研华酿造污水处理运行交流.ppt

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1、酿造污水处理运行交流,主要内容,一、污水处理标准二、啤酒污水处理工艺三、运行管理四、污水处理经济运行五、污水站关键成功要素,一.污水处理标准,1.我国的环境标准体系 2.啤酒企业的排污标准,1.我国环境标准体系,按照性质、内容和作用，我国环境标准分为：环境质量标准、污染物排放标准（或污染控制标准）、监测方法标准（环境方法标准）、环境标准样品标准（环境标准物质标准）和环境基础标准等五类。,环境质量标准：规定了环境中各类有害物质在一定时间和空间内的容许含量。它反映了人群、动植物和生态系统对环境质量的综合要求。是动态的。污染物排放标准：是国家对人为污染源排入环境的污染物的浓度或数量所作的限量规定，它

2、包括污染物排放浓度标准和污染物排放总量标准。环境监测方法标准：指对采样方法、分析方法、测定方法、实验方法、检验方法等所作的统一规定环境标准样品标准：对用于量值传递或质量控制的材料、实物样品，制定环境标准样品标准。环境基础标准：指在环境保护工作范围内，对有指导意义的符号、代号、指南、程序、规范等所作的统一规定。,1.我国环境标准体系,1.环境标准体系,分级：国家标准和地方标准两级。国家污染物排放标准分为跨行业综合性排放标准（如污水综合排放标准、大气污染物综合排放标准等）和行业性排放标准（如火电厂大气污染物排放标准、造纸工业水污染物排放标准等）。综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行。即：有行业

3、性排放标准的执行行业性排放标准，没有行业性排放标准的执行综合性排放标准。,省级政府对国家环境质量标准中未作规定的项目，可以制定地方环境质量标准，报国家环境保护部备案；对于污染物排放标准，省级政府可以对国家排放标准未作规定的项目，制定地方污染物排放标准，对国家污染物排放标准中已作规定的项目，可以制定严于国家排放标准的地方排放标准。向已有地方标准的区域排放污染物的，优先执行地方环境标准。,1.环境标准体系,地方标准,环境标准之间的关系,国家环境标准分为强制性、推荐性质量标准和污染物排放标准属强制标准推荐性标准被强制性标准引用，也必须强制执行地方标准优于国家标准综合性标准与行业标准不交叉执行，有行业

4、标准的优先执行行标,1.环境标准体系,2.啤酒工业污染物排放标准 GB19821-2005,2.啤酒工业污染物排放标准 GB19821-2005,3.工厂具体污水排放限值,工厂最后具体的排放限值是环境质量标准 排放标准综合作用的结果：总量控制，核算排污总量，控制总量，核发排污许可证条例,新建工厂，必须严格按照环评总量核算排放浓度,二、啤酒废水处理工艺,1.啤酒废水的主要特点2.啤酒废水处理工艺路线3.预处理工艺4.厌氧处理工艺5.好氧处理工艺6.脱硫脱氮工艺7.自动控制系统的基本要求,1.啤酒废水的主要特点,无毒有害的机废水BOD5/COD约为0.5，可生化性好中等浓度，营养配比基本平衡非常适

5、于进行生化处理啤酒废水随季节和昼夜变化水质变化较大，负荷冲击较强废水温度在2845，属准中温和中温废水废水的悬浮物较高,1.啤酒废水的主要特点,描述啤酒废水的主要参数,COD,pH(-),温度(C),VFA(mg/l),TSS(kg/m),BOD/COD,流量(m/day),营养元素(N,P,micro-nutrients),BOD,(mg/l),2.啤酒废水的主要处理工艺线路,污水处理部分预处理+厌氧处理+好氧处理+（深度处理）达标排放以厌氧处理为主的生物处理工艺污泥处理部分污泥浓缩+压滤机 外运生物处理的优点毒害性小经济,3.预处理,根据啤酒废水的特点针对性的设计设计集水井：用来收集废水，

6、进口设置粗格栅，保护后续设备出口设置细格栅，进一步去除细小的颗粒物设计初沉池：用于去除较高的悬浮物，降低后续负荷，为后续工艺提供保证设计事故池：收集事故性排放的废水，包括PH值异常/高浓度设计废碱池：收集高PH值的废水，主要是包装废碱设计调节池：调节水质水量，保证一定的预酸化程度设计冷却塔：用于降低废水温度设计蒸汽加热系统：用于冬季加温。,4.厌氧处理,4.1.厌氧消化4.2.厌氧降解过程4.3.厌氧反应器的种类4.4.影响厌氧的因素4.5.UASB,厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌的联合作用完成。因而粗略地将厌氧消化过程划

