污水处理技术工艺

CAST污水处理工艺技术介绍

发布日期:2019-02-23 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

铸造废水处理工艺,即循环活性污泥法,目前已在许多污水处理厂得到应用。本文主要介绍了铸造工艺的特点、设计计算公式、参数的选择和设计要点等。

一、工艺概述

铸造工艺是在传统SBR工艺的基础上发展起来的。因此,我们首先要了解传统的SBR工艺。SBR(序批式反应器)是序批式活性污泥法的简称,它集曝气和沉淀物于池中。利用活性污泥在单一反应器中进行生物处理和固液分离,不需要二次沉降池和大量的污泥回流系统即可完成废水的生物处理和固液分离。

在SBR系统中,反应槽以一定的时间间隔充满污水,并以分批方式操作。处理后,将混合物静态沉淀预定的一段时间,并从池中除去上清液。典型的SBR系统分为五个阶段:注水,反应,沉淀,排水和空转。

CAST工艺是戈伦斯基近年来开发的一种新型废水处理工艺。它结合了推流和全混合活性污泥工艺。能有效防止污泥膨胀,去除有机物、氮、磷,抗冲击负荷能力强。它被认为是传统活性污泥法的创新替代技术。广泛应用于美国、澳大利亚、加拿大等国家。使用。近年来,随着我国污水处理厂排放标准氮磷指标的不断提高,铸造工艺在我国得到了广泛的应用,已成为许多污水处理厂的设计选择之一。

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铸态反应器的运行与SBR工艺相似,包括进水反应、沉淀、脱氮和空转四个阶段。

进水反应期:与其他SBR工艺不同,铸造工艺的原水是一个选择性区,间歇性地流入反应器前部,并与从反应器后部回流的污泥混合。污泥吸收了可溶性底物中可降解的部分,促进了絮凝微生物的生长。在选定区域的厌氧状态停留一段时间后,污水以低速从选择区和反应区之间的下壁入口流入反应区。这避免了液压短路。生化反应发生在反应区。在此阶段,废水只能不加曝气或混合曝气,使废水处于好氧或缺氧状态,反应周期一般由进水水质和所需处理程度决定。

沉降时间:在此阶段,将反应器中的混合液体进行固液分离。由于该阶段完全静止,表面水力荷载和固体荷载较低,沉降效率高于一般沉淀池。沉淀时间通常为约1小时以形成絮凝层,上层为上清液。高水位时MLSS约为3.5-4.5 g / L,沉淀后残留污泥浓度可达7-12 g / L.

排水周期:沉淀阶段结束时,打开反应池末端的表面澄清器,慢慢将上清液从池中排出。当水池的水位降到低水位时,倾析器停止。

闲置期:确定或取消污水水质、数量和处理要求的待机期。在这个阶段,剩余的活性污泥也可以从反应器中去除。

铸造工艺通常采用4h循环,进水反应2h,沉淀1h,脱氮1h。在进水反应阶段,池内连续曝气,但需严格控制曝气速率,一般保证反应时间前1小时的溶解氧小于0.5mg/L,接近0,前2h的溶解氧为1mg/L。后期溶解氧高达2mg/L。

二、工艺特点

CAST过程是在SBR过程的基础上开发的。因此,CAST过程具有SBR过程的基本特征,并且CAST过程具有其自身的特征。

SBR工艺最基本的特点是采用间歇运行方式,在单个反应器中处理污水。一般来说,间歇运行方式不如连续运行方式简单、方便、易于操作。为什么SBR工艺要采用这种更麻烦的方法?这是因为它带来了更大的好处:整个处理过程只需要一个反应器,而不需要设置二沉池、污泥回流泵房等设施。工艺简单,处理结构大大简化,管理方便,节省占地面积,减少工程投资。因此,它受到业内人士的青睐。

叙述了SBR工艺的技术特点:

主要结果如下:1)流程简单-没有一次沉降池、二次沉淀池、回流污泥泵房、消化池、沼气储存和利用设施,全过程不到常规活性污泥工艺的一半。

操作和管理简单 - 由于结构数量少,SBR系统操作简单,管理简单方便。

2)降低成本,减少占地,通过取消传统的一、二沉池,可节约30%的面积和10-20%的投资。

3)冲击负荷-SBR反应器为间歇进水和排水,间歇运行比连续运行更能抵抗冲击负荷。同时,由于污水逐渐进入反应器,污水立即与大量的液体混合,每次进入池的污水只占反应器容积的1/3/1/5左右,具有很大的稀释作用。所以也能承受水负荷的冲击。

4)SBR系统运行可靠,运行灵活,可以调节运行周期和反应曝气时间,使出水达到标准,污泥龄易于控制。

5)污泥活性高,沉降容易,出水水质好 - 在相同条件下,SBR反应池污泥活性高,降解基质速率快,间歇式反应池沉降性能好,静态下沉效果好,出水性好。水质优于一般活性污泥法。

铸造工艺特点如下:

主要结果如下:1)铸造工艺在反应器前部安装了高负荷生物选择器,平均HRT为1~1.5h。主反应区约20%的活性污泥返回选择器,选择器采用厌氧运行方式。在厌氧条件下,废水中的发酵产物(进水中溶解的BOD转化为VFA)可在初始反应阶段被聚磷酸盐细菌快速吸附转化为聚羟基丁酸(PHB)。在VFA诱导下,胞内磷水解成正磷酸,释放到水溶液中。这种环境条件使得磷多磷菌在生存竞争中占主导地位,能够大量繁殖,从而满足了细菌种类的选择要求。聚磷菌(PPS)在好氧条件下(主要反应区)降解PHB,大量吸收磷,形成磷污泥。剩余污泥排放可实现污水除磷。重复上述反应,提高了生物除磷效果。

2)选择器还具有另一种功能,即为微生物提供高污泥负荷环境,在厌氧状态下,丝状细菌受到抑制,微胶束成为这里的优势菌,从而有效地克服污泥膨胀。该反应器运行稳定可靠,同时克服了污泥膨胀问题,提高了反应器的混合液浓度,降低了储罐容量,降低了成本。

3)在CAST反应罐的主反应区同时进行硝化和反硝化,可以在不设置单独的缺氧罐的情况下实现硝化和反硝化。 CAST过程根据时间序列控制罐中的溶解氧梯度。污水首先在厌氧条件下同时进行硝化和反硝化,然后完全好氧,以提高污水的沉降性能和水质,确保出水水质符合标准。

三。设计计算公式及参数选择

有关的设计参数如下:

Q-设计平均水(立方米/日)

Kz - 水量的总变化系数

S0反应池进水BOD5浓度(mg/L)

硒反应器出水BOD 5浓度(mg/L)

N-反应器进水总氮浓度(mg/L)

Ne--反应罐出水中的总氮浓度(mg / L)

n0-反硝化需要硝酸盐氮浓度(mg/l)

n-周期数,即一天运行的周期数(1/d)。

t-该期间的长度,即用于某一期间的时间(H)

tR - 反应时间的一个周期(h)

ts—一个周期的降水时间(h)

运输署-一个循环排水时间(H)

TB-一个周期的空闲时间(H)

M - 反应池的数量(a)

H-总池深(m)

hmax-峰值水深,即对应最高日流量的水深(M)。

正常水深,即与水深(M)相对应的平均流量。

Hmin - 淹没的最低水深(m)

m——填充比(每循环进水量与反应池容积之比)

X-污泥浓度MLSS(mg/L)

LS-污泥负荷(kgBOD 5/kgMLSS d)

c - 反应污泥龄(d)

共好氧污泥龄,即硝化污泥龄(d)

镉-缺氧污泥龄,即反硝化污泥龄(D)

Y-污泥产量系数(千克SS/kg BOD 5)

q - 降水表面水力负荷可理解为污泥下沉速度(m3 / m2·h)

