【正文】 隨著排放標準的提高，在新建污水處理場的設(shè)計中， if:在推廣在線 DCK ORP、pH值、在線 COD 等在線檢測儀表的應(yīng)用， 00 已經(jīng)可以用于自動控 制曝氣量，而在線 COD 僅用于在線檢測供操作人員參考，很少用于自動控 制；在線營養(yǎng)檢測儀和在線污泥濃度儀的應(yīng)用很少。 選擇可以在線檢測的控制參數(shù)是實現(xiàn)在線控制的基礎(chǔ)。 由于污水生物處理系統(tǒng)是一個相當復(fù)雜的動態(tài)過程，僅僅依靠固定時間 控制很難獲得理想的處理效果，因此，隨著實時控制系統(tǒng)在其它領(lǐng)域的成功 應(yīng)用，越來越多 的水處理工作者 TP“始探索研究污水處理實時控制策略。 曝氣風(fēng) 機風(fēng)量： 12Nm3 (空氣） /ra3 (污水） .h A/0 工藝的實時控制 實時控制系統(tǒng)具有廣泛的實際應(yīng)用，如自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)、機器人 控制系統(tǒng)、軍事指揮控制系統(tǒng)及民航調(diào)度系統(tǒng)等。 3. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)選取 BOD 污泥負荷 :() 總氮負荷率： kgTN/() 生化池水力停留時間： 20h 脫氣池停留時間： （ Uh 污泥齡： 15? 20d 41 中國 。 在生化池內(nèi)，設(shè)置溶解氧儀和氧化還原計對水中的氧濃度和氧化還原電 位進行連續(xù)監(jiān)測。 在污水間斷進入缺氧好氧區(qū)，完成有機物降解的同時，還通過以下兩個 部份實現(xiàn)生物除氣的功能： 確化；好氧微生物 和供氣中的氧將氛載化為銷酸鹽 （ N03_)； 反銷化：采用硝酸鹽 （ NOr)作為電子載體，對有機物進行氧化，將 確酸鹽還原為氣態(tài)氮。污泥 中的高效微生物首先吸附水中的污染物，隨后利用氧進行好氧生物降解，將 污染物轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳，產(chǎn)生新的微生物，以達到水質(zhì)凈化的目的。 m m 吼— ? ■3 H r 0 h n 污泥未自二沉池 40 中國 1 油人學(xué)（華東）碩士論文 ______________________________ 笫 4 章 T藝研究 2. 流程描述 污水首先流入缺氧區(qū)，與回流污泥和循環(huán)混合液混合，進行反確化， 來 自回流污泥和混合液的確酸鹽將反確化為氮氣去除，以減少處理后水中確酸 鹽的含量 /還原確化反應(yīng)中消耗的部份誠。39 中國 :ff 油大學(xué)（華東）碩十論文 笫 4 章 I:藝研究 _ 分析生化池好載段氣化還原電位與脫氮工藝的關(guān)系。下面將詳細介紹得利滿生物脫氮工藝的流程， A/0 生物除嵐原理，然后從以下幾個方面深入探討引進工藝，為國內(nèi) A/0 工藝的進一步“研究提供條件。 A/0 工藝的主要缺點是：脫氮效率一般為 70%? 80%,如欲進一步提 高，必須增大內(nèi)循環(huán)回流比，但這樣會導(dǎo)致運行費用加大，同時缺氧池中 DO 增大，影響反銷化進程。 38 確化過程為反確化過程提供粥酸鹽，但確化過程產(chǎn)生的確酸鹽積累 過多時，又對銷化反應(yīng)產(chǎn)生抑制，從而使全過程不能繼續(xù)進行； 中 B A 油人予（華東 ） 碩十論文 _______________________________ 第 4 章丄藝研究 確化過程產(chǎn)酸好堿，反確化過程產(chǎn)堿。 