7、分为三个连续的阶段，即水解酸化阶段，产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。,4.1.厌氧消化,4.1 厌氧消化过程,水解阶段：在水解与发酵细菌作用下，使碳水化合物、蛋白质及脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳及氢等。参与的微生物：包括细菌、原生动物和真菌，统称水解与发酵细菌，大多数为专性厌氧菌，也有不少兼性厌氧茵。,产酸阶段：在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。参与的微生物：产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌，它们能够在厌氧条件下，将第一阶段的产物转化为乙酸、二氧化碳、氢；,4.1 厌氧消化过程,甲烷阶段：通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用，一组把氢和二氧化碳转

8、化成甲烷，另一组是对乙酸脱按产生甲烷，参与的微生物：甲烷菌或称为产甲烷菌，属于绝对的厌氧菌，主要代谢产物是甲烷。,4.1 厌氧消化过程,4.2 厌氧消化降解路径,升流式反应器-相对较高的负荷-颗粒污泥-无混合装置 通过一定的升流速度 及产生的沼气混合三相分离器布水器-UASB-EGSB;IC,4.3.厌氧反应器的种类,UASB,EGSB,4.4.影响厌氧的因素,厌氧法对环境条件的要求比较严格，控制厌氧处理效率的基本因素有两类：一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、营养比、混合液接触状况、有机负荷等；另一类是环境因素，包括温度，pH值、氧化还原电位、有毒物质等。,influent distr

9、ibution system,3,-,phase separator,anaerobic effluent,biogas,off,-,gas,flow,布水系统,-,三相分离器,厌氧出水,沼气,臭气,-,升流,相比于其他的IC、EGSB高效厌氧反应器，UASB更适宜处理啤酒废水，这是由啤酒废水的特点决定的。啤酒废水中等COD浓度，悬浮物较高，含有大量的暂时不容性的胶体有机物，这部分物质通过初沉池无法去除，它的降解必须经过水解液化、厌氧矿化等各个阶段，要提高系统的去除效率，这一部分污染物必须得到较好的降解，而这一过程需要时间，而EGSB、IC 等反应器主要特点是负荷高、流速高、停留时间短，酸化不

10、足时，这一部分胶体有机物直接被带出反应器，根本没有降解。UASB反应器流速低，污泥床的截流效果明显，因此可以获得更高的处理效果及处理程度。,4.5 UASB,5.好氧处理,在有氧条件下，在好氧微生物的作用下氧化分解有机物的过程。在这一过程中，有机物的降解、微生物的增殖、溶解O2的消耗这三个过程同步进行。主要工艺形式：传统的活性污泥法（CAS）完全混合推流式曝气传统氧化沟序批次活性污泥法（SBR/CASS/CAST）生物膜法（接触氧化法）,沉淀分离,5.1 传统活性污泥法（Conventional activated sludge，简写CAS）,曝气池,二沉池,在二沉池处理后的污水与活性污泥分离

11、，剩余污泥排出系统，回流污泥回流至曝气池。,预处理后的污水从曝气池首端进入池内，与由二沉池回流的污泥同步注入。,污水与回流污泥形成的混合液在池内呈推流形式流动至池的末端，然后进入二次沉淀池,供、需氧量,曝气过程（曝气池长度）,定常供氧速率,需氧量,有机物在曝气池内的降解，经历了吸附和代谢的完整过程，活性污泥也经历了一个从池首端的增长速率较快到池末端的增长速率很慢或达到内源呼吸期的过程。,由于有机物浓度沿池长逐渐降低，需氧速率也是沿池长逐渐降低（见右图）。因此，在池首端和前段混合液中的溶解氧浓度较低，甚至可能是不足的，沿池长逐渐增高，在池末端溶解氧含量就已经很充足了，一般都能够达到规定的2mg/

12、L以上。,处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水；对污水的处理程度比较灵活，根据需要可适当调整。,曝气池首端有机物负荷高，耗氧速率也高，因此，为了避免溶解氧不足的问题，进水有机物负荷不宜过高；耗氧速率沿池长是变化的，而供氧速率难于与其相吻合、适应，在池前段可能出现供氧不足的现象，池后段又可能出现溶解氧过剩的现象；曝气池容积大，占用的土地较多，基建费用高；对进水水质、水量变化的适应性较低。,传统活性污泥法处理系统在工艺上的优点：,传统活性污泥法处理系统存在的问题：,5.2 好氧处理-SBR/CASS,又称序列间歇式或序批式活性污泥法（Sequencin

