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[中图分类号] TU992.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-198-1
1案例工程
A污水处理厂不同的污水处理项目,污水浓度和去除率情况为:CODcr进250mg/L、出水100mg/L、去除率60.0%;BODs进水150mg/L、出水30mg/L、去除率80.0%;SS进水150mg/L、出水70mg/L、去除率53.4%;T-N进水30mg/L、出水10mg/L、去除率66.7%;T-P进水4mg/L、出水0.5mg/L、去除率87.5%。以上的处理项目,规模达到了43万m3/d,为进一步提高处理工艺的合理性,并节省基建费用和便于管理,我们有必要对其污水处理工艺流程进行分析和选择,形成污水处理的优化方案。其中污水处理工艺的基本要求为:
(1)实用性。基于污水处理厂的建设,工程需要尽量减少占地,以及降低工程费用,譬如电耗,可通过设置合理的经济指标,分析工程方案的可行性,从而确定合理的处理标准。
(2)先进性。要求污水处理能够全面提高氮和磷等营养物质的去除效率,并有效保护水资源和再生利用污水,使得处理水质指标符合国家标准规定。
(3)易于管理。由于污水处理工艺流程的复杂性,因此工程所选用的设备应该便于操作和维护,譬如自动化技术,并注重水质变化的适应性和处理出水的稳定性。
(4)二次污染少。由于在处理污水的时候,会产生大量的淤泥,并产生泡沫和臭味,为避免新的污染源形成,处理工艺要尽量控制污泥产生量,避免造成二次污染。
2污水处理工艺的分析
A污水处理厂综合《室外排水设计规范》的基本要求,二级处理CODcr、BODs、SS、T-N、T-P项目,去除率均能符合要求。污水处理厂已经建设了暖气池,重点分析污水脱氮的方法和污水处磷的方法:
2.1污水脱氮的方法
污水脱氮非为生物脱氮和非生物脱氮两种,前者将污水置于好氧的环境当中,借助硝化菌氧化污水的氨氮,将所形成的NaNO2和HNO3置于缺氧的环境中,在反硝化菌的作用之下,HNO3就会还原成为分子氮并逸入空气,实现污水的脱氮。后者进行离子交换、吹脱、加氮,需要结合曝气池法,才能够降低工程的成本。污水处理厂决定采用生物脱氮的方法,并开发了A/O法脱氮系统,该系统在曝气池的前端设置厌氧区和缺氧区,并利用进水中的BOD作为碳源,有效氧化分解污水的有机物。A/O法脱氮系统的脱氮率与回流比R有关,具体如公式:脱氮率=R/(R+1),可见只要回流比R适当,就能够满足脱氮的需求。
2.2污水除磷的方法
案例工程待处理污水的含磷量为4mg/L,适合采用生物除磷的方法。这种方法采用A/O系统,将混合液置于系统前端的厌氧区,迫使聚磷菌受到抑制,从而释放出来菌体内部的HNO3,借助释放产生的能量,降解和溶解污水中的CH3OH、CH3COOH和其他葡萄糖类的有机物,并经过细胞合成和磷吸收,使得污水中有机物量迅速降解和溶解,形成高含磷的污泥,通过污泥的排除而去除磷。工程监测资料显示,出水进入接触池后,需要加投氮降低污水中磷的浓度。因此污水出磷除了以生物除磷为主,还需要以化学法辅助补充,以提高工程的经济性和可靠性。除此之外,由于污水浓缩池存在厌氧状态,为避免含有大量磷直接排入污水处理系统,需要将FeO3投到除磷池,避免污泥浓缩脱水。
3污水处理工艺的选择
案例工程的处理工艺分析结果显示,工程需要构建A/O法曝气池或者氧化沟。其中构建A/O法曝气池的目的是降解COD、BOD,以及除磷和脱氮。工程污水的浓度不高,为了保持曝气池里面活性污泥量,并提高除磷的效果,不适合设置初沉池,以免减少了曝气池的总容积和缩短水力停留时间。而氧气沟属于延时限气池,保持氧气沟的厌氧状态,逐步降解污水里面的有机污染物,同时借助氧气沟的水流推动曝气充氧设备,以保持MLSS氧气沟内的悬浮流动状态和不间断回流状态,只要将回流比R值保持在20以上,就能够提供除磷和脱氮的有利条件。污水处理工程的氧气沟常见的有T型和O型两种,前者是三沟交替模式的氧气沟,在每条沟内都安装单速和双速转刷的曝气器,以及安装治氧探头,能够满足工程所有除磷、脱氮、有机物污染降解、无机物去除等要求。而后者在每条沟的安装了溶解氧自动测定仪和自动控制设备,可以实现污水处理的自动控制和监测,但对设备的要求比较高。因此可判断T型氧气沟与案例工程较为匹配。笔者认为,在选择污水处理工艺的时候,应该根据原来水质的情况、出水要求和处置方法,以及综合温度、地质、电价等方面的因素,分析处理方法的优缺点,具体的判断标准为:技术合理,能够适应不同的水质,而且具有稳定的出水达标率,同时容易处理污泥;经济节约,在耗电、造价、占地等方面费用少,而且方便操作设备;因地制宜,与当地环境容量相匹配,能够与城市规划良好衔接。根据这些判断标准,我们可以判断A/O法、氧气沟法均适合案例工程的污水处理,但具体选择,需要根据实际情况而定。
4结束语
综上所述,污水处理工艺流程基本要求为实用性、先进性、易于管理、二次污染少,需要结合《室外排水设计规范》的基本要求,进行污水处理工艺的选择,本文选择的污水处理工艺为污水脱氮的方法和污水除磷的方法,显示A/O法脱氮系统的脱氮率与回流比R有关,只要回流比R适当,就能够满足脱氮的需求,并注重水质变化的适应性和处理出水的稳定性,为避免新的污染源形成,处理工艺还要尽量控制污泥产生量,避免造成二次污染。
参考文献
[1]连长福.筒述污水处理工艺的优选与比较[J].科技创新与应用,2013,(25):153.
[2]徐冉,迟成龙,陈书怡.污水处理工艺的技术经济综合评价方法[J].同济大学学报:自然科学版,2013,(6):869-874.
