曝氣池的型式與構(gòu)造.ppt

第五節(jié)、活性污泥法的工藝設(shè)計 第六節(jié)、活性污泥法的運行管理,第五節(jié)、活性污泥法的工藝設(shè)計,什么是“工藝設(shè)計”？ 什么是“設(shè)計”？,設(shè)計工程設(shè)計,按專業(yè)分類： l工藝設(shè)計； l結(jié)構(gòu)設(shè)計； l電氣、自控設(shè)計； l建筑設(shè)計； l給水排水、通風設(shè)計；等,設(shè)計工程設(shè)計,按進度分類： l項目申請、立項申請； l方案設(shè)計； l初步設(shè)計； l擴初設(shè)計； l施工圖設(shè)計； l竣工圖等,第五節(jié)、活性污泥系統(tǒng)的工藝設(shè)計,一、工藝設(shè)計基礎(chǔ)資料 二、工藝流程的選擇與確定 三、曝氣池的工藝設(shè)計 四、曝氣系統(tǒng)的工藝設(shè)計 五、二沉池的工藝設(shè)計 六、污泥回流及處理,一、工藝設(shè)計基礎(chǔ)資料,廢水的水量、水質(zhì)及其變化規(guī)律； 對處理后出水的水質(zhì)要求； 對處理中產(chǎn)生的污泥的處理要求； 設(shè)計所需要的原始資料 污泥負荷與BOD5的去除率； 混合液濃度與污泥回流比。 設(shè)計所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),生活污水或城市污水,設(shè)計規(guī)范,試驗確定設(shè)計參數(shù),工業(yè)廢水,工藝設(shè)計的主要內(nèi)容, 活性污泥系統(tǒng)由曝氣池、曝氣系統(tǒng)、二沉池及污泥回流設(shè)備等組成。 工藝計算與設(shè)計主要包括： l 工藝流程的選擇； l 曝氣池的計算與設(shè)計； l 曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計； l 二沉池的計算與設(shè)計； l 污泥回流系統(tǒng)的計算與設(shè)計；等。,二、工藝流程的選擇與確定, 廢水的水量、水質(zhì)及變化規(guī)律 對處理后出水的水質(zhì)要求 對處理中所產(chǎn)生的污泥的處理要求 當?shù)氐牡乩砦恢?、地質(zhì)條件、氣候條件等 當?shù)氐氖┕に郊斑\行管理人員的技術(shù)水平等 工期要求以及限期達標的要求 工藝技術(shù)的可行性、先進性 以及 經(jīng)濟上的可能性、合理性等 進行多種工藝流程的技術(shù)經(jīng)濟比較,三、曝氣池的工藝設(shè)計,1、曝氣池的類型； 2、曝氣池的構(gòu)造； 3、曝氣池體積的計算； 4、需氧量和供氣量的計算; 5、曝氣池池體的設(shè)計計算,1、曝氣池的類型,曝氣池的分類： 根據(jù)曝氣池內(nèi)的流態(tài)，可分為推流式、完全混合式和循環(huán)混合式三種； 根據(jù)曝氣方式，可分為鼓風曝氣池、機械曝氣池以及二者聯(lián)合使用的機械鼓風曝氣池； 根據(jù)曝氣池的形狀，可分為長方廊道形、圓形、方形以及環(huán)狀跑道形等四種； 根據(jù)曝氣池與二沉池之間的關(guān)系，可分為合建式（即曝氣沉淀池）和分建式兩種。,（1）推流式曝氣池, 呈長方形；廊道的長度可達100m，但以5070m之間為宜；長度應(yīng)是寬度的510倍； 從池首到池尾，其F/M值、微生物的組成與數(shù)量、基質(zhì)的組成與數(shù)量等都在連續(xù)地變化； 有機物的降解速率、耗氧速率也都連續(xù)地變化； 活性污泥在池內(nèi)是按增長曲線的一個線段進行增長； 一般呈廊道型，可有單廊道、雙廊道、三廊道和五廊道等。,（2）完全混合式曝氣池, 廢水一進入曝氣池，即與池內(nèi)原有混合液充分混合； 混合液組成、F/M值、微生物組成與數(shù)量等完全均勻一致； 有機物的降解速率、耗氧速率等在池內(nèi)各部位都是不變的； 微生物在曝氣池內(nèi)的增殖速率是一定的，在增殖曲線上的位置是一個點。 