水污染实训资参.docx

水污染实训资参.docx

《水污染实训资参.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水污染实训资参.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水污染实训资参

开福污水处理厂

一污二期工程，位于湖南省长沙市开福区金霞开发区，占地99亩，设计规模20万吨/日，采用先进的MSBR工艺，总投资3.4亿元。

建设内容包括新建一座污水处理厂和5.9公里污水干管以及三座提升泵站。

该项目采用BOT模式，污水处理后达到国家一级B类排放标准。

服务范围包括旧城区、便河边、长沙三角洲、金霞开发区、四方坪片区和新世纪片区的一部分四个排水系统，汇水面积24.4平方公里，服务人口38万。

该厂毗邻金霞污水处理厂（１８万吨／日），并与金霞污水处理厂共同构成３８万吨／日的处理能力。

BOT模式

BOT是英文Build－Operate－Transfer的缩写，通常直译为“建设－经营－转让”。

BOT实质上是基础设施投资、建设和经营的一种方式，以政府和私人机构之间达成协议为前提，由政府向私人机构颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设某一基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务。

政府对该机构提供的公共产品或服务的数量和价格可以有所限制，但保证私人资本具有获取利润的机会。

整个过程中的风险由政府和私人机构分担。

当特许期限结束时，私人机构按约定将该设施移交给政府部门，转由政府指定部门经营和管理。

MSBR工艺简介

 MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）是改良型序批反应器，是根据SBR技术特点，结合传统活性污泥技术，发展出来的更为理想的废水处理工艺。

MSBR不需要设置初沉、二沉池，仍能连续进水、出水，并且水位恒定。

采用单池多格形式，大大节省了连接管道，泵及阀门。

而且，由于不再间断排水，使池容及设备利用率达到最大。

MSBR工艺广泛应用于市政污水及各类工业废水的处理。

MSBR工艺特点

1．单池多格形式，主曝气单元在整个循环中相互替换作为序批反应器及沉淀池，从而保证系统连续进出水。

2．设置低扬程跨墙回流泵，增大曝气单元中的MLSS浓度，降低了SBR单元的污泥层厚度，剩余污泥含固率高（＞2％），省掉污泥浓缩处理单元，同时降低能耗。

3．在主曝气单元之前增加缺氧单元，反硝化作用更高，能耗更低、污泥产量更小少。

4．SBR单元由底部进水，污水通过高浓度污泥层进行反硝化作用及内源呼吸，污泥性能更稳定，污泥层兼起接触过滤作用、出水水质更好。

5．完全自动化控制。

6．不需加药可达到较好的脱氮除磷效果。

7．占地面积少，运行成本低。

　　MSBR工艺可处理工业废水（啤酒、屠宰、食品、焦化、印染等）、城市污水、尤其适用于城市污水的脱氮除磷。

---MSBR法工艺处理水质指标---

项目

进水

出水

去除率

CODcr

200-1000

<50

85% 

BOD5

100-600

<20

>90%

PH

6-9

6-9 

NH3-N

10-60

<1

>90%

IP

5-30

<0.5

>90%

MSRB工艺流程

【补充】MSBR技术详细介绍

概述

　　MSBR（ModifiedSequencingBatchReactor）是改良式序列间歇反应器,是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点,结合传统活性污泥法技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。

MSBR既不需要初沉池和二沉池,又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。

采用单池多格方式,结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点。

不但无需间断流量,还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。

通过中试研究及生产性应用,证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

1　MSBR法的基本原理与特点

1.1　MSBR的基本组成反应器由三个主要部分组成：

曝气格和两个交替序批处理格。

主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气,而每半个周期过程中,两个序批处理格交替分别作为SBR和澄清池。

1.2　MSBR的操作步骤在每半个运行周期中,主曝气格连续曝气,序批处理格中的一个作为澄清池（相当于普通活性污泥法的二沉池作用）,另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤。