关键词:水解酸化 抗生素废水 序批式活性污泥系统(SBR)
中图分类号:X78 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0103-01
抗生素的工业产生的废水它的最大特点就是污染物浓度高、残留的抗生素大都具有很强的生物毒性,加上它的色度大、组成成分比较复杂,很多年以来一直困扰着工业废水处理行业,它属于典型的难以处理的污水类型。本文总结了北京万邦达环保技术股份有限公司在一些重大污水处理工艺中的具体案例,采用气浮-水解酸化-UBF-SBR工艺处理高浓度抗生素废水,分析了在不同的工艺处理条件下的处理效果。
1 工艺流程
在工艺流程中为了确保生物处理环节的有效性,再加上工业污水的水质复杂不均以及pH值变化过大,所以在工艺设置上,多采取中和调节-沉淀-气浮预处理的工艺流程来降低SS浓度和调节pH值的大小。通常还根据工业废水的污染物杂质的浓度过高,导致了可生化性逐渐降低的趋势,我们选择了水解酸化的工艺流程以便有效地提高废污水的可生化性,为提高后继的处理环节中污染物的除去率目的。
2 工艺选择
2.1 气浮药剂用量
经过一些学者的实验和研究,目前已经出现了很多种的气浮药剂,据试验的数据显示,这些药剂处理高浓度的抗生素工业废水的能力都得到了很高的SS与CODCr去除率,国内的有些学者才用分散型水介质阳离子PAM处理SS浓度68500mg/L,CODCr浓度50000mg/L硫酸庆大霉素制药厂所产生的废水,SS与CODCr的去除率分别高达到98.7%和75.9%。与它不同的是本工艺流程处理中对气浮药剂的选用是采用聚合氯化铝和阳离子型的PAM。聚合氯化铝配制浓度为1%,PAM配制的浓度为0.03%,将配置好的聚合氯化铝分别加入浓度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg,把PAM分别加入浓度为10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后进行气浮药剂的实验,测定出、进水中SS和CODCr浓度。
2.2 水解酸化
水解酸化工艺流程主要是通过对控制污水的酸度、停留时间将厌氧消化反应控制在酸化和水解阶段。它是利用产甲烷菌与产酸菌的世代周期、pH值以及生存环境等条件的不同,经过水解酸化的不断处理,流出的工业污水中那些较为难以分解的一些大分子就会逐渐降解为一些比较容易分解的小分子颗粒,从而确保了抗生素生化毒性的降低,保证了废水的可生化性提高的可能。本文阐述的水解酸化的工艺流程中设置了2个5m×5.3m×5.3m的反应器,他们的有效容积达到120m2;每一个反应器底部3.4m~1.5m处设有XY型弹性的药剂填料层,填料占空间占整个反应器容积的40%左右,当水解酸化的反应器里面布设了填料,既可以通过挂膜的方法,进行废水的上流过程中所产生的水解酸化程度的不断提高;同时还可以阻留和过滤细小的轻质杂质污泥,从而大大降低了出水COD浓度、SS以及污泥的流失率。然后通过2台抽水泵的运行,不断地向2个反应器中注水,让气浮后的工业废水能够在水解酸化的反应器中长时间的停留,停留最佳时间为分别为26h、13h、6.5h。然后在测定出、进水中的NH3-N、BOD5、CODCr浓度以及出水中的所有的有机挥发酸(VFA)的浓度。
2.3 SBR负荷
SBR工艺流程具有厌氧与好氧两个过程不断交替进行,它的优点是耐冲击负荷性能强、脱氮除磷处理效率高、各工序可根据水量、水质灵活调整,无须二沉池、占地省、工艺流程简单、造价低等特点。它主要是用于那些间歇排放以及小流量污水处理工程。高浓度的抗生物废水通常都是采用好氧-厌氧等多种方法进行联合处理,好氧性反应器的主要作用就是进一步地处理那些在厌氧环节中出水,使其能够达标排放标准。本工艺流程中对SBR采用了2个5.2m×6.3m×5.4m的反应器,他们中最大的有效容积为125m3;污泥的浓度高达2000mg/L;排出比为35%。排水1h,沉淀1h,进水1h,通过不断地加入自来水或调节池的储水,就可以调节进水COD浓度分别为1500mg/L,1000mg/L,通过调整操作的时间分别是8h,6h,4h,可以调整污泥负荷0.05kgBOD/kgSS·d~0.2 kgBOD/kgSS·d,测定在不同条件下出、进水的NH3-N、BOD5、CODCr浓度,以确定SBR对负荷的承受能力。
3 结论
运用气浮-水解酸化-SBR工艺处理硫酸卷曲霉素是切实可行的,不同负荷处理结果表明系统抗冲击性能较好。本工艺较适宜的运行条件为:气浮工艺PAM浓度5mg/kg、聚合氯化铝浓度100mg/kg;水解酸化反应器废水停留时间13h;SBR反应器污泥负荷为0.14kgBOD/kgSS·d。在此参数下运行,出水水质能够达到COD<150mg/L、BOD5<50 me,/L、NH3-N<20mg/L。
参考文献
关键词:MSBR;污水处理;COD;NH4+-N
1. MSBR污水处理工艺流程概述
1.1 MSBR工艺流程的优势
MSBR处理工艺属于一种连续进出水的生物反应器,该处理工艺主要是由A/A/O与传统的SBR处理工艺串联组合、改良而成。与传统的污水处理工艺相比,MSBR法在处理COD、BOD、SS、N、P等污染物方面具有明显的优势,脱氮除磷效果比较理想。MSBR处理工艺不需要设置初沉池、二沉池,由两个序批池循环交替承担沉淀池和反应池,并能够对污水起到搅拌、预沉以及曝气作用,这种交替工艺流程可以有效地控制丝状类细菌的过快繁殖,污泥膨胀现象有所缓解,解决了污水处理池中局部区域内“缺氧、厌氧”的问题。MSBR工艺流程比较简洁、操作简单、占地较少、自动化程度较高、能量消耗低、水头损失小、污泥含水率低,属于集约化程度比较高的污水处理工艺流程之一
1.2 MSBR池的功能作用
典型的MSBR处理工艺流程主要由7个单元组成,该工艺独特之处在于MSBR池处理环节,其它诸如混凝、过滤、浓缩等环节与传统的SBR基本相同。MSBR池各个功能作用如下:缺氧池、浓缩池主要起到固液分离的作用,通过分离污泥混合液提高回流污泥的浓度,而反硝化则确保污水处于厌氧环境;厌氧阶段,聚磷菌能够有效释磷,从而促进生物在好氧阶段吸磷目标的实现;好氧池中的污泥回流到缺氧池内,促进污泥的反硝化,进行生物脱氮,同时,好氧池也是COD、BOD削减的主要环节,污水在该环节发生反硝化反应的同时,降解BOD、COD含量,而污水中所含的磷元素被释磷菌重新吸收,从而将污水中含有的磷转移到污泥底泥中,实现生物除磷的目标;完成污水的预处理以后,污水排入好氧池,90%的混合液流入SBR池,少量混合液重新流入缺氧池,SBR一般以4-6小时为一个运行周期,两个序批池交替运行,实现整个工艺流程连续进水、出水及处理污水的目标。MSBR处理工艺中,使用了低扬程、大流量的回流泵、空气自动控制出水堰以及机械搅拌器等设施,从而确保各个处理单元能够相互衔接、有机地结合在一起,实现污水达标稳定排放的目的。
2.城镇污水处理工程MSBR法设计控制要点
MSBR是同时进行生物除磷、生物脱氮的污水处理工艺,城镇污水处理厂在使用MSBR处理工艺处理污水时,要控制好几个关键点:
2.1 生物池有机负荷的控制
MSBR处理工艺对污泥龄、有机物符合的要求比较严格,泥龄以10-20d为宜,有机物符合以0.2-0.4kbBOD5(kg MLVSS・d)为佳,超过或者低于这一值域范围,就会出现出水总磷较高或者氨氮较高的情形,MSBR处理工艺的除磷脱氮效率就会大幅降低。另外,除了要重点控制有机物符合、泥龄之外,还要控制好溶解氧浓度,严格监控进水水质的可降解微生物的含量,确保污水在厌氧、好氧环节都能够严格地按照设计方案运行,提高污水的处理效率。