優(yōu)點： 稀釋作用，能夠承受高濃度廢水，抗沖擊負荷； 需氧在整個池內(nèi)的要求相同，能夠節(jié)省動力； 可與沉淀池合建，無需污泥回流系統(tǒng)，易于運行管理。,（3）循環(huán)混合式曝氣池,氧化溝,2、曝氣池的構(gòu)造,曝氣池在構(gòu)造上應(yīng)滿足曝氣充氧、混合的要求， 曝氣池的構(gòu)造取決于曝氣方式和所采用的曝氣裝置。,（1）采用鼓風曝氣系統(tǒng)的曝氣池的構(gòu)造,多為廊道型的推流式曝氣池 曝氣池的數(shù)目、規(guī)模與廊道組合 廊道的長度與寬度： （廊道長度以5070m為宜，長與寬之比為510 : 1） 廊道的橫斷面與深度： 盡量共用空氣管道和布水槽； 池深35m，超高0.5m（氧轉(zhuǎn)移和出口風壓）； 距池底1/2或1/3處設(shè)排水管，以備培養(yǎng)活性污泥用； 池底設(shè)放空管及0.2%的坡度，坡向放空管； 進水多采用淹沒孔口形式，出水多采用平頂堰形式。,（2）采用機械曝氣裝置的曝氣池的構(gòu)造, 采用葉輪曝氣器的曝氣池 a. 完全混合式： 表面為圓形或方形 b. 曝氣沉淀池： 將曝氣和沉淀過程結(jié)合在一個構(gòu)筑物內(nèi)完成； 曝氣區(qū)，導流區(qū)，沉淀區(qū) c. 兼具推流和完全混合的曝氣池： 由一系列正方形單元連接而成的廊道式曝氣池； 每一單元設(shè)一臺葉輪曝氣器，每個單元是完全混合的。,采用葉輪曝氣的完全混合式曝氣池,合建式 曝氣沉淀池,分建式,采用倒傘形葉輪曝氣的Carrousal氧化溝,（2）采用機械曝氣裝置的曝氣池的構(gòu)造,采用曝氣轉(zhuǎn)刷（盤）的曝氣池的構(gòu)造 環(huán)槽形曝氣池（氧化溝） 平面呈環(huán)形跑道狀； 溝槽的橫斷面可為方形、梯形； 水深較淺，早期一般為1.01.5m，現(xiàn)在多為34m； 混合液在溝內(nèi)的流速不應(yīng)小于0.4m/s，溝底流速不小于0.3m/s。,采用轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)碟曝氣的氧化溝,進水,回流污泥,出水,曝氣轉(zhuǎn)刷,采用轉(zhuǎn)刷曝氣的氧化溝,曝氣轉(zhuǎn)碟,3、曝氣池體積的計算,(1)計算方法與計算公式 常用的是有機負荷法，有關(guān)公式有：,3、曝氣池體積的計算,(2）設(shè)計參數(shù)的選擇 負荷：容積負荷、污泥負荷； 處理效率：去除率； 污泥齡與SRT： 污泥濃度：,4、需氧量與供氣量的計算,（kgO2/h）,(2)供氣量： 供氣量應(yīng)按鼓風曝氣或機械曝氣兩種情況分別求定。 但應(yīng)注意： 日平均供氣量(Gs)； 最大時供氣量(Gs)max：(O2)max (R0)max (Gs)max； 最小時供氣量(Gs)min：一般(Gs)min = 0.5Gs；,最大時需氧量(O2)max：,5、曝氣池池體的設(shè)計計算, 單元數(shù)：不小于2組； 廊道數(shù)：不少于3個； 廊道長、寬、高：長 = (510) 寬，深度為45米，超高0.5米； 進出水及污泥回流方式的設(shè)計； 曝氣裝置的安裝方式與位置； 其它附屬物的設(shè)計(消泡管等)。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,(只介紹鼓風曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計) 鼓風曝氣系統(tǒng)包括： 鼓風機； 空氣輸送管道； 曝氣裝置（曝氣頭） 主要內(nèi)容有： 選擇曝氣裝置，并對其進行布置； 計算空氣管道； 確定鼓風機的型號及臺數(shù)。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,1、曝氣裝置的選定及布置： 一般要求： 具有較高的氧利用率(EA)和動力效率(Ep)，節(jié)能效果好； 不易堵塞和破損，出現(xiàn)故障時易于排除，便于維護管理； 結(jié)構(gòu)簡單，工程造價低。 