污水处理厂运行管理培训教材Word文件下载.doc
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水处理的主要任务是改善水质,运用工程技术手段将原有水中的杂质去除,并最终成为客户或者环境所希望得到的水质
正因为如此,水处理行业应运而生
二、污水水处理介绍
水处理厂有两种,一种叫净水厂,一种叫污水厂,净水厂处理饮用水,污水厂处理污水
废水
废水:
在人类的生产,生活过程中,不但使水在数量上有所消耗,而且内在的质量也发生了变化。
这种使用后发生物理、化学性质变化,丧失了原有利用价值和功能的水我们就称作废水
废水的主要来源
1、一是工业生产
2、一是人类生活
人们在习惯上将生活过程中产生的废水叫做污水,将工业生产过程中产生的废水叫做废水,其实这两种叫法的含义是一样的,只不过废水多强调其功能丧失而被废弃的一面,而污水强调的是其污浊的一面。
生活污水的特点
1、水质稳定
2、水量程周期性变化
3、主要污染物为有机物
工业废水的特点
1、水质不稳定,污染物主要取决于行业的性质,有以无机物为主的废水,如矿井水、冶金废水、电镀废水等;
有以有机污染物为主的废水,如食品废水、造纸废水等。
其中有的污染物成分复杂,有重金属污染、酸、碱污染、酚类、氰化物等有毒污染。
2、水量变化大,不均衡,甚至不连续
水体中的污染物
1、耗氧性污染物,包括我们生活和生产过程中所排出糖类、淀汾、纤维和脂肪等,即我们所指的有机污染物,这些污染物在微生物的作用下被分解,最终生成CO2和H2O,在这种分解的过程中要消耗大量的氧,所以将它们称为好氧性污染物。
2、植物性营氧物
所谓植物性营氧主要是指氮、磷等元素元素,从农作物生长的角度看,植物性营养是宝贵的物质,但过多的营养物质进入天然水体,将使水质恶化,影响渔业的发展并最终破坏水体生态。
氮、磷分别达到零点二和零点零二
我们前面所说过的太湖、滇池等水体污染现象,就是植物性营养过甚的一种污染,也称为水体富营养化。
水体富营养化是指氮、磷等植物性营养物质含量过多所引起的水质污染现象,大量的植物性营养物质排入湖泊、水库等造成水生生物特别是藻类异常大量的繁殖,使生物的种群和种类发生变化,破坏了水体的生态平衡,大量死亡的水生生物淤积在水底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧降低,水质恶化,最终影响到鱼类的生存,表现为浮游藻类大量繁殖,使水体呈现蓝色、红色等,这种现象在海水中叫赤潮,在江河中叫水华。
目前,国内水体最严重的就是水体富营养化。
3、有毒物质
污染的水体中含有多种对人及生物有毒的物质,包括重金属(汞、镉、铅、砷),这些重金属容易发生富集,通过食物链进入人体。
石化、煤气、塑料等生产过程中产生的氰、CN-化物是剧毒,0。
3MG/L即可导致鱼类死亡。
另外还有联苯,吡淀等多环芒烃等致癌、致畸有毒物质
4、油类污染物
油类进入水体会发生扩散,造成鱼、海鸟等的死亡,而且被微生物氧化也会消耗大量的氧
5、酸碱污染
6、病原微生物,医疗、生活、制革、养殖等污水中含有的病原微生物,引起疾病的各种致病菌、病毒和寄生虫。
容易引起疾病的传播,流行病的暴发,甚至造成人畜的死亡
另外的污染物还有色度、热、恶臭等
评价水体污染的指标
水质是水体质量或废水质量的简称。
水体和废水的水质分别表征其各自的物理、化学和生物特征及组分构成。
水质指标有的是直接以具体污染物来表示,如酚、重金属离子等毒性污染指标;
有的则是采用一个或多个间接或综合性指标来反映某类污染物,如浊度、生化需氧量等。
