前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的污水处理厂工艺主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
目前我国城市生活污水处理厂所采用的主体工艺主要是活性污泥法和生物膜法,这两种方法的核心技术均是利用活性微生物将污水中的有机污染物降解为小分子物质,从而在环境中去除。在影响微生物活性的诸多因素中,温度是极其重要的一种[1]。在冬季寒冷地区,气候变化会导致污水处理厂微生物的活性降低、易引发污泥膨胀等现象[2]。关于地上式污水处理厂冬季运行管理的经验总结,目前已经有人做了大量研究。胡涛等[3]结合在哈尔滨文昌污水处理厂多年的运行管理经验,对污水处理厂的冬季运行进行研究,认为在冬季低温条件下,要关注与污水接触的各种设备和工艺管线,做好防冻保温措施,防止上冻结冰。孟杰等[4]分析了东北地区某污水处理厂在冬季低温条件下污泥膨胀的特点及控制措施。叶红等[5]研究了江苏淮安某污水处理厂冬季运行现状及运行管理,通过分析污泥负荷和运行效率,得出了微生物的活性随水温变化的曲线,并列举了设备常见的故障及保养情况。而关于半地下式污水处理厂在冬季低温条件下,工艺及设备的运行管理,目前研究的较少。本文根据多年来在半地下式污水处理厂的运行管理经验,总结了在冬季低温条件下,半地下式污水处理厂的工艺调控及设备管理经验,对同类半地下式污水处理厂的冬季运行管理,具有较强的参考价值。
1工程简介及主要工艺流程
1.1工程简介。我国华中地区某半地下式污水处理厂工程位于郑州市南部地区,总占地面积约196亩,设计规模为10×104m3/d。该污水处理厂于2014年9月对单系列进行培菌试运行,同年11月底出水达标。1.2主要工艺流程。该污水处理厂的污水处理工艺流程图如图1所示。预处理段采用常规的粗细格栅及曝气沉砂池工艺,同时,根据实际需要,在预处理段设置了初沉池,二级生物处理段采用前置缺氧段A2/O工艺,三级深度处理段采用高效反应沉淀池及V型滤池,然后经二氧化氯消毒处理后,达标排放。初沉池的初沉污泥、二沉池的剩余活性污泥以及高效池的剩余化学污泥,统一进入污泥均质池,然后经进泥泵提升至脱水机房,进行离心脱水处理。
2冬季工艺运行方案
2.1预处理段工艺运行方案。污水预处理段作为污水处理厂的第一道处理工序,在整个工艺流程中都起着至关重要的作用。该半地下式污水处理厂污水预处理段采用常规的粗细格栅、曝气沉砂池以及平流式初沉池工艺。与常规的地上式污水处理厂一样,在冬季运行时,半地下式污水处理厂预处理段的工艺运行首先要考虑根据泵前池水位的高低来确定进水泵的开启台数;其次,当温度在零度以下时,加大粗细格栅及螺旋输送器的开启频次和每次的开启时间[6]。由于半地下式污水处理厂的粗细格栅都在箱体内,即使在冬季,箱体内的温度也较为稳定,因此,半地下式污水处理厂在冬季运行时,螺旋输送器的开启频次和开启时间都比地上式污水处理厂少一些。2.2生物处理段工艺运行方案。在冬季,由于水温较低,微生物活性降低,为了维持总体的微生物活性,达到与夏季一样的处理效果,地上污水处理厂一般采用延长污泥停留时间、增大生物池污泥浓度等方法来调整工艺。该半地下式污水处理厂也采用类似的方法,同时通过增加生物池溶解氧浓度来保证微生物的呼吸需要,通过投加乙酸钠碳源来保证总氮的处理效果。夏季,半地下式污水处理厂生物池的污泥浓度一般在2000~2500mg/L即可达到处理要求,而在冬季,污泥浓度一般控制在3000~3500mg/L,冬季污泥在生物池的总停留时间控制在16~24d,生物池出口DO控制在2.0~2.5mg/L。2.3深度处理段工艺运行方案。该半地下式污水处理厂的深度处理段工艺采用高效反应沉淀池及纤维转盘滤池,所加药剂为聚合氯化铝,消毒所用的原材料为盐酸和氯酸钠,深度处理段对总磷有较好的处理效果。为保证出水总磷达标,聚合氯化铝单耗控制在25~30mg/L;氯酸钠单耗控制在1.5~2mg/L,盐酸单耗控制在4~5mg/L。2.4污泥处理段工艺运行方案。该半地下式污水处理厂的污泥处理采用高速离心浓缩脱水机,所投加的药剂为聚丙烯酰胺,在夏季,每处理1t干污泥,所需的聚丙烯酰胺一般为4~5kg,而在冬季,将处理1t干污泥所需的聚丙烯酰胺控制在5~6kg。
3冬季设备调控方案
3.1预处理段设备调控方案。该半地下式污水处理厂污水预处理段的设备主要有粗格栅、进水泵、细格栅、曝气沉砂池相关设备、初沉池刮吸泥机等。楚金喜等[6]介绍了地上污水处理厂冬季设备运行方案,主要从设备的保温、防冻等方面采取措施。由于该半地下式污水处理厂预处理段的大部分设备都在箱体内,即使在冬季,也很少出现结冰的情况,因此,预处理段的设备调控主要考虑加强巡视,调整设备运行模式,尽量采用手动模式运行。考虑到栅渣的清运问题,将预处理段的砂水分离器设置在箱体外部,砂水分离器与曝气沉砂池的提砂泵是联动运行的,当提砂泵运行时,砂水分离器会自动运行。在冬季低温条件下,若提砂泵故障或因其他问题而停运时,应把砂水分离器中的砂水放空,防止上冻结冰;如遇上冻现象,也不能强行开启,应采取解冻措施后,方可正常开启。3.2生物处理段设备调控方案。整个生物池、二沉池及鼓风机房等生物处理段的构筑物都设置在箱体内,在冬季外界低温的情况下,箱体内的温度始终保持恒定,对于生物处理非常有好处。对于搅拌器,在冬季可根据需要,间歇运行;对于污泥泵,应确保每台设备每个月运行的总时间基本相同;对于高速鼓风机,即使自动运行的情况下,也应设置每台鼓风机当月的运行时间基本相同。3.3深度处理段设备调控方案。该半地下式污水处理厂深度处理段采用高效反应沉淀池+V型滤池工艺,消毒以盐酸和氯酸钠为原料,二者反应生成二氧化氯。深度处理段的构筑物中,高效反应池以及V型滤池、消毒池均在箱体内部,加氯、加药间以及盐酸间在箱体外部。冬季的设备调控主要通过观察药剂的混凝效果、矾花的生成情况以及斜管是否堵塞来调整设备的运行频率以及投药的数量。V型滤池在冬季重点观察过水能力,当过水能力降低时,可手动调节,缩短反冲洗周期。盐酸间和加氯、加药间在污水处理厂是重要危险源,在冬季加强巡视,发现安全隐患及时上报。3.4污泥处理段设备调控方案。该半地下式污水处理厂污泥处理段的主要设备是高速离心浓缩脱水机及其配套设备,储泥池上有搅拌器。由于储泥池在箱体外,在冬季低温条件下可能会结冰,因此,储泥池的搅拌器需要加大开启频次,当池面上冻时,禁止强行开启。由于该污水厂的脱水机是两用一备,三台脱水机轮流开启,确保每个月每台脱水机的开启时间基本相等,因此在实际运行时,总有一台脱水机处于停运状态,在机器停运前,需要对转鼓进行冲洗。在冬季运行时,加大对脱水机的冲洗力度,保证脱水机内的污泥全部冲洗干净。
4结论
箱体是一个相对密闭的空间,其优点在于温度较为恒定,能降低温度变化对微生物的冲击负荷,缺点在于箱体内的气体不易扩散,因此,箱体的通风和消防安全防护措施应该更加完善。相对于地上式污水处理厂来说,半地下式污水处理厂的主要设备均在箱体内部,冬季的运行管理也相对轻松。
作者:商晓敏 王江涛 王亚鹏 单位:中原环保股份有限公司
参考文献:
[1]钱程,任丽波,姚瑶.寒冷地区冬季低温对污水处理厂运行效率的影响研究[J].环境科学与管理,2008,33(5):84-86.
