥沉淀；•使混合液中有机污染物、活性污泥、溶解氧充分混合、接触；•推动水流以一定的流速（不低于0.25m/s）沿池长循环流动。曝气装置分类•横轴曝气装置：转刷曝气器、曝气转盘•纵轴曝气装置：表面机械曝气器•其它曝气装置：射流曝气器、提升管式曝气装置2.2氧化沟及其改良工艺2020/1/19保密301.卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟工艺•采用表曝机作为曝气设备，并将它安装在沟道转弯处，同时起到充氧、搅拌、推流的功能；•Carrousel2000系统在普通Carrousel氧化沟前增加了一个厌氧区和缺氧区（又称前反硝化区）•能够形成生物脱氮的环境条件：靠近曝气机下游：富氧区靠近曝气机上游：低氧区外环：缺氧区2020/1/19保密312.奥贝尔（Orbal）氧化沟工艺•属活性污泥法中的延时曝气法•与普通氧化沟相比，奥贝尔氧化沟可看作是由外沟、中沟和内沟串联的一种多级氧化沟•外、中、内3层DO梯度很大，厌氧-缺氧-好氧，脱氮除磷效果好。•使用转碟、转刷作为曝气设备2.2氧化沟及其改良工艺2020/1/19保密323.交替工作式氧化沟2.2氧化沟及其改良工艺2020/1/19保密334.改良型氧化沟工艺•改良型氧化沟设计有效水深达到5.0米以上•采用微孔曝气（或大功率机械曝气）与机械推流方式配合运行2.2氧化沟及其改良工艺2.3SBR及其改良工艺2020/1/19保密34•传统SBR工艺构造简单，只有一个池子，按时序周期运行；•每个周期分为：进水、曝气、沉淀、排水，周而复始。如：运行周期4h，其中进水1h，曝气1h，沉淀1h，排水1h。曝气处理水进水时段进水曝气时段沉淀时段排水时段闲置时段1、传统SBR工艺2.3SBR及其改良工艺2020/1/19保密352、CASS/CAST工艺•循环式活性污泥法•反应池：生物选择区、缺氧区、主反应区•循环过程：充水曝气→停止曝气→沉淀→滗水→重复•连续进水，间歇排水，无污泥回流。CASS工艺循环操作过程2020/1/19保密362.4MBR膜生物反应器2020/1/19保密37MBR膜生物反应器•将膜分离技术与生物处理技术相结合，利用生物反应降解有机物，利用膜作为分离介质替代二沉池进行固液分离。膜组件：一般为微滤膜和超滤膜，常用膜组件有中空纤维膜、平板膜、管式膜组件。曝气生物滤池BAF•生物膜法：在滤料表面形成生物膜；•曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗系统等五个部分。采用人工曝气供氧。•主要通过过滤、吸附、生物降解作用去除污水中的有机物。•两种运行方式：升流式（UBAF）：水流自下而上流过滤料层，和曝气方向相同。降流式（DBAF）：水流自上而下流过滤料层，和曝气方向相反。2.5曝气生物滤池BAF2020/1/19保密38曝气生物滤池的构造2020/1/19保密39陶粒(生物填料层)卵石(承托层)空气管反冲气管(反冲洗系统)滤头(布水系统)污水(布水系统)冲洗水(反冲洗系统)冲洗水泵反冲洗废水2.6深井曝气2020/1/19保密40深井曝气•利用深井作为曝气池的活性污泥法废水生物处理过程。•池的直径