還應(yīng)考慮：廢水水質(zhì)、地區(qū)條件及曝氣池的池型、水深等。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,b.計算所需曝氣裝置的數(shù)目： 根據(jù)總供氣量以及每個曝氣裝置的通氣量、服務(wù)面積以及曝氣池的池底總面積，即可求得。 c.曝氣裝置的布置： 沿池壁的一側(cè)布置； 相互垂直呈正交式布置； 呈梅花形交錯布置。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,2.空氣管道的計算與設(shè)計 a.一般規(guī)定： 小型廢水處理站的空氣管道系統(tǒng)一般為枝狀，而大、中型廢水處理廠則宜采用環(huán)狀管網(wǎng)，以保證安全供氣； 空氣管道可敷設(shè)在地面上，接入曝氣池的管道應(yīng)高出池水面0.5m，以免發(fā)生回水現(xiàn)象； 空氣管道的設(shè)計流速，干、支管為1015m/s，豎管、小支管為45m/s。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,b.空氣管道的計算步驟： 根據(jù)流量(Q)、流速(v)選定管徑(D) 計算和校核壓力損失； 再調(diào)整管徑； 重復上述步驟。 對于空氣管道的阻力損失的基本要求： 空氣通氣管道和曝氣裝置的總阻力損失一般要求控制在14.7kPa（1.5mH2O柱）以內(nèi)，其中： 管道的總損失控制在4.9kPa （0.5mH2O柱）以內(nèi)， 曝氣裝置的阻力損失為4.99.8kPa （0.51.0mH2O柱） 。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,C.鼓風機所需的壓力(H)： H = h1 +h2+ h3 +h4 式中: h1空氣管道的沿程阻力，mmH2O； h2空氣管道的局部阻力，mmH2O,h4曝氣裝置的阻力，mmH2O/m。,h3曝氣裝置的安裝深度，mm；,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,d.鼓風機的選擇及鼓風機房的設(shè)計 根據(jù)設(shè)計風量和風壓來選擇鼓風機： 羅茨鼓風機： 噪音大，必須采取消聲措施，適用于中、小型污水廠； 離心式鼓風機： 噪音較小，效率較高，適用于大、中型污水廠； 變速離心風機可自控； 軸流式通風機： 風壓較小(1.2m以下)，一般用于淺層曝氣。,四、曝氣系統(tǒng)的計算與設(shè)計,注意型號選擇與備用： 當工作鼓風機 3臺時，備用1臺； 當工作鼓風機 4臺時，備用2臺。 噪音防護： 在鼓風機的進風和送風的管道上，安裝消聲器； 鼓風機房的設(shè)計： 平面布置； 基礎(chǔ)設(shè)計； 供電； 防噪聲措施； 其它附屬設(shè)施機器間、值班室、配電室等。,五、二沉池的計算與設(shè)計,二沉池的作用是： 泥水分離 混合液澄清, 濃縮活性污泥,五、二沉池的計算與設(shè)計,與初沉池相比，二沉池的特點： 活性污泥混合液的濃度較高，且具有絮凝性能，其沉降屬于成層沉淀； 活性污泥的質(zhì)量較輕，易產(chǎn)生異重流，因此，其最大允許的水力負荷（m3/m2.h）應(yīng)低于初沉池； 由于二沉池還起著污泥濃縮的作用，所以需要適當增大污泥區(qū)的容積。,五、二沉池的計算與設(shè)計,二沉池池型的選擇： 平流式、豎流式、輻流式； 斜板（管）沉淀池原則上不建議采用； 帶有機械吸泥及排泥設(shè)施的輻流式沉淀池，比較適合于大型污水廠； 方形多斗輻流式沉淀池常用于中型污水廠； 豎流式或多斗式平流式沉淀池，則多用于小型污水廠。,六、污泥回流及處理,1、污泥回流設(shè)備的選擇與設(shè)計 常用的污泥提升設(shè)備是污泥泵； 大、中型廠，一般采用螺旋泵或軸流式污泥泵； 小型廠，一般采用小型潛污泵或空氣提升器。 