第一篇:污水处理工艺介绍
污水处理厂自控系统工艺介绍
污水处理厂位于市区或市郊,出水排入河流,水质达到国家一级排放标准。
工程采用水解-AICS处理工艺。其具体流程为:污水首先分别经过粗格栅去除粗大杂物,接着污水进入泵房及集水井,经泵提升后流经细格栅和沉砂池,然后进入水解池,。水解池出水自流入AICS进行好氧处理,出水达标提升排入河流。AICS反应器为改进SBR的一种。其工艺流程如下图1所示:
污水处理厂自控系统设计的原则
从污水处理厂的工艺流程可以看出,主要工艺AICS反应器是改进SBR的一种,需要周期运行,AICS反应器的进水方向调整、厌氧好氧状态交替、沉淀反应状态轮换都有电动设备支持,大量的电动设备的开关都需要自控系统来完成,因此自控系统对整个周期的正确运行操作至关重要。而且好氧系统作为整个污水处理工艺能量消耗的大户,它的自控系统优化程度越高,整个污水处理工艺的运行费用也会越低,这也说明了自控系统在整个处理工艺中的重要性。
为了保证污水厂生产的稳定和高效,减轻劳动强度,改善操作环境,同时提高污水厂的现代化生产管理水平,在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上,将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中,本自控系统设计遵循以下原则:先进合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活。
自控系统的构建
污水处理厂的自控系统是由现场仪表和执行机构、信号采集控制和人机界面(监控)设备三部分组成。自控系统的构建主要是指三部分系统形式和设备的选择。本执行机构主要是根据工艺的要求由工艺专业确定,预留自控系统的接口,仪表的选择将在后面的部分进行描述。信号采集控制部分主要包括基本控制系统的选择以及系统确定后控制设备和必须通讯网络的选择。人机界面主要是指中控室和现场值班室监视设备的选择。
1、 基本系统的选择
目前用于污水处理厂自控系统的基本形式主要有三种DCS系统、现场总线系统和基于PC控制的系统。从规模来看三种系统所适用的规模是不同。DCS系统和现场总线系统一般适用于控制点比较多而且厂区规模比较大的系统,基于PC的控制则用于小型而且控制点比较集中的控制系统。
基于PC的控制系统属于高度集成的控制系统,其人机界面和信号采集控制可能都处于同一个机器内,受机器性能和容量的限制,本工程厂区比较大,控制点较多,因此采用基于PC的控制系统是不太合适的。
DCS系统适用于模拟量多,闭环控制多的系统。而现场总线系统的主要优势是适用用于控制点相当较少而且特别分散的系统。从施工和维护的角度来看,传统的DCS系统布线的工作量要远远大于现场总线系统。此外,现场总线系统与DCS系统相比,还有最为重要的一点是开发性好,扩展方便。
本工程的控制点在700点左右,模拟量只占20%左右,属于规模比较小的类型,而且这些控制点是以工艺处理单元为界线分散在厂区各处,因此本工程采用现场总线作为基本控制系统。
2、通讯网络选择
现场总线系统最主要的特点就是依赖网络通讯,分散控制和信号采集,最大程度的减少布线,节省安装和维护费用。现场总线主要是指从现场控制器或IO模块到监控系统的通讯网络。目前现场总线,根据通讯协议的不同可以分为很多种,比如,ProfiBus、CAN、ControlNet、DeviceNet FF Lon总线等。目前现场总线技术还没有统一的标准,各自的功能特点基本一致,因此本工程设计时选用在中小型控制系统应用非常广泛的ProfiBus总线。其在性价比较高,且在国内推广的时间长,稳定性较高。
ProfiBus总线有三种形式DP、PA和FMS。PA总线是与智能仪表结合在一起安全性非常高的一种ProfiBus总线形式,造价比较高,常用于石油化工冶金等行业;FMS总线适用于大范围和复杂的通讯系统,旨在解决通用性通讯任务,传速速度中等;DP总线是用于传感器和执行器级的高速数据传速网络,不需要智能仪表配合,安全性略低于PA总线。本工程是污水处理工程,对通讯安全性的要求并不太高,通信的任务比较简单,对系统的传输速度有一定要求。因此本工程的采用ProfiBUS-DP网络,即用西门子S7系列PLC搭建整个系统。总线采用普通双绞作为传输介质,通讯速率可以达到12MBP。
3、现场站设备配置的选择