其中生物脫氮法因具有高效、經(jīng)濟、運行靈活性強的特點而備受關(guān)注， 國內(nèi)外研究人員開發(fā)除了不少的生物脫氣工藝 。 由于在傳統(tǒng)活性污泥法為代表的好氧 生物處理法中，其傳統(tǒng)功能是去污 水中呈溶解性的有機物。 氣污染對水體生態(tài)系統(tǒng)和人民健康造成的危害僅次于 BOD 污染而占第 二位，徵污染不容忽視。 飲用水中亞 硝酸氮含量超過 lOmg/L 時，不適于飲用，可引起高鐵血癥。 因此，沒 有硝化反應(yīng)的生物處理，將不足以防止受納水體中氧的耗竭；化合態(tài)氣對人體及生物的毒害作用，水中亞 ffi 酸氮超過 Img/L 時，即 會使水生生物的血液結(jié)合氧的能力降低：超過 3mg/L時，可于 M? 96h內(nèi) 中國石油人學(xué)（華東）碩十論文 第 4 章 I:藝研究 使金魚、鳊魚死亡。 在生物氧化（確化反應(yīng)）過程中，氨氮要消耗大量的氧。一部分銷酸鹽為植物所利用，另一 部分在反硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為游離氮進入大氣，完成氣循環(huán)。 動植物尸體中的蛋白質(zhì)經(jīng)細菌分解可生成氨。 為了減輕 DAF池的除油負荷，應(yīng)在 DCI 和 DAF之間增設(shè)波紋板或 斜板隔油池。 36 4, 預(yù)處理部分小結(jié) 采用了先隔油池后調(diào)節(jié)的工藝，并設(shè)置水量調(diào)節(jié)措施。目甜氣浮理論還不夠 完善，致使對氣浮的研究還存在一定的缺陷，氣浮工藝關(guān)鍵 技術(shù)參數(shù)的確定 均是通過試驗來確定。 氣浮的控制影響參數(shù)較多，操作復(fù)雜，各參數(shù)之間互相影響，如何使每 中國々 _油人 39。 將生化系統(tǒng)的剩余污泥回流至混凝池參與混凝反應(yīng)，并且在后續(xù)的在氣 浮單元進行污泥濃縮。通 過上面對引進工藝氣浮工藝的分析，對引進工藝氣浮工藝總結(jié)如下： 在引進工藝中設(shè)置了單獨混凝絮凝反應(yīng)池，并且注意到了氣浮工藝的混 凝絮凝反應(yīng)與沉淀工藝的混凝絮凝反應(yīng)的不同，合理選擇混凝劑的加藥量、 混凝絮凝反應(yīng)池的水力停留時間及攪拌器的 G 值。 引進工藝注意到了這個細節(jié)，溶氣罐出口至豎流式 DAF池的入口管線 釆用了襯塑碳鋼管，較好的解決了這個問題。 4) 對于豎流式曙氣溶氣釋放闊闊后管材的選擇 由于突然減壓，水中溶解的氣體會大量釋出，形成類似水錄發(fā)生氣燭的 現(xiàn)象。但效果好又穩(wěn)定的當數(shù)傳統(tǒng)的 DAF方式。 35 氣浮工藝的溶氣系統(tǒng)是氣浮工藝的核心。但需注意加藥量，以防止污染粒子的嚴重乳化，避 免即使形成穩(wěn)定的泡沫層，氣浮效果反而變差現(xiàn)象的發(fā)生。在這種情況下，向水中加入適量的有 中國 。而且如果氣泡壁缺少兩親分子吸附層的包裹，泡壁變薄，氣泡浮升 到水面以后，水分很快蒸發(fā)，因而極晃使氣泡破滅，以致水面上得不到穩(wěn)定 的氣浮泡沫層。但是因為現(xiàn)場的實際 情況，該線一直未能投用，其效果好壞不得而知。 2)增強溶氣釋放水中氣泡的穩(wěn)定性的措施。二是，由于活性污泥具有生物活性，利用這些污泥所具有的活性產(chǎn) 生絮凝作用“可以減少混凝反應(yīng)池絮凝劑的加藥量 三是，利用氣浮單元的 氣浮作用，起到活性污泥的濃縮作用。 引進工藝的做法見下圖 現(xiàn)凝劑 浮“査 (含水率 37% ) 34 i 個 ffi 油池出水 “ ?