AAO污水处理工艺介绍.ppt
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1、1.城市污水脱氮除磷工艺及模拟控制2.研究内容与技术路线 3.交互式反应器研究与中试装置设计 4.交互式反应器中试运行研究汇汇 报报 内内 容容5.5.交互式反应器交互式反应器BPBP神经网络模型研究神经网络模型研究6.6.交互式反应器交互式反应器ANFIS仿真模型研究仿真模型研究7.7.结论与建议结论与建议1 1、城市污水生物脱氮理论与技术、城市污水生物脱氮理论与技术生物处理过程氮的转化 一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制环境因素:环境因素:1 1、水温、水温2 2、pHpH3 3、DO DO 4 4、C/NC/N5 5、Fm&SRTFm&SRT6 6、毒性
2、物质、毒性物质7 7、内回流比、内回流比2 2、城市污水除磷技术、城市污水除磷技术 2.1化学除磷 一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控 2.22.2生物除磷生物除磷 3 3、常规生物脱氮除磷工艺、常规生物脱氮除磷工艺3.1 A/A/O系列一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控BardenphoBardenpho工艺工艺 典型典型A/A/OA/A/O工艺工艺 3 3、常规生物脱氮除磷工艺、常规生物脱氮除磷工艺3.1 A/A/O系列一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制UCTUCT工工艺艺 M-UCTM-UCT工
3、艺工艺 JHBJHB工艺工艺 3 3、常规生物脱氮除磷工艺、常规生物脱氮除磷工艺3.2 SBR系列一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制CASTCAST工工艺艺 MSBRMSBR工艺工艺 UNITANKUNITANK工工艺艺 3 3、常规生物脱氮除磷工艺、常规生物脱氮除磷工艺3.3 氧化沟系列一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制T T型氧化沟型氧化沟 奥贝尔氧化沟奥贝尔氧化沟 卡路塞尔氧化沟卡路塞尔氧化沟 卡鲁塞尔卡鲁塞尔DenitIRA2/C工艺流程工艺流程4 4、生物脱氮除磷新工艺、生物脱氮除磷新工艺4.1 BICT工艺一、城市
4、污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制4.2 A2/N工艺工艺4.3 BCFS工艺工艺4.4 分段进水分段进水BNR工艺工艺4.5 厌氧厌氧-往复好氧组合式工艺往复好氧组合式工艺4.1 BICT工艺工艺新工艺特点新工艺特点1、合理分配碳源;、合理分配碳源;2、节约曝气量,利用硝酸盐;、节约曝气量,利用硝酸盐;3、减少污泥量;、减少污泥量;4、减小反应池容积、减小反应池容积5 5、污水处理建模理论与技术、污水处理建模理论与技术一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制5.2 处理过程的智能控制:基于任务,有效变量输入输出,实现过处理过程的智能控制:
5、基于任务,有效变量输入输出,实现过程控制或时间控制程控制或时间控制5.3 专家控制系统:基于经验控制,不断完善和学习专家控制系统:基于经验控制,不断完善和学习5.4 模糊控制:建立模糊控制器及模糊推理,简化输入输出模糊控制:建立模糊控制器及模糊推理,简化输入输出5.5 神经网络:基于系统的学习记忆和自适应能力神经网络:基于系统的学习记忆和自适应能力5.1 处理过程的动态模拟:基于模糊控制技术与处理过程的动态模拟:基于模糊控制技术与PLC技术结合技术结合5.6 混合人工智能:单一技术的局限,及各家所长混合人工智能:单一技术的局限,及各家所长5.7 ASM:基于生物生长衰亡机理、污染物降解机理。:
6、基于生物生长衰亡机理、污染物降解机理。1.1 工艺路线研究工艺路线研究 针对南方城市污水有机物浓度低、而氮磷浓度相对较高、针对南方城市污水有机物浓度低、而氮磷浓度相对较高、且进水水质水量变化大的特征,研究不同情况下低碳高氮磷城且进水水质水量变化大的特征,研究不同情况下低碳高氮磷城市污水脱氮除磷工艺中污染物的存在形态与转化规律,寻求适市污水脱氮除磷工艺中污染物的存在形态与转化规律,寻求适合于低碳高氮磷城市污水脱氮除磷的工艺及相关运行参数;合于低碳高氮磷城市污水脱氮除磷的工艺及相关运行参数;1.2 仿真与预测仿真与预测 建立交互式反应器的脱氮除磷处理工艺的神经网络模型,建立交互式反应器的脱氮除磷处
7、理工艺的神经网络模型,模拟与预测进出水水质和运行工况,并进行仿真与预测,满足模拟与预测进出水水质和运行工况,并进行仿真与预测,满足工程实施控制的目的和要求,为示范工程的运行提供依据。同工程实施控制的目的和要求,为示范工程的运行提供依据。同时,为我国类似城市污水处理厂的设计及运行提供参考。时,为我国类似城市污水处理厂的设计及运行提供参考。二、研究内容与技术路线二、研究内容与技术路线1 1、研究目的、研究目的 2.1 传统工艺路线研究传统工艺路线研究研究传统的生物脱氮除磷工艺处理低碳高氮磷城市污水的特点与规律。研究传统的生物脱氮除磷工艺处理低碳高氮磷城市污水的特点与规律。2.2 新工艺路线研究新工
8、艺路线研究研究低碳高氮磷城市污水高效、低消耗生物脱氮除磷工艺。研究低碳高氮磷城市污水高效、低消耗生物脱氮除磷工艺。即研究交互式反应器提高生物脱氮除磷的途径、机理以及合适运行参数。即研究交互式反应器提高生物脱氮除磷的途径、机理以及合适运行参数。2.3 运行模式研究运行模式研究分析低碳高氮磷污水水质变化规律,寻求该型污水处理厂的运行新模式分析低碳高氮磷污水水质变化规律,寻求该型污水处理厂的运行新模式 2.4 建立神经网络进行出水水质的模拟仿真建立神经网络进行出水水质的模拟仿真2.5对比对比BP神经网络和神经网络和ANFIS模糊网络的模拟仿真的效果和稳定性。模糊网络的模拟仿真的效果和稳定性。二、研究
9、内容与技术路线二、研究内容与技术路线2 2、研究内容、研究内容二、研究内容与技术路线二、研究内容与技术路线3 3、技术路线、技术路线研究技术路线图研究技术路线图1 1、工艺开发背景、工艺开发背景1.1 实现碳调控的脱氮除磷目的三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计1.2 工艺可多生化模式运行,适应不同的碳氮比污水工艺可多生化模式运行,适应不同的碳氮比污水1.3 工艺可生化工艺可生化/物化串并联运行,适应不同的除磷要求物化串并联运行,适应不同的除磷要求1.4 工艺根据污水水质和排放标准,可容易切换运行模式工艺根据污水水质和排放标准,可容易切换运行模式1.5 工艺适应
10、性强,抗冲击负荷能力强工艺适应性强,抗冲击负荷能力强1.6 根据构建的模型,使系统具有自适应和调整能力根据构建的模型,使系统具有自适应和调整能力2 2、工艺概念与流程、工艺概念与流程2.1 工艺概念三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计交互式是指可以针对不同水质水量、处理目的、交互式是指可以针对不同水质水量、处理目的、环境条件灵活改变物化处理单元与生化处理单环境条件灵活改变物化处理单元与生化处理单元的串并联、长短流程运行;元的串并联、长短流程运行;各单元内部的功能也可改变,进行高效、节能各单元内部的功能也可改变,进行高效、节能或抗冲击负荷等不同模式运行达到在一个反
11、应或抗冲击负荷等不同模式运行达到在一个反应器内将物化和生化优化集成、生物处理单元中器内将物化和生化优化集成、生物处理单元中各种不同功能菌群高效运行、系统高度协同开各种不同功能菌群高效运行、系统高度协同开放的目的。放的目的。为城市污水处理提供一种新型高效的物化为城市污水处理提供一种新型高效的物化/生化生化反应器。反应器。2 2、工艺概念与流程、工艺概念与流程2.2 平面布置三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计A.进水井进水井B.交互式反应器交互式反应器C.二沉池二沉池D.鼓风机鼓风机 E.加药罐加药罐.反应器分区编号反应器分区编号 交互式物化交互式物化/生化反应器