1、PH值
即水样中氢离子浓度的负对数,它是衡量水的酸性或碱性特征的指标。
酸性、碱性都具有腐蚀性,容易发生化学反应。
2、色度
指水样所呈现的颜色深浅程度,色度常由悬浮态和胶态物质引起。
生活污水的颜色常呈灰色,但当污水中的溶解氧降低至零,污水所含有机物腐烂,则水色转成黑褐色并有臭味。
生产污水的色度视工矿企业的性质而异,差别极大,如印染、造纸、农药、焦化、冶金及化工等的污水,都有各自的特殊颜色。
色度可由悬浮固体、交替或溶解物质形成,悬浮固体形成的色度称为表色。
胶体或溶解物质形成的色度称为真色。
水的颜色用色度作为指标。
3、悬浮物(SS)
指截留于标准滤膜0。
45微米上的固体物质
水中的物质按大小分为三类,一类是悬浮态物质,一类是胶态物质,一类是
溶解态物质。
溶液小于1纳米,悬浮液大于100纳米
4、生化需氧量(BOD)
指20度时,一定时间内,有足够溶解氧及适量微生物条件下, 由微生物分解水样中的有机物质的生物化学过程引起,单位体积水样所消耗溶解氧的量。
BOD值可间接表示水样中有机物特别是可生化有机物的含量水体,是反映水体有机
污染程度的含量水平,是反映水体有机污染程度的重要综合指标之一。
(5天和20天的区别)
5、化学需氧量COD
在规定的条件下,使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧化剂的量,以每升水消耗氧的毫克数表示,根据所用氧化剂的不同,分为高锰酸钾法和重铭酸钾法。
若水样中的各种有机物的数量和组成相对稳定,BOD与COD之间可有一定的比例关系,因而可以根据分析结果相互推算求定。
比值越大,可生化性就越好,一般认为比值大于0.3时,才适宜采用生化法处理。
6、氮、磷指标
7、总大肠菌数
大肠菌是作为间接污染指标来表示水受到人类生活活动引起的污染可能性。
水质标准
在实际生产、生活当中,凡涉及水的使用、处理和排放的各种场合都对水或废水的水质有特定的具体指标要求。
针对某种实际需求,以国家法律的形式正式颁布的水体或废水的相关水质指标的统一规定,称为水质标准。
(水质标准)
水和废水的排放必须符合水质标准要求
污水处理的方法
污水处理实际上就是利用各种手段和技术,将污水中的污染物分离出来,将其转化为无害的物质,从而使污水得到净化的过程(污水处理的作务)。
依据处理过程对废水污染物的作用方式,可将水处理方法划分为分离处理、转化处理两大类
分离处理是指借助各种外力的作用,使污染物从废水中直接分离的处理方法,其特点是污染物的化学性质在分离过程中不发生变化。
转化处理是指通过化学或生物化学的方法,使废水中不易分离的有毒有害污染物转化为可分离或无毒无害形式的特质,其物征是处理过程中污染物的形态或性质发生转变。
生化法只能去除废水中可溶解性的污染物
废水处理的级别
根据处理任务的不同要求,即对污水中污染物的不同净化程度,一般可将其分为一级处理、二级处理、三级处理三个级别。
1、一级处理又称机械处理,主要任务是采用物理分离方法去除废水中的飘浮物和悬浮物。
一级处理设施一般有格栅、沉砂池、沉淀池等。
一级处理对悬浮物的去除率为50-70%,同时可去除20-30%左右的BOD。
2、二级处理
二级处理的对象是废水中呈溶解态和胶体态的有机污染物,采用生物处理方法,二级处理系统一般包括生物池和沉淀池。
3、三级处理
三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物,可采用的处理方法有混凝沉降,砂滤、活性炭过滤、生物脱氧除磷等
