煤矿生活污水处理利用技术化学自然科学专业资料.pptx
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1、2024/3/24 周日 煤矿生活污水处理厂煤矿生活污水处理厂:小型小型 处理技术选用原则处理技术选用原则:1 1、处理效果稳定、处理效果稳定 2 2、产泥量少、产泥量少 3 3、节能、节能 4 4、操作运行管理方便、操作运行管理方便2024/3/24 2024/3/24 周日周日 常常 用用 处处 理理 技技 术术稳稳 定定 塘塘利用利用天然净化能力天然净化能力生物构筑物总称生物构筑物总称(1 1)、适宜的)、适宜的自然自然池塘池塘(2 2)、)、人工改造人工改造的自然池塘的自然池塘(3 3)、)、人工修建人工修建的池塘的池塘2024/3/24 2024/3/24 周日周日稳稳 定定 塘塘
2、特特 点点优点:优点:(1 1)运行管理费用低)运行管理费用低 (2 2)操作简易)操作简易 (3 3)节约能源)节约能源缺点:缺点:(1 1)占地面积大)占地面积大 (2 2)净化能力低)净化能力低 (3 3)出水水质受气温影响大)出水水质受气温影响大 (4 4)散发臭气)散发臭气2024/3/24 周日煤矿生活污水选用稳定塘?煤矿生活污水选用稳定塘?1 1、改造利用矿区塌陷地、改造利用矿区塌陷地2 2、工程造价及运行费用低、工程造价及运行费用低3 3、出水可灌溉农田或回用、出水可灌溉农田或回用我国我国环境保护技术政策环境保护技术政策规定:规定:城市废水处理城市废水处理,应推行应推行废水处理
3、厂废水处理厂与稳定塘、土地处理系统与稳定塘、土地处理系统相结合的相结合的政策政策。2024/3/24 周日处处 理理 流流 程程2024/3/24 周日稳稳 定定 塘塘 分分 类类按塘中微生物反应类型分:按塘中微生物反应类型分:好氧塘、厌氧塘、兼性塘、好氧塘、厌氧塘、兼性塘、水生植物塘、生态系统塘水生植物塘、生态系统塘2024/3/24 周日 好好 氧氧 塘塘水深小于水深小于1 1米米,阳光可射透池底,阳光可射透池底,整个塘容积都处于好氧状态。整个塘容积都处于好氧状态。BODBOD5 5的去除通过的去除通过藻类藻类和和好氧菌好氧菌共生共生系统代谢来实现。系统代谢来实现。BODBOD5 5去除率
4、可去除率可达达80%80%以上,污水在塘内停留时间以上,污水在塘内停留时间为为2-62-6天。同时对污水中天。同时对污水中N N、P P也有也有去除效果。去除效果。2024/3/24 周日位置位置多级塘系统多级塘系统前部前部,用已处理原生污水,用已处理原生污水或一级处理出水,起或一级处理出水,起二级处理二级处理作用。作用。多级塘系统的多级塘系统的后部后部或常规二级处理系或常规二级处理系统之后称统之后称最后净化塘最后净化塘或或熟化塘熟化塘。对二。对二级处理的出水进行处理,以保证级处理的出水进行处理,以保证更高更高质量质量的出水。的出水。2024/3/24 周日 厌厌 氧氧 塘塘塘深塘深2-42-
5、4米,塘内有机物负荷高,有机物降米,塘内有机物负荷高,有机物降解需要氧量超过光合作用提供的氧量。解需要氧量超过光合作用提供的氧量。依靠塘内及底层沉淀物依靠塘内及底层沉淀物兼性厌氧菌兼性厌氧菌把复杂有把复杂有机物水解或转化成简单机物水解或转化成简单有机酸有机酸分子分子绝对厌氧绝对厌氧甲烷菌甲烷菌把有机酸转化成把有机酸转化成甲烷甲烷及及二氧二氧化碳化碳,BODBOD5 5去除率去除率50%50%以上。以上。2024/3/24 周日优点:优点:承受高负荷,深度大,承受高负荷,深度大,占地面积少占地面积少。缺点:缺点:产生臭气,对温度较敏产生臭气,对温度较敏感,出水达不到排放标准感,出水达不到排放标准