步骤1：

原水与循环液混合,进行缺氧搅拌。

在这半个周期的开始,原水进入序批处理格,与被控制回到主曝气格的回流液混合。

在缺氧和丰富的硝化态氮条件下,序批处理格内的兼性反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体,以原水及内源呼吸所释放的有机碳作为碳源,进行无氧呼吸代谢。

由于初期序批处理格内MLSS浓度高,硝化态氮浓度较高,因此碳源成为反硝化速率的限制条件。

随着原水的加入,有机碳的浓度增加,提高了反硝化的速率。

来自曝气格和序批格原有的硝态氮经反硝化得以去除。

另外,该阶段运行也是序批处理格中较高浓度的污泥向曝气格回流的过程,以提高曝气格中的污泥浓度。

步骤2：

部分原水和循环液混合,进行缺氧搅拌。

随着步骤1中原水的不断进入,序批处理格内有机物和氨氮的浓度逐渐增加。

为阻止在序批处理格内有机物和氨氮的过分增加,原水分别流入序批处理格和主曝气格。

使序批处理格内维持一个适当的有机碳水平,以利于反硝化的进行。

混合液通过循环,继续使序批处理格原来积聚的MLSS向主曝气格内流动。

步骤3：

序批格停止进原水,循环液继续缺氧搅拌。

此后中断进入序批处理格的原水。

原水在剩下的操作中,直接进入主曝气格。

这使得主曝气格降解大量有机碳,并减弱微生物的好氧内源呼吸。

序批处理格利用循环液中残留的有机物作为电子供体,以硝化态氮作电子受体,继续进行缺氧反硝化。

由于有机碳源的减少,缺氧内源呼吸的速率将提高。

来自主曝气格的混合液具有较低的有机物和MLSS浓度。

经循环,把序批处理格内的残余有机物和活性污泥推入主曝气格,在此进行曝气反应降解有机物,并维持物质平衡。

步骤4：

曝气,并继续循环。

进行曝气,降低最初进水所残余的有机碳、有机氮和氨氮,以及来自主曝气格未被降解的有机物和内源呼吸释放的氨氮,并吹脱在前面缺氧阶段产生的截留在混合液中的氮气。

连续的循环增加了主曝气格内的微生物量,同时进一步降低序批处理格中的悬浮固体,降低了MLSS浓度,有利于其在下半个周期中作为澄清池时,减少污泥量以提高沉淀池的效率。

步骤5：

停止循环,延时曝气。

为进一步降低序批处理格内的有机物和氮浓度,减少剩余的氮气泡,采用延时曝气。

这步是在没有循环,没有进出流量的隔离状态下进行。

延时曝气使序批处理格中的BOD5和TKN达到处理的要求水平。

步骤6：

静置沉淀。

延时曝气停止后,在隔离状态下,开始静置沉淀,使活性污泥与上清液有效分离,为下半个周期作为澄清池出水做准备。

沉淀开始时,由于仍存在剩余的溶解氧,沉淀污泥中的硝化菌继续硝化残余的氨,而好氧微生物继续进行好氧内源呼吸。

当混合液中氧减少到一定程度时,兼性菌开始利用硝化态氮作为电子受体进行缺氧内源呼吸,进行程度较低的反硝化作用。

在整个半周期过程中,此时序批处理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸盐、亚硝酸盐的浓度最低,悬浮固体总量也最少,因此该序批处理格在下半个周期作为沉淀池,其出水质量是可靠的。