对于ProfiBus-DP网络来说只是提供了一个从现场到监控层的信息通道,但信号的采集和执行命令的下达仍然需要由控制器和现场的IO模块组成的站来完成。ProfiBus-DP网络是一种主从站的网络结构。整个网络上最多可以有128个从站,但只有一个作为主站,所有的通讯事务都由主站来管理。主站必须要有控制器(CPU),同时也可以安装IO采集模块。从站有两种方式:CPU+IO模块和通讯模块+IO模块。第一种方式每个从站都由CPU,每个站的控制事务都由本站完成,与主站之间的通讯量比较少。第二种方式是所有的从站都没有CPU,所有的控制事务都由主站CPU来完成,通过总线网络把命令结果传输到从站完成,从站只是远程IO。
前述这两种从站组成方式各有自己的特点。第一种方式,控制比较分散,通讯事务较小,对网络的依赖不强,但每个站都有CPU,造价高。第二种方式,控制集中,控制事务对网络依赖性强,需要可靠的网络来支撑,同时对主站CPU的性能要求高,在软件编程和调试方面具有很大的优势。这两种方式对工程的现场安装布线施工影响比较少。
本工程控制点的规模施工调试工期比较短,选用了性价比比较高的第二种方式作为从站的组成方式即由西门子IM153通讯模块和S7 300系列IO模块组成,主站CPU选用S7 315-2DP系列。
4、人机界面设备的选择
人机界面设备是直接与操作管理人员进行交流的监控视备,一般由两部分组成,即现场监视设备和中控室监视设备。现场监视设备可以是PC机或是触摸屏,中控室监视设备一般由工控机、模拟屏或投影仪等组成。监视设备应在兼顾投资的情况下,保证操作管理人员可以对整个污水处理厂全面直观的监视与控制。
现场监视设备一般在比较重要的单元或控制事务比较大的从站中设置,以便操作人员及时对现场情况进行处理。本工程的从站的规模比较少,厂区大小从操作距离来看并不大,同时现场操作间内均设有有线电话,因此可在不设不设现场监视系统的情况下保证现场与中控室的联络畅通。
中控室监视设备是全厂的指挥和信息处理中心,其作用不言而喻。中控室监视设备比较传统的做法是模拟屏加工控机的方式,这种方式造价比较高且复杂。随着多屏卡功能的不断完善,现场又出现了工控机多屏显示加投影仪的模式。多屏卡的安装使得一台工控机可以同时拖动多台显示器,并显示不同画面,不同的工段可以同时显示,保证了操作人员监视的全面性。投影仪可以把所需要的任何画面进行放大显示,也可以供人参观。第二种方式的造价要远低于传统做法。
5、其它
成套设备的耦合
本工程中鼓风机为高速离心风机,脱水机为2000mm带宽脱水机,均为大型设备。这些大型设备是由许多辅助电动部分与主机共同工作完成鼓风机和脱水机的正常工作。本工程设计要求大型设备都单独配有自己小型的控制器,由供应商根据自己的经验编制相关程序并预留ProfiBus-DP接口,最终成为整个自控系统的一个从站。这样就其它大型设备自控系统与整个自控系统无缝连接,减少了不同供应商之间任务的交叉重叠。
监控软件的选择
监控软件是人机交流的桥梁和翻译,是保证整个自动控制系统易操作、易维护最重要的部分。应选用成熟、先进并应用广泛的知名监控软件,本项目选用亚控kingview组态软件。
自控控制系统与管理层的衔接
自控系统操作与污水处理厂管理层的衔接主要是把自动控制系统收集到的全厂信息可以顺利传输到管理层计算机,管理人员可以在线查看污水处理厂的运行状况并调用相关的运行数据。随着监控软件的供应商对INTERNET技术的不断应用开发,监控软件都可以通过局域网或INTERNET广域网进行信息发布,管理层或授权用户在任何可以上INTERNET网的地方便可浏览运行状况。而所使用MS IE浏览器的安全性问题已经得到解决。
冗余问题
由于本工程为污水处理厂工程,其安全性和可靠性要求并不严格,本设计没有对通讯网络和控制器进行冗余配置,只对上位工控机采用了双机热备配置。笔者认为在资金允许的情况下,应对主控制器进行冗余配置。
自控系统的站点划分
根据污水处理工艺的工作原理以空间分别特点,在布线最小、功能完整的情况下对全厂的站点进行了划分,子站为泵房站、水解池站、1号改进SBR站、2号改进SBR站、脱水机房站和鼓风机房站。泵房子站负责提升泵房、粗格栅、细格栅和沉砂池的数据处理,脱水机房站除负责脱水机房外,集泥池、浓缩池也归在该站内,其余子站负责各自的工艺单元。主站为变电所站,设在变电所内。
自控特点:
1、低投资:投资少
本工程除一些精度要求高的在线监测仪表(污泥浓度计、溶解氧仪和液位计)为进口仪表外,其余部分在线仪表实现国产化,节省了一部分投资费用。
另外,从工艺控制角度看,省去了一些不影响工艺运行要求的在线仪表,如ORP计、气体流量计等。不设现场监视设备的也是降低投资的重要原因之一。