[2]田口广.活性污泥膨胀与控制对策[M].张志杰,译.北京:中国建筑工业出版社,1982:15-50.
[3]胡涛,高玉顺.北方高寒地区污水处理厂冬季运行管理[J].科技论坛,2009,9:29.
[4]孟杰.东北地区污水处理厂冬季低温运行办法[J].民营科技,2014,8:255.
关键词:CAST工艺;工程概况;水质分析;对策
中图分类号: [TU46+1] 文献标识码: A 文章编号:
0概述
CAST工艺主要是处理生活污水和工业废水的先进工艺之一,它是基于常规活性污泥法、间歇活性污泥法、Pas-veer和Carrousse氧化沟等工艺在去除氮磷方面不断改进而研发的新工艺。本文以采用CAST工艺的某污水处理厂为例,介绍CAST工艺在污水处理上的应用情况。
一、CAST工艺原理
CAST工艺在主反应区(SBR池)的前面设置了生物选择区和接触区。生物选择区可在厌氧或缺氧的条件下运行,能有效抑制丝状菌的膨胀,经预处理的污水和回流的活性污泥首先进入这里进行混合;接触区具有明显的基质浓度梯度,活性污泥能快速吸附和水解水中的有机物,同时回流污泥中的硝酸盐氮经反硝化去除,聚磷得到释放,达到了较好的除磷脱氮效果。CAST反应池的末端安装了可升降的自动撇水装置——滗水器,整个工艺的曝气、沉淀、排水三个过程都在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池。各池体交错运行,可间断进水、排水,而总的生产线则保持连续进水、出水。
二、工程概况
该污水处理厂是本市第一家以BOT模式投资经营的污水处理厂,工程总投资为5600万元,设计规模5万t/d,占地面积55685m2,主要收集生活污水,服务人口达13万。进水为合流制污水,关键设备采用进口设备,其余则采用国产或合资优化设备。
1进出水的主要设计参数(见表1)
2污水处理工艺流程(见图)
图 污水处理工艺流程
3主要构筑物与设备
1)粗格栅2台,栅距25mm。
2)进水泵4台,2台流量为1250m3/h,另2台流量为750m3/h。
3)细格栅2台,旋转格栅,栅距8mm。
4)曝气沉砂池1座。
5)厌氧池1座,长×宽×深=118×8.9×6(m)。
6)CAST反应池共有4组,长×宽×深=42×29×5.8(m);每组池中有2台回流泵,流量210m3/h;2台排泥泵,流量50m3/h;2400个微孔曝气器,摇臂式滗水器2台。
7)多级鼓风机3台,每台供风量为85~90m3/min,出口压力为70kPa。
8)污泥脱水机2台,采用预浓缩脱水带式压滤一体化脱水机,每台功率3.0kW。
三、活性污泥驯化措施
1)以某污水厂的泥饼作为活性污泥的菌种,将泥水混合液提升至反应池,同时开动厌氧池的水下推流器、搅拌器,启动一台鼓风机,保持低风量曝气。
2)曝气池的DO(溶解氧)浓度控制在2~4mg/L,可为微生物的生长提供充分的氧量。
3)反应池水位达到滗水器的最低出水高度时,进行2h曝气、1h静置,然后提升没有菌种的污水至反应池,进水的同时排出静置上清液。排液时间为0.75~1h。
4)排液后继续提升污水,重复上一步骤。
5)10d后,污泥浓度达到1000mg/L时,各反应池在出水时开回流泵,每次回流30min,以保证大部分污泥留在反应池内进行驯化。
6)活性污泥驯化的成熟阶段。全部池体注满混合液后按5万t/d流量,进水1h、曝气2h(进水时开始)、静置1h、排液1h重复操作。
四、水质验收情况
经过30d的调试,该系统日趋完善,出水清澈透明,感观好,水质得到改善,而且污泥的沉降性能良好,SV%(污泥沉降比)达15%,MLSS(活性污泥浓度)达1500mg/L。
五、存在问题及对策
1)曝气池的进水口设在池体底端,且出水口附近装有曝气器,当进水阀门打开时,容易对曝气器造成冲击。这是由于反应池在排完上清液后,池体水位由6m降至3.3m,水压明显减少,空气管道气压加大,开启进水阀时,水力冲击较大,对进水口附近的曝气器形成了横向冲击,易使曝气器脱离。因此在进水口处安装一个Z形挡板,可减少水力对曝气器的冲击。
2)曝气池的进气阀泄漏,会影响沉淀出水,导致出水SS较高,而且鼓风机的出气压力难以根据曝气池工作水位的变化及时调整,以致DO较高(可达8.2mg/L)。因此需利用鼓风机的总进气管阀门对进气量进行调控,以保证各池的DO控制在2~4mg/L。
3)每个工作周期内,排水开始时反应池内液位最高,排水结束,液位降至最低。液位的变化幅度取决于排水比,而排水情况又与反应池的静沉泥层有关。反应池内的混合液体和基质浓度均发生变化,基质降解是非稳态的。同时由于水位、水量变化,使得鼓风机的出口风压必须进行梯度控制。因此在运行中需摸索有关的控制参数,以便设置为自动控制,提高处理效率,达到高效、低耗的目的。
4)在培菌过程中发现上清液中有肉眼可见的白色絮状漂浮物,基本不沉淀。这时需要排放大量漂浮物,将失去活性的污泥排走,以降低SS,MLSS控制在1200mg/L左右;反应池在曝气阶段DO控制在2~4mg/L。经3d后,工艺运行状况得到改善,出水SS明显减少。
[关键词] 污水处理厂;清洁;工艺;分析
[作者简介] 黄红志,广东省惠州市环境保护局,广东 惠州,516008;罗志勇,广州市锐迪能源科技有限公司,广东 广州,511400
[中图分类号] TU992.25 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2012)02-0025-0003
水资源污水是环境污染的主要形式,由于水资源关系着人们的日常生活质量,水污染制约了经济社会的和谐发展,不利于人类长期生存。城市现代化改造工程实施后,国家投资污水处理厂建设,以满足城市污水处理的设施需求。但随着城市污水量的持续增加,中小型污水处理厂已适应不了大量污水处理的操控要求。新时期,一批大型城市污水处理厂投入使用,深入分析处理厂的清洁工艺,有助于改善污水处理厂的运行效率,为城市和谐发展创造有利的条件。
一、大型污水处理厂的特点
我国社会主义早期发展以“粗放型”经济模式为主,经济效益增收以牺牲环境为代价,短期发展成效无法适应社会可持续发展的指标要求。为了实现国民经济“稳定、健康、持续”的发展,国家积极制定了科学的发展策略,以“集约型”经济理念为指导,在提升国民经济收入水平的同时完善了环境体制。大型污水处理厂的建立促进了城市环境工作的改善,相比中小型污水处理厂,其主要特点集中表现在:
(一)污水存量大
改革开放前期,我国国民经济收入水平偏低,各项科技研究工作收获颇少,制约了环境改造工程的推广实施。尽管建立了中小型污水改造工程,但在污水处理方面未取得理想的成果。以小型污水处理厂为例,其蓄存的污水量仅占大型处理厂的30%~40%,显然适应不了城市污水产出量的处理标准。大型污水处理厂存储量巨大,满足了城市污水处理工作的操作要求。
(二)处理难度高
