水处理仿真实训氧化沟工艺样本.docx
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水处理仿真实训氧化沟工艺样本
氧化沟工艺仿真软件
操作手册
北京东方仿真软件技术有限公司
4月
一、工艺流程简介
1、工作原理
城市生活污水中含有大量的漂浮物、悬浮物(SS)以及BOD、COD、氨氮(NN)、磷(P)等有机和无机污染物质。
因此,在排放前,必须对城市生活污水进行物理、化学和生物处理,使出水水质达到国家规定的排放标准。
污水的物理处理法的去除对象是漂浮物和悬浮物质。
其处理方法可分为筛滤截留法(设备有筛网、格栅、微滤机等)、重力分离法(设备有沉砂池、沉淀池、气浮池等)、离心分离法(设备有离心机、旋流分离器等)等。
污水的化学生物处理法去除对象主要是污水中的污染物质如BOD、COD、氨氮(NN)、磷(P)等。
活性污泥法是当前应用最为广泛的污水生物处理技术之一。
活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。
向生活污水中注入空气进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水。
这样,在持续时间后,在污水中即将形成一种黄褐色的絮凝体。
这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成,它易于沉淀与水分离,并使污水得到净化、澄清。
这种絮凝体就是称为”活性污泥”的生物污泥。
最先担当净化任务的是微生物群体中的异氧菌和腐生性真菌,细菌特别是球状细菌起者最关键的作用。
优良运转的活性污泥,是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。
沉降性好,随着活性污泥的正常运行,细菌大量繁殖,开始生长原生动物,是细菌一次捕食者。
活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。
活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势;后生动物是细菌的二次捕食者,如轮虫、线虫等只能在溶解氧充分时才出现,因此当出现后生动物时说明处理水质好转标志。
图1所示为活性污泥法处理系统的基本流程,系统是以活性污泥反应器——曝气池作为核心处理设备。
如图1所示,经过物理方法预处理的污水进入活性污泥反应器(曝气池),在曝气池内活性污泥与来自空压机的空气发生耗氧反应,除掉大部分COD和BOD,从曝气池出来的混合液进入二沉池,在重力的作用下实现污泥和水的固液分离,处理后的达标水排放,污泥则进入污泥井中,部分污泥经过回流泵回到曝气池继续反应,剩余污泥则进入脱水机房进行后处理。
图1活性污泥法的基本流程系统
1-经预处理后的污水;2-曝气池;3-从曝气池出来的混合液;4-二沉池;5-处理水;6-污泥井;7-回流污泥系统;8-剩余污泥;9-来自空压机站的空气;10-曝气系统与空气扩散装置
活性污泥处理技术是经过采取一系列人工强化、控制的技术措施,是系统达到污水净化目的的生物工程技术,经过人工强化控制,要求该系统能够达到以下目标:
(1)被处理的原污水水质、水量得到控制,使其能够适应活性污泥处理系统的要求;
(2)活性污泥微生物量在系统中保持一个稳定的数量;
(3)在混合液中保持满足微生物需要的溶解氧浓度;
(4)在曝气池内,活性污泥、有机污染物和溶解氧充分混合,以强化传质过程。
为达到以上目标,必须对以下参数进行控制:
(1)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。
(2)混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS),它表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质部分浓度。
(3)污泥沉降比(SV,%),又称30min沉降率。
混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率。
(4)污泥容积指数(SVI),指曝气池出口处混合液经30分钟静沉后,1g干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积,以ml计。
(5)污泥龄,即生物固体平均停留时间。
(6)污泥有机负荷,表示的是曝气池内单位重量(kg)活性污泥在单位时间内(d)能够接受,并将其降解到预定程度的有机污染物量。
另外,还必须对影响活性污泥性能的环境因素,如溶解氧浓度、营养成分等进行控制。
氧化沟又称循环曝气池,是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,因此它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,经过氧化沟曝气池处理,不但能够除掉COD和BOD,还具有脱氮除磷效果。
图2Carrousel氧化沟平面布置图
本工艺中采用Carrousel氧化沟活性污泥工艺。
Carrousel氧化沟平面布置图如图2所示,污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。
曝气机向混合液提供足够的溶解氧(DO)。
在这种充分掺氧的条件下,含有微生物的活性污泥得到足够的溶解氧来去除BOD;同时,氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐,此时,混合液处于有氧状态。
在曝气机下游,微生物在氧化过程消耗了水中溶解氧,直到DO值降为零,混合液呈缺氧状态,即”好氧-厌氧-好氧-厌氧”交替交换。
经过缺氧区的反硝化作用,混合液进入有氧区,完成一次循环。