在自控系统的总线技术选取上、现场I/O控制设备和上位监控设备的选取上,均采用了性价比较高的产品。如PLC采用西门子S7-300系列等。
本自控系统从以上几点节约了大量的费用。
2、低费用:运行费用低
在占全厂能耗90%的原水提升和鼓风曝气这两个环节上,依托自动控制系统,进水段实现恒液位、变流量控制,由大功率变频装置拖动大流量潜污泵,完全涵盖了500-3000m3/h的流量范围,克服了多台泵切换启停,流量突变对后续工艺的水力冲击,也达到节能的目的,立式潜污泵的提水电耗为4.75kwh/km3。
占全厂能耗75%以上的鼓风机选用单级高速离心风机,通过控制进口导叶开度调节风量,从而降低能耗,具体的作法是在夜间小水量和过渡工序时自动减小供气量。
鼓风曝气控制画面:
鼓风曝气控制画面:
本自控工程在上位软件二次开发过程从人性化角度出发,提高自控系统的可操作性,使管理者在任意时间和地点可对工艺系统进行全方面的监控,及时了解到处理系统运行的优劣状态。
投资
本工程自控系统的预算费用约占污水处理厂总投资的5%左右。与其它污水处理厂相比,本工程的自控系统投资是中等偏下,性价比较高。
结束语
污水处理厂自控系统是根据工艺要求在确定的设计原则下进行设计,既保证污水处理系统的正常运行,又尽可能的降低了工程的造价投资。
污水处理厂自控系统是整个污水处理工程的重要组成部分,其设计好坏与控制设备选择是否适当,不仅关系着自控系统的性价比的高低而且对以后整个污水处理厂运行维护的难易有着重要影响。
第二篇:金属热处理的工艺过程介绍
金属热处理的工艺过程介绍 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。
加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。
金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。
,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致, 使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。
冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。
金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后,在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。
使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后,有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。
热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能 ,如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工。
例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性 寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢 ;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。
第三篇:污水处理工艺
(时间:2008-5-8 9:15:37 共有 人次浏览)
制浆造纸产生的废水若不经处理直接排放,将会造成严重的水体污染事件。实践表明,仅仅 依靠单段或单级处理不能达标排放,如单级混凝工艺只能去除45%-55%的CODcr,在此基础上,利用生物技术处理废水的特点在混凝处理后再增加生物处理的工艺也就应运而生。
文章主要介绍了生物技术在制浆造纸废水处理中的应用,希望能够引起造纸行业及其他相关行业对生物技术关注和重视,使造纸工业能够在防治水污染的同时,走可持续发展道路。 1好氧生物处理法
好氧生物处理法是在氧参与的条件下,利用好氧微生物降解污染物质的方法。对于污染物浓度较低的废水一般采用好氧生物处理。 1.1活性污泥法
活性污泥法自20世纪初开始应用以来,已成为世界各国应用最为广泛的一种二级生物处理工艺。活性污泥法净化废水主要是依靠好氧的能形成絮凝物的菌胶团属为主,在有氧条件下有效地把有机化合物氧化,生成CO