在这一步,可以从交替序批处理格中排放剩余污泥。

第二个半周期：

步骤6的结束标志着处理运行的下半个循环操作开始。

通过两个半周期,改变交替序批处理格的操作形式。

第二个半周期与第一个半周期的6个操作步骤相同。

2　MSBR法的主要运行特点

（1）MSBR系统能进行不同配置的设计和运行,以达到不同的处理目的。

（2）每半个运行周期中,步骤的数量和每步骤所需的时间,取决于原水的特性和出水的要求。

这里介绍了6个运行步骤,但所需总的步骤可以被系统设计者所选择。

常常可以在实际运行中减少,以便使运行过程简单化。

例如,步骤1和步骤2能通过延长步骤1和减少步骤2的时间来合并这两步为一步。

增加步骤1的时间则增加序批处理格有机碳的量,这使得在不进原水的缺氧混合时间需要更长,以平衡步骤3。

也可以增加步骤,进行更多的缺氧好氧序批操作,来处理有机物和氨氮浓度更高的原水,以达到更低出水总氮的要求。

（3）在每半个循环中,原水大部分时间是进入主曝气格。

接着是部分或全部污水进入作为SBR的序批处理格。

在主曝气格中完成了大部分有机碳、有机氮和氨氮的氧化。

另外,主曝气格在完全混合状态下连续曝气,创造了一个稳定的生物反应环境。

这使得整个设备能承受冲击负荷的影响。

（4）从序批处理格到主曝气格的循环流动,使得前者积聚的悬浮固体运送到了后者。

循环也把主曝气格内的被氧化的硝化氮运送到在半个循环的大部分时期处在缺氧搅拌状态下的序批处理格,实现脱氮的目的。

（5）污泥层作为一个污泥过滤器,对改善出水质量和缺氧内源呼吸进行的反硝化有重要作用。

3　MSBR法的应用与发展MSBR技术已在几个污水处理厂应用。

位于加拿大Saskatchewan的Estevan污水处理厂则为一实例。

虽然由于严寒造成一些冰冻问题,但污水厂还是取得了相当好的处理效率。

平均温度为13℃。

实践表明MSBR是一种可连续进水、高效的污水处理工艺,且简单,容积小,单池。

易于实现计算机自动控制。

在较低的投资和运行费用下,能有效地去除含高浓度BOD5、TSS、氮和磷的污水。

总之,系统在低HRT、低MLSS和低温情况下,具有优异的处理能力。

MSBR技术的研究与发展方向如下：

（1）MSBR技术的进一步发展是生物除磷或同时脱氮除磷。

目前同济大学环境科学与工程学院对此正在作进一步的研究,并已取得了有重要理论意义与应用价值的研究成果。

（2）MSBR系统可以有各种不同配置,例如沟（渠）形式,并且现在已经在开发研究。

（3）MSBR生物处理的动力学模式研究,以提供普遍的设计和运行依据。

（4）MSBR运行过程智能化控制的研究,以实现系统的各操作过程具有适应性和最优控制。

由于系统各格互联、交替操作,且可以通过选择、组合与取舍操作步骤,调整各操作步骤时间来控制运行,其运行过程比较复杂。

此外,如果进水水质变化,MSBR法的运行过程更具有非线性、时变性与模糊性的特点,难于用数学模型根据传统控制理论进行有效控制,因此对MSBR法这样复杂系统进行在线模糊控制,将能得到其它控制方式无法实现的令人满意的控制效果。

这也是MSBR法的一个重要研究方向。

废水处理过程分为三级：

一级处理

又称初级处理，预处理，物理处理

方式：

物理处理，如沉降、砂虑、气浮等。

目的：

主要去除废水中的漂浮物及部分悬浮状污染物，以减轻水质的腐化程度和后续处理工艺负荷。

筛滤截留法——筛网、格栅过滤

重力分离法——沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池等

离心分离法——旋流分离器、离心机等

二级处理

方式：

以生物处理为主要手段，如活性污泥法、生物膜法等。

目的：

是去除污水中污染物，使其各项指标达到要求的主要环节，去除废水中呈可溶态、胶态的有机污染物及部分氮、磷元素。

根据不同的污水处理程度、规模、水质特点确定处理工艺：

比如活性污泥法、生物膜法、氧化沟法，生物滤池，生物转盘，生物流化床法等。

后面要接上二沉池，这个当然要根据主体工艺来确定。

三级处理又称深度处理

方式：

根据用户对水质的要求，建立不同的处理工艺组合，常采用化学处理方法，如中和、化学沉淀、氧化还原等。

目的：

去除氮、磷、重金属、病原微生物及其他有毒物质，达到废水的回用。

【补充】有些主体工艺去除氮磷效果不是太好，需要再串联工艺，是氮磷达标排放，最后排放之前要进行消毒，这步是必须的，选用的方法根据经济条件而定，包括了加氯消毒，臭氧消毒，紫外消毒。