大型污水处理厂不仅在污水量指标上大幅度提升,厂内的基础设施也更加齐全,所采用的处理工艺流程相对完善。一般情况下,大型污水处理厂既可以简单地净化城市生活污水,对于工业企业生产活动产生的污水也可以起到较好的净化作用,处理工艺的难度更大。如:大型处理厂配备了水资源循环系统,部分净化后的水资源可重新输送使用,协调了城市水资源的分配利用。
(三)清洁任务重
城市经济的快速发展促进了国民经济收入水平的提高,由此产生的环境问题也受到了政府部门的关注。为了缓解城市地区面临的污水问题,投资建设大型污水处理厂是必不可少的,厂内面临的污水处理任务也更加繁重,给污水处理厂的工作造成了巨大的压力。调查显示,按照1万吨水5吨80%湿泥,我国污泥日产量可达5.75万吨,年湿泥产量2098.75万吨。
(四)设备寿命短
据了解,我国城市大型污水处理厂的污水处理能力超过1.2亿立方米/日,每日面临的污水处理工作相当繁重,为城市绿化改造提供了诸多帮助。高负荷的污水处理作业,导致污水处理厂设备寿命减短,既影响了污水处理系统的正常运作,也增加了处理厂运营资金的投入。延长设备使用寿命是未来污水处理工程需要考虑的重点内容,加强厂内设施的更新维护是极为关键的。
二、优化污水处理工艺的必要性
当前,国家正加大污水处理厂建设的投资金额,国内大部分城市均有特定的污水处理区域。政府报告显示,截至2010年,全国设市城市、县城及部分重点建制镇累计建成城镇污水处理厂超过2400座,充分显示了国家对污水处理工程的重视。因此,大型成熟污水处理厂需不断调整污水清洁模式,通过优化污水处理工艺提高处理厂的运行效率。
(一)提高效率
传统污水处理工艺仅限于当前城市发展的需要,为城市区域的绿化发展提供了相匹配的除污系统。科学发展观规划国内改革,未来农村地区的改造活动更加频繁,农村经过一段时间的调整也会转变为城市。如果依旧坚持现有的大型污水处理厂规模,显然不利于农村地区的城市化改造。优化改进污水处理工艺提升了厂内作业的效率,从人力、物力、财力等方面简化工艺流程,推广更加先进的工艺模式。
(二)减少污染
根据目前城市现代化改造发展趋势,今后城市污水产量将会日趋增多,生活污水、工业污水会成为城市水资源污染的两大来源。生活污水来源于人们日常生活产生的废水,其污染成分相对较少。工业污水中含有大量的有害元素,未经处理随意排放会造成严重的污染问题,尤其是重金属及化学元素的危害更大。大型污水处理厂经过工艺改造,可进一步加强工业废水的净化程度,减少工业废水污染,实现生活污水循环利用。
(三)创造收益
优化污水处理工艺创造的收益体现在两方面,即环境收益、经济收益。其必要性体现在:首先,城市建立大型污水处理厂,对城区内污水的净化处理发挥了极其重要的作用,维持了水资源调配的均衡性,营造了优越的城市环境;其次,传统处理工艺经过优化改造后,在简化操作流程的同时也提升了厂内操作的效率,降低了污水处理系统的调控难度。从经济角度考虑,先进工艺的引入也减少了经营成本,创造了丰厚的经济收益。
三、污水处理厂常用的处理工艺
鉴于科学技术对城市大型污水处理厂建设的指导作用,厂内管理人员及操作人员需坚持技术创新思想,结合国内外现有的污水处理技术调整工艺模式,制定更加科学、高效、节能的污水处理方案。国内污水处理厂已掌握了多项污水处理工艺,如:活性污泥工艺、生物除磷工艺、循环曝气工艺等等,这些先进的工艺方案融合了物理、化学等多方面学科知识。
(一)活性污泥工艺法
考虑到污水内部混合杂质的物理特性,采用活性污泥法进行污水处理是一种简单、易操作的工艺方案,如图1。尽管城市建立了大型污水处理厂,但其在工艺流程上还需加强改进,以此满足不同污水资源处理的需要。活性污泥法结合物理学原理,对厂内蓄积的污水进行物理分离,如:把较大的污染颗粒与水质分离,从而发挥出净化污水的效果。该方法是最早运用于污水处理操作,仅适用于常规的污水处理操作,不适合运用于高质量要求的污水处理。比较常见的活性污泥法有氧化塘法、集成生化加过滤法、增加流动载体法等。
(二)循环曝气工艺法
循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点,又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点,保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右,是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
(三)旋转接触氧化法
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上,结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分,一旦机器出了故障,一般机械人员都可以进行维修。
(四)连续循环曝气系统
连续循环曝气系统工艺(CCAS)是一种连续进水式SBR曝气系统,如图2。污水处理工艺CCAS是在序批式处理法(SBR)的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。
(五)曝气生物滤池
从综合效益方面看污水处理工艺的优化,其适应了社会主义科学发展观的要求,加快了新时期城市绿化改造的建设进度。曝气生物滤池是在生物滤池处理装置中设置填料,通过人为供氧,使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头,产生的中小气泡经填料反复切割,达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高,处理设施紧凑,可大大节省占地面积,减少反应时间。
(六)生物除磷工艺法
利用化学物质及相关的物质反应,也能促进污水处理厂净化水资源的效率。磷元素是工业污水中比较常见的元素,如果净化处理不彻底会影响到水资源的循环利用质量。传统污水处理工艺属于通用型的操作方案,对磷元素净化过滤缺乏针对性的方案。长期生产实践中,污水处理厂逐渐掌握了一套生物除磷工艺法。此工艺方法的目的是清除污水中的含磷有机物,从而达到水资源净化的作用。由于生物除磷工艺属于化学性处理方法,要求操作人员熟练掌握化学理论,结合污水厂实际操作的需要设计工艺方案。
四、结 论
综上所言,当前国内市场经济体制深化改革,城市现代化建设步伐也随之加快。环境工程是城市计划改造的重点项目,水资源污染是严重的环境问题,若处理不当将会给人们的日常生活造成不利的影响。大型污水处理厂的建立满足了城市污水处理的需要,摆脱了传统中小型污水处理工艺的不足,在设备、技术、工艺等方面均实现了较大的突破。污水处理操作人员应熟练掌握不同的工艺方案,结合污水处理的具体要求选择工艺流程,以此适应城市环境改造的规划要求。
[参考文献]
[1]罗固源,冯杰,季铁军.优化AHP方式下对污水处理工艺的优选[J].重庆大学学报(自然科学版),2007,(4).
[2]王征,汪诚文,施汉昌.城市污水处理厂Web决策支持中心的设计与开发[J].环境科学与技术, 2006,(3).