巡凝反應(yīng)池 —— “ ?氣浮池 《 ?污泥排除 個 t 剩余污泥（含水率 99 4% )溶氣水 剩余活性污泥回流至混凝反應(yīng)池中進行絮凝氣浮濃縮，因此不需單獨進 行剩余活性 污泥的濃縮。 [Ca0]=+b (式 4— 9) 式中： [CaO]— 石灰投加量 （ mg/L)，按無水純 CaO 計； a— AL2(S04)3 或 FeCLs 投加量 （ mg/L) X— 原水堿度 mg/L b— 使反應(yīng)順利進行所投加的劑量 mg/L (―般取 b=20mg/L) 生化系統(tǒng)剩佘活性污泥的回流問題 ‘ 針對污水處理場生化池的剩余活性污泥處理方案， 國內(nèi)通常而且似乎是 中國 A 油人學(xué)（華 。C03, NaOH,堿度以 mg/LCaO 計，每投加 Img/L 硫酸鉛或 FeCL。 4 需要說明的問題 1)污水械度對混凝效果的影響 雖然引進工藝中，在混凝絮凝階段并無投加堿度，這是因為原水中的堿 度可以滿足氯化鐵水解對堿度消耗的要求。 基于以上原因，氣浮工藝中的微氣泡大小應(yīng)適當，過大或過小都會影響 氣浮效果。當氣浮池 表面負荷增大時，泡絮結(jié)合體在水中的停留時間縮短，這時只有增大其上 浮 速率才能浮至水面。但近來的研究表明，這 種看法存 在一定的片面性，即微氣泡并不是越小越好，其原因：一是微氣泡 33 中國油大學(xué)（華 /jO 碩十論文 __________________________________ 第 4 章 T藝研究 越小則絮體顆粒上浮所需粘附的微氣泡個數(shù)就越多，顯然粘附更多的微氣泡 比較困難：二是微氣泡在產(chǎn)生過程中需要克服其表面水分子層的表面張力而 做功 (即增加體系表面自由能 )，這是一個能量消耗過程。 綜上所述，對于氣浮工藝而言，須適當降低投藥量、增大反應(yīng) G 值、縮 短反應(yīng)時間。 C)氣浮對反應(yīng)時間的要求 由于氣浮工藝不需要較大的顆粒，所以對氣浮工藝而言，不需要太多的 反應(yīng)攬拌時間，有 10~15min的絮凝時間就足夠了。 a) 氣浮對絮體顆粒大小的要求 氣浮工藝中微氣泡直徑一般在 10? 100 鮮 m范圍內(nèi)（平均為 40/tm),故 絮體顆粒只需數(shù)十微米至 100/im就足夠了。對于氣浮來說，混凝效果的好壞直接關(guān)系到絮體形成的好 壞，大的絮體不易上浮，影響氣浮出水水質(zhì)。^^ 廠 L \ /1 V J. JK I T 32 中國 h 油大學(xué)（華碩十論文 ___________________________________ 第 4 章 I:藝研究 重要。因此，先通過混凝預(yù)處理使水中膠體粒子脫穩(wěn) (形成 較大的絮 體顆粒 )，然后再通過氣浮池進行固液分離是必要的。二是混凝過程中，絮體顆粒從周圍水體吸附了大 量有機污染物質(zhì)而使其表面的憎水性能增強，有利于它與微氣泡的粘附結(jié) 合。力洛氣進； U空壓機 12釋放器； 13—Sj 港機 傳統(tǒng)氣浮池流程圖 U 第 4 章丨：藝 研究 中國 A 油大學(xué)（華 /js)碩十論文 見，引進工藝的豎流式氣浮池見圖 圖 引進 DAF 平面圖 由圖 可以看出溶氣水和進水均由氣浮池下端同向進入氣浮池的接觸 區(qū)，下半部為分離區(qū)，微氣泡的絮體顆粒在此區(qū)域繼續(xù)分離，上半部為浮蜜 收集區(qū)，浮蜜在此區(qū)域進行濃縮，濃縮后的浮瘡定期由刮澄機經(jīng)排潘口排除 2)混凝絮凝反應(yīng)對氣浮的影響 混凝反應(yīng)對氣浮工藝的作用主要體現(xiàn)在：一 是污水中的膠體顆粒通常帶 負電荷 (表面〈電位一般在負十毫伏左右 ，而水中微氣泡表面的電位通常 在 lOOmv 左右，二者之間較強的靜電排斥力對它們的碰撞、粘附起阻礙作 用。 