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污水同步脱氮除磷技术

'污水同步脱氮除磷技术'
第九章 污水同步脱氮除磷技术A—A—O(A2/O)同步脱氮除磷工艺Phoredox同步脱氮除磷工艺 UCT工艺? 在前述的两种同步脱氮除磷工艺中,都是将回流污泥直接回流到工 艺前端的厌氧池,其中不课避免地会含有一定浓度的硝酸盐,因此 会在第一级厌氧池中引起反硝化作用,反硝化细菌将与除磷菌争夺 废水中的有机物而影响除磷效果,因此提出UCT(Univercity of Ca pe Town)工艺。UCT工艺将二沉池的回流污泥回流到缺氧池,使 污泥中的硝酸盐在缺氧池中进行反硝化脱氮,同时,为弥补厌氧池 中污泥的流失以及除磷效果的降低,增设从缺氧池到厌氧池的污泥 回流,这样厌氧池就可以免受回流污泥中硝酸盐的干扰。巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺 生物转盘 生物转盘的主要特征? 节能,即运行费用较低;? 生物量多,净化率高,适应性强,出水水质较好;? 生物膜上生物的食物链长,污泥产量少,为活性污泥法的1/2 左右;? 维护管理简单,功能稳定可靠,无噪音,无灰蝇;? 受气候影响较大,顶部需要覆盖,有时需要保暖;? 所需的场地面积一般较大,建设投资较高。 氧化沟脱氮除磷工艺? 氧化沟也称氧化渠,又称循环曝气池,是活性污泥 法的一种变形;是20世纪50年代荷兰的Pasveer首先 设计的;最初一般用于日处理水量在5000m3以下的 城市污水。? 目前主要的氧化沟形式有:Carrousel氧化沟、Orbal 氧化沟、交替工作式氧化沟、曝气—沉淀一体化氧 化沟等四种。 氧化沟的特征? ① 池体狭长,(可达数十米甚至上百米);池深度较浅, 一般在2米左右;? ② 曝气装置多采用表面机械曝气器,竖轴、横轴曝气器都 可以;? ③ 进、出水装置简单; ? ④ 氧化沟呈完全混合?推流式;沟内的混合液呈推流式快 速流动(0.4?0.5m/s),由于流速高,原废水很快就与沟内 混合液相混合,因此氧化沟又是完全混合的;? ⑤ BOD负荷低,类似于活性污泥法的延时曝气法,处理出 水水质良好;? ⑥ 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性;? ⑦ 污泥产率低,剩余污泥产量少;? ⑧ 污泥龄长,可达15?30d,为传统活性污泥法的3?6倍;? ⑨ 世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存, 从而使氧化沟具有脱氮的功能。Carrousel 氧化沟 Orbal氧化沟 Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟,其主要特点如下:? ① 圆形或椭圆形的沟渠,能更好地利用水流惯性,可节省能 耗;? ② 多沟串联可减少水流短路现象;? ③ 最外层第一沟的容积为总容积的60?70%,其中的DO 接近 于零,为反硝化和磷的释放创造了条件;? ④ 第二、三沟的容积分别为总容积的20?30%和10%,而DO 则分别为1和2mg/L;? ⑤ 这种沟渠间的DO浓度差,有利于提高充氧效率;? Orbal氧化沟在国内的主要工程实例有:① 抚顺石油二厂废水 处理站(28800m3/d);② 北京燕山石化公司新建废水处理厂(60 000m3/d);③ 成都市天彭镇污水处理厂。进水(通常只进第一沟) 增强脱氮的混合液体内回流 曝气 转刷 传输孔 第3沟 第2沟 第1沟 出水管 污泥回流(通常只进入第一沟) 一体式氧化沟? 一体式氧化沟集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一 体,无需建造单独二沉池。 曝气转刷 a)平面图 溢流堰 出水 溢流堰 b)侧面图进水 泥 回流孔 一体化氧化沟(船式) 交替式氧化沟? 交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合 的结果,目前主要使用的是VR型、DE型、和T型。