武汉理工大学资源与环境工程课程设计(3)

2019-08-03 14:56

武汉理工大学《环境工程学》课程设计说明书

池外。为了能及时排油和排除底泥,在隔油池内设置刮油刮泥机。刮油刮泥机的刮板速度一般应与水流速度接近。油水分离后,油被送入集油间后再被泵如污油脱水罐,加温脱水后,再送入污油罐。处理后的水经管引至调节池。

3.3.2气浮池

气浮法除油效果好、效率高,是目前除油最主流的方式。主要包括三种:加

【3】

压溶气气浮法、叶轮气浮法、射流气浮法。目前加压溶气法是最成熟的工艺,

本次采用加压气溶法。由于要求的出水动植物油的要求较高,仅仅用隔油加一级气浮还并不能达到出水水质,所以在一级气浮之后又加了二级气浮。其中一级气浮使用的是全加压溶气法,而二级气浮采用部分加压溶气法。全加压溶气法是将全部入流废水进行加压溶气,在经过减压释放装置进入气浮池进行固液分离。部分加压溶

气气浮法是将部分入流废水加压溶气,其余直接进入气浮池。 3.3.2.1气浮池的分类

气浮池是污染物与水分离的设备。根据水流方向的不同,气浮池可分为平流式和竖流式两种。一般认为,水量较小时用竖流式的,水量较大时用平流式的,但无绝对界限。气浮池水深一般2m左右,分离室停留时间一般不小于60min。平流式气浮池在目前气浮净水工艺中使用最为广泛。

1)

平流式气浮池:废水进入反应池完成反应后,将水流导向底部,以便从下部进入气浮接触室,延长絮体与气泡的接触时间,池面浮渣刮入集渣槽,清水由底部集水管集取。该形式的优点是池深浅、造价低、构造简单、管理方便;缺点是与后续处理构筑物在高程上配合较困难,分离部分的容积利用率不高等。

2)

竖流式气浮池:竖流式气浮池为圆形或方形的池子,水流从池子下部进入,向上流动,油渣聚集于水面,借助于上部的刮渣机将油渣收集到池外。其优点是接触室在池中央,水流向四周扩散,水利条件比平流式单侧出流要好,便于与后续构筑物配合;缺点是与反应池较难衔接,容积利用率低。

此处在用平流式气浮池。 3.3.2.2两种工艺流程

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1)全部污水加压溶气气浮:全部废水由泵加压至3-4个大气压,并在压力

罐上通入一定量的压缩空气后,水气混合进入溶气罐,并继续在压力条件下停留一段时间进行气水混合和溶解,然后通过减压阀进入常压气浮池进行气浮。当处理的污水中含油和悬浮物的量较高时,多采用此流程。这种方法由于受动力消耗的限制(加压设备和溶气罐较大),溶气压力不能提得很高,故有气泡不均匀和饱和度偏低的缺点;废水中杂质多,经常堵塞释放器的释放孔,并且污水经射流器、释放器时憋压、阻流,整个浮选系统的运行不正常。若在气浮之前需经混凝处理时,则已形成的絮凝体势必在压缩和溶气过程中破碎。因此,其应用范围有限。

2)部分污水加压溶气气浮:该流程只将需要处理的一部分污水加压溶气,

然后同未加压的污水在气浮池混合,产生的气泡分离全部污水中的污染物质。用于加压溶气的水量通常只占总水量的30-50%,这样,在与部分回流水加压电耗相同的情况下,溶气压力可大大提高。因而,形成的气泡分散度更高、更均匀。采用这种方法可缩小加压系统的体积,降低动力费用,但当投加絮凝剂时,絮凝体容易打碎,从而影响净化效果。当处理的污水含油和悬浮物较少时,可以采用

此流程。

3.3.2.3混凝剂

加入混凝剂有两个作用:

1)去除废水中可能存在的乳化油。

2)形成絮凝体,吸附油珠和悬浮物共同上浮,增强泡沫的稳定性。

3.4 UASB预处理

厌氧生物处理过程是由许多中间步骤组成的复杂过程。厌氧生物处理的基本原理目前被人们广泛接受的是三阶段理论。此理论将复杂的厌氧生化过程大致可以分为三个阶段,即:水解、发一酵阶段;产氢产乙酸阶段;产甲烷阶段。相应的,将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群三个主要的细菌群。三个阶段过程是相互独立但又相互联系的。第一阶段为水解发酵阶段。在该阶段,复杂的有机物在厌氧菌胞外酶晦作用下,首先被分解成简单的有机物,

