煤矿生活污水处理利用技术全解.ppt
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1、2023/5/4,煤矿生活污水 处理利用技术,2023/5/4,煤矿生活污水处理厂:小型 处理技术选用原则:1、处理效果稳定 2、产泥量少 3、节能 4、操作运行管理方便,2023/5/4,常 用 处 理 技 术稳 定 塘利用天然净化能力生物构筑物总称(1)、适宜的自然池塘(2)、人工改造的自然池塘(3)、人工修建的池塘,2023/5/4,稳 定 塘 特 点,优点:(1)运行管理费用低(2)操作简易(3)节约能源缺点:(1)占地面积大(2)净化能力低(3)出水水质受气温影响大(4)散发臭气,2023/5/4,煤矿生活污水选用稳定塘?,1、改造利用矿区塌陷地2、工程造价及运行费用低3、出水可灌溉
2、农田或回用,我国环境保护技术政策规定:城市废水处理,应推行废水处理厂与稳定塘、土地处理系统相结合的政策。,2023/5/4,处 理 流 程,2023/5/4,稳 定 塘 分 类,按塘中微生物反应类型分:好氧塘、厌氧塘、兼性塘、水生植物塘、生态系统塘,2023/5/4,好 氧 塘,水深小于1米,阳光可射透池底,整个塘容积都处于好氧状态。BOD5的去除通过藻类和好氧菌共生系统代谢来实现。BOD5去除率可达80%以上,污水在塘内停留时间为2-6天。同时对污水中N、P也有去除效果。,2023/5/4,位置多级塘系统前部,用已处理原生污水或一级处理出水,起二级处理作用。多级塘系统的后部或常规二级处理系统
3、之后称最后净化塘或熟化塘。对二级处理的出水进行处理,以保证更高质量的出水。,2023/5/4,厌 氧 塘,塘深2-4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。依靠塘内及底层沉淀物兼性厌氧菌把复杂有机物水解或转化成简单有机酸分子绝对厌氧甲烷菌把有机酸转化成甲烷及二氧化碳,BOD5去除率50%以上。,2023/5/4,优点:承受高负荷,深度大,占地面积少。缺点:产生臭气,对温度较敏感,出水达不到排放标准。作为预处理塘与兼性塘、好氧塘组合进行处理。,2023/5/4,兼 性 塘,水深1-2.5米,由上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区组成。在国内外污水二级处理中常采用,适合处理小
4、城镇生活污水。,2023/5/4,工艺流程,2023/5/4,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。,2023/5/4,水 生 植 物 塘,将一种或几种维管束植物水葫芦、水浮莲、水花生种植于浅塘、人造湿地或人工滤床中,污水在其中停留较长时间,通过各种水生植物的吸附、消耗和贮存,以及污泥中厌氧作用,使污水得到有效的净化处理。是一种经济、节能、有效的污水处理技术。,2023/5/4,生 态 系 统 塘,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行控制,出水中含有大量藻类,造成受纳水体二次污染。这些塘中放养鱼、蚌、鸭、鹅等,使
5、普通好氧塘或兼性塘中生物构成许多条良好的食物链,就转变成生态系统塘。,2023/5/4,特点:有效去除进塘污水中污染物同时,又实现污水资源化。实现了环境效益和经济效益的统一。注意:严格控制进塘污水水质,防止重金属和难降解有机化合物通过食物链威胁人体健康。,2023/5/4,土 地 处 理,将污水有节制地投配到土地上,通过土壤植物系统物理的、化学的、生物的吸附、过滤与净化作用和自我调控功能,使污水中可生物降解污染物得以降解、净化,其N、P等营养物质和水分得以再利用,促进绿色植物生长并获得增产。,2023/5/4,优点:低费用、低能耗、高效率,实现污水稳定化和无害化,并将污水转变为水资源予以再用。
6、条件适宜煤矿地区可选用。,缺点:占地面积大、受气候、土壤、土地利用因素的影响。,2023/5/4,慢速渗滤工艺简称SR是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土壤植物系统垂直渗滤时得到净化的土地处理工艺。,2023/5/4,2023/5/4,快速渗滤工艺简称RI是将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水在受重力作用迅速向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化、还原等一系列作用而得到净化的土地处理工艺。,2023/5/4,2023/5/4,漫流工艺简称OF是将污水有控制地投配到生长有多年生牧草、坡度和缓、土壤渗透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以
7、净化的土地处理工艺。,2023/5/4,2023/5/4,污水湿地处理系统将污水有控制地投配到土壤,使之经常处于饱和状态,湿地上生长有芦苇、香蒲等沼泽生植物,污水在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。,2023/5/4,2023/5/4,地下渗滤系统将污水投配到具有一定构造和良好扩散性能的土层中,污水经土壤毛管浸润和渗滤作用向周围和向下运动过程中达到处理要求。,2023/5/4,三、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
8、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。,2023/5/4,2、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机和无机的悬浮物质、胶体物质。,2023/5/4,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。,2023/5/4,3、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
9、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。,2023/5/4,4、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。,2023/5/4,5、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。,2023/5/4,2023/5/4,6、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
