水处理UASB工艺仿真.docx

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水处理UASB工艺仿真

上海环境学校

环保水处理实训室仿真软件UASB工艺使用手册（教师/学员

二零零八年十月二十四日

一,工艺流程简介.......................................................................................................................................31,工作原理.............................................................................................................................................32,工艺简介.............................................................................................................................................43,装置流程说明.....................................................................................................................................5二,设备列表.............................................................................................................................................11三,操作规程.............................................................................................................................................131,正常开工...........................................................................................................................................13四,事故设置一览表.................................................................................................................................141,正常工况巡视（五级:

.................................................................................................................142,颗粒污泥物理状态观察（五级...................................................................................................153,UASB日常管理（五级...............................................................................................................154,正常工况巡视（四级:

.................................................................................................................165,调整来水pH值（四级................................................................................................................166,配水不均造成2个UASB反应器跑泥（四级:

.........................................................................167,控制UASB反应器温度（四级:

................................................................................................178,初次启动问题（三级:

.................................................................................................................179,初次启动第二阶段异常问题（三级:

.........................................................................................17五,仿DCS系统操作画面和培训内容....................................................................................................181流程图画面..............................................................................................................................182UASB工艺流程图..................................................................................................................183培训内容一览表......................................................................................................................22

一,工艺流程简介

1,工作原理

污水简介

污水中的污染物质,按化学性质可分为有机物与无机物;按存在形式可分为悬浮状态与溶解状态。

悬浮固体（英文缩写SS或叫悬浮物,由有机物和无机物组成,故悬浮固体又可以分为挥发性悬浮固体（或叫灼烧减重和非挥发性悬浮固体（或叫灰分。

把悬浮固体放在马福炉中灼烧（温度为600℃,所失去的重量称为挥发性悬浮固体;残留的重量称为非挥发性悬浮固体。

生活污水中,前者约占70%,后者约占30%。

溶解固体（英文缩写DS或叫溶解物,也是由有机物与无机物组成。

生活污水中的溶解性有机物包括尿素、淀粉、蛋白质、洗涤剂等;溶解性无机物包括无机盐（胺盐、磷酸盐等,氯化物等。

溶解固体的浓度与成分对污水处理方法的选择（如生物处理法,物理—化学处理法等及处理效果产生直接的影响。

由于城市生活污水中含有大量的漂浮物、悬浮物（SS等有机和无机污染物质。

因此,在排放前,必须对城市生活污水进行物理、化学和生物处理,使出水水质达到国家规定的排放标准。

污水的物理处理法的去除对象是漂浮物和悬浮物质。

其处理方法可分为筛滤截留法（设备有筛网、格栅、微滤机等、重力分离法（设备有沉砂池、沉淀池、SBR池等、离心分离法（设备有离心机、旋流分离器等等。

污水的生物处理法包括活性污泥法和生物膜法等。

活性污泥处理系统的新工艺包括氧化沟、间歇式活性污泥处理系统（SBR和AB法等。

格栅

栅格由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、木屑、塑料制品等,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常运行。

被截流的物质称为栅渣。

沉淀

污水中的悬浮物质,可以在重力的作用下沉淀去除。

这是一种物理过程,简便易行,效果良好,是污水处理的重要技术之一。

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒（如泥砂、煤渣等。

沉砂池一般设于泵站、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初次沉淀池前,以减轻沉淀池负荷及改善污水处理构筑物的处理条件。

常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池等。

沉淀池按工艺布置的不同,可分为初次沉淀池和二次沉淀池。

初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物,或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面,处理对象是悬浮物质（约可除去40%—50%,同时可以去除部分BOD5（约可除去20%—30%的BOD5,主要是悬浮性BOD5,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。

初次沉淀池中的沉淀物质称为初次沉淀污泥;二次沉淀池设在生物处理构筑物（活性污泥法或生物膜法的后面,用于沉淀去除活性污泥或腐殖污泥（生物膜法脱落的生物膜,它是生物处理系统的重要组成部分。