弥补二级处理的欠缺，可使用化学和物理化学以及生物方法：

比如中和法、人工湿地法等；

水质指标

化学需氧量COD、悬浮物SS、大肠菌群数、生化需氧量BOD5、重金属、其他指标，如pH值、溶解氧DO、水中有毒物、N、P、微生物等

污水处理方法分类总结

废水的预处理

格栅与筛网

调节池（折流式调节池，曝气调节池，斜槽排水式调节池）

废水的物理处理

沉降原理，平流式沉淀池，竖流式沉淀池，辐射式沉淀池，斜板沉淀池，隔油池，气浮，快滤池；

废水的化学及物理化学处理

中和法，混凝法，氧化还原法，电解法，离子交换法，吸附法，膜分离法；

废水的深度处理和利用

废水深度处理方法

一、去除悬浮物及细菌的方法

1.去除悬浮物

通过过滤将悬浮物降到10mg/L以下。

过滤设备常采用砂滤池或微滤机

2.消毒

消毒的目的在于杀灭细菌及病毒，同时也是为了防止在输送管道与设备中滋长微生物。

处理方法最常用的是向废水中加氯气，或含氯量为150～200mg/L的氯水,接触时间为10～30分钟。

二、去除氮、磷及重金属的方法

（1）化学法除氮和磷

①投加石灰乳；②投加铝盐或铁盐

（2）生物法脱氮

①生物硝化；②生物反硝化

（3）生物除磷法

（4）重金属的去除

经石灰处理的废水中的绝大部分重金属离子，生成难溶化合物而沉淀。

另外电渗析法、离子交换法也是去除水中重金属及无机盐类的好方法。

三、去除残余溶解性有机物的方法

水中残余溶解性有机物包括的范围很广，这些物质包括醛、醇类、色素物质、多环芳烃、联苯胶等等。

对这些物质的去除，应用最广泛和最有效的方法有活性炭吸附。

废水的好氧生物处理

生物处理方法分类

活性污泥去除有机物的过程主要包括三个阶段

（1）吸附阶段

污水中的污染物与活性污泥微生物充分接触过程中，被具有巨大比表面积（可达2000～10000m2/m3）且表面有多糖类粘性物质的活性污泥微生物所吸附及粘连，从而使污水得到净化。

（2）氧化阶段

活性污泥在有氧条件下，以吸附及吸收的一部分有机物为营养，进行细胞合成，以另一部分进行分解代谢，并释放能量。

（3）絮凝体的形成与凝聚沉淀阶段

氧化阶段合成的菌体絮凝形成絮凝体，通过重力沉淀从水中分离出来，使水得到净化。

活性污泥法基本流程

常用的曝气设备

（1）鼓风曝气；

（2）机械曝气

一般氧化沟污水处理厂的流程

间歇式活性污泥法工艺流程

SBR工艺的一个完整操作周期有五个阶段：

进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期

主要的生物膜法有

①生物滤池：

其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；②生物转盘；③生物接触氧化法；④好氧生物流化床等。

废水的厌氧生物处理

1.厌氧生物处理

在隔绝与空气接触的条件下，借助兼性菌和厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程，称为厌氧生化处理法或厌氧消化法。

2.厌氧生物处理法的处理对象

高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。

厌氧消化过程分为三个阶段

人工湿地处理污水机理

污泥的驯化与培养

生化培菌的周期取决于废水的水温和水质。

水温高于15℃以上时，培菌的过程较快，水温低于15℃以下时则污泥驯化时间较长，因此污泥的培养驯化应尽量选择在5-11月期间（长江流域）进行。

就废水的水质而言，无毒无害、易生物降解的废水，其生化培菌的时间一般在10-20天，而有毒有害、难生物降解的废水，则需要一个较长的过程，约需30-60天，甚至更长。