12、平面图生化反应器平面图 2 2、工艺概念与流程、工艺概念与流程2.3 流程布置三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计交互式物化交互式物化/生化反应器流程图生化反应器流程图 3 3、运行模式与控制、运行模式与控制3.1 运行模式图三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计交互式物化交互式物化/生化反应器运行模式图生化反应器运行模式图 高效生化工艺高效生化工艺物化强化物化强化生化强化生化强化沉淀沉淀进水进水人工人工生态生态AFDEBCG3 3、运行模式与控制、运行模式与控制3.2 运行模式表三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研
13、究与中试装置设计运行模式运 行 状 态运行途径预期目标串联高效生化脱氮除磷处理A D 最大程度除磷,其他指标达一级排放标准高效生化/物化处理A B C达一级排放标准强化物化/生化协同处理F E G在进水水质低时达一级排放标准低氧生化/物化处理A B C节能、达到二级排放标准并联部分污水物化处理、部分污水生化处理 A DF C低水质节能运行抗冲击负荷3 3、运行模式与控制、运行模式与控制3.3 运行控制目标三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计当原污水有机碳源不能同时满足生物脱氮除磷要求时,当原污水有机碳源不能同时满足生物脱氮除磷要求时,首先满足生物脱氮,首先满足生
14、物脱氮,在生物处理后投加新型混凝剂强化生物除磷,在生物处理后投加新型混凝剂强化生物除磷,确保氮磷同时达标确保氮磷同时达标。4 4、串联运行模式研究、串联运行模式研究4.1 串联运行模式1三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计串联运行模式串联运行模式1工艺示意图工艺示意图正常水量、污染物浓度较高,正常水量、污染物浓度较高,氮磷浓度较高条件下氮磷浓度较高条件下或冬季运行时采用或冬季运行时采用4 4、串联运行模式研究、串联运行模式研究4.2 串联运行模式2三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计串联运行模式串联运行模式2工艺示意图工艺示意图正
15、常水量、污染物浓度较低,正常水量、污染物浓度较低,夏季运行时采用夏季运行时采用5 5、并联运行模式研究、并联运行模式研究三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计并联运行模式工艺示意图并联运行模式工艺示意图1、模式、模式1:水量或水质超负荷:水量或水质超负荷2、模式、模式2:COD、TN偏低时偏低时6 6、中试装置设计、中试装置设计6.1 设计参数三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计单元名称长(m)宽(m)有效水深(m)有效容积(m3)合计(m3)进水井第1部分1.01.01.41.403.80第2部分1.881.01.32.40反应器
16、区0.71.03.02.1037.44区1.941.03.05.82区2.01.03.06.00区1.64+4.661.03.018.9区0.71.03.02.10区0.91.02.82.52二沉池直径:2.852.012.7512.75污泥池1.01.01.691.691.69加药罐直径:0.81.00.500.50旱季:旱季:100t/d雨季:雨季:150t/d6 6、中试装置设计、中试装置设计6.2 中试基地平面三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计6 6、中试装置设计、中试装置设计6.3 中试流程三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试
17、装置设计6 6、中试装置设计、中试装置设计 6.4 相关照片三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计中试基地生物处理单元中试基地生物处理单元运行中的交互式反应器运行中的交互式反应器6 6、中试装置设计、中试装置设计 6.4 相关照片三、交互式反应器研究与中试装置设计三、交互式反应器研究与中试装置设计交互反应器搅拌机和循环流量监测交互反应器搅拌机和循环流量监测人工湿地进水人工湿地进水1 1、运行工况、运行工况四、交互式反应器中试运行研究四、交互式反应器中试运行研究工况条件工况一工况二工况三工况四工况五试验时间(2004年,月.日)5.246.156.167.167.1