13、g Batch Reactor，简称SBR法），其运行工况是以间歇操作为主要特征的。所谓序列间歇式有两种含义：一、是运行操作在空间上是按序排列的、间歇的。间歇反应器至少为两个池或多个池，污水连续按序列进入每个反应器，它们运行时的相对关系是有次序的，也是间歇的 二、是对于每一个SBR来，运行操作在时间上也是按次序排列的间歇的，一般可按运行次序分为进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段。,5.2 好氧处理-SBR/CASS-基本流程,进水阶段(Fill),反应阶段(React),沉淀阶段(Stettle),排水阶段(Draw),闲置阶段(Idle),SBR反应器,SBR空池、滗水器和曝气系统,SBR的滗

14、水器在运行中,不需要污泥回流，不设二次沉淀池；工艺流程简单，基建与运行费用低；生化反应推动力大，速率快、效率高，出水水质好；通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱 氮和除磷；耐冲击负荷能力较强，处理有毒或高浓度有机废水的能 力强，尤其按非限制曝气方式运行时；不易产生污泥膨胀现象，是防止污泥膨胀的最好工艺。,间歇式活性污泥法处理系统最主要特征是采用集有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器间歇曝气池。与与连续流式活性污泥法系统相比，有以下特点：,SBR工艺的主要特点,5.2 好氧池 SBR/CASS,SBR缺点：不能连续进水。CASS优点：连续进水，推流式的池型结构。尤其是对于一些难降解物

15、质，可以在CASS池中通过缺氧好氧的循环作用得到良好的去除效果。通过好氧过程中的硝化反应和缺氧过程中的反硝化反应使污水中的氮去除。,5.3 接触氧化,生物接触氧化法是生物膜法的一种，生物膜法和活性污泥法一样，同属于好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来净化有机物的，而生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的。生物膜净化废水的原理：生物膜成蓬松的絮状结构，微孔多表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养料。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中截流下来，成为污泥。生物接触氧化法是一种浸没型生物膜法，实际上是生物滤池和曝

16、气池的结合体。生物接触氧化法又称浸没曝气式生物滤池。在池中装满各种挂膜介质，全部滤料浸没在废水中。在滤料下部设置曝气管，用压缩空气鼓泡充氧，废水中的有机物被吸附于滤料表 面的生物膜上，被微生物分解氧化。和其他生物膜一样，该法的生物膜也经历挂膜、生长、增厚、脱落等更替过程。一部分生物膜脱落后变成活性污泥，在循环流动过程中，吸附和分解废水中的有机物，多余的脱落生物膜在二沉池中出去。空气通过池底的布气管进入废水中。,5.3 好氧处理-接触氧化,在池内填充填料，已经充氧的污水全部浸没全部填料，并以一定流速流经填料-浸没式生物滤池,5.3 好氧处理-接触氧化,生物膜的构造,填料及曝气系统,好的曝气效果,

17、分布系统,膜片曝气器,风机,5.4 好氧处理-好氧曝气器,表曝机,链式曝气,5.5推荐生物处理工艺,UASB+CASS厌氧系统有机负荷高，对比同等废水COD去除率较好厌氧系统抗冲击负荷能力强厌氧系统容积产气率高，能耗很低好氧系统运行稳定，处理效果好，管理简单好氧系统由于采用静止沉淀，出水水质较其它处理好好氧微生物富集简单，系统启动容易系统对有机物有很好的稳定去除作用好氧系统自动控制，管理容易好氧系统不易出现污泥膨胀现象避免了常规SBR工艺间歇进水的缺点，保证连续稳定进水处理,5.运行管理,5.1 对污水处理厂的有害因素5.2 污染物的源头管理5.3 UASB 的运行管理5.4 好氧的运行管理,

18、5.1 对污水处理厂的有害因素,5.2 峰值污水物对污水系统的影响,COD的分类 溶解性COD/不溶解性的COD酒损 啤酒生产过程中的酒损对啤酒废水的COD/BOD浓度影响非常大。TSS/VSS分析的重要性如果该比值过低，则说明啤酒废水中含有较多的无机悬浮物质，需要查找源头是否有比较多的硅藻土、煤灰或者其他的物质混入到啤酒废水中。,5.3 加强源头管理,5.4 UASB反应器,在UASB中,污水通过底部的布水管均匀的向上通过厌氧菌污泥(也称为“污泥层”),在这期间，废水中的有机物在厌氧菌的作用下逐步酸化以至分解成甲烷，在反应池顶部的三相分离器处水、厌氧污泥、甲烷进行分离。污水的平稳流动使得活性