沉淀池按池内水流方向的不同可分为平流式沉淀池、辐流式沉淀池和竖流式沉淀池。

UASB

上流式厌氧污泥床（UpflowAnaerobicSludgeBlanket,UASB,已成为应用最广泛的厌氧处理方法。

UASB反应器在运行过程中,废水以一定的流速自反应器的底部进入反应器,水流在反应器中的上升流速一般为0.5~1.5m/h,多宜在0.6~0.9之间。

水流依次流经污泥床,污泥悬浮层至三相分离器及沉淀区。

UASB反应器中的水流呈推流形式,进水与污泥床及污泥悬浮层中的微生物充分混合接触并进行厌氧分解。

厌氧分解过程中产生的沼气在上升过程中将污泥颗粒托起。

由于大量气泡的产生,即使在较低的有机负荷和水力负荷的条件下也能看到污泥床的明显的膨胀。

随着反应器产气量的不断增加,由气泡上升所产生的搅拌作用,从而降低了污泥中夹带气泡的阻力,气体便从污泥床内突发性地逸出,引起污泥床表面呈沸腾和流化状态。

反应器中沉淀性能良好的颗粒状污泥则处于反应器的下部形成高质量浓度的污泥床。

随着水流的上升流动,气、水、泥三相混合液（消化液上升至三相分离器中,气体遇到反射板或挡板后折向集气室而被有效地分离排出。

污泥和水进入上部的静止沉淀区,在重力作用下泥水分离。

由于三相分离器的作用,使得反应器混合液中的污泥有一个良好的沉淀、分离和絮凝的环境,有利于提高污泥的沉降性能。

反应器中存在高质量浓度的以颗粒状形式的高活性污泥。

这种活性污泥是在一定的运行条件下,通过严格控制反应器的水力学特性以及有机污染物负荷,经过一段时间的培养而形成的。

UASB具有运行费用低、投资省、效果好、耐冲击负荷、适应pH和温度变化、结构简单及便于操作等优点,应用日益广泛。

UASB反应器的特色主要体现在反应器内颗粒污泥的形成,使反应器内的污泥浓度大幅度提高,水力停留时间因此大大缩短,加上UASB内设三相分离器而省去了沉淀池,又不需搅拌和填料,从而使结构也趋于简单。

UASB适用于高浓度有机污染物废水处理。

2,工艺简介

本工艺污水处理量为6000m3/d,原污水水质见表1,处理厂出水水质标准见表2。

SBR池运行参数见表3。

表1原污水水质:

水质指标悬浮物（SS总磷

浓度（mg/L125

表2处理厂出水水质标准（达到国家二级排放标准（GB18918-2002

水质指标CODcr5悬浮物（SS总磷pH

浓度（mg/L121

括号外数值为水温>12℃,括号内数值为水温≤12℃。

表3UASB反应器运行参数

UASB反应器运行参数

（1反应器内BOD容积负荷:

8kg/（m3·d

（2UASB水力停留时间30h

（3UASB厌氧反应器温度35~37℃

（4UASB厌氧反应器污泥浓度40000mg/L

（5污泥回流0.3

（6脱气器真空度660×102Pa

（7SBR反应器进水CODCr≤1078mg/L,SS≤320mg/L,污泥负荷为0.3kgCOD/（kgMLSS·d,污泥浓度为3g/L。

一级处理包括格栅及提升泵房、沉砂池、调节池和初沉池;二级处理采用处理采用UASB升流式厌氧污泥床和SBR工艺。

1、预处理

原水首先通过粗格栅及提升泵房、事故池、细格栅及沉砂池、调节池、初沉池,去除活性污泥法无法去除的固体悬浮物,并调整pH值在适合活性污泥生化反应的范围内。

2、SBR处理

原污水流入到间歇式曝气池,按时间顺序依次进行进水→反应→沉淀→出水→待机（闲置等五个基本过程,然后周而复始反复进行。

3、排泥系统

排出失活污泥,使系统通过排泥维持系统的稳定运行。

泥龄参数是排泥是否正常的重要指标。

4、污泥处理系统

对污泥进行浓缩、脱水、稳定处理和最终处置以达到减量化、稳定化、无害化以及资源化的目的。

3,装置流程说明

下图是某污水处理厂SBR工艺总流程界面。

具体的仿真流程图界面请查看本手册第五部分（仿DCS系统操作画面。

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******************6图1UASB水处理单元工艺流程图