2.2 混合液回流量的控制
混合液回流量的控制也是关键参数之一,对于中小型污水处理厂回流量以控制在0.5Q为佳。混合液回流量比例的高低要重点考虑以下几个因素:根据ORP值来控制调节混合液回流量,预缺氧池内的硝酸盐浓度参考ORP进行控制,50mv
2.3 微生物量的控制
MSBR处理法必须要控制好活性污泥中微生物的含量,保持污泥中微生物的活性,通过判断钟虫、聚缩虫、豆形虫、原声动物、后生动物的多少来判断活性污泥的净化性能,避免活性污泥出现膨胀现象导致微生物量大幅缩减的情形出现。
2.4 曝气系统的控制
在进行MSBR污水处理系统曝气系统的设计时,必须要确保鼓风机的供气压力与池的曝气压力相匹配,鼓风压力要稍大于曝气压力,否则,随着时间的推移,曝气薄膜老化就会增加阻力损失,影响曝气效果;MSBR处理工艺的曝气器以安装在池的底部为宜,这样既能有效降低污水处理的单位能耗,又能克服池中“短流”现象,促进污水完全混合目标的实现。
3 结束语
MSBR污水处理工艺对各种污染物的去除效率较高,除磷脱氮效果较佳,在中小型城镇污水处理厂中得到了推广和应用。但是,MSBR处理工艺仍然存在着一些不足之处,悬浮物处理效果不理想,经常出现瞬间悬浮物值极高的情形;空气堰出水的负荷偏高;好氧区会出现“短流”现象,污水难以完全混合等问题,因此,城镇污水处理工程MSBR处理设施建设、运营过程中,要充分地考虑到这些潜在的问题,通过调节流速、池型、搅拌等工序,提高城镇污水处理厂的污水处置效率,实现污水达标稳定排放。
参考文献
[1]黄莹.浅析MSBR污水处理工艺及自动化控制[J].民营科技,2011(08).
关键词:小型生活污水处理装置 生物接触氧化 膜生物反应器
中图分类号:U664 文献标识码: A
随着人民群众环保意识的提高和“十二五”期间的中国城市化进程的推进,越来越多的小城镇和大城市的辐射卫星城面临生活污水处理的难题,污水处理可采取集中处理和分散处理两种方案,本文仅是针对已经确定选择污水分散处置的工况下,如何选择污水处理工艺流程和确定污水处理系统的规模进行论述。
1、常用小型污水处理工艺
小型一体化生活污水处理装置可以采用传统活性污泥法、生物接触氧化法、曝气生物滤池、膜生物反应器等工艺,也可以采用由上述工艺中的两种或两种以上所组成的工艺。
1.1 活性污泥
目前小型一体化生活污水处理装置中采用活性污泥法作为主生物处理工艺时,一般选用循环式活性污泥工艺(CASS或CAST工艺)。CASS工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基础上发展起来的,反应池沿池长方向设计为两个部分,前部分为生物选择区,后部分为主反应区。整个工艺由进水/曝气、沉淀、滗水、闲置/排泥四个基本过程组成,这些工艺流程均在一个生化反应池内、按照时间要求循序进行。该工艺的优点是:构筑物简单、运行灵活、无污泥膨胀现象,对水质、水量的冲击负荷有一定的适应能力,运行控制得当该工艺具有同步脱氮除磷的功能[1]。缺点是脱氮除磷效果难以提高,出水水质很难满足一级A标准,需要投加除磷药剂进行化学除磷和增设后处理工艺去除SS,化学除磷时污泥量较大。
1.2 生物接触氧化
生物接触氧化法(一体化生活污水净化器)是以生物接触氧化工艺为主处理工艺,集污水预处理、曝气、沉淀、消毒灯处理单元于一体的生活污水处理装置。主要工作原理为生活污水经管网收集后经格栅后进入污水调节池,由潜水泵提升到净水器内,经初次沉淀池、生物氧化池、二次沉淀池、消毒池后排放。污水的净化主要依赖附着在填料上生物膜的作用,生物填料采用PE柔性或半柔性填料。该工艺的优点是抗冲击负荷强、容积负荷高、总停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小;缺点是如运行或设计不当,容易引起填料堵塞,每隔三到五年就需要更换一次填料。
1.3 曝气生物滤池
曝气生物滤池是在生物池内填装质地坚硬、耐腐蚀、比表面积大、空隙率高和方便就地取材的载体形成固定床,微生物群附着于载体表面形成生物膜,滤料层中下部进行曝气供氧,污水与空气通向流或者逆向流通过滤料层,依靠附着于载体表面的生物膜对污染物的吸附、氧化和分解,可以使污水得到净化,粒状滤料层同时起到物理截留过滤作用,因此曝气生物滤池后可以不设置滤池。
根据处理程度的不同,曝气生物滤池可分为碳氧化、硝化、反硝化等类型。碳氧化、硝化、反硝化可在单级生物池内进行,也可在多级生物滤池内完成。污水经过一级预处理后进入反硝化滤池,该池污水不曝气或轻微曝气,滤料表面的生物膜上的反硝化菌将回流液中的溶解性氨氮还原成氮气排出系统,实现污水的脱氮,回流硝化液的目的是补充氮源和稀释进水浓度。图1-1是以陶粒为滤料的曝气生物滤池的典型结构图。
1.4一体式膜生物反应器
膜生物反应器(membrane bio reactor简称MBR)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。膜生物反应器是利用膜组件进行固液分离,将截留的污泥回流至生物反应池,膜透过水外排,反应器常用流程见图1-2。
图1-1 生物曝气滤池结构图 图1-2 一体式膜生物反应器的常用流程图
MBR工艺的特点[2]:(1)去除率高,出水水质稳定。由于MBR膜的截留作用避免了微生物的流失,生物反应器内可保持高度的污泥浓度,从而降低了污泥负荷,抗冲击能力强。由于膜的截留作用,营造了适合世代时间长的硝化细菌生长环境,系统硝化能力得到了提高。(2)处理负荷高,剩余污泥量少。由于水力停留时间长,生物反应器又起到了污泥硝化池的作用,从而显著减少了污泥的产量,剩余污泥产量低,污泥处理费用低。在运行过程中,活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化,并达到一种动态平衡,这是系统出水稳定,并耐冲击负荷的原因。(3)操作方便,占地面积小。MBR使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器的水力停留时间(HRT)和生物停留时间(SRT)完全分离,使设计简化,易于实现一体化和自动控制,并省去了二次沉淀池和滤池等设施,节省了占地面积和土建投资。
2 各工艺流程适用场合
小型污水处理工艺繁多,且各有利弊,选择何种工艺对城市污水进行处理,是城市建设项目的业主、设计单位和主管政府部门较难解决又必须面对的问题[3]。从处理效果、投资、占地面积和适用范围等方面对各种处理工艺特点的对比,方便类似工况下的污水处理工艺选取,对比结果见表2-1。
表2-1 污水工艺比选
从表2-1可知,1)单纯CASS工艺出水很难满足生活杂用水回用标准,一般用于污水处理后直接外排至环境的情况,该工艺对运行维护要求不高,小区物业人员稍加培训即可胜任,缺点是一旦短期停水,污泥系统再次驯化启动时间长;2)生物接触氧化法对水质、水量的冲击负荷适应能力强,控制得当短期停水(一个月左右)不影响污泥系统的运行,可以适应教育机构寒暑假期间污水量骤减的工况,可以利用寒暑假排水量小时更换填料;3)曝气生物滤池一般应用于污水BOD含量高的工矿企业综合污水处理,系统流程多,滤池要运行管理要求高,为保证系统的正常运转,需要专门的污水处理工作人员,通过控制回流量、调整碱度和外加碳(氮)源,可以实现高浓度污水的脱氮、除磷要求;4)MBR工艺出水可以满足生活杂用水标准,特别适合现有污水处理工艺的升级提标工作,通过中空纤维膜组件的内置(CASS和生物接触氧化法)或外置(曝气生物滤池)操作,可以将现有一级排放标准的生活污水提标至回用要求。
3 结论
