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废水处理技术培训玖龙纸业(泉州)有限公司培训讲师:李雄林内容厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制41废水处理概述2厌氧运行操作与维护5好氧系统运行6安全培训什么是污染物?污染物的分类物理性质—溶解性和非溶解性化学性质—有机或无机微生物降解性—可生物降解或不可生物降解污染物来源—天然的或人工的环境影响—毒性或非毒性的这些分类不是绝对的,而是互相重叠的我们选择污染物在这里我们主要选择溶解性的可生物降解有机物不溶性的可生物降解有机物我们是生物处理系统我们选择处理方法厌氧生物处理+好氧生物处理+化学处理适合处理高浓度COD的废水,不需要氧气,产生的细胞物质比较少,还能够产生可利用的甲烷气体适合去除可降解的低浓度COD废水,需要氧气有剩余污泥去除微生物无法降解的污染物,适合深度处理重要术语•COD:ChemicalOxygenDemand化学需氧量通过化学方法氧化废水中有机污染物所需的氧量,单位:mg/lSCOD:可溶COD,滤纸过滤后或离心上清液的CODSCOD用来计算污泥负荷:SCOD*水量/污泥量0.35kgSCOD/kgVSS/d•BOD:BiochemicalOxygenDemand生化需氧量细菌生物氧化废水中有机污染物所需的氧量单位:mg/l•TSS:总悬浮固体TotalSuspendedSolids指水样经离心或过滤后得到悬浮物经蒸发后,剩余固体的量单位:mg/l•VSS:挥发性悬浮固体VolatileSuspendedSolids指水样中悬浮物、胶体和溶解性物质中有机物的量单位:mg/l•VFA:挥发性脂肪酸VolatileFattyAcids乙酸:CH3COOH丙酸:C2H5COOH丁酸:C3H7COOH单位:meq/l•若VFA混和物由约90%乙酸和10%的丙酸组成,则1mmolVFA相当于69mg的COD。•1mmol乙酸相当于64mgCOD•1mmol丙酸相当于112mgCOD•1mmol丁酸相当于160mgCOD•DO:溶解氧单位:mg/l•SVI:污泥体积指数单位:污泥混合液经30min静沉后,相应的1g干污泥所占的容积(以mL计)单位:ml/g重要术语内容厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制41废水处理概述2厌氧运行操作与维护5好氧系统运行6安全培训厌氧处理是什么废水中的有机物经大量厌氧微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。厌氧CH4+CO275%25%CODbd2%厌氧颗粒污泥CODbd营养盐:CODbd:N:P350:5:1厌氧C6H12O63CO2+3CH4–404kJ3CH4+6O23CO2+6H2O–2,440kJ有机物厌氧反应过程厌氧消化过程可划分为四个相对独立但密不可分的步骤水解阶段酸化阶段产氢产乙酸阶段产甲烷阶段复杂的非溶解性的聚合物脂肪蛋白质淀粉纤维素细菌胞外酶二肽氨基酸单糖双糖半纤维素单体碳水化合物二聚体影响因素●水解温度●PH●反应时间●有机颗粒大小●水解产物浓度限速反应长链VFA甲醇1.水解阶段高分子有机物转化为小分子有机物2.酸化阶段葡萄糖乙酸盐丙酸盐丁酸盐乳酸盐乙醇氢CO2氨基酸氨产酸菌最佳条件PH4-9温度15-35℃甲酸盐挥发性脂肪酸VFA长链挥发性脂肪酸丙酸醇可溶性有机物使有机物转化为挥发酸3.产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段产酸菌的产物被乙酸菌转化为乙酸、氢和二氧化碳CH3CHOCOOH+2H2O→CH3COO-+HCO3-+H++2H2△G’=-4.2kJ/mol(乳酸)CH3CH2OH+H2O→CH3COO-+H++2H2△G’=+9.6kJ/mol(乙醇)CH3CH2CH2COO-+H2O→2CH3COO-+H++2H2△G’=+48.1kJ/mol(丁酸)CH3CH2COO-+3H2O→CH3COO-+HCO3-+H++3H2△G’=+76.1kJ/mol(丙酸)CH3OH+CO2→CH3COO-+2H2O△G’=-29kJ/mol(甲醇)HCO3-+4H2+H+→CH3COO-+4H2O△G’=-70.3kJ/mol(碳酸)CH3COO-4.