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1、,废水处理技术简介,COD:Chemical Oxygen Demand化学需氧量 通过化学方法氧化废水中有机污染物所需的氧量,单位：mg O2/lBOD:Biochemical Oxygen Demand生化需氧量 细菌生物氧化废水中有机污染物所需的氧量 单位:mg O2/lSCOD:可溶 COD,滤纸过滤后 COD,重要术语,TSS:总悬浮固体Total Suspended Solids 指水样经离心或过滤后得到悬浮物经蒸发后，剩余固体的量单位：mg/lVSS：挥发性悬浮固体 Volatile Suspended Solids指水样中悬浮物、胶体和溶解性物质中有机物的量单位：mg/lVFA
2、:挥发性脂肪酸 Volatile Fatty Acids乙酸:CH3COOH丙酸:C2H5COOH丁酸:C3H7COOH,废水处理基本理论,1,内 容,厌氧处理基本理论,3,厌氧关键数据的分析和控制,4,2,厌氧运行操作与维护,5,好氧处理理论与操作,生物处理法就是利用微生物的代谢作用来分解废水中复杂的有机化合物以处理废水的方法。,生物处理原理,好氧生物处理与厌氧生物处理的比较,CH4+CO27090%,10-30%CODbd,2%厌氧颗粒污泥,CODbd,营养盐:CODbd:N:P350:5:1,厌氧,C6H12O6 3CO2+3CH4 404kJ3CH4+6O2 3CO2+6H2O 2,4
3、40kJ,厌 氧 与 好 氧 代 谢 比较,C6H12O6+6O2 3CO2+6H2O 2,844kJ,H2O+CO245%,10%CODbd,CODbd,营养盐:CODbd:N:P100:5:1,好氧,45%好氧污泥,厌氧反应：,好氧反应：,优点：,缺点：,沼气生产相对低的营养需要剩余污泥产生量小稳定的剩余污泥低的运行成本高容积负荷率灵活的操作,达到最佳条件需较高的温度 需后续处理后方可达标 对有毒物质较为敏感 厌氧生物处理的气味较大 所涉及到的生化反应过程较为复杂,厌氧废水处理的优缺点,厌氧过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤,水解 阶段,酸化阶段,产氢产乙酸阶段,产甲烷阶段,有机物厌
4、氧反应过程,复杂的非溶解性的聚合物,脂肪,蛋白质,淀粉,纤维素,细菌胞外酶,二肽,氨基酸,单糖,双糖,半纤维素,单体碳水化合物,二聚体,影响因素 水解温度 pH 反应时间 有机颗粒大小 水解产物浓度,限速反应,长链VFA,甲醇,1.水解阶段,目的:高分子有机物转化为小分子有机物,有机物厌氧反应过程,2.酸化阶段,葡萄糖,乙酸,丙酸,丁酸,乳酸,乙醇,氢,CO2,氨基酸,氨,产酸菌,最佳条件:pH 4-9温度 15-35,甲酸,挥发性脂肪酸VFA,长链挥发性脂肪酸,丙酸醇,可溶性有机物,目的：上一阶段产生的小分子有机物转化为挥发酸,有机物厌氧反应过程,3.产氢产乙酸阶段,CH3CHOCOOH+2
5、H2OCH3COO-+HCO3-+H+2H2 G=-4.2kJ/mol(乳酸)CH3CH2OH+H2OCH3COO-+H+2H2 G=+9.6kJ/mol(乙醇)CH3CH2CH2COO-+H2O2CH3COO-+H+2H2 G=+48.1kJ/mol(丁酸)CH3CH2COO-+3H2OCH3COO-+HCO3-+H+3H2 G=+76.1kJ/mol(丙酸)CH3OH+CO2CH3COO-+2H2O G=-29kJ/mol(甲醇)HCO3-+4H2+H+CH3COO-+4H2O G=-70.3kJ/mol(碳酸),目的：产酸菌的产物被乙酸菌转化为乙酸、氢和二氧化碳,有机物厌氧反应过程,4.
6、产甲烷阶段,CH3COO-+H2O CH4+HCO3-G=-31.0kJ/mol HCO3-+H+4H2 CH4+3H2O G=-135.6kJ/mol CHOOH CH4+CO2+2H2O G=-32.9kJ/mol,产甲烷菌属可分为两个种群：乙酸分解菌和嗜氢菌。最主要的反应有：,有机物厌氧反应过程,底物在传质过程中所能进入颗粒内部的深度有机负荷的高低如果低负荷忽然增加负荷将使颗粒污泥破碎用较大的上升气流与产气量可选择性的洗出较小的颗粒污泥,厌氧颗粒污泥,影响污泥颗粒化的因素,水力停留时间预酸化度水力悬浮固体盐浓度,影响颗粒污泥直径大小的因素,厌氧颗粒污泥,微生物：各类产酸细菌和产甲烷细菌，
7、产酸细菌在颗粒外部，产甲烷细菌在颗粒污泥内部。,特点：1.颜色呈灰黑色或褐黑色，包裹灰白色生物膜 2.相对密度在1.011.05左右 3.颗粒污泥沉降速率为50150m/h,具有很高的容积负荷率 节省基建投资和占地面积靠沼气提升实现内循环的，不必外加动力 运行稳定，易于维护抗冲击负荷能力强,IC反应器是在UASB反应器基础上开发出的第三代超高效厌氧反应器，是由两个上下重叠的 UASB 反应器串联组成的。由下面UASB 反应器产生的沼气作为提升内动力，使升流管与回流管的混合液产生密度差，实现下部混合液的内循环，使废水获得强化预处理。上面UASB 反应器对废水继续进行后处理，使出水达到预期的处理要