2、H2O和细胞物质,这些细胞物质再用沉淀的方法从悬浮液中分离出来,一部分回用,剩余部分则加以处理。最早使用的活性污泥法称作普通曝气池法,亦称传统法。 随着现代造纸工业的迅速发展,废水中难降解有机物的种类和数量不断增加,如存在耐水量和水质变化的冲击力小,运行不够稳定;曝气池中生物浓度低,曝气时间长,氧气利用率不高;构筑物占地面积大,基建费用高;易产生污泥膨胀,且污泥产量大等问题。为适应废水处理发展的要求,许多研究工作者对传统活性污泥法进行了大量的改进和强化,高效内循环生物反应器就是其中的一种,在造纸废水处理方面效果明显。此反应器将活性污泥法和硫化床结合起来,运用了高速射流曝气、物相强化传递、素流剪切等技术。因此其空气氧的转化率高,反应器的容积负荷大,水力停留时间短。
FB硫化床是从流动床和改进的活性污泥工艺演变而来的,是一种改良的活性污泥工艺,有研究表明采用FB硫化床对原有的污水处理厂进行改造后,排放负荷CODcr降到4kg/t成品浆。
陕西科技大学杨卿等人研究了HCR处理碱法麦草浆中段废水,结果表明,在水里停留时间为55min时,CODcr去除率达到85%,BOD5去除率达到80%。在试验过程中当进水BOD5在3 10-360mg/L的范围内波动时,去除率稳定在75%-85%。某纸厂废水采用HCR艺处理,其中BOD5和CODcr的去除率均在80%以上,悬浮物去除率和脱色率均在95%以上,与传统活性污泥法相比,HCR工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、沉淀池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面具有明显优势。
加拿大的几个工厂成功运用SBR艺处理制浆造纸废水,运行数据表明,所有系统BOD5去除率都能达90%以上,所有系统都能满足TSS的排放要求。有研究者采用混凝-SBR-吸附法处理制浆造纸废水,结果表明,采用-SBR-艺处理混凝后的制浆造纸废水,在生物处理时间为10h的情况下,可使CODcr总去除率达到94%以上。C.Q.Yang等人根据SBR技术特点,结合传统活性污泥法技术,研究开发了一种更为理想的污水处理技术--MSBR法。MSBR采用单池多格式化,既不需要初沉池和二沉地,又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行,通过生产应用证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠。易于实现计算机控制的污水处理工艺。广西钦州竹国有限公司采用氧化沟结合水解工艺处理造纸废水,实践表明,该工艺处理效果良好,CODcr去除率达95%以上。
1、2生物膜法
与活性污泥法不同,生物膜法的微生物处于固着生长状态,是利用附着于填料表面上的生物粘膜氧化分解废水中的有机污染物质,从而使废水得到净化。生物膜法具有泥龄长、硝化效果好、管理简单、无污泥膨胀、剩余污泥量少、耐冲击负荷和耐毒性等优点,因此得到越来越广泛应用。 近年来,序批式生物膜反应器(SBBR)在污水和工业废水处理中的应用,引起了国内外广大学者、专家的研究兴趣,并取得了不少成果。汕头职业技术学院的陈壁波等人采用SBBR处理制浆中段废水,研究结果表明,中段废水经SBBR生化处理后,CODcr、BOD5去除率均达到75%以上,AOX去除率也达到55%以上。制浆中段废水经生化-混凝处理后,CODcr、BOD
5、色度、TSS和AOX去除率均达到90%左右,可达标排放。四川理工学院的李文俊等采用混凝—MBBR法对某厂造纸中段废水进行了处理,结果表明,在水里停留时间8 h,曝气气水比为4:l,CODcr容积负荷为2.7kg/(m3·d)时,经强化混凝—MBBR法处理的废水CODcr和SS的去除率分别可达92.l%和93.3%。 目前,许多地方环保部门对造纸企业制定了更严格的废水排放标准,其CODcr要求在100mg/L以下,实践证明仅通过物化处理的废水往往达不到排放标准,其主要原因是废水中存在可溶性的COD,而生化处理可有效去除可溶性的CODcr。华南理工大学万金泉等人研制开发了一体化废水处理技术,其技术主要是采用混凝沉淀与吸附过滤相结合的方法,在特效废水处理器中对废水进行处理,再经接触氧化二级处理,在6h的曝气时间下最终COD cr。可以达到50mg/L。用该一体化反应器处理硫酸盐浆含氯漂白废水,当水里停留时间15h时,CODcr、BOD