关键词:倒置A2/O工艺;污水处理厂;应用
中图分类号:X703 文献标识码:B
1 前言
某县污水处理厂采用百乐克工艺,设计规模1.4万m3/d,1座2组,单组处理能力0.7万m3/d,实际处理水量1.2~1.5万m3/d,工艺流程见图1。
设计进出水及实际进出水水质情况见表1。
2 倒置A2/O工艺应用中出现的问题
(1)工业污水在进水量中所占的比例较大,水质指标超过了原先的设计标准。以水质部门要求为标准,当进水COD超过800ml/L时,水质难以达到要求标准。
(2)由于天气或使用时间等原因,曝气悬浮链受到腐蚀逐渐老化,曝气系统在运作时呈现不均匀的状态。池体占地范围广泛,温度变化以及地面沉降等原因,导致池体上的HDPE膜出现破裂,从而造成地下水源产生污染。
(3)工程当地的水源稀少,排放污水进行回收利用,提高了出水要求标准。以环保部门的水质要求为依据,污水再次利用时水质需符合污水处理排放的一级标准,但该工艺的好氧区与缺氧区之间的距离非常短,且未经过分离,仅通过曝气系统进行曝气,并以此区分好氧区及缺氧区,由于曝气链的摇摆、水质流动性、以及两个氧区之间的距离等原因,好氧区的氧气有可能会倒流入至缺氧区内,形成有氧环境,导致溶解质量浓度增高,增加脱氮难度,对工艺脱氮稳定性造成不利影响。
(4)污水管网较少,所覆盖的范围较小。随着我国城市化进程的不断加速,城市污水量也不断增加,从该工程的污水处理能力分析,污水厂难以达到污水处理需求。
3 倒置A2/O工艺的应用改造措施
以上谈到的是百乐克工艺应用过程中出现的问题,应在确保出水水质标准的情况下,通过现状构筑物,采用技术工艺进行改造,有效解决问题。可采用倒置A2/O工艺进行污水厂改造对策。由于水量增长,将工艺改造规模设置为2万m3/d,进水水质及出水水质实际设计量见表2。
3.1 工艺改造后的基本流程
进水粗格栅提升泵房细格栅 沉砂池配水井缺氧池厌氧池好氧池二沉池中间水池二泵房滤池清水池送水泵房回用
在整个流程了里面,细格栅、粗格栅、提升泵房、以及沉砂池等已有构筑物,无需在进行改造。
可在厌氧池、曝气池内各增设一面隔墙,然后分别改造成缺氧区、好氧区+厌氧区。用微孔曝气器代替工艺中的曝气设备,并将三面隔墙设置在好氧区内,提高污水流动性,增加污水处理量,并多设置几个调节堰门,以便池水调节。无需对沉淀区进行改造,保留原来的进出水方式,消化液以及污泥等回流系统可充分利用现有设备。前段配水井数量增加,应适当调整沉淀池集水槽的出水堰标高,另外,还应在池底处以及池壁位置进行混凝土浇筑,以免出现死角,避免池内积泥沉淀。当组合池内的含磷回流污泥与原污水进入缺氧区时,应对新鲜污水、消化液、回流污泥等进行混合,并通过反硝化作用,有效去除污水中的硝态氮,通过溶解氧消耗产生厌氧反应,同时,在厌氧区内释放磷和氮化,再进入好氧区,最后进行磷吸收、BOD去除,采用硝化进行氮去除。根据水量增设水池,确保水量需求,并按需配置二氧化氯消毒设备。
3.2 构筑物改造参数
(1)倒置A2/O池:首先,将污水、回流消化液、回流污泥在缺氧区内进行混合,经氮反硝化作用后再进入厌氧区,然后进行磷氨化和释放,释放结束后进入好氧区,进行磷吸收及硝化,去除污水中的BOD含量。新建池总规模设计为2万m3/d,改造池的设计参数与新建池相同。缺氧区、厌氧区、好氧区的停留时间分别为6h、3h、14h,污泥的质量浓度、BOD5负荷、污泥龄分别为3000mg/L、0.1kg/(kg·d)MLSS、20d,污泥与消化液回流比分别为50%~100%、300%,NO3-N脱氮速率和汽水比分别为0.04kg/(kg·d)MLSS、7:1。
(2)中间水池:设计规模与停留时间分别为2万m3/d、1.5h。汇水主要采用中间水池进行,提升水量并进行适当调节。
(3)沉淀池:设计规模与表面负荷分别为2万m3/d、0.80m3/(m2·h)。
(4)深度处理:车间设计规模与中间水池一致(2万m3/d),反映单元包括过滤、沉淀以及絮凝等。其中,混合絮凝沉淀反映单元每座两组,分为四格滤池,将机械絮凝作为反映形式,将斜管沉淀作为沉淀形式。机械混合和絮凝时间分别为45s、20min,滤池沉淀上升流速、滤速、强制滤速分别为0.5mm/s、6m/h、8m/h。
(5)加药间:加药间包括二氧化氯消毒设施、PAM装置、PAC装置等,二氧化氯、PAM、PAC的投加量分别设计为0.5mg/L、20mg/L、10mg/L。
4 工程改造结果
工程改造结束时间为11年5月,由于活性淤泥贮存条件较好,驯化时间较少,在同年的7月份经调试达到要求标准。7月5日的实际进水量达到了1.6万m3/d,详见表3。
根据改造结果分析,污水厂实际进水量约为1.6万m3/d,占处理负荷设计量的80%,改造后的出水水质指标得到了明显改善,在生化系统中,出水SS改善幅度为34.4%,BOD改善幅度为37.8%,COD改善幅度为11.8%。经检测发现,SS经处理去除率为54%,BOD经处理去除率为33%,COD经处理去除率为27%。由此可见,工艺改造有效提高了水质有机物去除率,经深度处理后水质主要指标,如SS、BOD、COD等均符合一级出水标准。NH3-N指标经改造提高幅度为33%,TP指标经改造提高幅度为27%,TN指标经改造提高幅度为51.8%。根据改造结果可得,提高幅度最大的为总氮去除率,可见倒置A2/O工艺可有效提高总氮去除率。提高总氮去除率是污水处理厂的重要目标,也是工艺改造中的重点和难点,因此,可采用倒置A2/O工艺进行改造,有效提高污水处理厂总氮去除率。根据深度处理结果可得,NH3-N去除率为7%,TP去除率为52.5%,TN去除率为10.7%,由此可见,在深度处理方面,NH3-N以及TN的去除率仍有待提高,只能在去除有机物过程中进行附带去除,但TP去除率高达52.5%,去除效果较为明显,其作用原理是磷与池内投放的PAC产生反应,其沉淀物经过滤得到有效去除。
结语
综上所述,倒置A2/O工艺的成功应用,说明了该工艺是符合我国城镇污水处理厂的工艺方式。将此种工艺应用于污水处理厂中,不但有机物质去除率高,而且脱氮除磷的效果良好。相信在不久之后,倒置A2/O工艺将会广泛应用于污水处理厂中。
关键词:环境 , 污染 , 工艺设计 ,指标
Abstract: along with the social public to the improvement of environmental requirements, sewage treatment plant deodorant job is increasingly attention by people, this paper summarized the sewage treatment plant and the main components of the source of the stench and the hazard and sewage treatment plant as an example, north of the pond introduces the smell of sewage treatment plant commonly used treatment method and deodorization process design and selection of equipment, to the city sewage wastewater treatment plant deodorant process selection and application of strong for reference.