进水 出水 沟1 厌氧池 沉淀池 配水井 沟2 污泥回流 剩余污泥 DE型氧化沟 氧化沟的设计计算 经验参数:? 混合液体循环速度:0.25-0.34m/S;? 设计污泥浓度MLSS:1.5-5g/L;? 泥龄θcd :4-48d,通常12-24d。? 有机负荷Ns:0.05-0.12kgBOD5/(kgMLSS·d);? 水力停留时间HRT:6-30h。? 有效水深:4-7m。SBR法脱氮除磷工艺 SBR工艺技术特征? 从时间角度来看,是一种较理想的推流式曝气池;? 工艺系统组成简单不设二沉池,曝气池兼具二沉池 的功能;不设污泥回流设备;? 耐冲击负荷,在多数情况下,无需设置调节池;? SVI值较低,污泥易沉淀,污泥膨胀现象较少;? 易于维护管理,出水水质优于连续式;? 通过调节,可在单一曝气池内完成脱氮和除磷;? 易于实现自动化控制。 影响SBR工艺脱氮除磷主要因素? 易生物降解的有机物浓度的变化对脱氮除磷的影响 (BOD5/P大于20,除磷效果稳定)? 硝酸盐浓度对脱氮除磷的影响? 运行时间? 溶解氧(好氧大于2.5mg/L,厌氧小于0.5mg/L) SBR系列工艺? SBR工艺:间歇式活性污泥法? ICEAS工艺:间歇循环延时曝气法? CASS/CAST工艺:循环活性污泥法? DAT-IAT工艺:连续进水间歇曝气法? MSBR工艺:改良型间歇式活性污泥法? UNITANK工艺:一体化活性污泥法 MSBR MSBR系统的运行原理如下:污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此进行充分放磷,然后混合液进入缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池,有机物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池,澄清后污水排放。此时另一边的SBR在1.5Q回流量的条件下进行反硝化、硝化,或进行静置预沉。回流污泥首先进入浓缩池进行浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥则进入缺氧池。这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的缺氧放磷提供更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有1.5Q的回流量,以便进行充分的反硝化。  由其工作原理可以看出,MSBR是同时进行生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺。 MSBR工艺特点? 与传统SBR相比,MSBR有以下优缺点:a.连续进出水,设备利用率高,池容利用率高。b.具有良好的除磷脱氮效果。c.增加了设备费用和工艺的复杂程度,相应增加了 管理的复杂性。MSBR工艺平面图 剩余污泥 出水堰 出水 SBR格 1.5Q 回流 污泥回流 污泥 好 缺氧格 缺氧格 氧 厌氧格 浓缩格 格 进水 格 SBR 出水 剩余污泥 出水堰MSBR工艺原理图 出水 剩余污泥 SBR池 污泥回流 缺 厌 缺 污 氧 泥 好 氧 氧 池 浓 氧 池 池 缩 池 池 进水 污泥回流 SBR池 出水 剩余污泥 CAST工艺 连续进水 滗水器 选 接 择 触 主反应区 出水 区 区鼓风机 污泥回流 剩余污泥 CAST工艺的特点 与SBR相比,CAST法的优点是: a. 反应池由预反应区和主反应区组成,因此,对难降解有机物 的去除效果更好; b.进水过程是连续的,因此,进水管道上无需电磁阀等控制元件, 单个池子可独立运行;适用大中型污水处理厂。c.排水是由可升降的堰式滗水器完成的,随水面逐渐下降,均匀 将处理后的清水排出,最大限度降低了排水时水流对底部沉 淀污泥的扰动。 d. CAST工艺每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而 SBR则为3/4,所以,CAST法比SBR法的抗冲击能力更好。 