与三级处理相对应的还有深度处理和高级处理,三级处理和深度处理在处理深度和程度上基本相同,但三级处理强调处理阶段的顺序性,深度处理强调处理的深度
废水处理流程(图)
调节池——粗格栅——集水井——细格栅——沉砂池—(气浮池)——初沉池——生物处理单元——二次沉淀池——深度处理——消毒。
1、调节池:
也叫均质池,均质调节池是用来克服污水排放的不均与性,均衡调节污水的水质、水量、水温的变化,储存盈余,补充短缺,使生物处理设施的进水量均匀,从而降低污水的不一致性对后续二级生物处理设施的冲击性影响,尤其是对综合污水处理场,当排来的污水不止一种,而它们的水质水量又是经常性变化,设置均质调节池是非常必要的。
工业水或水量小,不稳定的处理处理厂常用。
运行中注意:
调节池搅拌运行状况、冬季的防冻。
2、格栅
去除污水中大的飘浮物或悬浮物,保护后续处理设施、设备不被磨损,阻挡或堵塞。
筛网,用于处理废水中既不能被格栅截留,也难于用沉淀法去除的纤维、纸浆、藻类等细小悬浮物。
由于污水从干管输送到污水处理厂,在管道厌氧状况下容易产生腐化恶臭和硫化氢、甲硫醇等有毒有害气体,因此在格栅工作要注意安全,格栅间工作应设置通风措施
要及时清理栅渣和砂子,防止腐败产生。
格栅一般设置两套,前面是粗格栅,后面是细格栅,格栅运行要保证集水井水位,一般自动化运行要设置栅前栅后水位差,做不到的地方要注意观察,当水位上升到一定位置后运行格栅,在雨季时尽量连续运行。
格栅的日常管理主要是注意对栅条、除渣耙、栅渣箱和前后水渠进行清理,及时清理栅条间或链齿上的杂物,及时清运栅渣,保持格栅通畅。
注意给设备润滑。
巡视中要注意格栅运转情况,栅条、耙齿等有无损坏,电机运转声音是否正常。
3、泵房:
污水处理厂的运行工艺流程中一般采用重力流的方法通过构筑物和设备,但由于厂区地形的限制,必须在前处理处加提升泵将污水提到某一高度后才能按重力流方法运行,污水提升泵站的作用就是将上游来的污水提升至后续处理单元所要求的高度,使其实现重力流
泵房一般由集水池和泵房组成
泵房的运行,主要是对泵运行台数的控制,以及集水池的状况的控制。
对水泵机组的控制应注意
保证来水量与提升量一致,如来水量大于提升量,上游又没有及时采取溢流措施,可能淹没格栅等构筑物。
如果来水量小于提升量,则可能使水泵处于干运行状态,损坏水泵。
尽量保持高水位运行,这样可以降低扬程,在保证提升水量的前提下降低能耗
水泵的开停不要过于频繁,否则易损坏开关和水泵
保持水泵机组内每台水泵的停开时间均匀,备用泵也要互相转换,一是保证运转,提升寿命,二是防止发生死角。
4、沉砂池
沉砂池主要是利用重力原理去除比重较大的悬浮颗粒,减轻后续构筑物的负担,防上后续设备的磨损、管理的堵塞。
平流沉砂池是一个狭长的矩形池,废水沿水平方向流至未端经堰板流出,结构简单,处理效果稳定,但占地面积大。
曝气沉砂池在池的一侧设置空气扩散器:
产生水力旋流使砂粒与有机物分离,沉渣不易腐败;
预曝气充氧、氧化部分有机物。
目前使用较多的为旋流沉砂池,它是利用水力旋流产生离心力将砂粒分离出来。
平流沉砂池运行操作主要是控制污水在池中的水平流速和停留时间,根据水量调节配水,保证砂粒的沉淀。
曝气沉砂池主要是控制污水在池中的旋流速度,要注意曝气量大小的控制,过大了会造成砂粒不沉淀,过小又起不到洗砂的作用。
沉砂池运行中要注意及时排砂、清捞浮渣。
运行人员要注意设备的运转状态,刮砂设备、搅拌投备等运行时都要勤于巡视。
(对什么做化验)
沉淀有四种过程
A、自由沉淀,主要取决于水平流速(颗粒呈离散状态,互不干扰,形状大小密度等均不改变,沉淀速度恒定,悬浮物浓度不高且无絮凝性时常发生这类沉淀。