Keywords: environment, pollution, process design, index
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1 .概论
污水处理厂作为改善生态水环境重要的工程措施,在水资源循环应用和整体水环境的改善中起着不可替代的作用。随着我国的环境治理的政策不断加强,大量污水处理厂随之建设并投入使用,但在污水经过处理并达标排放的同时,也产生了部分的有毒有害气体,造成了周边环境空气的污染,通常这些气体均有强烈的刺激性气味,恶臭难闻。随着人们生活水平的提高以及公众对生活质量、环境质量要求的不断提高,人们对污水处理过程中产生的恶臭气体的控制和处理效果也提出了更高的要求。
恶臭是七大环境公害之一,对人体健康和生态环境会造成严重危害,轻者使人感到不适,出现头痛、头昏、恶心、呕吐、食欲不振和精神不集中等症状,重则会对人的呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统造成不同程度的毒害,其中部分芳香族化合物还能使人体产生畸变、癌变。臭气的扩散直接影响到水厂操作人员的身体健康和工作效率,并对周围居民的生活产生不利影响,降低周边土地的使用价值。
本文详细介绍了污水处理厂中臭气的来源和处理工艺,并重点描述了北塘污水处理厂的除臭工艺及运行效果,为污水处理厂的建设和运行提供重要的借鉴意义。
2.臭气的来源和主要成分
2.1臭气的来源
市政污水处理厂臭气主要产生于进水泵房、初沉池、厌氧池、缺氧池、污泥均质池、污泥脱水机房等部位。总结其特点,有如下几个:①种类繁多,属复合性臭气;②气源范围广,且种类不断变化;③臭气发生的连续性。
2.2 臭气的成分
臭气成分复杂多变,根据其主要化学组分不同大致可分成5类:一、含硫的化合物,如H2S、硫醇类、硫醚类;二、含氯的化合物.如胺类、酰胺、吲哚类;三、卤素及衍生物,如氯气、卤代烃;四、烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;五、含氧的有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等[1]。臭气中无机物有H2S、NH3等,绝大多数恶臭气体产生原物质为有机物质[2], 市政污水处理厂中臭气主要以硫化物为主,这些物质对人体健康危害较大。
2.3 臭气的排放标准
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),污水处理厂工程需要增加除臭设施,以降低臭气对员工和周边居民的影响。表1列出了该标准中对恶臭污染物作出的厂界标准值。
表1 恶臭污染物排放指标
3 除臭方法及工艺
3.1物理法
物理法是采用物理吸附原理除臭的方法。吸附脱臭法[3]是使恶臭气体通过吸附剂填充层而被去除的方法,常用的吸附剂为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。其中较常用的是活性炭吸附法,分为非再生型和可再生型,该方法利用活性炭优良的吸附能力,可高效地去除臭气中的硫醇、酚等成分,特别对于低浓度臭气更有效。但活性炭需定期再生或更换,且填充吸附层容易堵塞,运行费用较高,经济上可行性低,目前在污水处理厂除臭应用中较少。
3.2化学法
化学脱臭法主要是利用药剂与恶臭物质成分发生化学反应生成无臭物质而达到脱臭目的的方法。其中湿法化学吸收法是发展最成熟应用最普遍的方法,常用的湿法化学吸收塔有三种:填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。其基本原理是:通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体从空气中捕捉到液体中,恶臭成分和药液中的乳化试剂或者强氧化剂反应生成溶于水的无臭物质吸收去除。恶臭气体成分的确定和吸收剂的选取以及接触过程中速率的选择是湿法化学吸收除臭效果的重要因素。
3.3 离子法
离子法利用空气通过离子发生装置产生离子化过程,形成的正负氧离子与臭气分子反应成生CO2、H2O、NOX、SO42-等无气味物质,对硫化氢、氨也具有分解作用,还可以有效地破坏细菌生存环境,降低细菌浓度或彻底消除,从而达到除臭目的。高能离子脱臭技术在法国、英国、苏格兰、瑞典等国的应用实例很多,正逐步应用于国内污水处理厂和污水泵房的建设工程中[5]。
3.4 生物法
生物法主要利用微生物的生物降解作用,即臭气分子经传质过程由气相转移到液相或固相表面的液膜内,被其中的微生物吸附降解为CO2、H2O、NOX、SO42-等无味物质。臭气经不同种类的微生物分解后,产物不同。如含氮的臭气,经微生物的氨化作用后,分解为NH3,NH3又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用,进一步氧化为稳定的硝酸态化合物;而含硫的臭气经微生物分解后产生H2S,H2S可被硫化细菌氧化为硫酸, 生物除臭工艺正是基于上述原理[4],故该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性。目前生物脱臭较理想的技术是生物活性载体填料的填充式生物滤池,既有较快的降解速度,且运行受气候影响小。生物除臭法因具有方法简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展较快。
4 污水处理厂除臭工艺选择和设备选型
市政污水处理厂除臭工艺的选择过程中,主要考虑工艺的总体技术经济性能和项目的使用环境等条件。下面我们以北塘污水处理厂为例,介绍其工艺的选择和设备应用情况。
北塘污水处理厂位于天津市滨海新区,设计日处理能力15万吨,采用A2/O+深层滤池工艺,出水达到一级A排放标准。考虑到天津地区冬季温度较低,水厂面积紧张和水厂运行的技术经济指标选择结构相对简单、投资及运行费用相对较少的生物除臭法作为该厂的除臭工艺。
关键词:优化工艺 运行管理
该污水处理项目于2008年5月18日开工建设,于2008年12月29日通水运行。运行四年来效果良好,工艺运行稳定。主要设施有粗格栅、泵房、细格栅、沉砂池、一体化生化池、鼓风机房、硅藻土系统、污泥脱水机间、配电间、消毒池、办公用房。主要设备有启闭机、粗格栅、提升泵、回转式格栅除污机、旋流沉砂池、潜水搅拌机、回流泵、风机、硅藻土池进水泵、硅藻土加药装置、浓缩脱水机、污泥泵。
1、进出水指标
该污水厂生产能力为日处理城市生活污水1.0万吨,处理出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。具体处理进、出水水质指标(单位:mg/l)如表1所示。
2、工艺流程图(图1)
3、工艺流程简介
污水经管网收集进入粗格栅,去除大颗粒的固体悬浮物;经提升泵提升至细格栅,进一步去除小颗粒的固体悬浮物;经旋流沉砂池去除无机砂粒后自流进入厌氧池,沉砂由提砂泵提升至砂水分离器进行砂水分离;通过缺氧水解使水中的有机物大分子转化成小分子,难降解物质转化成易降解物质;出水自流至好氧池,有机物经好氧微生物的氧化分解作用进一步得到降解,并去除色度;好氧池出水通过出水溢流至中间池,通过中间池再次调节污水水量、均衡水质;加药方式采用泵前加药,由加药系统将硅藻精土送至泵前,再由泵提升至硅藻土处理池,在硅藻土处理池内通过硅藻精土的混凝、吸附、过滤作用处理后达到泥水分离的目的;清水经处理池出水槽实现分流,最终排放至计量堰槽。硅藻土处理池内沉淀下来的活性污泥一部分回流至厌氧池继续参与生化处理;另一部分排入污泥池进行浓缩减容,最终通过带式压滤机脱水干化处理,泥饼外运,压滤机滤液及污泥池上清液回流至集水池继续处理。
4、工艺特点
(1)出水水质好。出水水质可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,主要指标CODCr≤50 mg/L,BOD5≤10 mg/L,SS≤10 mg/L,NH3-N≤5(8)mg/L,T-N≤15 mg/L,T-P≤0.5 mg/L。经过消毒后可作为景观用水和一般回用水;(2)处理效果稳定、效率高;(3)对水质水量的冲击负荷适应能力强; (4)占地面积小,投资省;(5)能耗低,运行费用低;(6)自控水平高,管理要求低,管理简便;(7)该工艺生化部分地埋式布置,故冬季低温对处理系统影响程度小,加上硅藻土的作用冬季的处理效果好。(8)该工艺生化部分实质上采用了A/O工艺,但与常规A/O工艺相比,其好氧部分结合了生物浮动床技术和“生物硅藻土”技术,因此其处理效率更高。
5、关键技术简介
该工艺以生物浮动床(Moving BedTM Process ,以下简称MBBR)工艺+硅藻土处理技术作为处理系统的关键单元。其运行稳定性、处理效果和节能效果以及脱氮除磷效果都显著优于传统工艺。
(1)生物浮动床工艺简介。生物浮动床(Moving BedTM Process,以下简称MBBR)技术简介。(图2)
MBBR工艺是在同一个单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合,提升现有活性污泥系统CODCr、BOD5等有机污染物的去除率及增加脱氮效果。本方法可有效提升活性污泥池的容积负荷(负荷量是传统活性污泥工艺的2-4倍),从而减少污水处理构筑物所需容积和设计停留时间。 MBBR核心技术在于采用悬浮填料,该悬浮填料由特殊材料制成,在没有附着生物膜的情况下,其比重小于1;将填料投放于活性曝气池中,微生物以膜状生长在悬浮填料表面和内部,其比重接近于1g/cm3,可在曝气推动下在污水中自由翻滚。由于这种载体的独特结构,使载体表面的生物膜在水流中受到更大的水力剪切力,生物膜更新快,易挂膜易脱膜,生物活性强;同时内部的生物膜受到有效的保护,生物膜浓度和生物菌群数都非常高,有利于提高难降解污染物的分解,在增加污泥浓度的同时杜绝污泥膨胀等问题。载体内部受保护部分还存在部分的缺氧环境,从而大大加强的污水脱氮效果。
【关键词】污水处理厂,污泥干化, 工艺
【 abstract 】 due to small and medium-sized town economic level is relatively backward, lack of money, investment shortage, many sewage treatment plant after built because of lack of funds and not normal operation. And in the waste water treatment still lack of suitable technology and equipment manufacturing technology, lack of management experience, seriously affected the development of small city. Sludge drying process is compared with the traditional processing method of environmental protection and more scientific sludge treatment process. Next, we will explore the small city of sludge treatment plants sludge drying process.