该系统中,硝化作用和反硝化作用发生在同一池中,达到同时去除BOD和氮磷的效果。
在本工艺污水处理量为3000m3/d,污水水质和出水水质标准见表1。
表1某处理厂原污水和出水水质
原污水水质
水质指标
CODCR
BOD5
悬浮物
氨氮(以N计)
总磷(P)
pH
浓度(mg/L)
350
140
200
30
6-9
350
处理厂出水水质(达到国家二级排放标准GB18918-)
水质指标
CODCR
BOD5
悬浮物
氨氮(以N计)
总磷(P)
pH
浓度(mg/L)
100
30
30
25(30)
3
6-9
在本工艺中,原污水首先经过格栅单元,截流较大的漂浮物;格栅出水进入平流沉砂池,在重力的作用下除去比重较大的悬浮颗粒(SS);沉砂池出水进入初沉池,在初沉池中去除部分悬浮物质(SS,去除率大约40%),同时能够出去部分BOD(去除率大约25%)和COD(去除率大约30%),初沉池水力停留时间为1.5h;初沉池出水进入氧化沟节进行生物处理。
氧化沟运行参数见表2。
从曝气池出来的混合液进入二沉池,二沉池水力停留时间为2h,二沉池中的污泥和水在重力的作用下实现的固液分离,达标水进行排放,污泥则进入污泥井中,部分污泥经回流泵回到曝气池继续反应,剩余污泥则进入浓缩池(污泥停留时间15h)进一步处理;浓缩池中水溢流至粗格栅,浓缩池中的浓缩污泥经泵进入脱水机房,进行脱水、稳定等最终处理,滤饼排放(滤饼含水率大约为82%)。
表2氧化沟运行参数
氧化沟运行参数
(1)氧化沟中活性污泥浓度MLSS:
4000mg/L
(2)污泥有机负荷:
0.12kgBOD5/kgMLSS·d
(3)污泥容积指数SVI:
180-200
(4)污泥龄:
10-0d
(5)二沉池剩余污泥浓度为12370mg/L
(6)曝气转刷(共4个):
浸深为240mm,转速为80r/min时,充氧能力为5.6KgO2/(h·m),功率6.4kw/个,工作电压380V±5V,工作电流16A±0.5A。
(7)BOD去除率85%;COD去除率75%、氨氮去除率85%
2、装置流程说明
下图是某污水处理厂氧化沟活性污泥工艺总流程界面。
具体的仿真流程图界面请查看本手册第五部分(仿DCS系统操作画面)。
图3氧化沟水处理单元工艺流程图
(1)粗格栅及提升泵房的工艺流程
如图4所示,待处理的污水首先进入粗格栅,粗格栅将污水中大块污物拦截下来,防止堵塞后续单元的机泵和工艺管道。
经粗格栅处理的污水进入提升泵房,提升泵将进水提升至后续处理单元所要求的高度,使其实现重力自流,提升泵房出来的流水可进入细格栅,也可分流至事故池。
图4粗格栅和提升泵房
(2)事故池的工艺流程
事故池能起到分流的作用,如果来水超过系统所要求的负荷,能够打开进事故池进水阀门,将一部分来水分流至事故池,以减缓来水负荷太大而造成的对生化系统的冲击。
(3)细格栅及旋流沉砂池的工艺流程
如图4所示流水由提升泵流经细格栅进入旋流沉砂池,在旋流沉砂池中,在重力的作用下,部分大颗粒的悬浮颗粒SS从污水中沉淀分离出来,沉砂池出水由重力自流进入初沉池。
(4)辐流式初沉池的工艺流程
图5为初沉池流程图仿真界面,来自沉砂池的污水进入初沉池,在初沉池中经过物理沉降,去除40%的SS、25%的BOD5和30%的CODcr。
初沉池出水进入氧化沟进行生物处理。
图5初沉池工艺流程图
(5)氧化沟的工艺流程
经初沉池处理的污水由重力自流进入氧化沟,去除80-90%的BOD5、70%-80%的COD、80%-90%的NH3-N。
(6)二沉池的工艺流程
经氧化沟处理的污水由重力自流进入二沉池,在二沉池中实现泥水分离,上清液经二沉池出口闸阀排放,剩余污泥排到污泥回流井。
(7)回流井的工艺流程
来自二沉池的污泥在回流井中部分经提升泵回流至氧化沟,部分经提升泵排放到浓缩池进行浓缩处理。
(8)浓缩池的工艺流程
来自回流井和初沉池的污泥在浓缩池中进行浓缩,剩余水经重力自流至粗格栅入口,污泥由提升泵送至脱水机房。
(9)脱水机房的工艺流程
来自浓缩池的污泥在脱水机房中进行脱水、稳定处理和最终处理,滤饼排放,剩余水经重力自流至粗格栅入口。
二、设备列表
主要设备一览表(设备作用正常值范围)
位号
名称
说明
1
S101
粗格栅
去除污水大颗粒杂质
2
S102
细格栅
去除污水较小颗粒杂质
3
S103
Carrousel氧化沟
去除有机物,净化水质
4
S104
初沉池
去除固体悬浮物
5
S105
二沉池
分离活性污泥和处理水
6
S106
沉砂池
去除较小的沙粒
7
S107
污泥浓缩池
对回流井沉积的污泥进行浓缩
8
S108
污泥回流井
将来自二沉池的污泥回流至氧化沟,循环利用
9
S109
污泥脱水机房
对污泥进行脱水处理
10
S110
事故池
对来水起分流的作用
主要显示仪表一览表(仪表测量位置例如测量何地的PH,正常值单位范围)
位号
名称
说明
11
FI101
污水来源流量计
正常值3000M3/D,事故值4000M3/D
12
FI102
沉砂池出水流量计(初沉池进水流量计)
正常值3000M3/D
13
FI103
初沉池出水流量计(氧化沟进水流量计)
正常值M3/D,最大值4000M3/D
14
FI104
氧化沟出水流量计(二沉池进水流量计)
正常值M3/D
15
FI105
二沉池出水流量计
正常值1200M3/D,随二沉池液面升高而增加
16
FI105
二沉池排泥流量计
间歇操作,最大3000M3/D
17
FI106
污泥回流井排泥流量计
间歇操作,最大3000M3/D
18
FI107
污泥回流井回流流量计
间歇操作,最大3000M3/D
19
LI101
粗格栅液位
单位为M,设计最大为10M,实际最大7M
20
LI102A
初沉池液位
单位为M,设计最大为4M,实际最大4M
21
LI102B
初沉池泥面位
单位为M,设计最大为4M,实际最大4M
22
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