6、。作为作为预处理塘预处理塘与与兼性塘兼性塘、好氧好氧塘塘组合进行处理。组合进行处理。2024/3/24 周日 兼兼 性性 塘塘水深水深1-2.51-2.5米,由米,由上层好氧区上层好氧区、中层兼性区中层兼性区和和底部厌氧区底部厌氧区组成。组成。在国内外污水二级处理中常采用,在国内外污水二级处理中常采用,适合处理适合处理小城镇生活污水小城镇生活污水。2024/3/24 周日工艺流程工艺流程2024/3/24 周日优点:面积较大,有一定缓冲调节能力,可适应水量水质一定程度变化。造价及运行管理费用均较低。2024/3/24 周日 水水 生生 植植 物物 塘塘将一种或几种维管束植物将一种或几种维管束植
7、物水葫芦、水浮莲、水花生水葫芦、水浮莲、水花生种植于种植于浅塘浅塘、人造湿地人造湿地或或人工滤床人工滤床中,污水中,污水在其中停留较长时间,通过各种水生植物的在其中停留较长时间,通过各种水生植物的吸附吸附、消耗消耗和和贮存贮存,以及污泥中,以及污泥中厌氧厌氧作用,作用,使污水得到有效的净化处理。使污水得到有效的净化处理。是一种是一种经济经济、节能节能、有效有效的污水处理技术。的污水处理技术。2024/3/24 2024/3/24 周日周日 生生 态态 系系 统统 塘塘普通好氧塘或兼性塘中主要微生物种普通好氧塘或兼性塘中主要微生物种群是藻菌类,没有生物对增殖藻类进群是藻菌类,没有生物对增殖藻类进
8、行控制,出水中含有大量藻类,造成行控制,出水中含有大量藻类,造成受纳水体二次污染。受纳水体二次污染。这些塘中放养这些塘中放养鱼、蚌、鸭、鹅鱼、蚌、鸭、鹅等,使普通好氧塘或兼等,使普通好氧塘或兼性塘中生物构成许多条良好的性塘中生物构成许多条良好的食物链食物链,就转变成生态,就转变成生态系统塘。系统塘。2024/3/24 2024/3/24 周日周日特点特点:有效去除进塘污水中污染物有效去除进塘污水中污染物同时,又实现污水资源化。实现了同时,又实现污水资源化。实现了环境效益和经济效益的统一环境效益和经济效益的统一。注意注意:严格控制进塘污水水质,防:严格控制进塘污水水质,防止止重金属重金属和和难降
9、解难降解有机化合物通过有机化合物通过食物链食物链威胁人体健康。威胁人体健康。2024/3/24 周日土土 地地 处处 理理将污水有节制地投配到土地上,通过将污水有节制地投配到土地上,通过土壤土壤植物系统植物系统物理的物理的、化学的、生化学的、生物的吸附、过滤与净化作用和自我调物的吸附、过滤与净化作用和自我调控功能控功能,使污水中可生物降解污染物,使污水中可生物降解污染物得以降解、净化,其得以降解、净化,其N N、P P等营养物质等营养物质和水分得以再利用,促进绿色植物生和水分得以再利用,促进绿色植物生长并获得增产。长并获得增产。2024/3/24 周日优点优点:低费用、低能耗、高效率,实低费用
10、、低能耗、高效率,实现污水稳定化和无害化,并将污水转现污水稳定化和无害化,并将污水转变为水资源予以再用。变为水资源予以再用。条件适宜煤矿地区可选用条件适宜煤矿地区可选用。缺点缺点:占地面积大、受气候、土壤、占地面积大、受气候、土壤、土地利用因素的影响土地利用因素的影响。2024/3/24 周日慢速渗滤工艺慢速渗滤工艺简称简称SRSR是将污水投配到种有作是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土物的土壤表面,污水在流经土壤壤植物系统垂直渗滤时得到植物系统垂直渗滤时得到净化的土地处理工艺净化的土地处理工艺。2024/3/24 周日2024/3/24 周日快速渗滤工艺快速渗滤工艺简称简称RIRI