产甲烷阶段产甲烷菌属可分为两个主要的种群:乙酸分解菌和氢利用菌(嗜氢菌)。另一小种群既能利用乙酸盐又能利用氢和二氧化碳产生甲烷。一些嗜氢产甲烷菌也能把甲酸盐转化为甲烷。最主要的反应有CH3COO-+H2O→CH4+HCO3-△G’=-31.0kJ/molHCO3-+H++H2→CH4+H2O△G’=-135.6kJ/molH2+CO2→CH4+H2OCHOOH→CH4+CO2+2H2O△G’=-32.9kJ/mol乙酸分解菌嗜氢菌嗜氢菌CH4↑厌氧分解图产甲烷阶段产氢产酸酸化水解蛋白质单链碳氢化合物甲烷挥发性脂肪酸脂肪蛋白质甲烷H2+CO2乙酸乙酸+H2乙酸乙酸CH4+CO2+H2OCO2+H2CO2+H2甲酸甲酸丙酸丁酸乙醇碳水化合物产甲烷菌工作能力不足!乙酸等VFA无法及时分解为甲烷!乙酸等VFA在反应器内积累!pH下降,VFA积累产甲烷菌工作困难!酸化!超负荷运行;毒性物质干扰;污泥流失;。。。。。。厌氧反应需警惕酸化IC反应器IC反应器的优点1)混合区强烈的搅拌导致良好的接触反应,微生物活性高,容积负荷高。2)两级气体分离器,上部空间搅动相对小,有利于保留微生物,对于生长速度慢的菌群尤为重要。3)内循环的自我调节,抗冲击负荷能力强,保持稳定的去除率。IC反应器的优点4)巧妙的布水设计和罐体设计,保持反应器内的推流形式,去除率高。5)高的水力负荷将SS洗出,不会导致污泥床的堵塞和活性的降低。6)优秀的混合效果,保证污泥床的流化,从而避免反应死区,污泥种类易赛选和控制。7)反应器内部无转动设备,维修工作小。8)高的水力负荷和容积负荷导致占地面积小。IC取样口高度•由右往左:•1#1.9m•2#5.0m•3#8.1m•4#11.2m•5#14.3m•6#17.8m•7#21.3m•pH测量管23.85m内容厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制41项目简介2厌氧运行操作与维护5好氧系统运行6安全培训IC反应器启动的条件及控制参数来水需满足以下条件:预酸化池酸化度适中,30%;pH值:6.8~7.5;温度:33~38摄氏度最佳,不能超过40度;营养物:须足够,CaCOD浓度和反应器负荷率按IC反应器的规定;TSS、油和脂肪:不含有或按IC反应器的规定;无微生物毒性物质进入系统;相关机械设备和仪表可投入使用,仪表及时清洗和校正厌氧反应控制参数温度温度显著影响微生物的活性!温度是影响微生物活性和生长速率的一个重要因素●在10-30℃之间每升温1摄氏度活性约增加10%。●如果反应器内温度上升10℃,产甲烷菌的活性就增大一倍●如果温度超过40℃,甲烷菌的活性会急速下降温度要求:33~38℃%100705030201001020304050Temp.T(癈)厌氧反应控制参数温度IC运行状况的重要指征-pH••pH影响产甲烷菌的活性-6.5~7.5最优••必须保持碱的连续供应;厌氧反应控制参数VFAVFA是产甲烷系列反应的底物IC进水控制—预酸化度预酸化度(30%)=VFA(meq/l)*69/SCODVFA过高--毒性增加通常预酸化度30%-35%,最大不能超过50%IC出水直接控制--VFAVFA过高--进水负荷超过产甲烷菌的转化能力通常VFA应在5meq/l以下,小于2meq/l最佳高TSS的影响附着大量化学有毒物的TSS侵蚀微生物、污泥床层增加、使介质传递受阻控制TSS〈600mg/l厌氧反应控制污泥负荷厌氧污泥负荷(kgSCOD.rem/kgVSS.d)=IC进水SCOD浓度(mg/l)*IC进水量(m3/d)*IC反应器SCOD去除率/厌氧污泥量VSS(mg/l)厌氧污泥量TSS,VSS(mg/l)测定:次/月厌氧污泥负荷控制:0.45kgSCOD.rem/kgVSS.d厌氧反应提供充足的营养物质氮和磷是生物反应必需的营养物质。