【 key words 】 sewage treatment plant, the sludge drying, process
中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A文章编号:
随着人们环保意识的提高和可持续发展观的逐步深入人心,人们对污泥处理技术也越来越关注它的环保性、资源性和可再利用性, 污泥资源化利用的呼声越来越高。但由于受到技术、资金等方面原因的制约,在现有的污泥处理处置技术水平偏低,存在着技术瓶颈的问题。污泥处理技术有很多,其中,污泥干化工艺是一项越来越受到关注和认可的处理技术。
一、什么是污泥干化工艺
污泥干化工艺就是通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中去除大部分含水量的过程,是能够实现减量化、无害化、稳定化的处理工艺, 这种工艺已是处理污泥的主流手段。
污泥干化工艺的分类
污泥干化工艺主要包括:转鼓干化、流化床干化、输送带干化、浆式干化、太阳能干化、急骤干化、离心脱水干化等干化方式。它的分类也是多种多样的,主要有以下这两种:
(1)按照最终产物的含固率, 有全干化和半干化,污泥干化至固率 9 0 %以上为全干化。化是将污泥干化至含固率5 %~ 9 O %是半干化。
(2)按热传递的形式分, 有直接干化和间接干化两种形式 , 直接干化工艺是指污泥直接被热介质( 热空气或烟气) 加热。间接干化是指污泥通过接触一个热的固体表面被加热, 污泥和热介质( 蒸气或热油) 没有直接触。
二、我国几种污泥处理方式的比较分析和污泥干化
目前我国城市污泥 的处理方 式主要有填埋、 焚烧干化三种方式 。由于污泥处理方式的选用要考虑到很多方面的问题,比如环境的影响 、处理的成本问题、工艺技术的难易程度等等,所以,不同的处理方式有不同的优缺点,下面我们就来重点分析比较下比较下我国这三种主要的污泥处理方式。
污泥干化工艺最早出现于20世纪40年代,那时候由于科技不发达,设备也不够先进,所以,那时的技术和设备就决定了那时的干化技术只能用于工业污泥的处理。几十年过去了,随着科技的不断发展和进步,再加上科研人员的钻研和国际间的交流,这项技术越来越成熟,在设备上也逐渐克服了以往的性状不稳定、容易产生沼气、干化过程中难以蒸发、容易粘结、可燃、容易爆炸等技术难点。这种污泥处理方式凭借它高效、灵活、安全、稳定的优势逐渐得到人们的认可,并在国内外得到广泛的传播和应用。
与填埋和焚烧这两种处理方式相比较,污泥干化工艺具有这些特点:
具有集约化,占地面积小的特点。它的设备布置紧凑,可以在水厂内布置,通过节省湿污泥的仓储和运输费用来大大降低了成本。除此之外,污泥干化工艺还实现了机械化,目前使用的几种干化均为自动化操作,大大节省了劳动力并提高了工作效率,最重要的是机械化带来的是安全、高效和稳定,这些优点都是符合工业化的流行趋势的。另外,污泥干化技术还具备填埋和焚烧技术所不具有的无害化、资源化、稳定化等优点。是一种环保的科学的污泥处理技术。所以,采用污泥干化工艺是现代污水处理厂污泥处理方法的大势所趋。我国的大多城市,包括北京、上海这样的大城市都在采用这种污泥处理方式。下面我们就嘉兴这个小城市为例,探讨下污水处理厂的污泥干化工艺的优势。
浙江嘉兴一个污水处理打算建设 1 套污泥资源化装置 ,并打算应用污泥干化技术中的消化干化系统。按处置污泥含水率为8 0 %的2 4 t 规模设计。 下面是该污水处理厂利用污泥干化工艺中 的消化 一 干化一体化工艺流程图:
由表可知,采用污泥干化工艺可以利用污泥消化池产生的沼气 , 用作干化装置 内燃烧 的燃料 ,污泥蒸发 出的水蒸 汽, 通过抽机送至冷凝和洗涤吸附系统 , 冷凝水和冷却水混 收集后排至厂区污水管道, 干化器产生的水蒸气凝到 100c I = 以下后 , 可用于污泥消化池的加热化后的污泥, 可返回到消化池 , 进行消化反应 , 循 环使用污泥 。含水率为 7 5 % 的脱水污泥 消化 , 需 热量相应 为1 108 800 k J / h 。 由此可见 , 仅干化器666.7 k g / h 的水蒸汽就可满足消化需热量要求, 沼气提供的能量大于干化器的总需热量。所以,这种污泥处理方式是环保的、是可以节约成本,可以变废为宝、资源再利用的,充分体现了可持续发展。这种优势是污泥填埋和污泥焚烧等 其他方式所不能相提并论的。
三、污泥干化工艺应用要注意的问题
尽管污泥干化工艺有很多的优点,但是, 污泥干化工艺全过程存在有不安全因素。在污泥热干 化、 运输及贮藏过程中, 存在着严重的自燃与粉尘 爆炸的危险。所以我们要注意污泥干化工艺应用过程中的安全问题。比如开展污泥干化工艺的安全性评估.通过降低含固率、降低氧含量等措施来防范风险,此外要注意配套设施的可靠性 ,操 的复杂性并提高操作人员的素质,只有考虑周全了,才能使得这项工艺真正发挥它的作用。
结束语
随着城市化进程的不断加快,污泥的排方量会越来越多,这就需要各个小城市的污水处理厂积极采用这种工艺,以便更好的实现资源再利用,节约成本,实现可持续发展。同时,小城市做好了,也进一步促进了城市的进程。
【参考文献 】
[ 1 ] 边炳鑫 , 张鸿波 , 赵由才. 固体废物预处理与分选 技术 [ M].化学工业出版社 ,2005, 1.