11、是将污水有控制地投配到具是将污水有控制地投配到具有有良好渗滤性能良好渗滤性能的土壤表面,污水的土壤表面,污水在受重力作用迅速向下渗透过程中在受重力作用迅速向下渗透过程中由于由于生物氧化生物氧化、硝化、反硝化、过硝化、反硝化、过滤滤、沉淀、氧化、还原沉淀、氧化、还原等一系列作等一系列作用而得到净化的土地处理工艺。用而得到净化的土地处理工艺。2024/3/24 周日2024/3/24 周日漫流工艺漫流工艺简称简称OFOF是将污水有控制地投配是将污水有控制地投配到生长有到生长有多年生牧草多年生牧草、坡度和坡度和缓、土壤渗透性能低的坡面上缓、土壤渗透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面缓慢流动过污水在地表
12、沿坡面缓慢流动过程中得以净化的土地处理工艺。程中得以净化的土地处理工艺。2024/3/24 周日2024/3/24 周日污水湿地处理系统将污水有控制地投配到土壤,使之将污水有控制地投配到土壤,使之经常处于饱和状态,湿地上生长有经常处于饱和状态,湿地上生长有芦苇、香蒲芦苇、香蒲等沼泽生植物,污水在等沼泽生植物,污水在沿一定方向流动过程中在耐水植物沿一定方向流动过程中在耐水植物和土壤作用下得以净化。和土壤作用下得以净化。2024/3/24 周日2024/3/24 周日地下渗滤系统地下渗滤系统将污水投配到将污水投配到具有一定构造具有一定构造和和良好扩散性能良好扩散性能的土层中,的土层中,污水经污水经
13、土壤毛管浸润和渗滤土壤毛管浸润和渗滤作用作用向周围和向下运动过程向周围和向下运动过程中达到处理要求。中达到处理要求。2024/3/24 周日三、活 性 污 泥 法1、定义:采用人工曝气手段,使活性污泥均匀分散并悬浮于反应器(曝气池)中,与废水充分混合接触,活性污泥利用废水中有机底物进行着合成和分解的代谢活动,有机物质被分解、去除,废水得到净化处理;同时也不断合成新的微生物,以补充维持反应器中所需的活性污泥,使反应器中活性污泥维持一定浓度。2024/3/24 周日2、活性污泥:是指以好氧菌形成的絮状体,外观呈茶褐色,有很淡的土壤气味,略带一点霉臭味。在活性污泥絮状体中,混杂着微生物群体和废水中有
14、机和无机的悬浮物质、胶体物质。2024/3/24 周日微生物以细菌为主,包括真菌、藻类、原生动物和后生动物等。活性污泥是指微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称。2024/3/24 周日3、发展简介:1905年,英国人克拉克盖奇首次发现活性污泥。1914年,安登和洛凯脱创立活性污泥法。1917年,英国曼彻斯特和美国休斯敦建立世界第一座活性污泥法污水处理厂。1923年,上海建立我国第一座活性污泥法污水处理厂。2024/3/24 周日4、特点:活性污泥法不但对BOD5具有良好去除效果,而且具有相当的脱氮除磷能力。目前已成为城市污水、有机工业废水的有效处理方法和废水好氧生物处理的主要方法。
15、2024/3/24 周日5、基本工艺流程:废水在曝气池中与活性污泥充分混合接触,在人工曝气充氧条件下,废水中有机物被分解去除,并合成新的活性污泥,经二次沉淀池沉淀分离,出水外排,污泥沉入底部浓缩后,大部分回流到曝气池,剩余部分外排,进一步予以消化处理。2024/3/24 周日2024/3/24 周日6、活性污泥的性质:正常的活性污泥密度与水很接近,静止时可凝聚成较大绒粒下沉。在活性污泥中,细菌含量一般在107108个/ml,原生动物数量约为103个ml。2024/3/24 周日、活性污泥沉降浓缩性能:活性污泥沉降浓缩性能好坏是判断活性污泥法系统是否正常运转的重要因素。因为正常的活性污泥沉降浓缩
