典型污水處理設(shè)備(生物處理)

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1、 活 性 污 泥 法 基 本 原 理 活 性 污 泥 法 就 是 以 含 于 廢 水 中 的 有 機(jī) 污染 物 為 培 養(yǎng) 基 ， 在 有 溶 解 氧 的 條 件 下 ， 連續(xù) 地 培 養(yǎng) 活 性 污 泥 ， 在 利 用 其 吸 附 凝 聚 和氧 化 分 解 作 用 凈 化 廢 水 中 有 機(jī) 污 染 物 。 普 通 活 性 污 泥 法 處 理 系 統(tǒng) 由 以下 幾 部 分 組 成 ： （ 1） 曝 氣 池 在 池 中 使 廢 水 中 的有 機(jī) 污 染 物 質(zhì) 與 活 性 污 泥 充 分 接 觸 ，并 吸 附 和 氧 化 分 解 有 機(jī) 污 染 物 質(zhì) 。 （ 2） 曝 氣 系 統(tǒng) 曝 氣 系

2、 統(tǒng) 供 給 曝氣 池 生 物 反 應(yīng) 所 必 須 的 氧 氣 ， 并 混合 攪 拌 作 用 。 （ 3） 二 次 沉 淀 池 二 次 沉 淀 池 用 以 分 離曝 氣 池 出 水 中 的 活 性 污 泥 ， 它 是 相 對(duì) 初 沉 淀言 的 ， 初 沉 淀 設(shè) 于 曝 氣 池 之 前 ， 用 以 去 除 廢水 中 的 粗 大 的 原 生 懸 浮 物 。 懸 浮 物 少 時(shí) 可 以不 設(shè) 。 （ 4） 污 泥 回 流 系 統(tǒng) 這 個(gè) 系 統(tǒng) 把 二 次 沉淀 池 中 的 一 部 分 沉 淀 污 泥 再 回 流 到 曝 氣 池 ，以 供 應(yīng) 曝 氣 池 賴(lài) 以 進(jìn) 行 生 化 反 應(yīng) 的 微 生

3、 物 。 （ 5） 剩 余 污 泥 排 放 系 統(tǒng) 曝 氣 池 內(nèi) 污 泥不 斷 增 殖 ， 增 殖 的 污 泥 作 為 剩 余 污 泥 從 剩 余污 泥 排 放 系 統(tǒng) 中 排 出 。 條 件 適 當(dāng) 時(shí) ， 活 性 污 泥 在 與 廢 水 初 期 接 觸 的 2030min內(nèi) ， 即 可 去 除 75%以 上 的 BOD， 這 種 現(xiàn) 象 稱(chēng) 為 活性 污 泥 的 初 期 吸 附 或 生 物 吸 附 。 初 期 吸 附 的 基 本 原 因 在于 活 性 污 泥 巨 大 的 表 面 積 （ 200010000m2/m3） ,且 其表 面 具 有 多 糖 類(lèi) 粘 液 層 。 此 外 ， 還 與

4、 污 泥 的 狀 態(tài) 有 關(guān) ：如 果 吸 附 與 氧 化 分 解 失 去 適 當(dāng) 的 平 衡 ， 原 吸 附 的 有 機(jī) 物未 氧 化 分 解 完 全 ， 則 初 期 吸 附 量 小 ； 如 果 原 吸 附 于 污 泥上 的 有 機(jī) 物 新 陳 代 謝 徹 底 ， 則 二 次 吸 附 時(shí) 的 吸 附 量 就 大 。但 若 回 流 污 泥 經(jīng) 歷 了 長(zhǎng) 時(shí) 間 的 曝 氣 ， 使 微 生 物 進(jìn) 入 了 內(nèi)源 呼 吸 期 ， 活 性 降 低 ， 則 再 吸 附 能 力 也 降 低 ， 亦 即 初 期吸 附 量 也 就 低 。 活 性 污 泥 凈 化 廢 水 的 作 用 是 由 吸 附 和 氧

5、 化 兩 個(gè)階 段 完 成 的 ， 在 廢 水 處 理 中 ， 要 使 活 性 污 泥 保持 良 好 狀 態(tài) ， 吸 附 凝 聚 和 氧 化 兩 個(gè) 分 解 應(yīng) 保 持適 當(dāng) 的 平 衡 。 活 性 污 泥 的 作 用 主 要 是 氧 化 分 解在 吸 附 階 段 吸 附 的 有 機(jī) 物 ， 同 時(shí) 也 繼續(xù) 吸 附 殘 余 物 質(zhì) 。 氧 化 分 解 作 用 相 當(dāng)慢 ， 所 需 時(shí) 間 比 吸 附 時(shí) 間 長(zhǎng) 的 多 ， 可見(jiàn) 曝 氣 池 的 大 部 分 容 積 是 在 進(jìn) 行 有 機(jī)物 的 氧 化 和 微 生 物 的 合 成 。 對(duì) 生 活 污 水 采 用 活 性 污 泥 法 處 理 ，