ICEAS工艺平面图 剩 剩 余 污泥回流 进水 污泥回流 余 污 污 预反应区 泥 泥 1 3 号 号 池 池 2 4 号 号 池 池出水 出水 出水 ICEAS 优缺点与经典SBR工艺相比,ICEAS工艺具以下特点:a.沉淀特性不同ICEAS的沉淀会受到进水扰动,破坏了其成为理想沉淀的条件。为了减少进水带来的扰动,一般将池子设计成长方形,使出水近似于平流沉淀池。b.理想推流性能和污泥膨胀的控制由于连续进水,ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高的优点,而且不能控制污泥膨胀的发生,所以需要设置选择区。c.因连续进水而适用于较大型污水处理厂连续进水不用进水阀门之间切换,控制简单,从而可应用于较大型的污水 。d. ICEAS工艺强调延时曝气,污泥负荷很低(0.04-0.05kgBOD5/kgMLSS.d),因此,使ICEAS工艺投资低(无初沉池、二沉池及污泥回流设备)的优点在实际工程中无法体现。 UNITANK工艺 进水出水 出水 A B C 剩余污泥 UNITANK工艺特点与传统SBR相比,UNITANK工艺具有如下特点:a.实现连续进水、连续出水,池有效容积利用率高b.各池间采用共壁开孔配水,降低水头损失。c.出水堰是固定的,不需设置滗水器。d.该工艺除磷效果一般,自动控制要求高。 不同类型SBR工艺比较 特点 SBR MSBR DAT-IAT CASS UNITANK沉淀性能好,处于理想 是 是 是 否 否 沉淀状态 防止污泥膨胀 强 强 强 一般 一般 处理难降解废水 强 强 强 弱 弱 脱氮指数 强 强 强 强 一般 除磷指数 一般 强 一般 一般 一般 有机物去除效率高 是 是 是 不 不不需二沉池及污泥回流 是 需回流 需回流 需回流 是 连续进水 不 是 是 是 是 连续出水 不 是 不 不 是 容积利用率 低 高 高 一般 高 曝气设备 机械/鼓 机械/鼓 鼓风 鼓风 机械/鼓风 风 风 曝气 间歇 连续 间歇 间歇 连续 排水设备 滗水器 空气堰 滗水器 滗水器 固定堰 SBR的设计参数? SBR运行周期(考虑除磷脱氮):进水1h;曝气>4 h;沉淀2h;排水0.5-1h;闲置2h;总时段10-14h。? 污泥浓度MLSS:1.5-5.0 g/L。? 污泥负荷Ls:0.03-0.4 kgBOD5/(kgMLSS·d)? 污泥龄θc :3-25d? 需氧量O2:0.5-3.0 kgO2/kgBOD5? 水力停留时间HRT:3-16h? 出水堰口负荷:22-28L/(m·s)? 活性污泥界面以上最小水深:0.5m污水同步脱氮除磷工程实例第九章 污水同步脱氮除磷技术A—A—O(A2/O)同步脱氮除磷工艺Phoredox同步脱氮除磷工艺 UCT工艺? 在前述的两种同步脱氮除磷工艺中,都是将回流污泥直接回流到工 艺前端的厌氧池,其中不课避免地会含有一定浓度的硝酸盐,因此 会在第一级厌氧池中引起反硝化作用,反硝化细菌将与除磷菌争夺 废水中的有机物而影响除磷效果,因此提出UCT(Univercity of Ca pe Town)工艺。UCT工艺将二沉池的回流污泥回流到缺氧池,使 污泥中的硝酸盐在缺氧池中进行反硝化脱氮,同时,为弥补厌氧池 中污泥的流失以及除磷效果的降低,增设从缺氧池到厌氧池的污泥 回流,这样厌氧池就可以免受回流污泥中硝酸盐的干扰。巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺 生物转盘 生物转盘的主要特征? 节能,即运行费用较低;? 生物量多,净化率高,适应性强,出水水质较好;? 生物膜上生物的食物链长,污泥产量少,为活性污泥法的1/2 左右;? 维护管理简单,功能稳定可靠,无噪音,无灰蝇;? 受气候影响较大,顶部需要覆盖,有时需要保暖;? 所需的场地面积一般较大,建设投资较高。 氧化沟脱氮除磷工艺? 氧化沟也称氧化渠,又称循环曝气池,是活性污泥 法的一种变形;是20世纪50年代荷兰的Pasveer首先 设计的;最初一般用于日处理水量在5000m3以下的 城市污水。? 目前主要的氧化沟形式有:Carrousel氧化沟、Orbal 氧化沟、交替工作式氧化沟、曝气—沉淀一体化氧 化沟等四种。 