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AB法污水处理技术.ppt

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AB污水处理技术,第一节 概述,AB(Adsorption Biodegradation)工艺 AB工艺是吸附—生物降解工艺的简称,是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理工艺 国内外的研究与应用 目前在欧洲,AB法的使用已比较普遍,现已有50余座污水处理厂采用了该项技术。德国、奥地利、瑞士、荷兰等国, AB工艺已大规模应用于现有污水处理厂的改造和新建污水处理厂均取得了很好的处理效果 自90年代起,在我国的一批新建或改建的污水处理厂已开始采用 AB法工艺,如泰安污水处理厂、深圳罗芳污水处理厂、深圳滨河水质净化厂、新疆乌鲁木齐河东污水处理厂等相继投产运行 AB工艺的发展情况 AB(BAF)、AB(A/O)、AB(A2/O)、AB(SBR)等,第二节 AB工艺流程,典型的AB工艺流程 在工艺流程上分 A、B两段处理系统,其中A段由 A段曝气池与沉淀池构成, B段由 B段曝气池与二沉池构成。两段分别设污泥回流系统,A段的负荷高,B段的负荷低,污水先进人高负荷的 A段,然后再进人低负荷的 B段,两段串联运行,,AB (BAF(Biological Aerated Filter))工艺 AB( BAF)工艺即是以具有高容积负荷的曝气生物滤池(BAF)代替 AB法中的 B段,形成生物吸附-曝气滤池串联工艺,AB(A/O)工艺 AB(A/0)工艺是将典型 AB法中的 B段改为 A/O法,AB( A2/O)工艺 A-A2/O工艺是将典型的 AB法工艺中的 B段改为 A2/O法,AB(氧化沟)工艺 AB(氧化沟)工艺是典型的AB法工艺中的 A段与氧化沟结合的工艺,AB ( SBR)工艺 AB(SBR)工艺是典型 AB法中的 A段与 SBR工艺相结合的工艺流程,第三节 AB工艺原理与特点,一、AB工艺原理 (一)AB工艺的微生物特性 A段微生物组成及特性 A段微生物的变异及适应性 细菌增殖较快 微生物突变与质粒转移 B段的微生物特性 (二)AB工艺的生物降解机理运行稳定性 A段对BOD、COD和SS的去除 B段对BOD、COD和SS的去除 (三)反应动力学原理,反应动力学原理,V(dS/dt)= QS。—Q Se + r V (l)Se=S。/(1十 k t) (2) r——基质的降解速度(mg/L· h);t——水力停留时间(HRT)(h);k——基质降解速率常数(L/h)。 如果n个相同的 CSTR反应器串联运行,则各反应器的基质浓度变化规律可表示为式(3),并可得到式(4)(5)(6)(7)的表达式。 Se(n) = Se(n—l)/( l十kt)( n=1,2,3,…,n) (3) Se(n) = S。/( l十kt)n (4) V = Q[S。/ Se(n))1/n— l]/ k (5) V总/( Q/k) = n{[ l/( l-η)]1/n— l} (6) t = [( S0/Se(n))1/n— l]/k (7) 式中: V总—— n个串联反应器达到一定处理程度时所需的反应器总容积; η—— 理效率(%)。 从运转管理和容积节省等方面综合分析,由一个反应器改为两个反应器串联运行,可取得明显的环境经济效益。这便是AB工艺采用两段法的动力学基础。