厌氧反应—C:N:P=350:5:1好氧反应—C:N:P=100:5:1厌氧反应关注去除率/沼气比产气率SCOD去除率η(90%)=(IC进水SCOD-IC出水SCOD)/IC进水SCOD沼气比产率(SGOR)=气体m3.day/(水量)/SCOD/η(SCOD去除率)(0.4-0.5m3沼气/kgCOD)内容厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制41项目简介2IC反应器运行操作与维护5好氧系统运行6安全培训稳定运行状态·产气量稳定;·出水挥发性脂肪酸含量小于5meq/l;·出水pH值稳定;·污泥层6.5pH7.5;·IC出水没有污泥流失;·COD去除率稳定;.温度稳定33~38℃恶性循环示例废水站运行操作与维护工艺故障处理问题结果措施1.超负荷污泥和出水pH下降。出水中脂肪酸含量上升。产气量起初上升,尔后下降。污泥被洗出。减少进循环池的水量使COD负荷下降。如果污泥的pH已经偏低,需暂时提高进水的pH。2.pH超出范围-进水-污泥/出水如果进水pH过高或过低,则废水泵会自动停运。污泥/出水的pH低于进水的pH。出水的pH逐渐下降。检查化学品投加泵。校准pH仪表。两种情况都需降低COD负荷。3.进水含有脂肪/油污泥被洗出。由于污泥被洗出,留在反应器内的污泥可能会超负荷。(见1)停止反应器供水。检查反应器污泥泥位。如果已找出原因并已解决可启动系统。废水站运行操作与维护工艺故障处理4.进水中含有颗粒物污泥被洗出。由于污泥被洗出,反应器可能会超负荷(见1)。污泥pH下降。在停止进水5小时后仍会产气。优化预处理。在最坏的情况下暂时停止循环池的供水。5.进水温度超出范围如果进水温度过高,则进水泵自动停止。如果进水温度太低,则污泥活性下降。如果进水温度下降而负荷保持不变,反应器会过负荷。加入冷水或热水使进水温度达到优化的温度范围(30~38℃)。降低COD负荷。6.硫化物毒性产甲烷活性的下降会造成产气量低,出水的挥发性脂肪酸含量高,出水pH低及最终污泥失活。提高进水的pH。注意可能产生的碳酸钙沉淀。废水站运行操作与维护工艺故障处理7.污泥无机物浓度太高污泥中只有一小部分是活性有机物质。污泥的活性(kgVSS/kgTSS)下降。污泥床混合不良及污泥床的重量发生变化。降低进水的pH。注意可能产生的硫化物毒性问题。从反应器底部排出一部分重污泥。8.泡沫/高液位报警泡沫/高液位报警(计算机上)。如果出现这个报警表明下降管可能被堵且内循环水流可能进入沼气管线。在反应器顶部气/水分离器中可观察到泡沫。通过打开反应器顶部阀门启动喷淋水使泡沫消除。反应器供水泵应停运。必须通过用氮气疏通下降管。厌氧反应紧急情况处理•IC出水异常-低pH高VFACOD去除效率↓产气显著下降↓对策:☆提高进水pH☆降低负荷☆监测反应器内pHVFA☆换污泥。•IC频繁高位报警-有泡沫下降管堵塞污泥量太多对策:☆用喷淋水冲洗☆N2疏通下降管☆取出污泥•不点火报警-产生不点火报警时,点火火苗控制阀会自动关闭。对策:检查点火器位置是否合适。废水站运行操作与维护IC控制提醒•仪表定期校正(PH计每周一次)•来水悬浮物革除•来水无毒性物质确保/事故排除•预酸化度控制•pH,温度控制•负荷控制废水站运行操作与维护特别操作•IC开、停机阀门操作•IC出水与回流控制调节•冷凝水箱、冷凝水排放维护•流量开关报警事故操作•初次火炬点火操作(小火电磁阀、大火点火阀置于手动位置且关闭;周围禁止明火)•污泥取样操作•废水取样点确定•喷淋水操作•脱气罐高液位报警操作内容厌氧处理基本理论3厌氧关键数据的分析和控制1项目简介25好氧系统运行4IC反应器运行操作与维护6安全培训10%排水好氧处理系统H2O+CO245%CODbd+O245%好氧剩余污泥营养盐:CODbd:N:P100:5:1好氧C6H12O6+6O26CO2+6H2O–2,844kJSludge:C5H7O2NP0.1S0.03=1.41gCOD/gVSS兼氧池+好氧池•在兼氧池中发生反硝化反应,利用IC出水中的BOD成分(有机碳化物)作为
本文标题:生物启动培训
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