氧化沟的特征? ① 池体狭长,(可达数十米甚至上百米);池深度较浅, 一般在2米左右;? ② 曝气装置多采用表面机械曝气器,竖轴、横轴曝气器都 可以;? ③ 进、出水装置简单; ? ④ 氧化沟呈完全混合?推流式;沟内的混合液呈推流式快 速流动(0.4?0.5m/s),由于流速高,原废水很快就与沟内 混合液相混合,因此氧化沟又是完全混合的;? ⑤ BOD负荷低,类似于活性污泥法的延时曝气法,处理出 水水质良好;? ⑥ 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性;? ⑦ 污泥产率低,剩余污泥产量少;? ⑧ 污泥龄长,可达15?30d,为传统活性污泥法的3?6倍;? ⑨ 世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存, 从而使氧化沟具有脱氮的功能。Carrousel 氧化沟 Orbal氧化沟 Orbal氧化沟又称同心圆型氧化沟,其主要特点如下:? ① 圆形或椭圆形的沟渠,能更好地利用水流惯性,可节省能 耗;? ② 多沟串联可减少水流短路现象;? ③ 最外层第一沟的容积为总容积的60?70%,其中的DO 接近 于零,为反硝化和磷的释放创造了条件;? ④ 第二、三沟的容积分别为总容积的20?30%和10%,而DO 则分别为1和2mg/L;? ⑤ 这种沟渠间的DO浓度差,有利于提高充氧效率;? Orbal氧化沟在国内的主要工程实例有:① 抚顺石油二厂废水 处理站(28800m3/d);② 北京燕山石化公司新建废水处理厂(60 000m3/d);③ 成都市天彭镇污水处理厂。进水(通常只进第一沟) 增强脱氮的混合液体内回流 曝气 转刷 传输孔 第3沟 第2沟 第1沟 出水管 污泥回流(通常只进入第一沟) 一体式氧化沟? 一体式氧化沟集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一 体,无需建造单独二沉池。 曝气转刷 a)平面图 溢流堰 出水 溢流堰 b)侧面图进水 泥 回流孔 一体化氧化沟(船式) 交替式氧化沟? 交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合 的结果,目前主要使用的是VR型、DE型、和T型。进水 出水 沟1 厌氧池 沉淀池 配水井 沟2 污泥回流 剩余污泥 DE型氧化沟 氧化沟的设计计算 经验参数:? 混合液体循环速度:0.25-0.34m/S;? 设计污泥浓度MLSS:1.5-5g/L;? 泥龄θcd :4-48d,通常12-24d。? 有机负荷Ns:0.05-0.12kgBOD5/(kgMLSS·d);? 水力停留时间HRT:6-30h。? 有效水深:4-7m。SBR法脱氮除磷工艺 SBR工艺技术特征? 从时间角度来看,是一种较理想的推流式曝气池;? 工艺系统组成简单不设二沉池,曝气池兼具二沉池 的功能;不设污泥回流设备;? 耐冲击负荷,在多数情况下,无需设置调节池;? SVI值较低,污泥易沉淀,污泥膨胀现象较少;? 易于维护管理,出水水质优于连续式;? 通过调节,可在单一曝气池内完成脱氮和除磷;? 易于实现自动化控制。 影响SBR工艺脱氮除磷主要因素? 易生物降解的有机物浓度的变化对脱氮除磷的影响 (BOD5/P大于20,除磷效果稳定)? 硝酸盐浓度对脱氮除磷的影响? 运行时间? 溶解氧(好氧大于2.5mg/L,厌氧小于0.5mg/L) SBR系列工艺? SBR工艺:间歇式活性污泥法? ICEAS工艺:间歇循环延时曝气法? CASS/CAST工艺:循环活性污泥法? DAT-IAT工艺:连续进水间歇曝气法? MSBR工艺:改良型间歇式活性污泥法? UNITANK工艺:一体化活性污泥法 MSBR MSBR系统的运行原理如下:污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此进行充分放磷,然后混合液进入缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池,有机物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池,澄清后污水排放。