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如纤维素经水解转化成较简单的糖类;蛋白质转化成较简单的氨基酸;脂类转化成脂肪酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下经过等。厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类参与这个阶段的水解发酵蘸主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。第二阶段为产氢产乙酸阶段。在该阶段,产氢产乙酸菌把除乙酸、甲酸、甲醇以外的第一阶段产生的中间产物,如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等转化成乙酸和氢,并有C02产生。第三阶段为产甲烷阶段。在该阶段中,产甲烷菌把第一阶段和第二阶段产生的乙酸、H2和C02等转化为甲烷。三阶段理论认为产甲烷菌不能利用除乙酸、H2/c02和甲醇等以外的有机酸和醇类,长链脂肪酸和醇类必须经过产氢产乙酸菌转化为乙酸、Hz和C02等后,才能被甲烷菌利用。几乎与三阶段理论提出的同时,有科学家提出了四菌群学说。该理论认为复杂有机物的厌氧硝化过程有四种厌氧微生物菌群参与,即增加了同型(耗氢)产乙酸菌群,该菌群的代谢特点是能将H2/C02合成为乙酸。

由于COD较高,故使用UASB作为预处理。升流式厌氧污泥床UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下简称UASB)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点,作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强,且其结构、运行操作维护管理相对简单,造价也相对较低,技术已经成熟,正日益受到污水处理业界的重视,得到广泛的欢迎和应用。

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥

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分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

UASB的主要优点是:

1.UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20-40gVSS/1;

【】

2.有机负荷高,水力停留时间短,采用中温发酵时,容积负荷一般为10kgCOD/m3·d左右;

3.无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;

4.污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题;

5.UASB内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内,通常可以不设污泥回流设备。

3.5缺氧/好氧工艺

3.5.1工艺简介

之前的工艺基本上没有任何脱氮的功能。故采用缺氧/好氧工艺(A/O)进行脱氮和去除有机物。A/O工艺具有良好的氨氮和BOD的去除率,氨氮的去除率新可以达到80~90%,BOD去除率则高达90~95%。

该方法利用原水样中的有机成分作为碳源,而不需要外加碳源。工艺流程图如下: 进水

回流混合

缺氧池 好氧池 沉淀池 碱 污泥回流

图3 A/O脱氮工艺流程图

A/O工艺中,污水首先进入缺氧池,利用氨化菌将有机氮转化为氨氮,与原污水中的氨氮一并进入好氧池,在好氧池中除了和常规活性污泥法一样对含碳化

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合物进行氧化,还会利用硝化菌及亚硝化菌,将氨氮转化为硝态氮,为了达到脱氮的目的,好氧池中的硝化液通过内循环回流到缺氧段,利用原污水中的有机碳作为电子供体进行反硝化作用生成氮气。

3.5.2工艺特点

⑴A/O工艺同时去除有机物和氮,流程简单,构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,节约基建费。

⑵反硝化缺氧池勿用加入外加碳源。

⑶因为好氧池在缺氧池之后,可使反硝化残留的有机物得到进一步去除,提高出水水质。

⑷缺氧池中污水的有机物被反硝化菌利用,减轻了其它好氧池的有机物负荷,同时反硝化产生的碱度可以补充好氧池中的硝化需要的碱度。

⑸脱氨氮效率较高。去除率约为80~90%。

4计算部分

4.1去除率计算

表4不同阶段的去除率

% COD 30 0 BOD5 30 0 20 20 90 90 0 0 0 0 0 NH3-N 90 50 60 60 0 0 SS 动植物油 5 90 80 80 0 0 混凝 隔油池 一级气浮 20 二级气浮 20 UASB A/O

85 85 85 所以可以算出:COD出水浓度:5000*0.7*0.8*0.8*0.15*0.15=50.4 mg/L BOD5出水浓度:2200*0.7*0.8*0.8*0.1*0.1=9.856 mg/L NH3-N出水浓度:80*0.15=12 mg/L

SS出水浓度:2000*0.1*0.5*0.4*0.4=16mg/L

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