6、 已 經(jīng) 總 結(jié)出 了 一 套 較 為 成 熟 的 設(shè) 計(jì) 數(shù) 據(jù) ； 對(duì) 于 工 業(yè) 廢 水 往往 要 通 過(guò) 試 驗(yàn) ， 才 能 確 定 一 些 有 關(guān) 的 設(shè) 計(jì) 數(shù) 據(jù) 。通 過(guò) 試 驗(yàn) 提 供 的 資 料 ， 主 要 包 括 下 列 各 項(xiàng) ： (1)廢 水 水 質(zhì) 資 料 ， 主 要 是 曝 氣 池 進(jìn) 水 的 有 機(jī) 物和 毒 物 的 容 許 濃 度 ， 以 及 二 次 沉 淀 池 出 水 的 有機(jī) 物 和 毒 物 的 濃 度 ；(2)有 毒 和 有 害 物 質(zhì) 濃 度 急 劇 變 化 對(duì) 處 理 效 果 的影 響 ；(3)水 溫 對(duì) 處 理 效 果 的 影 響 ；(4)曝 氣

7、池 污 泥 濃 度 和 污 泥 回 流 比 ；(5)污 泥 負(fù) 荷 和 曝 氣 時(shí) 間 ;(6)有 關(guān) 補(bǔ) 充 營(yíng) 養(yǎng) ， 如 氮 、 磷 等 的 資 料 ；(7)空 氣 用 量 (如 采 用 鼓 風(fēng) 曝 氣 )或 充 氧 量 (如 采 用機(jī) 械 曝 氣 )的 資 料 。 回 流 污 泥 量 及 污 泥 回 流 設(shè) 備 回 流 污 泥 量 的 大 小 ， 直 接 影 響 曝 氣池 污 泥 濃 度 和 二 次 沉 淀 池 的 沉 降 性 能 ，所 以 應(yīng) 恰 當(dāng) 選 擇 。 根 據(jù) 曝 氣 池 中 活 性 污泥 懸 浮 固 體 的 平 衡 關(guān) 系 ， 可 得 污 泥 回 流率 r為 ： 式 中

8、X0、 Xr、 X分 別 為 流 入 曝 氣池 的 廢 水 、 回 流 污 泥 和 曝 氣 池 混 合 液 的懸 浮 固 體 濃 度 ， (mg/L)。 由 于 X0 X， 所 以 或 由 此 得 曝 氣 池 混 合 液 懸 浮 固 體濃 度 為 ： 污 泥 回 流 設(shè) 備 應(yīng) 與 剩 余 污 泥 排 放設(shè) 備 結(jié) 合 起 來(lái) 考 慮 。 回 流 設(shè) 備 常 采 用空 氣 提 升 器 或 污 泥 泵 。 前 者 效 率 不 如 后 者 ， 但 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 ，便 于 管 理 ， 而 且 消 耗 的 空 氣 對(duì) 補(bǔ) 充 活性 污 泥 中 的 溶 解 氧 有 好 處 。 在 鼓 風(fēng) 曝氣 時(shí) ，

9、 可 考 慮 采 用 。 曝 氣 設(shè) 備 的 選 擇 和 計(jì) 算 1、 鼓 風(fēng) 曝 氣 設(shè) 備 鼓 風(fēng) 曝 氣 設(shè) 備 的 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 包 括 ： 空 氣 擴(kuò)散 器 的 選 擇 及 其 布 置 ； 空 氣 管 路 布 置 及 其 計(jì)算 ； 選 擇 鼓 風(fēng) 機(jī) 并 計(jì) 算 需 要 的 臺(tái) 數(shù) 。 擴(kuò) 散 器按 需 氧 量 要 求 的 氧 轉(zhuǎn) 移 量 選 擇 ， 鼓 風(fēng) 機(jī) 臺(tái) 數(shù)及 管 路 計(jì) 算 都 是 根 據(jù) 供 氣 量 確 定 的 。 管 路 計(jì)算 包 括 ： 布 置 管 道 系 統(tǒng) ， 確 定 每 段 最 大 輸 氣量 ， 根 據(jù) 流 量 和 經(jīng) 濟(jì) 流 速 計(jì) 算 管 徑 ； 計(jì)