,,串联反应器数n、处理效率η与所需的反应器总容V总间的关系,,二、AB工艺的特性 (一)AB工艺流程的一般特点 不需设初沉池 具有一定的除磷脱氮功能 适合部分工业废水的处理 适用于部分难降解有机废水的处理 基建投资少、运行费用低、能源消耗省 可分期建设和运行灵活 (二)A段和B段工艺特点 l、A段工艺特点 (1)一般工艺参数 (2)运行状态可变化调整 (3)具有抗冲击负荷的能力,(4)污泥产生的特点 (5)对难降解物质有去除作用 2. B段工艺特点 (三)AB工艺的脱氮除磷作用 1、AB工艺的脱氮功能 2、AB工艺的除磷功能 3、AB工艺与生物除磷脱氮工艺的结合 (四)污泥产率及特性 1、A段活性污泥的特点 2、A段污泥可分成三部分组成 3、污泥产率,第四节 AB技术的适用范围,一、AB工艺的运行管理 二、污泥处置的问题 三、AB工艺的局限性 抗冲击负荷能力 对污水的可生化性改善程度 剩余污泥的稳定化和处置 技术经济的综合比较,第五节 AB技术的运行控制,一、曝气系统的运行控制 二、污泥回流比与剩余污泥排放控制 三、C与 N/P比例控制及脱磷除氮,第六节 AB工艺的设计及应用,AB工艺的一般设计原则 正确判断是否采用 AB工艺的基本条件 A、 B段的设计原则 AB工艺的设计参数确定 AB工艺的设计流量 A段曝气池设计参数 中间沉淀池设计 中间沉淀池的表面水力负荷可取2m2/(m2· h),水力停留时间可取1.5~2h;平均流量时允许的出水堰负荷为15m3/< m· h),最大流量时允许的出水堰负荷为30m3/(m·h) B段曝气池的参数确定B段的污泥负荷约一般取0.15~0.3kg/(kg· d)之间 二沉池的参数确定 按最大流量考虑,表面水力负荷一般取1.0m3/( m2· h)以下,水力停留时间为2.5~3h,最大出水堰负荷为15m3/( m·h) 污泥系统的参数设计 污泥产率计算 A段的污泥产率可采用3~5kg/kg , B段污泥产率通常为0.6~1.0kg/kg之间 污泥处置系统设计 应用实例 乌鲁木齐市河东污水处理厂 山东淄博污水处理厂,,,,AB工艺的设计流量,AB工艺中的 A段设计是该工艺的设计关键 对于分流制排水管网, A段曝气池与中间沉淀池设计流量应按最大时流量计算 对于合流制排水管网,设计流量应为旱季最大流量B段曝气池的流量设计可按平均流量设计或适当考虑系统的变化系数 二沉池的设计一般应按最不利情况考虑,,A段曝气池设计参数,污泥负荷的确定 A段的污泥负荷通常取3~5kg/(kg· d)为宜 污泥浓度、污泥龄及污泥回流比的确定 A段通常设计的污泥浓度为2000~3000mg/L。也可提高到300O~4000 mg/L。 A段的污泥龄一般控制在0.3 ~ ld之间较为合适 A段的污泥回流比应考虑能在50%~10O%之间变化 水力停留时间的确定 A段以物理吸附为主,工程设计中建议采用30~50min为宜 溶解氧及耗氧负荷的确定 A段溶解氧浓度的控制范围一般在0.2~1.5mg/L之间,,设计进水水质和出水水质,,污水处理厂工艺流程,,乌鲁木齐市河东污水处理厂的设计,概况 污水水质 处理工艺及主要构筑物 工艺设计 实际运行效果及存在问题,一、概 况,污水处理厂位于乌鲁木齐市北郊东戈壁农场东南侧。占地20公顷。并预留10×104m3/d规模发展用地10公顷,预留污泥干化场用地5公顷。日处理污水量20×104m3/d,一次建设。其中工业废水量约占58%,生活污水量占42%。排水流域规划人口57.7万人。该区域的工业主要是机械、建材、化学、电力、食品、纺织、煤炭、造纸等。