18、78.168.179.119.1210.1数据采集时间数据采集时间6.56.146.237.167.258.168.289.119.229.29反应器内水温()21.6-24.524.6-28.126.1-28.625.8-27.224.7-25.7进水量平均值(m3/h)4.674.676.298.336.24平均污泥回流比110.80.50.8平均混合液回流比211.511.5HRT(h)预缺氧池0.450.450.340.250.34厌氧池1.241.240.930.700.93缺氧池1.281.280.960.720.96好氧池5.035.033.772.533.77总停留时间8864
19、.26二沉池平均HRT(h)2.72.72.01.52.0生物反应器总体积(m3)37.4437.4437.4434.9237.44平均MLSS(mg/L)2951 2405311028772801平均MLVSS(mg/L)123979496411801372平均SVI(mL/g)50.242.334.444.470.6系统总泥龄(d)44.755.226.116.317.7DO(mg/L)预缺氧池0.120.130.150.150.20厌氧池0.090.130.110.120.13缺氧池0.120.120.150.100.11好氧池1.207.800.605.750.605.500.954.
20、400.604.05COD/TN3.383.994.233.893.95COD/TKN3.544.174.364.024.03COD/TP34.6232.9941.6539.0144.53有机负荷0.200.250.300.520.39TN负荷0.0590.0610.0700.1330.0992 2、运行数据、运行数据四、交互式反应器中试运行研究四、交互式反应器中试运行研究水质指标工况一工况二工况三工况四工况五COD进水(mg/L)82.46570.8106.9133.6出水(mg/L)19.916.215.616.522.7去除率(%)75.875.178.084.683.0SS进水(mg/
21、L)4740584240出水(mg/L)2422221621去除率(%)48.945.062.161.947.5NH4+-N进水(mg/L)19.4716.4815.924.4829.29出水(mg/L)1.429.281.254.8319.67去除率(%)92.743.792.180.332.8TN进水(mg/L)24.3716.2816.7427.4533.86出水(mg/L)14.4412.8412.7415.7523.39去除率(%)40.721.123.942.630.9TP进水(mg/L)2.381.971.72.743出水(mg/L)2.171.611.552.250.71去除率
22、(%)8.818.38.817.976.3NO2-N进水(mg/L)0.240.070.030.010.00出水(mg/L)0.100.090.250.850.48NO3-N进水(mg/L)0.840.610.490.850.73出水(mg/L)12.135.3510.5610.692.82pH进水7.387.387.457.457.45出水7.047.207.127.087.39碱度进水(mg/L)278208210208262出水(mg/L)120162116992023 3、中试运行小结、中试运行小结 3.1 结论1四、交互式反应器中运行研究四、交互式反应器中运行研究水温为水温为21.6
23、28.3,进水,进水COD为为13.2179.4mg/L、SS为为12218mg/L,平均有,平均有机负荷在机负荷在0.52 kgCOD/(kgMLVSSd)以下时,以下时,AAO运行模式各工况对运行模式各工况对COD和和SS均均有良好的去除效果,受冲击负荷影响很小,处理出水有良好的去除效果,受冲击负荷影响很小,处理出水COD低于低于35mg/L、SS低于低于24mg/L。试验结果表明,当有机负荷在试验结果表明,当有机负荷在0.2 kgCOD/(kgMLVSSd)以上时,以上时,COD平均去除率平均去除率可在可在70%以上。以上。AAO运行模式中,运行模式中,COD的去除主要发生在反应器的厌氧
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