污水处理工艺的选取影响整个污水处理工程的投资、占地面积、出水水质、运行费用、维护管理复杂程度和后期改造提标的可操作性等现实问题。在选取设计工艺时应认真调研污水水质和设置场所特定工况,必须结合污水的最终去向确定污水处理工艺,不能无谓的提高污水处理标准。
参考文献:
[1] 赵文莉 蔡静娜. CASS工艺在城镇污水处理厂运行中存在的问题及改进措施 [J]. 市政工程设计:140-142
关键词:脱氮除磷 高效硝化 应用
1. 概况
随着城市化进程加快和环境标准的日益严格,国家和企业加大了环境治理投资力度,新建了一大批污水或工业废水处理厂,截至2010 年底,全国已建成城市污水处理厂 3000多座,全国各地的污水处理率得到了大幅提升,水环境得到了很大程度的改善。
国家环保部批准颁发的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),明确提出了城镇污水处理厂污染物排放的分级标准,根据排放水体的功能将一级标准划分为一级A标准和B标准,其中一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求,当污水处理厂的出水引入稀释能力较小的河湖作为景观用水和一般用水等途径时,执行一级标准的A标准。2007年太湖蓝藻事件爆发后,太湖流域率先提出了一级A标准的排放要求,随后在全国范围内得到了较大程度的推广。随之而来的是对高效的除磷脱氮技术和深度处理技术的需求提高。
由中国矿业大学环境与测绘学院张雁秋教授主持研发的高效硝化技术和在此基础上研发的高效脱氮除磷新工艺(Esude)填补了空白,分别获得了科技部2004年的技术推广证书和2008年环保部科学技术三等奖两项荣誉,该技术在实际工程中得到了有效地应用,获得了良好的效益。
2. 高效硝化技术的应用效果
城市污水处理高效硝化新工艺主要适用于污水的生物处理。该项目在统一动力学、动力学负荷、回流污泥浓度优化等理论的指导下,突破整个活性污泥法工艺的瓶颈―氨氮的硝化过程,开发成功分点进水缺氧好氧活性污泥法(A/O法)新工艺。经徐州污水处理厂及临沂污水处理厂改造工程应用表明,采用该项新工艺后,出水水质稳定达标。
2.1 高效硝化技术在徐州污水处理厂的应用
徐州污水处理厂是淮河流域首先建成的第一家城市污水处理厂,主要负责处理徐州市奎河流域排放的生活污水和工业废水。目前该厂已经过三次建设,1994年12月份完成一期工程的建设,处理规模为10万吨/日,采用普通活性污泥法工艺;1998年12月完成了二期扩建工程建设,使处理规模达到16.5万吨/日,采用的处理工艺与一期工程相同,出水执行二级排放标准;2002年5月完成了工艺改造工程,处理规模不变,污水处理工艺采用由中国矿业大学环境与测绘学院张雁秋教授研发的缺氧好氧活性污泥法(高效硝化)工艺,出水除CODCR执行70mg/l外,其他指标执行GB18918-2002一级B标准。工艺改造后的试运行效果良好,出水水质稳定、达标。
2.1.1 改造工艺流程
改造工程工艺流程如下图所示:
图1徐州污水处理厂改造工艺流程
2.1.2 工艺流程说明:
(1)污泥回流至缺氧池之前,污泥回流比根据运行调试控制在50-80%之间,缺氧池内为缺氧状态;
(2)缺氧池配水量为总进水量30-50%,其余部分分为四次配入后续曝气池中;
(3)曝气池由一次配水改为三次配水,由一级完全混合并联运行方式改为三级完全混合串联运行方式。
(4)改造前后好氧池的容积(约21000M3)不变,水力停留时间约3.1小时。
(5)污泥处于缺氧――好氧的反复循环中。
(6)初沉池改为缺氧池
2.1.3 改造前后处理效果:
该工程改造前后运行效果显示,采用本工艺改造后,处理效果明显优于改造前,各种水质污染指标得到了大幅度降低,处理率大大提高。以改造前后各半年的实际运行氨氮指标的变化足可以说明硝化效率的提高。
改造前后的氨氮处理效果见下图所示:
改造后在维持原有曝气量的情况下出水水质为:NH3-N≤3mg/L,BOD5≤8mg/L,CODcr≤45mg/L,SS≤20mg/L;如适当增加曝气量,出水水质可达到:NH3-N未检出,BOD5≤6mg/L,CODcr≤40mg/L,SS≤20mg/L。给企业创造了明显的经济效益和环境效益。
2.2 高效硝化技术在临沂污水处理厂的应用
高效硝化技术在徐州污水处理厂得到成功运用以后,又于2006年12月份,对临沂市污水处理厂一期工程实施了改造,同样取得了预期的效果。
2.2.1 临沂污水处理厂概况
临沂污水处理厂一期工程设计规模10万吨/日,负责处理临沂市区的生活污水和工业废水,污水处理主要采用初沉池+曝气池+二沉池的处理工艺,曝气池采用鼓风曝气的卡鲁塞尔氧化沟,好氧停留时间8小时,出水执行二级排放标准。由于淮河流域水污染防治的要求,该厂务必于2006年底完成升级改造,出水执行GB18918-2002一级B标准,因此,临沂市政府投入400余万元,采用中国矿业大学环境与测绘学院研发的高效硝化技术,圆满地完成了升级改造任务,运行状况良好。改造工艺流程如下:
图2临沂污水处理厂改造工艺流程
2.2.2 改造内容简介
1)初沉池改为厌氧池,池内安装搅拌器,达到泥水混合效果,进水由原来全部进入初沉池改为部分(30-50%)进入厌氧池;
2)回流污泥由原来进入氧化沟前段改至厌氧池;
3)将卡鲁塞尔氧化沟的进水口和出水口之间封闭,将氧化沟改为推流式曝气池;
4)曝气池由原来的一点进水改为4段分点进水,总水量分为5点配入,厌氧池配水比例为30-50%,其余水量(30-70%)分点进入好氧池,好氧池的总水力停留时间仍为8小时。
5)其余设施不变。
2.2.3 改造前后运行效果比较
临沂污水处理厂一起工程改造后,各项污染指标的去除率都得到了不同程度的提高,以2006和2007两年水质的月度平均值予以说明。
2.2.3.1 改造前后COD处理效果比较,去除率显著提高,见下图所示:
2.2.3.2 改造前后NH3-N去除效果比较,去除率得到了大幅度提高,硝化进程彻底,见下图所示:
2.2.3.3 改造前后TP去除效果比较,除磷效果明显高于改造前,为进一步优化完善工艺奠定了基础,见下图所示:
综上所述,采用高效硝化技术对临沂污水处理厂进行改造,在不改变原有构筑物容积的情况下,通过改变工艺线路,各种污染物指标的去除效率得到了很大程度的提高,显示了该工艺高效硝化的特点,同时除磷效果也得到了提高。
3. 高效除磷脱氮新工艺―易速德(Esude)在沂水污水处理厂的应用
高效硝化技术在徐州、临沂两地污水处理厂的实际应用,收到了预期的处理效果,不论是COD、BOD5还是NH3-N的处理效率都得到了大幅度提高,同时也得到了较好的除磷效果,结合GB18918-2002标准的要求,除上述指标外,还应兼顾TN的脱除,经过二次研发、优化和完善,得到了高效除磷脱氮新工艺(Esude),并且在山东沂水县污水处理厂、山东德州污水处理厂等项目得到了有效的应用和验证。
3.1 沂水污水县处理厂概况
沂水县污水处理厂一期工程设计规模5万吨/日,负责处理城区生活污水和工业废水,原处理工艺为“水解酸化+高负荷生物滤池+好氧生化”,设计进水水质为COD≤500mg/l,BOD5≤200mg/l,SS≤300mg/l,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准。
2007年8至11月,采用由中国矿业大学研发的“厌氧+多级缺氧好氧”工艺(Esude)进行技术改造,新增脱氮除磷功能,设计进水水质不变,新增氮磷指标为NH3-N≤40mg/l,TP≤3mg/l,改造后出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
3.2、改造工艺流程