,二、污水水质,设计进水水质 BOD5=200mg/L假定BOD5成分:悬浮固体110 mg/L,溶解物90mg/L COD=500 mg/L假定COD成分:悬浮固体160 mg/L,细菌数140 mg/L,溶解物200 mg/L SS=220 mg/L假定SS成分:细菌数70 mg/L,有机悬浮固体80 mg/L,无机悬浮固体70 mg/L pH=7-8 水温9-16℃,设计温度≥11℃,设计出水水质 污水经污水厂处理后夏季用于农灌,冬季非灌溉季节储存于下游水库 出水水质:BOD5≤30mg/L,COD≤120mg/L,SS≤30mg/L 当冬季温度达到最低温度9℃时,出水水质允许值:BOD5≤45mg/L,COD≤180mg/L,SS≤45mg/L,三、处理工艺及主要构筑物,经过技术经济比较污水采用A、B两段活性污泥法处理工艺。污泥采用一级中温消化,二级污泥浓缩,机械脱水处理工艺。沼气用于驱动鼓风机、燃气锅炉及生活用气,多余沼气通过火炬在大气中燃烧。 主要构筑物如下: 污水处理部分 污泥处理部分 沼气利用部分 生产及生活辅助建筑物,四、工艺设计,污水处理系统 格栅间、沉砂池 格栅间中设粗格栅和细格栅,粗格栅栅条间距75mm,由人工清除污物。细格栅栅条间距10mm,据栅前、栅后水位及由时间继电器定时进行控制清污。细格栅拦截的污物,通过机械清除至皮带输送机,然后至栅渣压渣机脱水后运走。曝气沉砂池共2组,每组分两路,每格宽2.7m,长18.0m,有效水深2.7m,污水停留时间3.0min,水流流速0.1m/s,需气量0.33m3/(min·m),每组曝气沉砂池设一套桥式移动刮砂机,刮砂机将池底重颗粒砂刮至砂坑,然后由砂泵将砂粒提升至砂水分离器脱水后,通过螺旋输送器送走。,A段曝气池 A段曝气池污泥负荷2.36kgBOD5/kgMLSS,容积负荷4.2kgBOD5/(m3·d),水力停留时间32min,混合液挥发性悬浮固体密度1.8kg/m3,混合液悬浮物密度2.4 kg/m3,泥龄0.75d,溶解氧浓度0.5-0.8 mg/L,气水比1.34:1,采用盘式合成橡胶中孔曝气器,鼓风量可根据溶解氧浓度自动调节。污泥回流比40%-60%,通过A段BOD5去除约95 mg/L,COD去除约260 mg/L,耗氧量为0.48kgO2/kg BOD5。中间沉淀池 中间沉淀池采用中心进水,周边出水圆形辐流式沉淀池,表面负荷1.48m3/(m2·h),沉淀时间2.64h,有效水深3.9m,周边传动刮泥机刮泥,出水堰的溢流率为252.3 m3/(m2·h)。中沉池去除的污泥总量约为36.8t/d,污泥龄约1.5d。,B段曝气池 B段曝气池污泥负荷0.22 kgBOD5/kgMLSS,容积负荷0.54 kgBOD5/(m3•d),水力停留时间3.3h,混合液挥发性悬浮物密度2.47 kg/m3,混合液悬浮物密度3.29 kg/m3,泥龄19.23d,气水比2.41:1,采用盘式合成橡胶微孔曝气器,鼓风量可根据溶解氧浓度自动调节。污泥回流比60%-80%,耗氧量为1.18 kgO2/kg BOD5。 二次沉淀池 二次沉淀池采用中心进水圆形辐流式沉淀池,表面负荷0.83 m3/(m2·h),沉淀时间4.7h,有效水深3.8m,周边传动刮吸泥机排泥,出水堰的溢流率为193.1 m3/(m2·d)。污泥回流量设备配置按100%,实际运行回流量约60-80%。A段曝气池的计算需氧量为437.5 kgO2/h(t=11℃),实际供氧量可达727 kgO2/h。富余的供氧量主要满足混合液的搅拌及其他氧的消耗,如工业废水中的H2S。B段曝气池的计算需氧量为1029 kgO2/h(t=11℃),污泥处理系统中间沉淀池与二次沉淀池排出的剩余活性污泥总量为8267 m3/d,含水率99.4%,总污泥干固体49.6t/d,其中有机污泥干固体35.635.6t/d。 