10、算 壓力 損 失 。 從 鼓 風(fēng) 機(jī) 房 到 曝 氣 池 上 的 空 氣 干 管 ，可 按 經(jīng) 濟(jì) 流 速 為 10 15m s計(jì) 算 管 徑 。 通 向擴(kuò) 散 設(shè) 備 的 支 管 ， 按 空 氣 流 速 為 4 5m/s計(jì)算 管 徑 。 鼓 風(fēng) 曝 氣 用 鼓 風(fēng) 機(jī) 供 應(yīng) 壓 縮 空 氣 ， 常用 羅 茨 鼓 風(fēng) 機(jī) 和 離 心 式 鼓 風(fēng) 機(jī) 。 羅 茨 鼓風(fēng) 機(jī) 適 用 于 中 小 型 污 水 廠(chǎng) ， 但 噪 聲 大 ，必 須 采 取 消 音 、 隔 音 措 施 。 離 心 式 鼓 風(fēng)機(jī) 噪 聲 小 ， 且 效 率 高 ， 適 用 于 大 中 型 污水 廠(chǎng) ， 但 產(chǎn) 品 規(guī) 格 和

11、 使 用 經(jīng) 驗(yàn) 尚 不 多 。選 擇 風(fēng) 機(jī) 的 依 據(jù) 是 風(fēng) 量 和 風(fēng) 壓 ， 并 考 慮必 需 的 儲(chǔ) 備 量 。 機(jī) 械 曝 氣 設(shè) 備 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 包 括 選 擇 葉 輪 型 式 、 確 定 葉 輪 直 徑 和構(gòu) 造 尺 寸 、 確 定 安 裝 尺 寸 、 選 擇 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 。 葉 輪 型式 的 選 擇 可 根 據(jù) 葉 輪 的 充 氧 能 力 、 動(dòng) 力 效 率 以 及 加工 條 件 等 考 慮 。 一 般 而 言 ， 泵 型 葉 輪 的 充 氧 能 力 及充 氧 動(dòng) 力 效 率 和 平 板 葉 輪 差 不 多 ， 但 加 工 困 難 。 泵型 葉 輪 提 升 能 力

12、較 大 ； 傘 型 葉 輪 的 動(dòng) 力 效 率 一 般 高于 平 板 葉 輪 ， 而 充 氧 能 力 則 稍 低 ， 適 用 于 延 時(shí) 曝 氣 。 葉 輪 直 徑 的 確 定 主 要 取 決 于 曝 氣 池 混 合 液 的 需氧 量 。 葉 輪 太 大 ， 水 流 剪 切 力 過(guò) 大 而 破 壞 污 泥 絮 體 ；太 小 則 充 氧 不 足 。 此 外 ， 葉 輪 直 徑 與 水 深 之 比 為 2 5 1 4， 否 則 ， 池 子 過(guò) 深 ， 下 部 水 不 易 上 翻 ，易 形 成 局 部 死 水 區(qū) 。 活 性 污 泥 法 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 管 理 (一 )活 性 污 泥 的 培 養(yǎng)

13、 城 市 污 水 或 與 之 類(lèi) 似 的 工 業(yè) 廢 水 ，由 于 營(yíng) 養(yǎng) 和 菌 種 都 已 具 備 ， 可 用 其 初 步沉 淀 水 調(diào) 整 BOD5至 200 300mg L后 ，在 曝 氣 池 內(nèi) 進(jìn) 行 連 續(xù) 曝 氣 ， 一 般 在 1520 下 經(jīng) 一 周 即 會(huì) 出 現(xiàn) 活 性 污 泥 絮 體 ，要 及 時(shí) 適 當(dāng) 地 換 水 和 排 放 剩 余 污 泥 ， 以補(bǔ) 充 營(yíng) 養(yǎng) 和 排 除 代 謝 產(chǎn) 物 。 換 水 的 方 法分 間 斷 換 水 和 連 續(xù) 換 水 。 間 斷 換 水 混 合 液 在 曝 氣 到 開(kāi) 始 出 現(xiàn) 活 性 污 泥 絮 體后 ， 即 停 止 曝 氣

14、， 靜 止 沉 淀 1 l.5h， 排 放 約 占 總 體 積60 70 的 上 清 液 ， 再 補(bǔ) 充 生 活 污 水 或 糞 便 水 ， 繼 續(xù) 曝氣 。 當(dāng) 沉 降 比 大 于 30 時(shí) ， 說(shuō) 明 池 中 混 合 液 污 泥 濃 度 已滿(mǎn) 足 要 求 。 第 一 次 換 水 后 ， 應(yīng) 每 天 換 水 一 次 ， 這 樣 重 復(fù)操 作 7 10d， 便 可 達(dá) 到 活 性 污 泥 成 熟 。 此 時(shí) ， 污 泥 具 有良 好 的 凝 聚 和 沉 降 性 能 ， 含 有 大 量 的 菌 膠 團(tuán) 和 纖 毛 蟲(chóng) 類(lèi)原 生 動(dòng) 物 ， 并 可 使 BOD5去 除 率 達(dá) 95%左 右 。 連