5、AOX、有毒物质去除率分别为88.l%、81.0%、98.4%、92.0%。 2厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是在没有氧参与的条件下,通过厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的厌氧分解,完成代谢过程。随着各种高效新型厌氧处理装置的发展,厌氧生物处理法不仅可以用于高浓和中浓有机废水的处理,而且也适用于低浓有机废水的处理。其与好氧生物法相比,不需曝气,只需少量或不需补充营养物;产生的污泥量少,污泥稳定,易于脱水;反应器负荷高,体积小,占地少;规模灵活,操作方便。对于操作控制较为复杂且安全措施要求严格的废水处理,厌氧法常作为好氧处理前的处理,以达到更好的处理效果。
清华大学徐华等人通过对草浆中段废水混凝沉淀—厌氧—好氧生物处理组合工艺的试验研究得出,当FeSO4和PAM投加量分别为30mg/L和10mg/L时,COD和SS去除率分别为40%和95%;垂直折流板式厌氧污泥床在负荷为3.1-4.3kgCOD-(m3·d)时,COD去除率约为55%;接触氧化池负荷为l.5-2kgCOD(m3·d)时,COD去除率为50%,可以使出水达到国家排放标准。 以UASB(上流式厌氧污泥床)为代表的新一代高负荷厌氧处理技术已广泛应用于各国制浆造纸废水处理工艺中。荷兰Papierfabried Roermond造纸厂,是以废纸为原料生产挂面纸板和瓦楞原纸的工厂,该厂对废水采用厌氧—好氧处理,在进水CODcr为3g/L时,通过UASB处理后,CODcr去除率为75%,为后续好氧处理的效果和稳定性奠定了基础。
20世纪90年代由荷兰帕克公司开发的专利技术内循环厌氧反应器(IC反应器),成为厌氧新技术的佼佼者。IC反应器的负荷相当于UASB的2-3倍,反应器高度是UASB的3倍多,因此具有占地少、体积小、效率高的特点,因而在废水处理中可取代UASB作为厌氧处理系统的关键设备。福建南纸股份有限公司引进荷兰帕克公司先进的厌氧技术进行厌氧—好氧处理高浓制浆混合废水,结果表明,该生产线具有自动化程度高、人员少、占地面积小、电耗低、处理效果好、处理成本低、工艺运行稳定等特点。Youngseob Yu等人实验表明,在高温制浆废水中,加人葡萄糖强化酸化水解木素的嗜温菌和嗜高温菌是可行的可提高厌氧处理的效率。 3利用特种微生物处理法
利用特种微生物对制浆造纸废液进行净化处理是一个颇具前途的研究方向。已有研究表明,白腐菌是现阶段对木素及其衍生物降解最具潜力的菌株。王宏勋等人报道了产酸白腐菌的产酸性能与降解作用同时存在,去除黑液COD的能力与其自身的产酸效能紧密相连,因此产酸白腐菌在碱性黑液中可以发挥产酸与降解双重功能,可用于造纸黑液的生物处理。R.Nagarathna等利用Ceriporiopsis subvermispora CZ--3对牛皮纸浆废水进行脱氯研究,发现添加1g的葡糖糖,在温度30℃-35℃及PH值4.0~4.5,48h,降低45%的COD,降解木素62%,分解32%的AOX及36%的EOX。Messner将白腐菌P.chrysosporium BKM-1767固定在滴滤器的多孔泡沫载体上(MY-COPOR工艺),停留时间6~12h,其AOX去除率、COD去除率及脱色率分别达到80%、40%及87%。 4人工湿地处理技术
所谓人工湿地(constructed wetland)是指通过模拟天然湿地的结构与功能,选择一定的地理位置与地形,根据人们的需要人为设计与建造的湿地。其处理造纸废水机理为,利用基质一微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水资源化和无害化。
江苏射阳双灯造纸厂建造的人工湿地是以芦苇湿地植物和射阳丰富的滩涂资源为主体建造起来的。该厂废水经厂内生化预处理后,流入滩涂湿地生态处理场,对芦苇田进行灌溉,并充分利用芦苇湿地植物的生命活动代谢作用、地表系统自然净化功能、土地吸收和吸附作用,对厂内生化预处理后的废水进行深度处理,使之达到造纸废水排放标准,同时芦苇又可作为造纸原料,从而实现了污染物在系统内净化。 5结语
为了我国国民经济可持续发展,防治水污染作为全国性重点,相应的环保法规将更细,要求更严。为此,制浆造纸废水的处理技术正不断改进和完善。造纸厂应本着清洁生产和零排放的目的,立足于本厂的具体废水特征及其实际条件,选择经济可行见效果好的处理工艺。