工艺改造后,对原有工艺在不增加构筑物数量和容积的前提下进行全面整改,改造污水、污泥管线,形成“厌氧+多级缺氧好氧(AO)工艺”,工艺流程如下:
图3沂水县污水处理厂改造工艺流程
3.3、改造后运行效果
工艺改造工程完成后,运行效率明显提高,各项水质指标全面达到设计标准,特别是氮磷指标较改造前的去除率得到大幅度提高,设施、设备运行稳定。在此,仅以改造前后同期氨氮指标变化对去除率予以说明,具体数据见如下图表:
4. 高效除磷脱氮新工艺(Esude)特点
4.1 优化功能分区:根据进水指标和一年四季的浓度变化,对缺氧区、好氧区能够完全满足优化调整,调整各段水力停留时间,分段、分项控各项指标达标;
4.2 提高污泥浓度:准确分点,多次配水,使生物形成高污泥浓度梯度及控制低营养工作状态;
4.3 降低运行费用:生物系统采用了分级多次硝化反硝化技术、同步硝化反硝化高效曝气技术、无内回流技术、高污泥浓度梯度使污泥减量、高污泥浓度高效捕集气泡,运行费用节约20%以上;
4.4 缩减改造费用:根据不同的工艺条件及达标要求,一般改造费用为200-300元/吨水;
4.5 系统生态优势:生物系统长期稳定的在高污泥浓度及低营养状态下工作,有效促进硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌繁殖生态优势,提高脱氮效率;
4.6 减少占地面积:生物反应停留时间短,与传统的工艺相比可减少20%,生物池形几何比例采用计算机优化设计;
4.7 节省一次性投资:生物池内无搅拌器、无回流泵、污泥减量使脱水设备减少,生物反应池容积减少,节约投资20%以上。
5. 结语
高效脱氮除磷新工艺(Esude)是在高效硝化技术的工程实践基础上研发的,并得到了工程验证,具备国内自主知识产权,工程应用效果明显,具有投资省、运行效率高、运行成本较低的特点,特别在污水处理厂提标改造方面具有显著的优势,具有较高的推广价值。
关键词:城镇生活污水;现状;处理技术
1.城镇污水处理设施现状
据住建部统计,截至2012年底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3340座,污水处理能力约1.42亿立方米/日,全国已有648个设市城市建有污水处理厂,占设市城市总数的98.5%;累计建成污水处理厂1947座,污水处理能力约1.22亿立方米/日,全国已有1254个县城建有污水处理厂,约占县城总数的77.7%,累计建成污水处理厂1393座,处理能力2421万立方米/日。可见,虽然城镇污水处理设施的建设已经取得很大成就,一部分县城和大量的中小城镇没有污水处理厂,将来仍将有大量的城镇污水处理设施需要建设。
城镇的人口规模一般在2000人以上,10万人以下,按此规模兴建的污水处理设施,既要满足环境保护排放标准的要求,也要“建的起”和“用的起”,选择适合的技术和工艺就非常关键了。很明显,研究并探讨适合城镇的污水处理技术具有深远的现实意义。
1.1 发展不平衡
表现在以下几点:①东西部地区污水处理能力相差较大。东部沿海省份经济发展较快,污水处理能力比中西部地区高,如东部地区的城市和县级单位污水处理能力分别比西部高出5%~6%和44%。②大中城市和县城、小城镇的污水处理能力也有明显差别,小城镇虽没有统计数据,但可以推断要低很多。
1.2 配套污水排水管网建设拖后腿
随着我国污水管网建设取得了长足的进步。但是,与污水处理厂的建设数量和处理能力相比,其建设速度相对滞后。2005~2012年间,城市配套管网建设的增长速度均低于污水处理能力的增长速度,年均相差3~5个百分点。县城及建制镇的管网不配套问题更加突出。总体来说,配套管网增速落后于污水厂能力建设增速约26个百分点,落后的幅度有越来越大的趋势。
1.3污泥处理存在不足。
①由于对污泥利用的认识存在不足,国内污泥处理处置的起步较晚,许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划,很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所,导致小城镇的污泥处置即最终出路存在严重问题,这将为环境污染带来巨大危害。因此,目前小城镇的污水处理厂污泥以填埋为主。由于污泥含水率高,影响填埋场的正常作业,且重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。②重水轻泥现象普遍。我国污泥处理起步较晚,且早期建设的污水处理厂普遍存在“重水轻泥”现象。目前,我国运行的污水处理厂已达到3300多座,设计处理生活污水能力达到1.42亿吨/日。产生含水率80%的污泥2000多万吨/日,但只有10%左右通过堆肥技术处理后回用到土地。另外有20%采用卫生填埋,还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置。其余的70%都只是随意外运、简单填埋或者堆放,对环境造成严重影响,且抵消了部分污染减排成果。污泥处理处置能力不足、污泥处理处置设施建设和运行资金投入不足、责任主体不明、监管缺位等原因都对污水处理厂污泥的处理处置造成了直接影响。
1.4 污水处理再生利用不够
我国水资源短缺,且分布严重不均,进一步加剧了不少地区的水资源短缺程度。目前,正常年份全国每年缺水量400亿立方米,有400余座城市供水不足,严重缺水的城市有110座,近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是,污水再生利用情况与水资源短缺的现状并不匹配。截至2010年底,我国形成的污水再生利用生产能力1082.1万吨/日,实际再生利用总量923万吨/日,不到全国城镇污水处理总量的10%,污水再生利用空间仍然很大。
2.城镇生活污水及其处理难点
城镇生活污水是指人类因维持日常生活水平而排放的污水,来源包括厨房污水、洗浴污水、化粪池污水、洗涤污水等。目前城镇生活污水处理难点主要在于是:(1)生活污水成分日益复杂,污染评价难度大,而且污染负荷随昼夜、季节发生变化,这些都对正确选择处理方法、合理设计处理工艺、准确估计处理效果以及正常维护处理设施产生很大影响;(2)随着社会经济的不断发展,污水水质也愈来愈复杂,传统的处理工艺在用地、运行费用、投资、人员专业知识等方面受到当地客观条件现在,而一些新兴的处理工艺大多建立在实验室或中试结果基础上,实际应用效果受当地自然与生态环境影响很大;(3)考虑当地社会经济发展水平等制约因素和地方保护主义等抵制因素,城镇生活污水实际处理不一定能采用最佳的处理技术和工艺。污水处理是资金密集型工程,不仅需要投巨资建设污水处理厂和相应的污水收集管网,而且污水处理厂的日常运行费用也非常高昂。此外,小城镇经济发展水平偏低,对专业技术人员的吸引力有限,也会影响污水处理厂的管理和维护工作。因此,目前绝大多数小城镇不具备建设和运行污水处理厂的经济承受能力。
3.城镇污水处理设施的技术选择
3.1 确定污水处理规模
污水处理规模与城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放与再生利用、污泥的综合利用等因素有关,在确定污水处理规模时要进行全面详细的调研,要将实际情况调查清楚,不留盲点。
3.2 考虑污水管网
前面已经讨论了一些地方污水管网不配套的问题,要让污水处理设施真正发挥实效,就必须充分考虑管网的建设。对于已建污水处理厂,通过完善管网,解决污水管网与污水处理厂处理能力不匹配的问题,提高污水处理率和污水处理厂运行负荷。对于在建和新建的污水处理厂,要充分做好污水管网布设与污水处理厂建设规模配套的评估工作,使污水处理厂的环境效益最大化。