雖然豎流式氣浮池在國內(nèi)不常采用，但在國外豎流式氣浮池在國外較常1 I進水果： amp。因此，平流氣浮池刮渣時和刮澄數(shù)分鐘內(nèi)，其出 水水質(zhì)會下降。的導(dǎo) 流板流進分離區(qū)，在分離區(qū)液面下形成微氣泡層，見圖 。傳統(tǒng)氣浮池平面上一般呈長方形，長寬比大，池深一般 為 ?2m187。L 回流比： 30% 溶氣壓力： 氣浮池水力停留實踐 ： 26min 氣浮池的表面負荷： 溶氣罐的溶氣時間 Imin 溶氣 _的液位控制范圍： 0, 微氣泡尺寸： 80Mm 中國丨油大學(xué)（華東）碩十論文 出現(xiàn)了綜合式氣浮池，即出現(xiàn)了氣浮一沉淀和氣浮一過濾一體化新工藝，綜 合式氣浮池在此不多介紹。 平流式氣浮池是目前國內(nèi)水處理工藝中應(yīng)用得最多的一種，而國外豎流式 氣 浮池較為常見。 溶氣 _的運行壓力為 6bar 左右，空氣被注入罐內(nèi)，在循環(huán)水中溶解， 然后，念飽和空氣的水通過壓力釋放裝置送至氣浮池入口。 第 4 章 中國 U 油大 (華碩十論文 ______________________________________ 笫 4 章 I:藝研究 吸水井中的部分水將在循環(huán)水菜的作用下，泵入溶氣罐。反 fi 池 Dir 圖 DAF 流程圖 2)引進氣浮除油工藝流程說明 調(diào)節(jié)罐出水自流進入混凝池，在池內(nèi)投加氣化鐵使油滴、膠體和懸浮固 體脫棄，產(chǎn)生小鞏花，混凝后的水流入絮凝池，池內(nèi)投加聚合物將小鞏花聚 集為較大的、更為均勻的鞏花。 MMit 171。其中加扭溶氣 氣浮法是種應(yīng)用較為廣法的氣浮法，它又有三種基本流程：全溶氣流程、 部分溶氣流程、回流溶氣流程。反應(yīng)完善 (一般混合與慢速反應(yīng) 20? 30min)， 絮粒已結(jié)大 (當量直徑約 50CVim以上 )，氣泡主要粘附在絮粒周圍的氣浮 ，稱 作?常規(guī)氣浮?。n 以上。在相等釋氣量時，可以 大大增加氣泡數(shù)量，從而具 有更多的自由界面能而增強氣泡的吸附性能，并 且，氣泡越小，越揚進入絮粒四槽或被絮粒網(wǎng)捕、包卷而形成穩(wěn)定的共聚絮 粒。使形成的原絮粒尺寸既滿足微氣 泡有效吸附范圍，又盡量保持尺寸均勻和數(shù)量眾多，從而提高氣泡和絮粒的 有效碰撞率。 氣泡夾在絮粒內(nèi)部，既充分發(fā)揮了氣泡的凝聚作用，又牢固地把氣泡粘附在 絮粒上 ,在上浮過程中，氣泡不會脫落，而且形成浮澄后也不會輕易一下沉。 氣泡與絮粒的粘附有三種方 式：單氣泡粘附準絮粒；氣泡粘附在絮粒周 圍；氣泡粘附在絮粒中間和周圍。這種微氣泡直接參與凝聚而和絮粒共聚并大的過程簡稱為?共 聚? t2i】 。 在過渡區(qū) (Re= 10? 1000)，上浮速度為 Pa P. 式中；氣泡 /絮粒聚集體上浮速度 （ m/s) m— 氣泡 /絮粒聚集體 質(zhì)量 （ kg) t一時間 (s) Ap水的密度 （ kg/m3) 氣泡 /絮粒聚集體的密度 （ kg/m3) V氣泡 /絮粒聚集體的體積 （ in3) g重力加速度 （ m/s2) C阻力系數(shù) A在水流方向上氣泡 /絮粒聚集體的投影面積 （ m2) A— 動力粘度系數(shù) ^一運動粘度系數(shù) 由上述可知，氣泡絮粒聚集體顆粒的上浮速度取決于水和聚集顆粒的密 度差、聚集顆粒的直徑 (特征直徑 )及水的流態(tài)。 重力 F2 和阻力 F3 的共同作用，其基本方程式為 〖 21