2、污泥的處理與處置,第六節(jié)、活性污泥法的運行管理,一、活性污泥法的啟動與試運行 二、活性污泥法的運行與管理 三、活性污泥法的常見問題與對策,一、啟動與試運行,(1)、活性污泥的培養(yǎng)與馴化 接種污泥： 同類污水廠的剩余污泥； 糞便污水等。 培養(yǎng)方法： 間歇培養(yǎng)法； 流量分階段直接培養(yǎng)法； 全流量連續(xù)直接培養(yǎng)法； 馴化方法： 異步馴化法； 同步馴化法,一、啟動與試運行,(2)、活性污泥系統(tǒng)的試運行 試運行的目的是確定最佳的運行條件； 作為變數(shù)考慮的因素： MLSS、空氣量、廢水注入方式； N、P的投加； 如是吸附再生法，則吸附與再生的時間比； 根據(jù)上述各種參數(shù)的組合運行結(jié)果，找出最佳運行條件。,二、運行與管理,1、曝氣池的運行管理 (1)、曝氣池的常規(guī)監(jiān)測項目： 水溫：1530C， 一般要求不高于35C或低于10C； pH值：6.58.5，最佳7.27.4，一般不能9.5和4.0； DO：入口處不低于0.5 mg/L，出口處應(yīng)高于2.0 mg/L； SV： MLSS、MLVSS： Xr：用于確定回流和剩余污泥量，約700012000mg/L； SVI：沉降性能，60150； LsrBOD和LvrBOD： 污泥齡（c）： HRT：,1、曝氣池的運行管理,(2)、對活性污泥進行鏡檢觀察： 主要鏡檢對象是原（后）生動物指示性生物。 活性污泥生長正常、凈化功能強，出水水質(zhì)良好時，主要是有柄著生型的纖毛蟲，如鐘蟲等； 活性污泥生長不好、有機負荷高，DO含量低，細菌多以游離狀態(tài)存在時，出現(xiàn)的原生動物則主要是游泳型的纖毛蟲，如草履蟲、腎形蟲等； DO不足時，可能出現(xiàn)的原生動物數(shù)量較少，主要有扭頭蟲等，它們的出現(xiàn)說明已出現(xiàn)厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生了H2S氣體； 曝氣過度時，活性污泥絮體呈細小分散狀，出現(xiàn)的原生動物主要是一些小型變形蟲。,1、曝氣池的運行管理,(3)、對溶解氧及供氣量的調(diào)節(jié)： 供氣電耗占全廠電耗的一半以上（5060%）； 保證充氧出口處的DO 2mg/L； 保證足夠的混合攪拌； 氣水比 對于水質(zhì)、水量相對穩(wěn)定的大型廢水處理廠，每年春秋各調(diào)節(jié)一次。,1、曝氣池的運行管理,（4）、SV及SVI的測定與調(diào)節(jié) 維持穩(wěn)定的MLSS值； 以SV值作為評定MLSS值的指標； 最佳SV值； 通過調(diào)節(jié)剩余污泥的排放量來控制SV值； 一般要求每班測一次，每天34次； 結(jié)合MLSS 則可得出SVI值。 剩余污泥量與回流污泥量的調(diào)節(jié)與控制,2、二沉池的運行管理,主要的水質(zhì)管理監(jiān)測項目： pH值：略低于曝氣池出水，一般6.87.2； 透明度：一般在30度以上，水質(zhì)較好時可高于50度； SS：低于30mg/L； BOD5（COD）：BOD530mg/L,，COD100mg/L； DO：略低于2mg/L; 表面水力負荷(q) ：1.01.5m3/m2.h 出水堰水力負荷：1.52.9L/m.s； HRT：1.52.5h； 大腸菌值：應(yīng)小于1000個/ml,三、常見問題與對策,1、污泥腐化； 2、污泥上浮； 3、污泥解體； 4、泥水界面不清； 5、污泥膨脹； 6、泡沫,三、常見問題與對策,1、污泥腐化 現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，污泥中出現(xiàn)硫細菌，出水水質(zhì)惡化； 原因： 混合液DO不足，負荷量增高； 曝氣不足； 工業(yè)廢水的流入等； 對策： 控制負荷量； 增大曝氣量； 切斷或控制工業(yè)廢水的流入。,2、污泥上?。篠V值異常 現(xiàn)象：污泥沉淀3060分鐘后呈層狀上浮，且多發(fā)生在夏季； 原因：硝化作用導致在二沉池中被還原成N2，引起污泥上?。?