16、性能十分良好,使二次沉淀池出水保证水质,并且保证沉于池底污泥回流曝气池需要。2024/3/24 周日正常活性污泥从开始沉淀到基本浓缩结束所需时间在分钟之内。因此,工程实际中采用以沉淀分钟为基础的参数来反映活性污泥的沉降浓缩性能。称为污泥体积指数。2024/3/24 周日可用下式表示:式中:污泥体积指数,ml/g。污泥沉降比,l混合液沉淀分钟的活性污泥体积,ml/l。污泥浓度,l混合液中悬浮固体干重,g/l。2024/3/24 周日正常活性污泥的在左右,在左右。当大于,说明污泥沉降性能较差;当小于,说明污泥颗粒细小紧密,无机物多,缺乏活性和吸附能力。2024/3/24 周日、净化原理:活性污泥对
17、废水中有机物降解去除过程可分为吸附、稳定两个阶段。吸附阶段,活性污泥中聚集的大量微生物表面细胞壁外围粘液层将废水中有机物迅速吸附到活性污泥上,大约分钟完成吸附过程,去除率可达以上。2024/3/24 周日稳定阶段,有机物先在好氧微生物活动下,氧化分解为中间产物,接着有些中间产物合成为细胞物质,另一些中间产物氧化分解为无机物质。从而达到被最终去除的目的。2024/3/24 周日、影响活性污泥法效果的因素:()、溶解氧曝气池出口处混合液溶解氧浓度应保持在左右。溶解氧浓度过高,氧气利用率低,增加动力费用。溶解氧浓度过低,处理效果下降,易产生活性污泥膨胀现象。2024/3/24 周日()、水温:活性污
18、泥最适合温度是度。北方地区小型活性污泥处理系统应采取保温措施。水温过高的工业废水进入处理系统前应采取降温措施。2024/3/24 周日()、营养物质:一般微生物对、需要量可以按照:来计算。对于工业废水,应按照此比例人为投加一定量营养物质。2024/3/24 周日()、值:活性污泥中微生物最适合的值介于.。如果值小于.,原生动物全部消失,真菌将占优势,易产生活性污泥膨胀现象。如果值大于.,微生物代谢速率受影响。处理值变化较大的工业废水时,应事先进行中和处理。2024/3/24 周日()、有毒物质(抑制物质):重金属、氰化物、卤族元素、酚、醇、醛、染料等物质对微生物有毒害或抑制作用。进入处理系统前
19、必须经过严格的预处理。限制这些物质进入处理系统的浓度范围。2024/3/24 周日、曝气池:曝气池是活性污泥系统的核心。其运行状况直接决定处理效果。曝气池运行关键是控制溶解氧浓度。这又与曝气时间和曝气设备控制有关。2024/3/24 周日曝气池类型:根据混合液在曝气池内的流态,分为推流式和混合式两种。()、推流式曝气池:曝气池表面呈长方形或廊道形。废水从池首端进入,在曝气和水利条件推动下,混合液均衡向前流动,并从池尾流出。2024/3/24 周日2024/3/24 周日推流式曝气池又可分为单廊道、二廊道、三廊道和四廊道等类型。推流式曝气池的优点:、理论上,曝气池任何两个断面上均存在有机基质的浓
20、度梯度,可避免产生污泥膨胀。、运行灵活,有多种运行方式。、一定条件下可提高脱氮除磷效果。2024/3/24 周日推流式曝气池的缺点:入口处有机物浓度高,使得溶解氧浓度过低;出口处有机物浓度低,导致溶解氧过量。()、完全混合式曝气池:有圆形、方型和矩形。废水进入池后即与池内原有混合液充分混合。2024/3/24 周日2024/3/24 周日特点:废水进入曝气池后受到原有混合液稀释,因此具有抗冲击负荷能力的优点。同时,避免了推流式曝气池入口处溶解氧不足和出口处溶解氧过量的缺点。2024/3/24 周日、曝气方式与曝气设备:()、曝气方式分为鼓风曝气和表面机械曝气两种。、鼓风曝气系统由空气净化器、鼓