一次污泥浓缩池 AB段混合污泥首先进入一次污泥浓缩池,污泥固体负荷40 m3/(m2·d),污泥浓缩时间14.3h,浓缩后污泥量1417m3/d,污泥含水量率96.5%,浓缩后分离出的上清液6850m3/d回流到污水厂进水中。 污泥消化池 进入消化池污泥量1417m3/d,污泥含水量96.5%,污泥干固体49.6 t/d,其中有机污泥干固体35.6 t/d,采用一级中温消化,消化温度33-35℃,挥发性固体容积负荷1.24kg/(m3•d),污泥投配率1.94 %,,消化时间20天,池型为圆柱形固定盖式,池顶锥角30°,池底锥角15°,池内污泥采用机械搅拌,热交换器加热,1kg挥发性固体减少量为0.9。消化池需热量为35.4 t/d,其中有机污泥固体21.4 t/d,挥发性固体减少量为40%。消化池需要量为4.2kJ/(kg•℃),污泥加热量约为1800KW。 污泥曝气池 消化污泥先进入污泥曝气池,池中通入压缩空气以便排出消化污泥中的剩余沼气,然后消化污泥流入污泥浓缩池,这样可改善污泥浓缩性能,提高污泥浓缩效果。污泥曝气时间4h,需氧量200-400 m3/h,气泥比为3.4:1-6.8:1,穿孔管曝气,二次污泥浓缩池污泥固体负荷69.5kg/(m2•d),污泥浓缩时间34.5h,浓缩前污泥含水量 97.5%,浓缩后污泥含水率95%,进泥量1417 m3/d ,浓缩后污泥量708.5 m3/d,污泥干固体35.4 t/d,其中有机污泥干固体21.4 t/d。 污泥脱水 浓缩后污泥采用带式压滤机脱水、脱水后污泥含水率75%,污泥量141.7 m3/d。用离心螺旋杆泵将浓缩污泥打入压滤机,用计量投药泵投加阳离子型高分子混凝剂,药剂投加采用湿式投配方式,设有溶剂搅拌罐和溶液池,加药系统均为自动操作。,沼气利用及能量回收系统污泥消化过程中产生的沼气量约14000-12600 m3/d,其主要成分为甲烷和二氧化碳,是一种优质燃料,本工程主要用于以下几个方面 用沼气驱动鼓风机。将沼气输送给沼气鼓风机的沼气发动机,直接带动鼓风机。本工程采用两台沼气驱动鼓风机,每台需要沼气量200 m3/h,传动功率400KW。 用沼气烧锅炉。本工程中采用一台沼气锅炉,需用沼气量125 m3/h。 沼气驱动鼓风机的冷却水和从排水废气中回收的余热,用作消化池污泥加热,产热量在夏季可满足93%的消化池污泥加热量需要。当贮气柜超过负荷或压力超过3.5kPa的工作压力时,沼气火炬自动点燃。火炬的设计能力为540 m3/h。,五、实际运行效果及存在问题,运行效果 污水厂自1998年6月试运行以来,整个工艺流程均达到和超过设计要求,在进水水质超过设计水质情况下,出水水质仍低于设计出水水质指标,COD去除率一般在90%以上,BOD5去除率一般在92%以上,SS去除率一般在90%以上。 存在的问题 污水厂进水水质远超过原设计水质,其出水水质仍能达到设计水质,但原水中含有大量的漂浮物和大颗粒固体物,如稻麦壳、木片、卫生筷、酒精、葵花籽壳、塑料袋等,其含量远远超过一般的城市污水,这些漂浮物大都呈悬浮状,极易通过格栅,且在曝气池沉砂池中不能浮起,而在中沉池中形成大量浮渣,通过格栅的砾石、木条、筷子等又往往引起排砂泵堵塞。这些情况在城市污水中是少见的,造成的原因是由于对排水下水道的污水水质控制不严格。为解决上述问题,需修建污水厂预沉砂构筑物,将大部分漂浮物和大颗粒固体物在预沉砂池中去除。,
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