B、絮凝沉淀,主要取决于水力表面负荷(单位沉淀池面积,单位时间内处理的污水量)(当水中悬浮物浓不高,但有絮凝性时,在沉淀过程中颗粒互相凝聚,其粒径和质量增大
C、成层沉淀(当悬浮物浓度较高,颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰,互相牵扯形成层状物整体下层,在颗粒与澄清水层之间存在明显的界面。
D、压缩沉淀(当悬浮物浓度很高,颗粒互相接触,互相支撑时,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间的水被挤出,颗粒被压缩。
5、初次沉淀池
沉淀池也是污水处理的预处理阶段,主要是处理污水中的悬浮物,尽一步减轻后续工艺负担,防止后续生物处理系统积泥。
运行人员应定时巡视初沉池运行的情况,注意观察桥的行走状况,刮浮渣板是否把浮渣准确刮进浮渣斗,
注意沉淀池出水三角堰板的堰吕是否被浮渣堵死。
对于经常开关的进,出水闸门、闸阀等,要定期运转,及时加注润滑油。
备用或停用的初沉池最好采用动态备用,按一定时间轮换使用,每隔一定时间应开动刮泥机或行走设备。
正常使用的初沉池一到两年运行要进行清理,检修。
初沉池出现的故障,
污泥的上浮:
如果初沉池污泥经常上浮,应核算一下设计参数是否正常。
这涉及到工艺的改造
来水腐败造成污泥上浮,应勤捞浮渣。
刮泥机故障造成的污泥上浮
排泥不及时,造成污泥上浮。
定期排泥。
污水短路流出,导致出水水质下降
出水堰板不平整
受大风影响出现偏流。
(幅流式)
沉淀池有平流、辐流式、竖流式、还有斜板(管)等形式,沉淀池中有自由沉淀和絮凝沉淀
气浮工艺
气浮法在水处理中也应用广泛,气浮法是将人工产生的微小气泡通入水中,使气泡与水中的悬浮颗粒相粘附,形成固-气或液-气混合体,粘附颗粒后的气泡相对密度要小于1,因此可携带颗粒上浮形成浮渣并与水分离。
凝聚和絮凝:
粒度较大、比重较高的悬浮物借助重力沉降过程就基本上从废水中得到分离。
而一些粒度较小、或带电荷的悬浮物与胶体颗粒却无法以自然沉降的方式去除,这就需要采取措施来改善沉降性能,凝聚剂和絮凝剂就是破坏颗粒悬浮的稳定性,使颗粒得以沉淀的药剂。
混凝过程可以分为凝聚和絮凝。
1)无机凝聚剂:
最常用的凝聚剂为铁盐和铝盐,出于经济的考虑,硫酸铝和三氯化铁尤为常用。
这些盐类的凝聚作用来自他们溶解以后水解的结果,而不是立刻导致形成氢氧化物,即AI(OH)3.这些中间的铝化合物,羟基铝复合物,不但可以提供中和胶体所需要的电荷,而且,它们还能够起聚合作用,即在胶体颗粒之间架桥,由此开始絮凝过程。
在凝聚和絮凝现象的研究中,PH值起着十分重要的作用。
例如:
已吸附了OH—离子的胶体颗粒,它们携带的部分电荷可因H+浓度的增加而被破坏,这就降低了胶态悬浮体的稳定性。
最好使工作时的PH范围对应于所有絮凝剂金属离子的最低溶解度。
就铝盐而言,PH值在6~7.4之间时溶液的Al3+离子的浓度最低。
在此范围以外,常可发现溶解铝具有较高的浓度,视水的矿化性而定。
在一些特殊的情况中,待处理水中含有大量富铝的化合物。
单纯的提高PH值就能引起这些富铝的凝聚。
对铁盐而言,PH的范围要宽的多,PH值一旦超过5即达到最低溶解度。
2)絮凝剂
有机聚合物:
有机聚合物为天然存在的或由合成单体聚合而成的长链高分子,它们有些有电荷或具有可电离的基团。
天然聚合物的效率相当差,而合成聚合物则有惊人的效果。
合成聚合物也称为聚电解质,据其活性基团的离子性质包括以下几种:
(1)非离子型聚合物:
几乎只有摩尔质量在1-30百万之间的聚丙烯酰胺。
(2)阴离子聚电解质:
摩尔质量为几百万,含有起吸附作用的基团和负电性离子化基团(羧基或硫基),后者可使聚合物伸展开。
(3)阴离子聚电解质:
其链中的正电荷是由一个胺、亚胺或季胺基团引起的。
加药量会随着药剂质量、水质变化、水量变化发生变化,运行过程中要经常对这些情况进行把握,发生变化时,及时调整用药量。
任何一种药剂都有溶解时间,只有溶于水中的药剂才能发挥真正的作用,因而要注意药剂的溶解情况,保证进入工艺的药剂是完全溶解的药剂。
预处理单元对后续处理单元的影响
格栅、沉砂池、初沉池等都属于预处理单元,也称作一级处理,有的污水处理要求不高,也有用一级处理或强化一级处理工艺。
格栅起不到应有的作用,导致栅渣通过太多,会使初沉池、曝气池,二沉池池面上的浮渣太多,难以清除,影响美观,挂在出水堰上还会影响出水水质。
如果从沉砂池流走的砂粒太多,砂粒有可能在初沉池配水渠道内沉积,影响配水,砂粒进入沉砂池内将使污泥刮板过度磨损,进入泥斗将干扰正常排泥或堵塞排泥管路,进入泥泵后将使泥泵过度磨损,进入曝气池会沉在曝气池底部妨碍曝气头出气或直接堵塞曝气孔。
从预处理漂移出的破布条,棉纱、塑料等会在表曝气机或水下搅拌设备、桨板上缠绕,增大阻力,损坏设备。
六、生物处理部分
生化处理部分是污水处理厂的核心。
是目前有机废水的处理最常用,成本最低的处理方法。
生物处理系统主要是去除水中的溶解态和胶态物质
生物处理是指利用水中的微生物好氧或厌氧状态下分解水中的污染物质,使水体得以净化的方法
生物处理方法分为两大类
一类是好氧:
活性污泥法:
传统活性污泥法、氧化沟、AB法、SBR、A2/O等
生物膜法:
接触氧化、生物转盘
厌氧生物处理:
厌氧池、消化池
活性污泥法介绍
在自然界,存在着大量依靠有机物生活的微生物,它们有氧化分解有机物并将其转化为无机物的巨大功能,生物处理法就是利用这一功能并采取一定的人工措施,创造有利于微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量增殖,以提高微生物分解有机物效率的一种污水处理方法。
活性污泥法处理系统,实质上是自然界水体自净的人工模拟
1、活性污泥的形态
活性污泥是活性污泥处理系统中主体作用的物质。
在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体。
在微生物群体新陈代谢功能的作用下,使活性污泥具有将有机物转化为稳定的无机物质的活力,故此称之为“活性污泥”。
活性污泥是由下列四部分物质所组成:
①具有代谢功能活性的微生物群体(Ma)②微生物(主要是细菌)内源代谢,自身氧化的残留物(Me)③由原污水狭入的难为细菌降解的惰性有机物质(Mi)④由污水狭入的无机物质(Mii)
2、活性污泥微生物及其在活性污泥反应中的作用
活性污泥微生物是由细菌类、真菌类原生动物、后生动物物等异种群体所组成的混合培养体。
这些微生物群体在活性污泥上形成食物链和相对稳定的小小生态系。
在活性污泥处理系统中,净化污水的第一承担者,也是主要承担者是细菌,而摄食处理水中游离细菌,使污水进一步净化的原生动物则是污水净化的第二承担者。
3、活性污泥净化反应过程
在活性污泥处理系统中,有机污染物从污水中去除过程的实质就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢、与利用的过程,也就是所谓“活性污泥反应”的过程。