第四篇:污水处理工艺简介
氧化沟系列
氧化沟(又名氧化渠或循环曝气池)是一种改良的活性污泥法,其曝气系统呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥混合液在其中循环流动。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点,已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。
一、氧化沟的特征
目前氧化沟种类多,但不论哪种氧化沟,一般来说都具有以下特征:
(1) 池体狭长(可达数十米甚至上百米),池深度较浅,一般在2.5-4.5米,宽深比为2:1,也有深度达7米的。
(2) 氧化沟曝气混合设备多采用表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等,近年来配合使用的还有水下推动器。
(3) 氧化沟呈完全混合、推流式。沟内的混合液呈推流式快速流动(0.4-0.5m/s),由于流速高,原废水很快就与沟内混合液相混合,因此氧化沟又是完全混合的。
(4) BOD负荷低,类似于活性污泥法的延时曝气法,处理出水水质良好。
(5) 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性。 (6) 污泥产率低,剩余污泥产量少。
(7) 污泥龄长,可达15-30d,为传统活性污泥法的3-6倍;世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存,从而使氧化沟具有脱氮的功能。
氧化沟存在问题
(1) 污泥膨胀问题:当废水中的碳水化合物较多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化沟中污泥负荷过高,溶解氧浓度不足,排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀;非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。
(2) 泡沫问题:由于进水中带有大量油脂,处理系统不能完全有效地将其除去,部分油脂富集于污泥中,经转刷充氧搅拌,产生大量泡沫;泥龄偏长,污泥老化,也易产生泡沫。
(3) 污泥上浮问题:当废水中含油量过大,整个系统泥质变轻,在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间,易造成缺氧,产生腐化污泥上浮;当曝气时间过长,在池中发生高度硝化作用,使硝酸盐浓度高,在二沉池易发生反硝化作用,产生氮气,使污泥上浮;另外,废水中含油量过大,污泥可能挟油上浮。
(4) 流速不均及污泥沉积问题:上下层流速不一,下层流动过慢导致污泥沉积。影响构体容积。
二、氧化沟处理原理
氧化沟的工艺中污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中DO的浓度增加到大约2~3mg/L。在这种充分掺氧的条件下,微生物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,水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态,水流维持在最小流速,保证活性污泥处于悬浮状态(平均流速>0.3m/s)。微生物的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。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,BOD降解是一个连续过程,硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制,这种氧化沟虽然可以有效的去处BOD,但除磷脱氮的能力有限。
影响氧化沟除磷的主要因素
影响氧化沟除磷的因素主要是污泥龄、硝酸盐浓度及基质浓度。据资料显示,当总污泥龄为8-10d时活性污泥中的最大磷含量为其干污泥量的4%,为异养菌体质量的11%,但当污泥龄超过15d时污泥中最大含磷量明显下降,反而达不到最大除磷效果。因此,一味延长污泥龄(例如20d、25d、30d)是没有必要的,宜在8-15d范围内选用。同时,高硝酸盐浓度和低基质浓度不利于除磷过程。