粗格栅及提升泵房的工艺流程

如图2所示,待处理的污水首先进入粗格栅,粗格栅将污水中大块污物拦截下来,防止堵塞后续单元的机泵和工艺管道。

经粗格栅处理的污水进入提升泵房,提升泵将进水提升至后续处理单元所要求的高度,使其实现重力自流,提升泵房出来的流水进入细。

图2粗格栅和提升泵房

细格栅及平流沉砂池的工艺流程

图3为细格栅和平流沉砂池的工艺流程图,如图所示流水由提升泵流经细格栅进入平流沉砂

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******************7池,在平流沉砂池中,在重力的作用下,部分大颗粒的悬浮颗粒SS从污水中沉淀分离出来,沉砂池出水由重力自流进入调节池。

图3细格栅和平流沉砂池工艺流程图

调节池的工艺流程

调节池的作用是用于调节水量和水质。

如图4所示。

调节池出水进入平流式初沉池。

图4调节池工艺流程图

平流式初沉池的工艺流程

图5为初沉池流程图仿真界面,来自沉砂池的污水进入初沉池,在初沉池中通过物理沉降,去除40%的SS、25%的BOD5和30%的CODcr。

初沉池出水进入SBR池进一步处理。

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图5平流式初沉池工艺流程图

UASB的工艺流程

进水配水系统:

将进入反应器的原废水均匀的分配到反应器整个断面,并均匀上升;起到水力搅拌的作用。

反应区是升流式厌氧污泥床的主要部位。

三相分离器将气、固、液三相进行分离。

气室的功能是收集产生的沼气。

处理水排水系统功能是将沉淀去水面上的处理水,均匀地加以收集,并将其排出反应器。

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图6UASB池工艺流程图

SBR的工艺流程

如图7所示,原污水流入到SBR池子,间歇的进行水处理。

按时间顺序依次进行进水→反应→沉淀→出水→待机（闲置等五个基本过程,然后周而复始反复进行。

图7SBR池工艺流程图

浓缩池和脱水机房的工艺流程

如图7所示,来自SBR池的污泥在浓缩池中进行浓缩,剩余水经重力自流至粗格栅,污泥由

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******************10提升泵送至脱水机房。

来自浓缩池的污泥在脱水机房中进行脱水、稳定处理和最终处置,滤饼排放,剩余水经重力自流至粗格栅入口。

图8浓缩池和脱水机房

集水配水井和消毒池

调节进入消毒池水量,对出水进行消毒杀菌。

图9集水井、消毒池工艺流程图

二,设备列表

主要设备一览表（设备作用正常值范围

位号名称说明

1回转式粗格栅去除污水大颗粒杂质

2回转式细格栅去除污水较小颗粒杂质

3SBR池去除有机物,净化水质

4初沉池去除固体悬浮物

5沉砂池去除较小的沙粒

6污泥浓缩池对回流井沉积的污泥进行浓缩

7污泥脱水机房对污泥进行脱水处理

8事故池对来水起分流的作用

9UASB反应器去除有机物,净化水质

10调节池调整PH值

11配水井1暂存缓冲

12配水井2暂存缓冲

13集水井暂存缓冲

14冲洗池暂存缓冲

15消毒池消毒出水

主要显示仪表一览表（仪表测量位置例如测量何地的PH,正常值单位范围

位号

名称说明

16

污水来源流量计正常值5000M3/D

17

沉砂池入口流量计正常值5000M3/D

18

事故池入口流量计正常值5000M3/D

19

沉砂池出口流量计（调节

池进水流量计

正常值5000M3/D

20

调节池出水流量计正常值5000M3/D

21

初沉池出水流量计（氧化

沟进水流量计

正常值5000M3/D

22

SBR池入水流量计正常值5000M3/D

23

SBR池出水流量计正常值5000M3/D

24

SBR池排泥流量计间歇操作,最大3000M3/D

25

浓缩池进泥流量间歇操作,最大10000M3/D

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26

集水井入口流量计间歇操作,最大10000M3/D

27

集水井出口流量计间歇操作,最大10000M3/D

28

出水井出口流量计间歇操作,最大10000M3/D

29

粗格栅液位单位为M,设计最大为10M,实际最大7M

30

粗格栅液位差单位为M

31

调节池液位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

32

初沉池液位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

33

初沉池泥单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

34

SBR池水面位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

35

SBR池泥面位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

36

浓缩池液位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

37

集水井水位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

38

消毒池水位单位为M,设计最大为4M,实际最大4M

39

污水源BOD值正常值:

170mg/l,暂无相关事故值

40

初沉池出口BOD值正常值:

50mg/l,暂无相关事故值

41

SBR出口BOD值正常值:

15mg/l,暂无相关事故值

42

污水源COD值正常值:

300mg/l,事故值680mg/l

43

初沉池出口COD值正常值:

245mg/l,暂无相关事故值

44

SBR出口COD值正常值:

49--70mg/l,事故值>75

45

污水源固体悬浮物值正常值:

200mg/l,事故值300

46

初沉池固体悬浮物值正常值:

120mg/l,事故值180

47

SBR固体悬浮物值正常值:

120mg/l,事故值180

48

出水井固体悬浮物值正常值:

30mg/l,事故值>=40

49

污水源NH3-N值正常值:

30mg/l,暂无事故值

50

初沉池NH3-N值正常值:

30mg/l,暂无事故值

51

消毒池出水NH3-N值正常值:

3-6mg/l,暂无事故值

52

污水源PH值7

53

1号鼓风机电压380V

54

2号鼓风机电压380V

55

3号鼓风机电压380V

56

1号鼓风机电流185A

57

2号鼓风机电流185A

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58

3号鼓风机电流185A

主要泵类设备一览表

1.泵房提升泵两个

为经粗格栅过滤的污水提供压力,使之进入沉砂池

2.污泥浓缩池污泥泵

为去脱水机房的污泥提供动力,使之到脱水机房

3.SBR池污泥泵为去浓缩池的污泥提供动力,使之到脱水机房

4.P503

吸式排砂机沉砂池刮渣机

5.P505初沉池周边转动刮泥

机

初沉池刮泥机,清除初沉池累计的污泥

6.P513

浓缩池刮泥机浓缩池刮泥机,清除浓缩池累计的污泥

三,操作规程

1,正常开工

（一开工前的准备工作及全面大检查

开工前全面大检查、处理完毕,设备处于良好的备用状态。

（二粗格栅和提升泵房岗位

1打开粗格栅入口现场阀

2启动粗格栅

3启动潜水泵

4开潜水泵后止回阀

（三细格栅和平流沉砂池岗位

1打开平流沉砂池刮渣机电源,启动刮渣机

2开平流沉砂池出口闸阀

（四初沉池岗位

1打开初沉池刮泥机电源,启动刮泥机

2开初沉池出口排水闸阀

3当初沉池中污泥积累到一定高度时,打开初沉池出口排泥闸阀,排泥入浓缩池

（五调节池岗位

用于调节水量和水质

（六UASB反应器岗位

1原污水流入到UASB反应器

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2进入三相分离器将气、固、液三相进行分离。

气室的功能是收集产生的沼气。

处理水排水系统功能是将沉淀去水面上的处理水,均匀地加以收集,并将其排出反应器。

（七SBR池岗位

1原污水流入到间歇式曝气池

2按时间顺序依次进行进水→反应→沉淀→出水→待机（闲置等五个基本过程,周而复始反复进行

（八浓缩池

1启动浓缩池刮泥机

2开浓缩池后提升泵前阀

3启动浓缩池后提升泵

4开浓缩池后提升泵后截至阀,输送污泥入脱水机房

5开浓缩池后闸阀,排水入粗格栅

（九脱水机房

1启动脱水机房加药计量泵

2启动脱水机房离心脱水机

3开脱水机房后闸阀,排水入粗格栅

四,事故设置一览表

1,正常工况巡视（五级:

各项指标均符合标准,过程稳定。

重在监控,基本不需要进行操作,巡视整个工艺后将结果填入巡视记录表中。

（1选择巡视间隔时间:

2h

（2巡视记录表:

格栅提升泵房平流沉

砂池

调节池

辐

流

式

初

沉

池

配

水

井

UASB反应

器

S

B

R

污

泥

浓

缩

污泥

脱水

机房

鼓风机房

巡检时

间间隔格

栅

运

行