这一过程的结果是污水得到净化,微生物获得能量合成新的细胞,使活性污泥得到增长。
这一过程是比较复杂的,它是由物理、化学、物理化学以及生物化学等反应过程所组成。
这一过程大致上是由下列几个净化过程所组成
初期吸附去除
微生物的代谢
活性污泥法影响因素
①营养物质平衡BOD:
N:
P=100:
5:
1
②溶解氧含量在曝气池内的溶解氧一般宜保持在不低于2mg/l的程度(以出口处为准)
③PH值6.5~8.5之间
④水温10-450C一般将活性污泥处理的最高与最低温度值分别控制在350C和150C
⑤有毒物质是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机和有机物质,如重金属离子、酚、氰等。
表示及控制混合液中活性污泥微生物量的指标
混合液悬浮固体浓度MLSS:
它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量。
混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS:
表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质部分。
一般情况下,MLVSS与MLSS的比值比较固定,对生活污水,其值为0.75左右。
活性污泥的沉降性能及其评价指标
污泥沉降比SV
又称30分钟沉降率。
混合液在量筒内静置30分钟后所形成的沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分比,以%表示。
污泥容积指数SVI
简称污泥指数。
在曝气池出口处的混合液,在经过30分钟静沉后,每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积,以ml计。
SVI=SV(ml/l)/MLSS(g/l)
SVI的表示单位ml/g,习惯上,只称数字,而把单位略去。
该指标能够反应活性污泥的凝聚、沉淀性能,对生活污水及城市污水,此值介于70—100之间。
污泥龄(生物固体平均停留时间)
活性污泥系统污泥总量与每日排放污泥量之比,称之为污泥龄。
活性污泥池主要由微生物、废水及空气组成,主要控制参数为气水比与回流比。
在生物池的运行过程中,要注意曝气量的控制、回流量的控制(生物池的主要控制参数)
接触氧化工艺
一种以生物膜法作用为主,兼有活性污泥法作用的生物处理工艺。
接触氧化池内装有填料,部分微生物--生物膜的形式固着生长在填料表面,另一部分则以活性污泥的形式悬浮生长于水中。
可采用曝气池相同的曝气方法,一方面提供微生物活动所需的氧,另一方面起到搅拌和混合的作用,使污水中的有机污染物与附着于填料上的微生物充分接触,同时对生物膜有一定的冲刷作用,促进生物膜的更新。
影响接触氧化法正常运行的主要因素:
接触氧化池的结构、曝气装置、填料、进水水质、
接触氧化池运行管理
(1)接触氧化法填料完全淹没在水中,因此启动时生物膜的培养方式和活性污泥法基本相同,可间歇培养也可直接培养,对于工业污水,再利用生活污水培养成生物膜后,还要进行驯化。
(2)当处理工业污水时,如果污水缺乏足够的氮磷等营养成分,要及时化验进出水的氮、磷等营养成分含量,根据具体情况间断或连续向水中投加适量的营养盐。
(3)定时进行生物膜的镜检,观察接触氧化池内,尤其是生物膜中特征微生物的种类和数量,一旦发现异常要及时调整运行参数。
(4)尽量减少进水中的悬浮物,以防其中尺寸较大的杂物填料的进水通道。
避免进水负荷长期超过设计值造成生物膜异常生长,进而填