19、甲烷菌泥趋于凝聚，形成颗粒污泥。但是,溢流循环需要使污泥层充分混合并保持足够的向上流动速率。UASB反应器的设计承载应小于 7公斤COD/立方米.天污水在UASB反应器中的滞留时间应不小于 12小时污水在UASB反应器中的上升速度应在 0.5米1米/小时这个区间内,UASB构造,悬浮污泥区,颗粒污泥区,啤酒工厂对UASB系统有危害的排放物,硅藻土油类杀菌剂、抑菌剂大量的酵母细小的酒糟麦皮大量的酸和碱,5.4 UASB反应器,主要设备：进水PH值调节装置。保证UASB的进水的PH值在6.87.8之间，最好在6.8-7.2之间。PH计。监控UASB中的水的PH值的波动情况。调节池的进水流量计、沼气

20、流量计。根据数值计算来把握UASB的负荷状况和工作状况。UASB总进水的调节装置。保证UASB中的水流上升速度。,5.4 UASB反应器,管理要点：进水的PH值应该严格控制在6.87.8之间，最好在6.8-7.2之间。进水的TSS一定要控制在500ppm以下。进水的VFA尽量大于250ppm。进水的COD尽量不要大于设计的最高值。监控UASB池中水的PH的变化情况。检测UASB出水的COD、VFA、TSS、PH的变化情况，以及出水的混浊和气味的变化。定期检测UASB池中的污泥总量和污泥活性。关注UASB池的运行温度和进水的温度。管理的核心是负荷管理,5.4 UASB反应器,最重要的指标，VFA

21、几乎所有的异常情况，都可以通过这一指标最快反应出来。正常运行时：当VFA250mg/l,减少流量当VFA500mg/l,停止进水防止进一步恶化直观指标：沼气流量,5.4 UASB反应器,5.5 好氧管理,在好氧工艺确定的情况下，管理的核心是对活性污泥的管理,影响活性污泥微生物的环境因素,活性污泥的性能指标,混合液中活性污泥微生物量的指标（1）混合液悬浮固体浓度（mixed liquor suspended solids），简写为 MLSS。（2）混合液挥发性悬浮固体浓度（mixed liquor volatile suspended solids）简写为 MLVSS。在混合液中保持一定浓度的活

22、性污泥，是通过活性污泥在曝气池内的增长以及从二次沉淀池适量的回流和排放来实现。,活性污泥的沉降性能及其评价指标,正常的活性污泥在30min内即可完成絮凝沉淀和成层沉淀过程，并进入压缩.根据活性污泥在沉降浓缩方面所具有的特性，建立了以活性污泥静置沉淀30min为基础的两项指标。,污泥沉降比在一定条件下能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比的测定方法简单易行，是评定活性污泥数量和质量的重要指标，也是活性污泥法处理系统重要的运行参数。SVI值能够反映活性污泥的凝聚、沉降性能，对生活污水及城市污水，此值以介于701

23、00之间为宜。,活性污泥法工艺的设计运行参数,除了前述的污泥性能指标外，还有以下几个工艺参数：,（1）BOD污泥负荷率与BOD容积负荷率,（2）污泥龄c（或污泥停留时间 SRT）,（3）污泥回流比 R,（4）曝气时间t（或水力停留时间 HRT）,（1）BOD污泥负荷率,F/M比值：食微比,采用较高的BOD污泥负荷率，将加快有机物的降解速率与活性污泥增长速率，降低曝气池的容积，在经济上比较适宜，但处理水水质未必能够达到预定的要求。采用较低的BOD污泥负荷率，有机物的降解速率和活性污泥的增长速率，都将降低，曝气池的容积加大，基建费用有所增高，但处理水的水质可提高。,常用的工艺控制措施主要从三方面来

24、实施：,剩余污泥排放系统的控制,污泥回流系统的控制,曝气系统的控制,正常运行阶段,活性污泥法处理系统运行效果的检测,污泥处理系统的异常情况,污泥膨胀 活性污泥系统种的污泥沉降性质发生改变，不易沉降的现象。污泥变质时，不易沉淀，SVI增高，污泥结构松散，体积膨胀。活性污泥的SVI值在100左右时，其沉降性能最佳，当SVI值超过150时，预示着活性污泥即将或已经处于膨胀状态，应立即予以重视。,filaments,（1）危害：a.污泥流失，反应器中处理的污泥浓度不够 b.污泥浓度不足，处理率下降 c.排入水体，生物污染（2）分类：a.丝状菌膨胀 b.结合水膨胀（3）原因 a.C/N过高 b.DO不足