影响氧化沟脱氮的主要因素
影响氧化沟脱氮的主要因素是DO、硝酸盐浓度及碳源浓度。据资料显示,氧化沟内存在溶解氧浓度梯度即好氧区DO达到3-3.5mg/L,缺氧区DO达到0-0.5mg/L是发生硝化反应及反硝化反应的前提条件。同时,充足的碳源及较高的C/N比有利于脱氮的完成。
三、氧化沟的种类
到目前为止,氧化沟已发展成为多种形式,使用较为广泛的主要有:Carrousel(卡鲁塞尔)氧化沟、交替式氧化沟、一体化氧化沟和Orbal(奥贝尔)氧化沟等。
1、奥贝尔氧化沟
奥贝尔氧化沟一般由三个同心椭圆型沟道组成,污水由外沟道进入,与回流污泥混合后,由外沟道进入中间沟道再进入内沟道,在各沟道循环达数百次,最后经中心岛的可调堰门流出,进入二次沉淀池。
特点:
(1)该工艺具有较好的脱氮功能,在外沟道形成的交替的好氧和大区域的缺氧环境,能较高程度的发生“同时硝化反硝化”。
(2)具有推流式和完全混合式两种流态的特点。具有较强的抗冲击负荷能力。多沟道串联,有利于难降解有机物的去除,减少污泥膨胀的发生。
(3)采用曝气转碟曝气,有较高的充氧能力和动力效率。 (4)适用于中小规模的污水处理厂。
2、卡鲁赛尔氧化沟
年,DVH公司综合了常规污水处理系统和氧化沟的优点,发明了第一代Carrousel氧化沟系统。实践证明,Carrousel氧化沟技术是二级污水处理技术中一种最可靠的技术之一。
由上图可见,Carrousel氧化沟使用定向控制的曝气和搅动装置,向混合液传递水平速度,从而使被搅动的混合液在氧化沟闭合渠道内循环流动。因此氧化沟具有特殊的水力学流态,既有完全混合式反应器的特点,又有推流式反应器的特点,沟内存在明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟断面为矩形或梯形,平面形状多为椭圆形,沟内水深一般为2.5~4.5m,宽深比为2:1,亦有水深达7m的,沟中水流平均速度为0.3m/s。氧化沟曝气混合设备有表面曝气机、曝气转刷或转盘、射流曝气器、导管式曝气器和提升管式曝气机等,近年来配合使用的还有水下推动器。
卡鲁赛尔氧化沟的主要优点
与常见的污水处理系统相比,该工艺主要有以下几个方面的优点:
(1)在处理某些工业废水时尚需要预处理,但在处理城市污水时不需要预沉淀。
(2)污泥稳定,不需要消化池可直接干化。 (3)工艺极为稳定可靠。 (4)工艺控制极其简单。
(5)系统性能显示,BOD降解率达95%-98%,COD降解率达90%-95%,同时具有较高的脱氮除磷功能。
(6)卡鲁赛尔氧化沟系统不再使用卧式转刷曝气机而采用立式低速搅拌机,使沟式可增加到5m甚至8m,从而使曝气池的占地面积大大减少。
(7)卡鲁赛尔氧化沟从“田径跑道式”向“同心圆”式转化,池壁共用,降低了占地面积和工程造价。
第五篇:污水处理工艺流程
污水进入厂区先通过截流井(让厂能处理的污水进入厂区进行处理)进入粗格栅(打捞较大的渣滓)到污水泵(提升污水的高度)到细格栅(打捞较小的渣滓)到沉沙池(以重力分离为基础,将污水的比重较大的无机颗粒沉淀并排除)到生化池(采用活性污泥法去除污水里的BOD
5、SS和以各种形式的氮或磷)进入终沉池(排除剩余污泥和回流污泥)进入D型滤池(进一步减少SS,使出水达到国家一级标准)进入紫外线消毒(杀灭水中的大肠杆菌)然后出水.生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥,剩下的送入污泥脱水间脱水外运.主要有物理处理法,生化处理法和化学处理法,生化处理法经常被使用,主流处理方法主要看被处理水质和受纳水体情况,一般城市生活污水的主流处理方法为生化处理法,如活性污泥法,mbr 等方法。 1.污水处理
现代污水处理技术.按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理.
一级处理.主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质.物理处理法大部分只能完成一级处理的要求.经过一级处理的污水.BOD一般可去除30%左右.达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理.
二级处理.主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质).去除率可达90%以上.使有机污染物达到排放标准.