對策： 減少污泥在二沉池中的停留時間； 減少曝氣量。,三、常見問題與對策,三、常見問題與對策,3、污泥解體 現(xiàn)象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降。 原因：曝氣過度；負荷下降，活性污泥自身氧化過度； 對策：減少曝氣；增大負荷量,4、泥水界面不清 現(xiàn)象：污泥可以下沉，但泥水界面不清晰； 原因：高濃度有機廢水的流入，使微生物處于對數(shù)增長期；污泥形成的絮體性能較差； 對策：降低負荷；增大回流量以提高曝氣池中的MLSS，降低F/M值。,三、常見問題與對策,三、常見問題與對策,5、污泥膨脹（Sludge Bulking） 絲狀菌性污泥膨脹； 非絲狀菌污泥膨脹,（1）絲狀菌性污泥膨脹,定義：由于活性污泥絮體中絲狀菌過度繁殖而導致的污泥膨脹； 主要菌種：球衣菌屬、貝氏硫細菌、霉菌以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等； 原因：污泥膨脹理論 ,對策：臨時控制措施： 工藝運行調(diào)節(jié)措施： 永久性控制措施：,（1）絲狀菌性污泥膨脹,（1）絲狀菌性污泥膨脹 ,污泥膨脹理論： (1)低F/M比（即低基質(zhì) 濃度）引起的營養(yǎng)缺乏型膨脹； 污泥膨脹的選擇性理論 (2)低溶解氧濃度引起的溶解氧缺乏型膨脹； (3)高H2S濃度引起的硫細菌型膨脹。,（1）絲狀菌性污泥膨脹,污泥膨脹的“選擇性理論”,認為活性污泥中主要存在著兩大類群的細菌： 菌膠團細菌和絲狀細菌 ,（1）絲狀菌性污泥膨脹,定義：由于活性污泥絮體中絲狀菌過度繁殖而導致的污泥膨脹； 主要菌種：球衣菌屬、貝氏硫細菌、霉菌以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等； 原因：污泥膨脹理論,對策：臨時控制措施： 運行調(diào)節(jié)措施： 工藝控制措施：, 臨時控制措施：,污泥助沉法： 改善絮凝性，投加絮凝劑如：硫酸鋁等； 改善沉降性和密實性，投加粘土、消石灰等； 滅菌法： 投加殺菌劑如氯、臭氧、過氧化氫等殺滅絲狀菌； 投加硫酸銅等殺滅球衣菌。,運行調(diào)節(jié)措施,加強曝氣 加強曝氣，提高混合液的DO值； 使污泥常處于好氧狀態(tài)，防止污泥腐化，加強預曝氣或再生性曝氣； 調(diào)節(jié)運行條件： 調(diào)節(jié)進水pH值； 調(diào)整混合液中的營養(yǎng)配比； 適當調(diào)節(jié)污泥負荷。,工藝控制措施,原理：對現(xiàn)有設(shè)施進行改造，或采用新的設(shè)計思路，從工藝運行上確保污泥膨脹較少發(fā)生； 增設(shè)生物選擇器： 定義：增加一個反應(yīng)池，通過工藝設(shè)計造成其中中的生態(tài)環(huán)境有利于選擇性地發(fā)展菌膠團細菌，應(yīng)用生物競爭機制抑制絲狀菌增殖，從而達到控制污泥膨脹的目的； 對象：低基質(zhì)濃度引起的營養(yǎng)缺乏型污泥膨脹,生物選擇器,(1)好氧選擇器：在曝氣池之前增加一個預曝氣池，使回流污泥與進水充分混合，其停留時間（530min，多為20min）的選擇非常重要；,(2)缺氧選擇器： 高的基質(zhì)濃度； 在缺氧條件下（有NO3），菌膠團細菌具有高的基質(zhì)利用率和硝酸鹽還原速率； (3)厭氧選擇器： 在厭氧條件下，菌膠團細菌具有較高的聚合磷酸鹽的釋放速率。,生物選擇器,（1）絲狀菌性污泥膨脹,定義：由于活性污泥絮體中絲狀菌過度繁殖而導致的污泥膨脹； 主要菌種：球衣菌屬、貝氏硫細菌、霉菌以及正?；钚晕勰嘀械哪承┙z狀菌如芽孢桿菌屬等； 原因：污泥膨脹理論,對策：臨時控制措施： 運行調(diào)節(jié)措施： 工藝控制措施：,（2）非絲狀菌污泥膨脹,粘性膨脹： 低粘性膨脹：,粘性膨脹,現(xiàn)象： 處理效果良好，但污泥難于沉淀，大量污泥隨出水流失； 原因： 進水中溶解性有機物濃度高，F(xiàn)/M值太高； 氮、磷缺乏，或溶解氧不足； 細菌大量