10、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。,2023/5/4,、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。,2023/5/4,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。,2023/5/4,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
11、液中悬浮固体干重,g/l。,2023/5/4,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。,2023/5/4,、净化原理:活性污泥对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。,2023/5/4,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。,2023/5/4,、影响活性污泥法效果的
12、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。,2023/5/4,()、水温:活性污泥最适合温度是度。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。,2023/5/4,()、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。,2023/5/4,()、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。
13、处理值变化较大的工业废水时,应事先进行中和处理。,2023/5/4,()、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。,2023/5/4,、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。,2023/5/4,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
14、。,2023/5/4,2023/5/4,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。,2023/5/4,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。,2023/5/4,2023/5/4,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
15、不足和出口处溶解氧过量的缺点。,2023/5/4,、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。,2023/5/4,、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
16、含量。,2023/5/4,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。,2023/5/4,、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。,2023/5/4,2023/5/4,()、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
17、池内,处理后出水由池四周出水槽汇集排出。,2023/5/4,2023/5/4,、圆形曝气沉淀池:将曝气和沉淀两项工艺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。,2023/5/4,2023/5/4,2023/5/4,()、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:,2023/5/4,2023/5/4,、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
18、活性污泥法、高负荷活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法等。,2023/5/4,、活性污泥系统的运行管理:()、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。,2023/5/4,()、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。,2023/5/4,)、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
19、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,一般是水力停留时间的倍。通过回流二次沉淀池中污泥来实现。,2023/5/4,()、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。,2023/5/4,)、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;,
20、2023/5/4,)污泥上浮:原因:、污泥膨胀:丝状菌性污泥膨胀和非丝状菌性污泥膨胀;、污泥脱氮:曝气时间过长或曝气量过大时,反硝化反应产生氮气;、污泥腐化:曝气量过小,厌氧分解产生二氧化碳和甲烷气体。,2023/5/4,生物膜法生物膜反应器是污水生物处理主要技术之一,它与活性污泥法并列,既是古老的,又是发展中的污水生物处理技术。生物膜法是土壤自净的人工化。是使微生物群体附着于其他物体表面呈膜状,并让它和废水接触而使之净化的方法。,2023/5/4,1893年,英国进行将污水在粗滤料上喷洒进行净化试验取得良好净化效果,最早生物膜反应器-生物滤池问世。主要类型生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法,
21、2023/5/4,生物滤池是一种内装多孔天然滤料或合成滤料的池子。污水间歇喷淋在滤池表面上,由于滤料表面生物膜作用,将污水中有机物氧化分解,污水得到净化。,2023/5/4,构 造,池体、滤料、布水装置、排水系统池体:呈正方形、矩形或圆形。池壁可用砖或混凝土材料砌成。池壁高出滤料表面.米以免风吹影响废水的均匀分布,2023/5/4,滤料:生物膜载体,净化污水的主体。良好滤料应强度高、质坚硬、耐腐蚀、比表面积大、空隙率高、能就地取材、价廉等。,2023/5/4,经常采用的滤料:碎石、卵石、炉渣、碎砖、焦炭等。滤料粒径为。滤料填装高度为.米。目前采用较多是塑料填料,成本较高。,2023/5/4,布
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