三级处理.进一步处理难降解的有机物.氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等.主要方法有生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗分析法等. 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后.经过格删或者筛率器.之后进入沉砂池.经过砂水分离的污水进入初次沉淀池.以上为一级处理(即物理处理).初沉池的出水进入生物处理设备.有活性污泥法和生物膜法.(其中活性污泥法的反应器有曝气池.氧化沟等.生物膜法包括生物滤池.生物转盘.生物接触氧化法和生物流化床).生物处理设备的出水进入二次沉淀池.二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理.一级处理结束到此为二级处理.三级处理包括生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂滤法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗析法.二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备.一部分进入污泥浓缩池.之后进入污泥消化池.经过脱水和干燥设备后.污泥被最后利用. 2.主要构筑物及其作用 (1)预处理阶段 a. 格栅间
格栅间用于去处污水中粗大漂浮或悬浮杂物,以保护后续处理设施不被磨损或堵塞。所以说在预处理过程中,格栅间是尤其重要的构筑物。江心洲污水处理厂共有两组十台,垂直放置,钢丝绳牵引。 b. 曝气沉砂池
暴气沉砂池一共有六组,利用水与无机颗粒物的比重不同从而达到沉淀目的。里面的水比较脏,有漂浮物和水泡。格栅间有四台格栅。初沉池里的水也比较脏,漂着好多黑色的水泡,有一直径刮泥机。高压鼓风机也非常重要,直接影响到处理效果。二沉池采取的是一为周边进水中间出水,也有中间进水周边出水 c. 配水井
其作用是将曝气沉砂池流过来的污水进行均衡分配和缓冲,确保两套工艺的过水两相同,且稳定的进行污水处理。 d. 初沉池
是一个幅流式的沉淀池以除去污水中的大部分泥渣,其刮泥采用的是半桥式周边传动刮泥
机,泥渣经刮泥机推入池底中心处的污泥斗再输送到贮泥间。 (2)生化处理阶段 a. A/O生化池
它是缺氧——好氧活性污泥除磷工艺的主要组成部分,分为五个廊道,两段(A级、B级)。污水和活性污泥混合进入A/O生化池,首先进入A级缺氧段,活性污泥中的微生物在这儿先释放磷,并且繁殖。当进入B级好氧段时,由于氧气充足,微生物大量吸收水中的磷和有机物,达到处理的目的。 b. 二沉池
主要将A/O生化池的水和泥沉淀分开,底部的泥渣由刮吸泥机吸入后由污泥泵打到污泥泵池,处理后的污水经溢流堰流出到排水井直接排到水体。 c. 鼓风机房
A/O生化池的供气最重要的部分,对活性污呢的培养有重要作用 (3) 水的排放和污泥处理系统 a. 水的排放系统
经二沉池出来的水进入提升泵房后再由排放泵房直接排入长江。 b. 污泥处理系统
污泥投配池—污泥浓缩及控制间—污泥消化池—沼气锅炉房—脱硫塔—沼气火炬—贮气罐—污泥脱水机房—回流污泥泵房。控制间加的絮凝剂PAM,消化池采用的是中温缺氧处理(31-35度), 投加消化污泥,易产生甲烷。在污泥脱水时分别采用离心和带式脱水机,加入PAM絮凝剂溶液。
3.处理工艺:
一般是传统活性污泥法工艺,将污水中的污染物分离出来或转化为无害的物质,从而使污水得到净化。污水处理方法分类:
(1). 物理处理法。如过滤法、沉淀法。
(2). 物理化学法。如混凝沉淀法。
(3). 生物处理法。利用微生物来吸附、分解、氧化污水中的有机物,把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质,从而使污水得到净化。活性污泥法是生物处理法的一种。
4.工艺流程:
进水泵房—机械格栅槽—暴气沉砂池—配水井—辅流沉淀池—生物池—配水井—二沉池—提升泵房—排放泵房—水体。 5.各个处理构筑物的能耗分析
(1).污水提升泵房
进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房.之后被污水泵提升至沉砂池的前池.水泵运行要消耗大量的能量.占污水厂运行总能耗相当大的比例.这与污水流量和要提升的扬程有关.
(2).沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒.沉砂池一般设于泵站前.倒虹管前.以便减轻无机颗粒对水泵.管道的磨损,也可设于初沉池前.以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件.常用的沉砂池有平流沉砂池.曝气沉砂池.多尔沉砂池和钟式沉砂池.
沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机.以及曝气沉砂池的曝气系统.多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统. (3).初次沉淀池
初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物.或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面.处理的对象是SS和部分BOD5.可改善生物处理构筑物的运行条件
并降低其BOD5负荷.初沉池包括平流沉淀池.辐流沉淀池和竖流沉淀池.
初沉池的主要能耗设备是排泥装置.比如链带式刮泥机.刮泥撇渣机.吸泥泵等.但由于排泥周期的影响.初沉池的能耗是比较低的. (4).生物处理构筑物
污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例.它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上.活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能.其基本上是联系运行的.且功率较大.否则达不到较好的曝气效果.处理效果也不好.氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备.生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低.但目前应用较少.是以后需要大力推广的处理工艺. (5).二次沉淀池
二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上.能耗比较低. (6).污泥处理
污泥处理工艺中的浓缩池.污泥脱水.干燥都要消耗大量的电能.污泥处理单元的能量消耗是相当大的.这些设备的电耗功率都很大.
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