25、 排泥不通畅 c.水温高 结合水膨胀 d.pH过低,污泥膨胀的控制,临时控制措施,工艺运行调节控制措施,临时控制措施,污泥助沉法指向发生膨胀的污泥中加入有机或无机混凝剂或助凝剂，增大活性污泥的比重，使之在二沉池内易于分离。常用的药剂有聚合氯化铁、硫酸铁、硫酸铝和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。有的小处理厂还投加粘土或硅藻土作为助凝剂。助凝剂投加量不可太多，否则易破坏细菌的生物活性，降低处理效果。灭菌法指向发生膨胀的污泥中投加化学药剂，杀灭或抑制丝状菌，从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。,环境调控控制法,5.6 运行管理系统中自动控制系统的运用,污水控制系统是污水处理厂污水厂成功经济运行的基础之一

26、，自动控制系统需要达到的最基本的功能：系统具有工艺图形显示数据参数显示主要参数趋势分析故障报警数据存储打印历史数据归档及查询。,5.6 运行管理系统中自动控制系统的运用,主要监控仪表数据：集水井：液位、PH、流量事故池：液位、PH调节池：液位、PH、温度、流量厌氧池：进出口PH值、进水及回流流量、进口及池内温度、沼气流量、好氧池：DO总排口：PH、流量、COD、氨氮,关注工厂对厌氧系统有危害的排放物。制订应急方案和措施。建立指标的监控体系。原水的COD、TSS、PH；调节池的PH、水的滞留时间；厌氧进水的COD、TSS、VFA、PH、进水流量、厌氧池中的PH、厌氧出水的COD、TSS、VFA、

27、厌氧菌的活性、厌氧污泥的总量、沼气的产生量；好氧的污泥沉降时间、好氧泥的总量；最后出水的COD、TSS、PH、出水总量。化验仪器定期校验，运行设备计划检修。,污水处理系统运行管理要点,小结,6.污水厂的经济运行,6.1 系统主要的可控运行费用6.2 系统经济运行的理论基础6.3 降低系统运行费用的其他因素,6.1污水厂的经济运行,对已经投运的污水处理厂，主要的控制费用：1、运行电费，最大为好氧风机2、污泥处置费用3、化学品费用,直接和厌氧相关,COD的去除原理探讨COD是化学耗氧量，厌氧处理过程中，C、H化合物主要还是分解，形成的主要是CH4、H2O、CO2，因此并没有完成耗氧过程，主要产物C

28、H4还需要进一步氧化到最终产物CO2、H2O，因此CH4是COD的另一种表现形式。从降解过程可以看到，其中不需要氧气，不需要鼓风的能量，而CH4在最终完成耗氧的过程中，还可以回收能源，因此是一个能源回收系统。去除效率也非常高，运行好的系统90%以上的COD可以在这个阶段去除。因此系统要达到经济基础的最大潜力是提高厌氧系统的稳定性和去除效率，从而降低系统的运行费用。这也是为什么强调厌氧重要性的经济基础。,经济性的理论基础,厌氧好氧处理的比较,经济性的理论基础,厌氧的优点,通过直观对比，厌氧反应具有以下直观优点：无需曝气，节约大量的能源去除同样负荷的COD，污泥产率要远远低于好氧可以回收沼气，能量

29、再生容积负荷远高于好氧,好氧,厌氧,生化反应中无 O2 作为 e受体:因此仅少部分能量用作污泥增殖!能量聚积在沼气中!,更少的污泥产生,产生新的能源,能量平衡,风机、水泵尽量安装变频器。减少耗电量。利用好工厂生产所产生的废酸和废碱，降低酸碱的用量。控制好好氧污泥的总量，减少好氧泥的排放。中水回用。,6.3 降低系统运行费用的其他措施,污水站关键成功要素,为确保高质量的最终产品（清洁的总出水）关键在于：原材料（=啤酒废水）的质量/数量污水处理厂的工艺质量一个失败的污水处理厂是经营的潜在风险关键成功因素：污水处理厂设计良好的啤酒厂内务管理啤酒组织,生产管理,污水站是整个生产管理不可或缺的部分所有的生产人员对污水厂的成功运行都负有不可推卸的责任好的清洁生产纪律制度，控制各种污染物的排放事故排放的良好沟通,