3.3 污水处理的工艺选择原则
城镇污水处理工艺选择,是根据城镇水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城镇经济状况和城镇管理运行要求等诸多方面的因素综合确立的。在已建设运营的城镇污水处理厂中,一级处理、二级处理和深度处理都占有一定的比例。鉴于我国目前面临的水环境污染严重的现实,以及水环境污染以有机型污染为主的特点。今年来在建和建成投产的城镇污水处理厂中,二级和二级以上的处理厂占绝大多数,因此城镇污水处理工艺的选择,重点是二级生物处理工艺的选择。
3.4加大再生水回用力度
在缺水少水的地区,应大力发展再生水回用技术,将再生水利用至工业、市政、景观等领域。采用分散与集中相结合的方式,建设污水处理厂再生水处理站和加压泵站。在具备条件的机关、学校、住宅小区新建再生水回用系统。加快建设尾水再生利用系统,鼓励回用于工业生产和市政用水等。到2015年,确保城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上。
4.常用城镇生活污水处理的对策
虽然我国城镇污水处理事业发展很快,但是许多中小城镇还没有污水处理设施,污水处理设施的建设还有很长的路要走。城镇污水处理设施的建设要考虑到当地的自然和经济条件,还要结合污水处理设施的技术特点。
4.1氧化沟法
工艺流程是:进水格栅氧化沟二沉池消毒池出水。污水在氧化沟中与活性污泥接触,并在转刷处曝气,在环形沟内完成生化反应和污水的净化。氧化沟法有Carrousel沟、三沟式、一体化式、Orbal沟等多种形式。优点是:工艺简单,可省去调节池、初沉池和污泥消化池;管理方便;处理效果好;抗冲击能力强;运行费用低;但存在污泥上浮,流速不均及污泥沉积等问题。一般用于大中规模的污水处理。
4.2活性污泥法
工艺流程是:进水格栅初沉池曝气池二沉池出水。其原理是是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离,大部分污泥再回流到曝气池,多余部分则排出活性污泥系统。优点是:优点是出水效果好,BOD去除率可达90%以上,运行稳定。但一般曝气池体积大占地面积大,基建费用高,对水质、水量适应性较低,运行容易 水质、水量变化的影响。
4.3生物接触氧化法
工艺流程是:进水调节池接触氧化池二沉池出水。其原理是在生物反应池内充填填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。工艺优点是池内充氧条件好,容积负荷率高;采用高效悬挂填料时不容易堵塞;不需要污泥回流系统,没有污泥膨胀问题;运行管理简单;抗冲击能力强;有节能效果,是应用广泛的污水处理技术。不足之处曝气难以做到分布均匀。填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然;生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,在某些填料中易于堵塞;填料选用不当,会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。一般多用于中小规模的污水处理站[5]。
4.4 SBR法
工艺流程是:进水混合曝气沉淀排水。主要工艺设备是SBR反应池,在池中完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个交替进行的周期。优点是工艺简单;处理效果好,能除氮磷;没有污泥膨胀;有抗冲击能力;占地少。缺点是自动化设备要求高,投资较大。SBR法适合中小规模污水处理以及土地紧张,但经济条件较好的地区。SBR法已发展出了各种新的形式,如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。
4.5 AB法
工艺流程是:进水格栅沉沙池A段曝气池中沉池B段曝气池二沉池出水。AB法不设初沉池,A段为高负荷,B段是低负荷,两段污泥分别回流,充分利用了污水管道中的微生物,为不同时期的微生物种群创造良好的生长环境。优点是抗冲击能力强;处理效果稳定,可去除氮磷。不足之处是需要两次出泥,增加了回流系统;另外A段去除较多BOD时,可能造成后面碳源不足,影响脱氮。一般用于大中规模的污水处理。
4.6 再生水回用系统
再生水即“中水”,其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。它可以用于一些水质要求不高的场合,如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。利用污水处理厂二级生物处理出水作为中水水源时,处理目的主要是去除水中残留的悬浮物,降低水的浊度和色度,应选用物理化学处理(或三级处理),工艺流程如下:二级出水调节池化学处理过滤消毒中水。除了上诉方法以外,根据国内外水处理技术的发展状况,还有一些典型的中水处理工艺流程。处理方法主要有混凝沉淀或气浮、化学氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸钠、氯、碘化钾)、活性炭吸附法、膜处理法等,随着水处理机理研究的不断深入,新的处理方法、新的构筑物、新的处理装置和新的工艺流程会不断出现。
(1)BAF法:也叫曝气生物滤池法,该流程集生物氧化和截留悬浮固体物于一体,能同时达到去除SS、COD、BOD和硝化、脱氮脱磷功效。优点是所需基建投资少,运行耗能低,出水水质好,不足是维护起来比较复杂。
(2)分子生物技术:随着分子生物技术的发展和活性污泥微生物基因库的建立,极大提高了污水处理效果。未来分子生物技术在城镇生活污水处理领域应用十分乐观。
(3)MBR法:即膜-生物反应器工艺,是目前被业内最看好的新兴污水处理技术之一。它有机结合了生物技术和膜分离技术,具有生化处理效率高、抗负荷冲击能力强、处理的水质稳定等特点,而且工艺占地面积小,还能够实现处理自动控制。
(4)人工湿地:通过构建人工湿地系统,在湿地植物、基质和微生物共同作用,经过多层过滤,降解污染,净化水质。具有投资少、工艺简单、能耗低、维护管理方便等优点。
5.结束语
随着城市现代化不断发展,城镇生活污水排放量逐年增长,污水成分日趋复杂,我们应根据水污染现状采取针对性处理技术和措施,提高城市用水利用率。中国城镇污水处理技术尚处于发展阶段,面对水资源短缺,水污染严重的现状,城镇污水处理技术的发展还有很长的路要走。目前来看,城镇污水回用利用再生水是解决水资源不足水和水污染严重的一个非常有效的途径。我国今后的发展中应大力推广污水回用技术,切实利用好和保护好水资源,保证我国社会经济持续发展。
参考文献:
[1]胡曦明.城市生活污水处理技术的发展趋势分析[J].民营科技,2012(1)
关键词:生活污水 污水处理 氧化沟 污泥膨胀 溶解氧 污泥负荷
琥珀山庄是合肥市著名的生活小区,小区污水处理采用氧化沟工艺。自1994年竣工投产到1996年运行一直比较稳定,出水符合或优于设计标准,但自1997年冬以来曾多次发生污泥膨胀的异常现象,给生产运行带来一定的困难。本文就污泥膨胀的原因进行分析,并对运行管理提出几点意见。
1 污水处理工艺设计概况
1.l 设计处理能力
进水流量:Q=4 000 m3/d;
进水水质:ρ (BOD5)=200 mg/L,ρ(SS)=280mg/L,ρ(TKN)=60 mg/L,ρ(CODcr)=340 mg/L;
出水要求:pH=6-9,ρ (S)<30 mg/L,ρ(BOD5)<30 mg/L,ρ(TKN)=60 mg/L,ρ(CODcr)<120 mg/L。