15、 續(xù) 換 水 當(dāng) 池 容 積 大 采 用 間 斷 換 水 有 困 難 時(shí) ，可 改 用 連 續(xù) 換 水 。 即 當(dāng) 池 中 出 現(xiàn) 活 性 污 泥 絮 體 后 ， 可連 續(xù) 地 向 池 內(nèi) 投 加 生 活 污 水 ， 并 連 續(xù) 地 出 水 和 回 流 ，其 投 加 量 可 控 制 在 池 內(nèi) 每 天 換 水 一 次 的 程 度 。 回 流 污泥 量 可 采 用 進(jìn) 水 量 的 50 。 當(dāng) 水 溫 在 15 20 時(shí) ， 污泥 經(jīng) 兩 周 左 右 即 可 培 養(yǎng) 成 熟 。 活 性 污 泥 的 馴 化 如 果 工 業(yè) 廢 水 的 性 質(zhì) 與 生 活 污 水 相差 很 大 時(shí) ， 用 生 活

16、污 水 培 養(yǎng) 的 活 性 污 泥應(yīng) 用 工 業(yè) 廢 水 進(jìn) 行 馴 化 。 馴 化 的 方 法 是混 合 液 中 逐 漸 增 加 工 業(yè) 廢 水 的 比 例 ， 直到 達(dá) 到 滿(mǎn) 負(fù) 荷 。 為 了 縮 短 培 養(yǎng) 和 馴 化 時(shí) 間 ， 可 將 兩個(gè) 階 段 合 并 起 來(lái) 進(jìn) 行 。 就 是 在 培 養(yǎng) 過(guò) 程中 ， 不 斷 地 加 入 少 量 的 工 業(yè) 廢 水 ， 使 微生 物 在 培 養(yǎng) 過(guò) 程 中 逐 漸 適 應(yīng) 新 的 環(huán) 境 。 第 七 節(jié) 生 物 濾 池 生 物 濾 池 濾 料 體 積 可 按 負(fù) 荷 計(jì) 算 ， 也 可 按 降解 動(dòng) 力 學(xué) 公 式 計(jì) 空 ， 國(guó) 內(nèi) 常

17、 菜 用 前 者 ： 式 中 V濾 料 體 積 ， m3； S0進(jìn) 出 濾 池 的 廢 水 BOD5濃 度 差 ， mg/L； Q欲 處 理 廢 水 量 ， m3/d； N生 物 濾 池 的 BOD負(fù) 荷 ， g/m3(濾 料 )d； 大 于 1的 安 全 系 數(shù) 。 對(duì) 于 工 業(yè) 廢 水 ， 如 含 有 對(duì) 微 生 物 有 毒 的 物 質(zhì) ，還 須 用 毒 物 負(fù) 荷 核 算 濾 料 體 積 ， 計(jì) 算 方 法 同 上 。 最后 的 濾 料 體 積 采 用 兩 種 方 法 中 較 大 的 一 值 。濾 池 濾 料 總 體 積 的 確 定 第 八 節(jié) 生 物 轉(zhuǎn) 盤(pán) 第 九 節(jié) 生 物 接

18、觸 氧 化 反 應(yīng) 裝 置 營(yíng) 養(yǎng) 劑 投 加 計(jì) 算 日 處 理 水 量 ： 20000m 3/d 進(jìn) 入 生 化 系 統(tǒng) 的 COD值 ： 500m g/L BOD/COD=0.4 尿 素 含 氮 量 ： 46% 磷 酸 含 磷 量 ： 85% 計(jì) 算 每 天 投 加 尿 素 量 ？ 每 天 投 加 磷 酸 量 ？ 每 天 投 加 尿 素 量 =20000 500 0.4/100 5/100/0.46 =435kg式 中 ： 20000-每 日 處 理 水 量 500-進(jìn) 入 生 化 系 統(tǒng) 有 機(jī) 物 濃 度 0.4-有 機(jī) 物 濃 度 COD轉(zhuǎn) 化 為 BOD值 1000-單 位 換

19、算 。 克 轉(zhuǎn) 化 為 千 克 5-有 機(jī) 物 ： 氮 ： 磷 =100： 5： 1氮 的 需 求 量 比 例 0.46-尿 素 中 有 效 氮 含 量尿 素 分 子 式 ： CO(NH 2)2 每 天 投 加 磷 酸 量 每 天 投 加 磷 酸 量 =20000 500 0.4/1000 1/100/0.85 =47kg 0.85-磷 酸 中 有 效 磷 含 量 如 果 進(jìn) 入 生 化 系 統(tǒng) 的 污 水 、 廢 水 含 氮 量 ：5m g/L。 含 磷 量 ： 0.5m g/L。怎 么 算 ？ ？ N=20000 5/1000=100kg P=20000 0.5/1000=10kg 需 要 減 去 。