此时另一边的SBR在1.5Q回流量的条件下进行反硝化、硝化,或进行静置预沉。回流污泥首先进入浓缩池进行浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥则进入缺氧池。这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的缺氧放磷提供更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有1.5Q的回流量,以便进行充分的反硝化。  由其工作原理可以看出,MSBR是同时进行生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺。 MSBR工艺特点? 与传统SBR相比,MSBR有以下优缺点:a.连续进出水,设备利用率高,池容利用率高。b.具有良好的除磷脱氮效果。c.增加了设备费用和工艺的复杂程度,相应增加了 管理的复杂性。MSBR工艺平面图 剩余污泥 出水堰 出水 SBR格 1.5Q 回流 污泥回流 污泥 好 缺氧格 缺氧格 氧 厌氧格 浓缩格 格 进水 格 SBR 出水 剩余污泥 出水堰MSBR工艺原理图 出水 剩余污泥 SBR池 污泥回流 缺 厌 缺 污 氧 泥 好 氧 氧 池 浓 氧 池 池 缩 池 池 进水 污泥回流 SBR池 出水 剩余污泥 CAST工艺 连续进水 滗水器 选 接 择 触 主反应区 出水 区 区鼓风机 污泥回流 剩余污泥 CAST工艺的特点 与SBR相比,CAST法的优点是: a. 反应池由预反应区和主反应区组成,因此,对难降解有机物 的去除效果更好; b.进水过程是连续的,因此,进水管道上无需电磁阀等控制元件, 单个池子可独立运行;适用大中型污水处理厂。c.排水是由可升降的堰式滗水器完成的,随水面逐渐下降,均匀 将处理后的清水排出,最大限度降低了排水时水流对底部沉 淀污泥的扰动。 d. CAST工艺每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而 SBR则为3/4,所以,CAST法比SBR法的抗冲击能力更好。 ICEAS工艺平面图 剩 剩 余 污泥回流 进水 污泥回流 余 污 污 预反应区 泥 泥 1 3 号 号 池 池 2 4 号 号 池 池出水 出水 出水 ICEAS 优缺点与经典SBR工艺相比,ICEAS工艺具以下特点:a.沉淀特性不同ICEAS的沉淀会受到进水扰动,破坏了其成为理想沉淀的条件。为了减少进水带来的扰动,一般将池子设计成长方形,使出水近似于平流沉淀池。b.理想推流性能和污泥膨胀的控制由于连续进水,ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高的优点,而且不能控制污泥膨胀的发生,所以需要设置选择区。c.因连续进水而适用于较大型污水处理厂连续进水不用进水阀门之间切换,控制简单,从而可应用于较大型的污水 。d. ICEAS工艺强调延时曝气,污泥负荷很低(0.04-0.05kgBOD5/kgMLSS.d),因此,使ICEAS工艺投资低(无初沉池、二沉池及污泥回流设备)的优点在实际工程中无法体现。 UNITANK工艺 进水出水 出水 A B C 剩余污泥 UNITANK工艺特点与传统SBR相比,UNITANK工艺具有如下特点:a.实现连续进水、连续出水,池有效容积利用率高b.各池间采用共壁开孔配水,降低水头损失。c.出水堰是固定的,不需设置滗水器。d.该工艺除磷效果一般,自动控制要求高。 不同类型SBR工艺比较 特点 SBR MSBR DAT-IAT CASS UNITANK沉淀性能好,处于理想 是 是 是 否 否 沉淀状态 防止污泥膨胀 强 强 强 一般 一般 处理难降解废水 强 强 强 弱 弱 脱氮指数 强 强 强 强 一般 除磷指数 一般 强 一般 一般 一般 有机物去除效率高 是 是 是 不 不不需二沉池及污泥回流 是 需回流
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