[ 2 ] 张辰. 污泥处理处毁技术与工程实例[M] . 北京化学工业出版社 ,2006
[3] 邱兆富. 国内城市污水污泥的特点及处理处置对策[ J ] . 中国沼气, 2004 ,22( 2 )
作者简介:
关键词:循环式活性污泥法(cass) 脱氮 除磷
1 工艺运行现状
某污水处理厂位于北方地区,采用循环式活性污泥法(cass)处理工艺,设计规模为2万吨/日。
根据2008年10月至2009年9月的监测数据,污水厂月均进水量为1.23~2.08万吨/日,平均进水量为1.74万吨/日,最高值出现在2009年2月,最低值出现在2009年6月。
在进出水水质方面,bod5进水浓度为152.4~203.5mg/l,平均浓度为177.2mg/l,出水浓度为15.2~17.8mg/l,去除率在90%以上;codcr进水浓度为305.3~385.1mg/l,平均浓度为341.8mg/l,出水浓度为45.3~67.4mg/l,去除率在83%以上;ss进水浓度为200.2~225.3mg/l,平均浓度为218.6mg/l,出水浓度为13.4~18.6mg/l,去除率在90%以上;nh3-n进水浓度为35.3~48.1mg/l,平均浓度为44.7mg/l,出水浓度为4.31~7.15mg/l,去除率在85%以上;tn进水浓度为45.9~60.2mg/l,平均浓度为57.2mg/l,出水浓度为24.1~28.2mg/l去除率在53%以上;tp进水浓度为5.14~6.42mg/l,平均浓度为5.96mg/l,出水浓度为2.01~2.56mg/l,去除率在60%以上。
从上述水质分析可知,系统的碳化、硝化效果较高,脱氮除磷效率不高。
2 脱氮除磷状况分析
2.1 污泥负荷的影响 生物脱氮和除磷是一对矛盾,脱氮需要长泥龄、低负荷,而除磷需要短泥龄、高负荷。而污泥负荷同进水浓度、污泥浓度密切相关,进水浓度越高,排泥量越少,cass池内污泥浓度越高,污泥负荷越低,脱氮效果较好,而除磷效果不理想,供氧量越高。因此,控制合适的污泥负荷,是保证系统脱氮除磷效果、节约能耗的关键因素。
从本厂的实际运行来看,每组cass池配置一台剩余污泥泵,且没有刮泥机和泥斗,在刚开始排泥的几分钟内,排出的剩余污泥浓度较高,但当泵边缘的污泥抽完之后,池内清水也被吸入到泵中,导致剩余污泥浓度明显降低,最终cass池污泥浓度降至约4000mg/l无法进一步降低,污泥负荷也难以提高,一定程度上影响了除磷效果。根据本厂实际情况,污泥负荷的取值应优先满足生物脱氮,兼顾生物除磷,据统计,污泥负荷在0.1kgbod5 /(kgmlvss·d)时,系统具有良好的硝化和反硝化效果,此时除磷效率也较高,因此,应改善系统的排泥设施,由单点吸泥改为多点吸泥,保证系统的排泥效果,控制合适的污泥负荷。
2.2 溶解氧的影响
2.2.1 选择区溶解氧的影响 选择区的主要功用是在其中进行磷的释放,为后续主曝气区磷的过量吸收创造条件;同时污泥回流液中含有的硝酸盐也可在此得以反硝化,因此选择区应该维持缺氧-厌氧状态。但根据现场实测,选择区内溶解氧较高,多数时段维持在3mg/l左右,最高可达5mg/l。通过调研,原因有两点:一是选择区内采用粗孔曝气搅拌,二是配水井的两级跌水富氧。根据本厂实际,将选择区内原来的连续搅拌方式调整为间歇小气量搅拌,或设置搅拌器,此外,需对配水井渠道上设置消能板,对跌水进行缓冲,防止富氧。
2.2.3 主曝气区溶解氧的影响 cass池主曝气区内主要完成降解有机物、同时硝化反硝化和吸磷过程。对于同时硝化反硝化过程,要求控制供氧强度并维持主曝气区内溶解氧在0.5-1mg/l范围内,使絮体外周能保证有一个好氧环境进行硝化,同时由于溶解氧浓度得到控制,氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制,而较高的硝酸盐浓度则能较好地渗透到絮体的内部,从而实现有效地反硝化过程。
实际运行发现,主曝气区内的溶解氧无法精确控制在0.5-1mg/l范围内,鼓风机在最小气量情况下,主曝气区内的溶解氧一般在1.5mg/l左右,系统难以保证较好的同步硝化反硝化效果,根据本厂实际,可在鼓风管道上设置排入大气的放泄口,同时利用阀门来调整气量。
2.3 水力条件的影响 在选择区内主要进行磷的释放和反硝化过程,需要保持泥水的充分混合,停留时间一般应在1h左右。根据理论 计算 ,本厂选择区内停留时间应为50min,然而实际停留时间达不到50min。根据设计,由于选择区内设有挡板,污水的流动状态应该是在左右和上下方向同时出现s型,能使泥水实现充分混合。然而由于挡板底部通道很容易被污泥堵塞,水流很难在上下方向形成s型流动,因此污水在选择区内只能实现在表面的s型流动,出现短流,停留时间大大缩短,严重影响了磷的释放和反硝化过程。根据本厂实际,应对选择区挡板进行改造,使泥水实现充分混合,保证停留时间。
3 改造效果
本厂2009年11月按照上述要求对系统进行了改造,2010年1月改造完毕,经过调试运行,系统在污泥负荷为0.1kgbod5 /(kgmlvss·d),选择区溶解氧在0~0.5mg/l,主曝气区溶解氧在0.5~1.0mg/l的情况下,系统的脱氮率提高了10%,达63%以上,除磷率提高了5%,达65%以上,改造效果良好。
参考 文献 :
关键词:工业园区污水;水解酸化;A/O
Abstract: The hydrolysis acidification+A/O process are used to treat industrial park wastewater. The design, debug and operation of this project are also introduced.
Keywords: Industrial park wasterwater; Hydrolysis acidification;A/O
中图分类号:U664.9+2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1 引言
太仓港口开发区石化工业园区配套的港区污水处理厂设计总规模2万m3/d,一期工程规模1万m3/d已建成投产,实际污水处理量已达到9500m3/d,原采用的是A/O工艺,出水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中表4工业Ⅰ级排放标准(见表1)。2007年江苏省环境保护厅颁发了《化学工业主要污染物排放标准DB32/939―2006》以及《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/T1072-2007)标准,新标准对化工园区集中污水处理厂主要污染物排放标准的规定比原港区污水处理厂执行的标准有所提高,其中COD排放标准由原100mg/L提高到了80mg/L(见表2)。原生产工艺设备不适应江苏省标准的要求,因此需对原有工艺设施进行改造,以使污水厂出水能满足江苏省新标准排放要求。本文主要介绍原工艺的设计以及改造增加的水解酸化池设计、调试情况。
2 工艺设计
2.1 废水排放情况
石化工业区现有入网企业30多家,主要是医药化工、精细化工、石油化工、烟草切片、印染等企业,他们的废水主要是生产有机化工产品的工艺水洗液、酸碱洗液和中和反应液及生产冲洗水,水中含有大量难降解的有机物,如:多环芳羟类化合物、杂环化合物、有机合成高分子化合物、有机氰化物等,根据石化工业区的要求,产生工业废水的单位必须进行预处理,使出水水质达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级排放标准(见表1、2)后,方可排入石化工业区污水管网。管网中的废水除了这些废水外,还有非常少量的生活污水。这些废水B/C很低一般小于0.25,污水中难降解物质含量高。
表1原水质指标及排放标准
表2改造后水质指标及排放标准
2.2 原工艺流程
根据石化工业区的废水特征,生化处理采用缺氧一好氧法简称A/O工艺。原工艺流程如下:
2.3原污水处理构筑物和主要工艺设计参数
由于石化工业区道路污水排水管按20000m3/d设计,由于出水后出水要过江堤排放,只能一步实施到位。对此一期污水处理厂集水池一级泵房和出水泵房两单体土建按20000m3/d设计,其他单体按10000m3/d设计。总平面布置时考虑二期发展。
2.3.1 集水池一级泵房
共设四台CP3201-180潜水泵(三用一备),一期安装三台(二用一备),每台流量为280m3/h,扬程为15m,电耗22kw,根据液位自动控制水泵的启动。集水井尺寸8m×7m×8.5m
2.3.2 沉砂池
平面尺寸19.75m×5.80m,帘格井分为二格,每格宽0.84m,各配置循环齿耙清污机一台,每台配用功率为0.75kw。
2.3.3 调节池二级泵房
调节池和二级泵房合并建造。调节池调节水量为8小时,平面尺寸为40m×14m,有效容积为3360m3,考虑混合效果载池内配4台液下搅拌器,每台电耗5.5kw。二级泵房平面尺寸为14m×6m。内配3台6MF-BC出水输送泵,每台流量为228m3/h,扬程为9.4米,电耗11kw(二用一备)。
2.3.4 曝气池
采用A/O法,分二组,每组设计流量为5000m3/d,每组曝气池平面尺寸为36m×32m,有效体积为5148 m3。共分四个廊道,A段占1/4,O段占3/4。水力停留时间为25小时,污泥负荷为0.1kg/BOD5/kgmlss.d,mlss为3.5g,内回流为1:3,外回流为1:1。A段设置五台液下搅拌器,每台电耗1.5kw,O段采用微孔曝气管供气。
2.3.5 鼓风机房
平面尺寸为27m×8m。共计6台鼓风机,其中曝气池分2组,每组3台。每台风量为39.9m3/min,风压为5mH2O,电耗55kw.