8、求。与其它厌氧处理技术相比，IC反应器具有以下优点,IC厌氧反应器,内 容,厌氧处理基本理论,3,厌氧关键数据的分析和控制,4,2,厌氧运行操作与维护,5,好氧处理理论与操作,废水处理基本理论,1,温度显著影响微生物的活性！,温度是影响微生物活性和生长速率的一个重要因素在10-30之间每升温1摄氏度活性约增加10%。如果反应器内温度上升10，产甲烷菌的活性就增大一倍如果温度超过40，甲烷菌的活性会急速下降,温度要求：3038度,厌氧反应控制参数-温度,厌氧反应控制参数-温度,附着大量化学有毒物的TSS侵蚀微生物、污泥床层增加、使介质传递受阻。,控制TSS 800mg/L,厌氧反应控制参数-TS
9、S,内 容,厌氧处理基本理论,3,厌氧关键数据的分析和控制,4,2,厌氧运行操作与维护,5,好氧处理理论与操作,废水处理基本理论,1,厌氧污泥的安全适宜的外部环境(温度，pH，VFA)；安全留存于反应器内(上升流速范围合适；不能流出反应器)；沼气系统的安全沼气燃烧器点火点和大小自控阀动作与沼气稳压柜气位的连锁其他运转设备的安全泵出口手动阀位置；自控阀和流量计前后手动阀的正确位置；废气管路上的手动阀的开启与否；,处理系统的安全,pH 反应器进出水温度预酸化池、循环池、厌氧反应器进出水VFA预酸化池、厌氧反应器进出水产气量污泥量,厌氧反应器运行状况的指征,pH影响产甲烷菌的活性6.87.2最优pH
10、影响毒性物质各种形态的分布VFA和H2S，77.5较好必须保持碱的连续供应；加碱泵一定一直处于自动控制状态，尤其是预酸化池的加碱泵。,厌氧反应器运行状况的指征-pH,VFA是产甲烷系列反应的底物预酸化度调节预酸化池VFA(meq/l)*69/调节池SCODVFA过高，毒性增加厌氧出水VFA过高，意味着进水负荷超过产甲烷菌的转化能力,厌氧反应器运行状况的指征-VFA,沼气是产甲烷菌的反应产物，产气量下降意味着产甲烷菌活性下降或进水COD浓度下降每转化公斤COD，产生沼气约0.40.5m3；产气量突然上升可能意味着进水浓度或负荷的突然上升，存在酸化的危险，应予以注意沼气流量计可以读出瞬时和累积流量
11、,厌氧反应器运行状况的指征-产气量,厌氧反应产生有毒气体H2S！!容器要无泄漏！室内要通风！严禁明火！,硫化氢气体密度较空气重，容易在地面上扩散。,H2S,厌氧处理操作需关注安全,H2S沼气稳压柜、火炬、厌氧反应器 CH4厌氧反应器、沼气稳压柜、火炬 H2预酸化池、循环池 CO2和其它,运行人员需注意安全,沼气容器、管道防止水封 检查稳压柜压力表 检查冷凝水罐液位 检查沼气管道 检查气液分离器液位,厌氧处理操作需关注,工艺故障处理,厌氧运行操作与维护,工艺故障处理,厌氧运行操作与维护,工艺故障处理,厌氧运行操作与维护,仪表定期校正（pH计每周一次）来水无毒性物质确保/事故排除预酸化度控制（液位
12、控制）负荷提升,厌氧运行操作与维护,内 容,厌氧处理基本理论,3,厌氧关键数据的分析和控制,4,2,厌氧运行操作与维护,5,好氧处理理论与操作,废水处理基本理论,1,1.污泥沉降比(SV),污泥沉降比是指一定量的曝气池混合液，静止30min后，沉降污泥体积与原混合液体积之比，是控制运行的重要指标之一。一般在1530。可以反映曝气池正常运行时的污泥量。,2.污泥浓度(MLSS),指曝气池单位混合液中所含悬浮固体的质量（g/L或mg/L），反映微生物的量。一般MLSS值控制在24g/L。,3.污泥指数（SVI）,是指曝气池混合液静止30min后1g干污泥湿时所占有的体积(mL/g)。即SVISV/
13、MLSS，SVI过低，则污泥细小，无机物多，缺乏活性和吸附能力；SVI过高，则污泥难以沉降分离。,活性污泥法的性能指标,4.污泥负荷,单位重量活性污泥在单位时间内降解的有机物量。,5.污泥龄（SRT）,污泥龄=曝气池污泥总量/每日剩余污泥的排放量。即新增长的污泥在曝气池中平均停留时间。污泥龄过短则时代周期较长的微生物难以生长，污泥龄过长则污泥易老化。,好氧系统运行状况的重要指征溶解氧-DO,一般认为DO在1-3mg/l为比较安全实际DO浓度取决于一个给定反应器的负荷因子和氧比消耗速率,DO控制,好氧运行操作与维护,好氧系统运行状况的重要指征-SVI SVI（ml/g)污泥的沉淀和压缩性能 150 沉降性能弱 200 差-污泥膨胀 SVI=SV30/MLSS=150ml/g,SVI控制,好氧运行操作与维护,好氧系统运行状况的重要指征污泥负荷-F/M F/M(CODkg/MLSSkg.d)=Qi*COD/Vi*MLSS Qi：进水流量 CODi：进水COD MLSS：曝气池混和液中有机物质 Vi：曝气池容积 F/M我们一般控制0.3CODkg/MLSSkg.d,负荷控制,好氧运行操作与维护,COD去除率一般我们能达到90%以上，关键取决于原污水BOD/COD，废水中BOD越高，COD去除率越高。,好氧系统运行状况的重要指征：COD去除率,去除率,好氧运行操作与维护,