1。设计周期和工艺时间

nTX 24 h1

t=tr+ts+td+tb 2

CAST反应池的沉淀是静态沉淀,这可以简化污泥泥浆表面以恒定速度下沉的假设。在沉淀过程的初始阶段,残留的混合能量在反应结束后仍然存在,并且池液处于稳定状态。 10分钟后,池液倾向于处于静态沉淀状态。进入排水期后,池液仍然平静,污泥继续下沉,直到排水结束并进入反应期。

因此,实际降水时间ts'=ts+td-1/6h

由于排水的搅拌作用,泥线以上的清水层不能完全排出,下沉污泥的安全高度必须保证在0。6~0。9米污泥的安全高度不得倾斜。

在SVI正常范围内,污泥沉降速率可大于1m/h,沉降污泥表面沉降50 min可达0.81m以上。如果沉淀1小时后开始脱泥,则不会导致污泥随污水流出。降水时间一般为1h。

同样,在溺水阶段,污泥继续下沉。在正常的SVI范围内,1h50min后沉积的污泥表面可下沉2~3m,扣除安全高度Hf,淹没深度1~2m。通常,排水时间也选择为1小时。

一般来说,一个循环的反应时间不应少于2小时。当反硝化要求较大时,应延长反应时间。增加反应时间意味着增加反应时间的比例,减少细胞体积。另一方面,增加反应时间会增加每个循环的处理水量和反应池的存储容量,从而导致反应池容量的增加。由于两侧的综合作用,池容变化不大。

怠速不是必要的过程,根据加工要求的空闲时间长短,由进水流量和各工序的定时等因素,也可以省略。

工程的最后一段时间一般不超过8小时,不少于4小时。为方便操作和管理,通常使用的循环次数和周期长度如下:

对于一般的城市污水,当反应泥龄较短时采用较短的时间,而当反应泥龄较长时采取较长的时间。

2.设计池数M

由于铸造工艺是间歇进水,因此至少需要两个水池来处理连续的污水。规模越大,池塘的数量就越多。池数和长周期为最佳整数倍,便于按时间顺序将连续水分配到每个池中,简化配水设施。池数与各循环排水时间的乘积为循环长度的整数倍,使各池间排水可合并为全厂连续均匀的排水,方便后续处理。

3.设计峰值水深Hmax

一般情况下,Hmax的峰值水深为4~6m.Hmax过大,排水深度增大,污泥沉降速度增加,污泥浓度降低,导致储罐容量增加。Hmax太小,池面积增加,占用面积增加。

4.设计充水比m

α、α、β、β

当需要脱氮时,充水比也在0.15~0.3之间,选择范围较大。建议按公式3进行计算。

由于污泥性质和沉降时间的限制,污泥浓度不能过高,污泥体积不能太小,即最小水深不能太小。

5.设计污泥负荷LS

······················

规范规定,仅需脱氮时,污泥负荷也可选择在0.05~0.15 kgBOD 5/kgMLSS d之间;当需要脱氮除磷时,污泥负荷也可选择在0.1~0.2 kgBOD 5/kgMLSS d之间,选择范围较大。建议按公式5计算。

在公式5中,只有确定了c和Y,才能确定污泥负荷,c和Y可以按照德国ATV标准计算。

德国ATV标准给出了cd / c和反硝化率Kde之间的关系:

α,α,β,β,β

N0=N-0.05(S0-Se)-Ne 7

CO=3.4 1.103(15-T)8

F - 考虑进水中氨氮浓度影响的安全系数。它与污水处理厂的规模有关。当水量大时,氨氮浓度波动很小,否则波动很大。通过进水BOD的总BOD测量氧化皮,F随BODT值变化。经验值如下:

Bodt≤1200 kg/d FN 1.8

Bodt≥6000 kg/d FV 1.45

1200 kg

3.4 - 确保在15°C水温下进行硝化的最小泥龄。

t——设计污水温度,根据最不利的低温条件,取一年内月平均最低水温。

C=Co+CD 9

给出了德国ATV标准中污泥产量的计算公式。根据我国的具体情况,乘以修正系数K,修正后的污泥产量系数公式如下:

··········(10)

K—修正系数,K=0.8~0.9,考虑到我国的情况。

X0-进水悬浮固体浓度(mg/L)

6.污泥浓度选取

反应器内污泥浓度过低,反应器容量增加,不利于经济。无初始沉降池的反应器需要硝化反硝化的污泥浓度为3500 g/L,脱氮量为4500 mg/L。

7.设计池容

在循环次数,确定细胞数,反应时间,污泥浓度和污泥负荷后,可以将式(3)和式(4)组合以确定每个主要反应的细胞体积V.区。

每个细胞缺氧(厌氧)选择区的体积通常为每个细胞初级反应区体积的5%~10%。如果只有选择区作为一个较小的值,如果需要生物除磷,则该值较大。

每个小区总容量VT=V+VX 11

VZ=QTr(KZ-1)/24 12

在每个细胞的高峰期,细胞的体积是VF = VZ + VT,和(13)

根据VF和HMAX,计算反应池面积,进而确定HC和HMIN。

8.其它设计参数

厌氧选择性区主要反应区污泥回流一般为20%,也可根据需要增加。建议按40%进行设计,并设置变频调节流量。

同时硝化反硝化实验表明,混合溶液在一般反应池中的剩余溶解氧值不是2mg/L,而是从0~2mg/L变化的,在计算需氧量时,混合溶液的剩余溶解氧值可按1mg/L计算。

根据同时硝化和脱氮操作,由于改变了所需的溶解氧值,因此不能根据平均值计算单个电池的每分钟气体供应量。考虑到峰值系数,也选择了曝气器和风扇。建议的峰值因子是1.2。

四、设计要点

1。该工艺污泥龄长,抗冲击负荷能力强。平均日流量用于计算污泥龄、需氧量、剩余污泥和回流污泥。水池容量的计算应保证高日高度的蓄水能力,风机的选择应根据最大水深确定风压。

2.由于两区污泥浓度存在较大差异,应分别计算主反应区和选择区。

3.CAST工艺具有一定的生化除磷功能,但当进水C/P比偏低时,出水P值难以达标,且通常设置化学除磷储备。

4.通常,一个风扇随时只向一个水箱供气,避免了一个风扇向多个水池供气的情况。由于多个水池的水位不同,空气供应将不均匀。

5。由于水池中的水位在变化,风机只能选用容积式风机,不能选用离心式风机。

6.在选择破碎机时,不能只根据脱氮水的参数来选择泄水能力,而应注意大坝的负荷,一般情况下,最大负荷为22~28L/(Ms),负荷小于30L/(Ms)。

7.尽可能选择一个水过滤器。当一个池选择两个十驱器同时工作时,为了防止这两个破碎机以不同的速度下降,两个十驱器配备了一个驱动电机。

8.虽然根据高进水流量计算了水箱容量的设计,但为了避免运行中的不利条件,净水器口停在非饮用水的20~30cm的最高水深处。期间,一旦水位超高可以自动溢出。

9。每个反应池的进水阀和进水阀应选用电动阀。每个反应池的主进水管道上应安装一个电动排气阀,以避免沉淀倾析阶段水位下降导致管道内压力高于池内压力,而曝气头的气泡溢出将影响沉淀效果。

10.一般的铸造工艺没有一次沉淀池,如果在预处理污水中残留的浮渣会进入反应器,而没有出路的反应器,就会堆积越来越多。因此,必须加强预处理除渣、细格栅和必要时筛网的作用。

11.为了处理污水处理厂运行过程中不同水量的问题,可以建立几个不同循环的运行程序,以保证污水处理厂在各种条件下的运行。

12.选择区域以设置潜水搅拌器进行混合。混合功率可根据2~8W / m3选择。由于该区域相对较长且混合条件相对不利,因此建议选择混合功率。

13。导流挡土墙应设置在选定的区域内,以避免水流过短。

CAST污水处理工艺技术介绍

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