21、风机、空气输配管系统和浸没于混合液中的扩散器组成。其中,扩散器是最关键部件。其作用是将空气分散成微小气泡,增加空气和混合液接触界面,以提高氧气的溶解速率。2024/3/24 周日、表面机械曝气是利用安装于曝气池表面的曝气机将大量水滴和膜状水抛向空气中,这些水滴与空气充分接触后,挟带空气形成水气混合物回到曝气池,使氧气溶于水中。曝气机不断转动,表面水质不断更新,氧气不断溶入,同时池底含氧量小的混合液向上环流与表面充氧区发生交换,提高整个曝气池混合液溶解氧含量。2024/3/24 周日表面机械曝气方式有操作环境条件差,容易产生二次污染的缺点。因为在水滴被抛向空气中时,水中细菌同样随水滴进入空气。2
22、024/3/24 周日、曝气池构造:()、鼓风曝气系统曝气池一般为推流式廊道形,空气扩散器安装在曝气池一侧,以便使混合液在池内以旋转方式向前推进。在池墙顶部与脚部均向外凸出呈度斜面,以便在曝气池内形成旋流。为共同使用一条空气管道,相邻廊道的空气扩散器沿共同隔墙布置。2024/3/24 周日2024/3/24 周日()、叶轮曝气系统曝气池:、完全混合式曝气池:表面为圆形或方型。水深米,叶轮设于池中央平台,中央设导流筒,使混合液在池内外形成环流,废水与回流污泥都从池底部进入池内,处理后出水由池四周出水槽汇集排出。2024/3/24 周日2024/3/24 周日、圆形曝气沉淀池:将曝气和沉淀两项工艺
23、结合在一个构筑物内完成。具有占地少、易于维护管理,省去污泥回流的特点。、兼具推流和完全混合式曝气池:由一系列正方形单元连接形成廊道式曝气池。废水从一端流入,经过各正方形单元完全混合反应后从池的另一端流出。2024/3/24 周日2024/3/24 周日2024/3/24 周日()、转刷曝气器曝气池:分环槽式和廊道式曝气池两种。如图所示:2024/3/24 周日2024/3/24 周日、活性污泥法工艺类型:传统活性污泥法、完全混合活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、氧化沟活性污泥法、高负荷活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法等。2024/3/24 周日、活性污泥系统
24、的运行管理:()、活性污泥系统的启动:首先是污泥的培养和驯化。一般是从曝气池污水曝气开始。二次沉淀池不排泥,全部回流曝气池内,直到、达到要求为止。运行管理期间需人为投加一定营养元素并作好各项指标的监测工作。2024/3/24 周日()、正常运行时应控制参数:)曝气时间:根据废水水量、水质及曝气池容积来确定。一般为小时。如果太短,供氧不足影响处理效果。如果太长,易导致絮状体破裂使出水浓度升高。2024/3/24 周日)、溶解氧浓度:传统活性污泥法的溶解氧浓度一般控制在左右。)、微生物平均停留时间:又称泥龄,是工作着的活性污泥总量同每天排放的剩余污泥量的比值。泥龄至少等于水力停留时间,一般是水力停
25、留时间的倍。通过回流二次沉淀池中污泥来实现。2024/3/24 周日()、可能出现的问题及解决方法:)、泡沫问题:原因:由于废水中存在大量洗涤剂或其它起泡物质引起。危害:影响操作环境,带走大量污泥,影响叶轮充氧能力。控制方法:、用自来水或处理后出水喷洒;、投加除沫剂,如:机油、煤油等;、增加曝气池内活性污泥浓度。2024/3/24 周日)、活性污泥不增长或减少现象:原因:、污泥上浮而流失;、污泥所需营养元素不足,或废水中有机物含量低。解决方法:、提高沉淀效率,防止污泥流失;、投加足够营养元素;、如果营养元素少,减少曝气量;2024/3/24 周日)污泥上浮:原因:、污泥膨胀:丝状菌性污泥膨胀和
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