2.3.6 二沉池
采用辐流式沉砂池,设计为二座。每座直径为Ф20m,边水深为3.0m,表面负荷为0.7m3/m2/h,池中设有周边传动吸刮泥机,配置功率为0.37kw/台。
2.3.7 出水泵房
由出水池和出水泵房组成。出水池也作为厂区消防水池。平面尺寸为18m×6m,有效容积为324m3。出水泵房内设置3台输送泵(二用一备)并且预留二台二期用泵位置。每台泵的流量为210m3/h,扬程为20m,电耗为30kw,根据出水池液位控制出水泵的启闭。
2.3.8 储泥池及污泥脱水机房
二沉池排出的剩余污泥含水率为99.2%,剩余污泥流入储泥池。储泥池分两座,每座尺寸:6m×6m×4m,合计有效容积为252m3。设置2台液下搅拌器,每台电耗5kw.
2.4工艺改造
针对目前污水主要为医药、化工等废水,B/C比低,污水中难降解物质含量高的特点,改造主要是增加厌氧工序,于原厂区西北角新建一座水解酸化池,污水经二级泵房提升后进入水解酸化池。经过厌氧接触反应,加强生化处理前期对工业废水中难降解大分子化合物进行破环、断键、裂解等基团取代的还原作用,使大分子化合物分解为小分子化合物,提高废水的可生化性,并去除一部分COD和SS,提高后续A/O生化处理效果,同时提高系统因水质、水量波动频繁的抗冲击能力,确保处理后的污水达到新标准排放。其改造工艺流程为:
水解酸化池
调节池出水经二级泵房 A/O生化池
水解酸化池为矩形钢筋混凝土结构,分为4座并排的池子,4座池子可以独立运行,根据污水量可调整运行的个数。整个池子平面尺寸为19.2 m×75.0m,池深7米,地下2米,水力停留时间20小时。每座池子中布置3m高的填料层,用池中间脉冲布水器脉冲布水,周边堰上出水。
另外在A/O池出水堰处加装化学除磷药剂投加装置。工艺调控时A/O工艺先满足NH3-N、TN去除效果,通过开启加药装置投加化学聚合硫酸铁等药剂降低出水总磷浓度。
3.水解酸化池填料挂膜的培养
水解酸化池调试时直接将剩余污泥池放空,通过厂内污水管网,每天A/O池排出的剩余污泥直接流入进水一级提升泵房,通过超越管污泥与进水充分混合直接泵送至水解酸化池,这样有利于池内污泥分布均匀,有利于填料挂膜。运行2周后填料上初步附着一层污泥,运行一个半月后填料上布满厚厚污泥,池上可以看见有时会有水泡冒出,表3的化验数据表明基本挂膜成功。水解酸化池进出水CODcr去除率由运行2周后的3%,逐渐提高到一个半月后的30%,最高有时达到50%,一般稳定在30%~40%。
表3水解酸化池进出水监测结果
水解酸化池的正常运转需要较高的MLSS,污泥由于自身重力而逐渐沉淀过程中与自下而上的脉冲进水充分接触混合,一部分污泥下沉,一部分污泥悬浮,一部分污泥随着进水上升被填料拦截,从而实现吸附、水解、酸化污水中的有机物。但是运行时需要注意,水解池污泥量堆积太多时会出现黑泥随出水溢流出水解池,既影响后续处理效果,也影响池内填料上泥膜和下面污泥床的污泥活性。池底部污泥主要是进水中拦截下的无机颗粒以及填料挂膜上脱落的死膜,所以需要定期排出底部死泥。一般每座水解酸化池一周排泥2次。
4 运行效果
经过2个月的调试运行,改造后的污水处理厂逐步进入稳定运行阶段。水解酸化池极大的提高了污水的可生化性,一些难降低大分子有机物降解成小分子有机酸,出水CODcr指标显著降低。本身A/O生化系统NH3-N、TN去除效果就很好,改造后不需要工艺大调整,出水NH3-N、TN完全达到新的水质指标要求。但是需要连续投加适量的聚合硫酸铁才能满足出水TP指标新要求。
改造前各工艺段的监测结果见表4,改造后各工艺段的监测结果见表5。根据表4、5可知,改造后主要水质参数满足江苏省环境保护厅颁发了《化学工业主要污染物排放标准DB32/939―2006》以及《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/T1072-2007)标准,处理效果达到设计要求。
表4 改造前各工艺段监测结果
注:表中所列数值为多次测得的平均值。
表5改造后各工艺段监测结果
注:表中所列数值为多次测得的平均值。
5 主要经济指标
污水处理厂由于是三级泵房提升,所以电耗相对高些。改造后总装机容量807.67kW,运行容量363.10kW,由于部分设备是间歇运行,日耗电量7025kWh,电费单价按0.667元/ kWh计,变压器容量630kVA,基本电价30元/ kVA.月,实际处理吨水电费成本0.53元;污泥脱水药剂PAM吨水成本0.02元;投加面粉等营养药剂吨水成本0.03元;化学除磷药剂聚合硫酸铁药剂吨水成本0.13元;合计污水处理系统日常运行吨水成本为0.71元。
6 结论
(1)经过近年稳定运行,证明采用水解酸化+A/O工艺处理该工业园区的污水是可行的,污水处理效果良好,出水水质比较稳定。
(2)在生化池前增加水解酸化池,大分子难降解物质经历水解和酸化两个阶段,变成易降解小分子有机酸,提高污水的可生化性,为后续生化处理创造良好的条件。
(3)在A/O池出水口投加适量的化学除磷药剂既可以控制出水TP浓度,也可以增加污泥絮凝效果,降低二沉池出水SS浓度等。在以后需要深度处理改造时,可以直接在工艺尾端增加混凝沉淀过滤及二氧化氯氧化消毒装置。
参考文献
【1】袁守军,郑正,孙亚兵. 水解酸化-两级接触氧化法处理中药废水. 环境工程,2004, 8(22):22-23.
【2】夏炜。工业园区污水处理工艺的研究与总结〔J〕。南北桥,2009(8):205-207.