    在清水调试完成后，对于可生化性能较好的废水，可以直接用废水驯化微生物；对于化工废水或可生化性能比较差的废水则应采取分步培菌法，具体步骤如下：

（1）快速增殖。

快速增殖的目的是使污泥迅速生长到填料上去。

一般来说，采购来的污泥在脱水或运输过程中，微生物都会有不同程度的受损，它们在新的环境中有一个恢复和生长的过程，需要有一个好的生存环境。

如果这时直接用化工废水驯化，其结果必然会导致微生物大量死亡。

因此第一阶段可用生活污水或葡萄糖或干面粉烧制的熟浆糊（初始3-5天内，每100M3生化池容积可按投加5-10公斤干面粉的比例投放）来培菌，每天曝气两次，好氧池每次曝气8小时，使微生物快速恢复和生长繁殖，这种方法称为快速增殖法。

快速增殖期间生化池内的废水可以通过污泥驯化管排放，放水前先停止曝气，待污泥沉降4-8小时后再放水。

快速增殖期一般为7-10天。

    生化池在运行过程中，当微生物一旦受到负荷冲击，COD去除率或SV突然下降时，也可以采用快速增殖法来帮助微生物恢复和生长。

    （3） 废水驯化。

污泥生长到填料上去以后，每天在100M3生化池内加入的干面粉可增加至20-30KG公斤，同时在生化池内泵入生化进水或废水。

初始废水的进水量可按每100M3生化池容积的1-2%的比例泵入，以后每二天按2%的比例逐步增中废水的泵入量，直至达到设计的废水进水量。

随着废水泵入量的逐渐增加，葡萄糖或干面粉的投加量或生活污水的泵入量应相应减少直到停止投加，或者可按比例投加废酒精（1公斤废酒精按1.5公斤COD计）。

    培菌驯化期间，必须每天测定COD，如发现COD去除率或SV突然下降，则应立即停止废水的递增进水量，直至COD去除率回升至50%以上和SV不再下降。

    好氧池正常进废水时，COD去除率能保持在80%以上，处理出水COD浓度在200MG/L以下，则可以认为生化池已开始工作正常。

    在污泥驯化期间切忌负荷（如大水量、高浓度）冲击，培菌完成以后，即可进行正常的运作。

金霞污水处理厂

处理工艺采用的是改良型氧化沟工艺，与传统的氧化沟工艺相比，其耐冲击负荷好，并在氧化沟主体前增设厌氧段，厌氧好氧交替进行，具有较强的脱氮除磷功能；污泥沉降性好，其设计污泥负荷比传统氧化沟高，还具有池体小、投资省、占地少等优点。

 改良型氧化沟工艺

    改良型氧化沟在工艺上，是根据废水水质的不同组合成不同比例的厌氧－好氧－缺氧（厌氧）－好氧－缺氧－好氧的生物处理工艺。

这种流程不但有良好的脱氮除磷效果，而且在厌氧和缺氧条件下能把大分子量的有机物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有机物。

    改良型氧化沟工艺处理流程简图如下：

改良型氧化沟工艺流程简图

    技术特点与优势：

    ●投资费用低

    改良型氧化沟工艺采用微孔曝气（或大功率机械曝气）与机械推流方式配合运行，可以使氧化沟设计有效水深达到5.0米以上，占地面积大幅减小，投资费用大幅降低。

    ●运行费用低

    改良型氧化沟工艺采用高效曝气方式，工艺根据进水水质地不同可调节回流污泥分配，可大幅节省设备运行费用，从而降低运行费用。

    ●运行管理方便

    改良型氧化沟工艺成熟，运行稳定，常规管理方便。