【关键词】污水处理工艺;优化方案;实例论证
0.前言
城镇污水处理工艺的优化,是环保工作者面临的首要问题。目前我国城市污水处理厂设计采用的工艺,基本涵盖世界各国的先进工艺,工艺技术水平与国外同类技术水平比较接近。总体上讲,我国城市污水处理仍以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR及其变形工艺为主,其它工艺也正在不断发展和完善。本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述,以供同仁参考。
1.污水处理工艺方案选择原则
(1)论证方案的先进性和可行性。一方面应当重视工艺所具备的技术指标的先进性,另一方面必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目,它作为城市基础设施工程,具有规模大、投资高的特点,且是百年大计,必须确保百分之百的成功,工艺的选择更注重成熟性和可靠性。因此,我们强调技术的合理,而不简单提倡技术先进,必须把技术的风险降到最小程度。
(2)合理确定处理标准,节省工程投资。选择简捷紧凑的处理工艺,尽可能地减少占地,力求降低地基处理和土建造价。同时,必须充分考虑节省电耗和药耗,把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说,这一点尤为重要。
(3)充分考虑到我国现有的运行管理水平。城市污水处理是我国的新兴行业,专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中,必须充分考虑到我国现有的运行管理水平,尽可能做到设备简单,维护方便,适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。
2.工程优化实例分析
2.1工程概况
某污水处理厂原有处理工艺为脱氮除磷效果较为稳定的水解酸化+倒A2/O-Galaxy工艺,总规模80000m3/d,预处理部分按40000m3/d建设,生化部分先按20000m3/d进行建设,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918―2002)的一级B标准。
2.2工艺流程图和进出水水质
2.3存在的问题
2.3.1可生化性差、快速生物降解有机物少
一般BOD/COD在0.3~0.5之间,表明污水的可生化性好,利于微生物生化降解。污水生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌所需要的碳源主要为快速生物降解有机物(VFA),去除lmg磷一般需要7~9mg的VFA,反硝化过程的需要量更多。该污水进水工业废水70%以上,生活污水仅占23%~30%,BOD/COD远远小于0.3,该污水中颗粒性有机物占有机物总量的70%以上,而可利用的快速生物降解碳源仅占有机物含量的10%~20%,不能满足脱氮除磷所需。
2.3.2 A2/O工艺难以同时得到氮、磷的高去除率
在A2/O工艺同一系统中硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着竞争性矛盾,难以同时获得氮、磷的高效去除。同时倒置缺氧池还存在碳源的争夺问题。原污水先进入缺氧池再进人厌氧池,污水中的易生物降解有机物将优先被反硝化菌利用,聚磷菌将得不到足够碳源,达不到除磷的目的。
2.3.3进水水质不稳定
该污水处理厂进水主要为工业废水,废水排放不规律,水质和水量直接冲击系统,导致运行不稳定。
2.4工艺优化方案
污水处理厂的优化工艺包括水力改造、设备改造和工艺升级改造等,其中污水处理工艺升级改造是提高出水水质的关键。与新建污水处理厂不同,污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂,通常情况下要考虑三个问题:①尽量利用原有构筑物,投资少;②工艺运行可靠,灵活性强;③处理效率高,能耗低。本优化工程就是在原有处理工艺的基础上,综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理,以及充分利用原有设施等情况,结合原有工艺问题,参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能等指标,设计规模80O00m3/d,选用“强化生化系统+化学除磷+滤池过滤深度处理”工艺为本工程优化处理工艺,通过生物脱氮除磷、化学除磷和深度处理完全达到一级A标准。工程内容包括新建纤维转盘滤池、活性砂滤池、加药间等建构筑物及设备安装,并对原有絮凝沉淀池等设施按工艺设计要求进行了相应改造。该工艺主要特点为:
2.4.1对原有处理系统去碳、硝化反硝化功能的强化
根据目前设计与运行状况,可以通过提高污泥浓度、延长泥龄等措施,调整部分工艺参数,强化系统的去碳和硝化反硝化功能,使出水CODcr、BOD5、NH3-N和TN等指标达到新的排放标准。通过对原有设施的功能强化,在最大程度上节省了工程总投资。
2.4.2增加化学除磷工艺
根据本工程优化目标,出水总磷浓度要求不大于0.5mg/L,采用投加聚铝等化学药剂进行化学除磷措施,投加点为混合反应池末端,化学除磷药剂反应产生沉析,凝聚作用还可以去除部分悬浮物,减少悬浮物携带TP;化学除磷产生的污泥。可避免厌氧消化过程中磷的重新释放;出水总磷浓度降至0.5mg/L。
2.4.3增加深度过滤设施
过滤技术是污水深度处理的常用手段,是实现一级A出水标准的必需手段,也是本次升级改造的重点措施。经过对各种过滤技术方案论证,并结合污水处理厂建设用地特点、现有水力高程和建设工期要求。最终选择了占地面积小、过滤效率高、施工周期短的纤维转盘过滤工艺和活性砂过滤工艺两种技术。
①纤维转盘滤池优点。出水水质好,耐冲击负荷,占地面积小,设备闲置率低,总装机功率低,运行自动化程度高,维护简单、方便,滤前处理系统的事故对滤池的影响较小,并且恢复较快,设计周期和施工周期短。
②活性砂滤池优点:a)过滤连续运行,无需停机反冲洗,效率高,出水水质稳定.易于改扩建;b)不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门,无需单设混凝、澄清池,无需混凝、澄清用机械设备;c)集混凝沉淀及过滤于一体。大大简化了工艺流程及占地空间,与常规砂过滤工艺相比,可节省30%~40%的化学药剂,可节省70%的设备空间,运行及维护费用低;d)对于高SS含量的废水不需预处理(进水SS可达150mg/L);e)深层过滤,滤床深度2000mm,滤床压头损失小,只有0.5m;f)采用单一均质滤料,无须级配层,滤料被连续清洗,过滤效果好,无初滤液问题。 3.结语
目前,我国的污水处理工艺发展趋势是流程简洁,控制灵活,单元操作简单以及节约用地的一体化工艺流程。本工程改造由于采用的技术先进可靠,使得本工艺改造工程的总投资、运行成本较其他工艺都有大幅度的节省。 [科]
【参考文献】
关键词:平流式沉淀池;悬浮物;BOD
Abstract: By technological transformation of sewage treatment plant, add a set of advection sedimentation tanks and its supporting auxiliary equipment, the total drainage water quality improved, enabling the system to long-term stable operation of.
Key words: Horizontal flow sedimentation tank; Suspended matter; BOD
中图分类号:U664.9+2 文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)08-0020-02
随着经济的不断发展,化工行业的发展蒸蒸日上。而化工设备成为支撑整个行业的元素之一。在工艺运行中,一套合理的化工设备,将影响着这整套系统的稳定运行、产品的产量及质量等问题。本文是介绍某甲醇厂污水处理工段为除去来水中大量悬浮物而进行的技术改造。
1.技改背景
1.1技改对象
此次技改对象为甲醇厂水汽车间污水处理系统进水预处理工段
1.2技改增加化工设备
本次技改核心内容为在污水处理系统的流程最前端增加平流式沉淀池一座,为了提高沉淀效率配套了相应的加药设施。
1.3技改原因
甲醇厂水汽车间污水处理系统,因在前期设计时甲方提资问题,对装置运行后排放的废水中悬浮物含量估计不足,生产装置在运行后排放的废水含有大量的粉煤灰,悬浮物含量严重超出设计处理能力,导致污水处理装置超负荷运行,出水水质长期达不到设计要求的排放指标,给公司的整体环保检查验收工作带来极大的影响。为解决此问题,公司技术部门决定对污水处理系统预处理工艺进行技改,增加处理设备,以去除来水中超标的悬浮物。经过多方面对比,结合实际情况,决定在废水进入污水处理系统前增加平流式沉淀池及配套系统。
1.4 技改前运行情况
据统计,甲醇厂气化装置排放的废水中粉煤灰含量最高值达20000mg/L左右,甲醇装置废水悬浮物平均在500mg/L左右,综合水质平均悬浮物为800mg/L,而原工艺设计废水来水悬浮物为≤145mg/l。来水超高的悬浮物严重影响整套污水处理系统的正常运行。这些超高的悬浮物未经任何处理直接进入污水处理装置的生产废水收集池和事故排放水池(即初期雨水池),造成以上两池体中沉淀物大量淤积,严重降低了池体的蓄水能力,使该池体几乎失去了对废水来水的缓冲均衡能力。且由于污水处理系统设计时未考虑处理高浓度悬浮物,预处理工艺流程过于简单,使得大量的悬浮物直接进入后续SBR生化处理系统,活性污泥被粉煤灰包裹失去原有处理能力(MLSS测定高达10000mg/l以上,SV30在90%以上),出水水质超标严重,废水处理装置面临瘫痪的危险。
1.5自然条件
1.5.1气象条件
气象资料统计表(灵武农场场部提供资料)
1.5.2地震烈度
地震烈度为8度
2 技改前工艺流程简述及工艺流程图
2.1技改前工艺流程描述
来自生产装置的废水,进入污水处理系统工业废水收集池,厂内初期雨水以及生产事故状态下的排水进入初期雨水池中。工业废水收集池的水经提升泵提升后进入污水总管,初期雨水池的水经初期雨水泵提升后也进入污水总管,两股废水汇合后一起进入高效澄清池中,通过高效澄清池除去废水中的大部分悬浮物后,进入调节池中,然后通过调节池提升泵泵入SBR生化处理池进行生化处理,经过曝气沉淀后,上清液进入出水监测池,在出水监测池设置在线PH、COD、氨氮监测仪,对出水水质进行分析,如三项指标均合格,则排出厂外;如出水水质不合格,则进入初期雨水池中,再经历整个系统进行重复处理。高效澄清池产生的沉淀污泥以及SBR池的剩余污泥,进入污泥收集池中,通过污泥螺杆本泵入污泥浓缩脱水一体机进行浓缩脱水处理,脱水后干污泥外运,带下水至初期雨水池中处理。
2.2技改前工艺流程图
3、技改新增装置及技改后的工艺流程图
3.1平流沉淀池的规格
在进入生产废水收集池和雨水收集池前,先将两股来水进行沉砂处理。采用平流式沉淀池形式,结合当前实际情况,设计流量按最大300m3/h,设计参数如下表所示。
受进水雨水管道(管中心标高-2.80m)、生产废水管道标高影响(管中心标高-2.90m),平流式沉淀池设置为地下式,最大液面高度为-3.0m。
3.2实际配置设备参数如下
在污水处理装置总进口前增设平流式沉淀池一座,初期雨水与生产废水经管网首先进入平流式沉淀池中,经沉淀池去除水中的大部分悬浮物。沉淀池出水进入初期雨水池中,再经提升泵泵送至高效澄清池,进一步去除废水中残留的悬浮物。高效澄清池出水进入调节池进行水质水量均衡,调节池存水由调节池提升泵泵送至后续的SBR生化处理工段进行生物氧化处理,SBR出水进入监测池进行在线PH、COD、氨氮监测,如三项指标均达到排放要求,则出水合格,按要求排至厂外;如三项中有一项超标,则出水不合格,重新排至系统最前端的沉淀池中,再经历整个系统进行重复处理,直至合格外排。沉淀池产生的污泥进入污泥收集池中,与高效澄清池污泥和SBR池剩余污泥一起,通过污泥浓缩脱水设备进行脱水处理后干污泥外运,带下水至初期雨水池进行处理。
4、技改前后的运行参数对比
4.1原有工况下进出水悬浮物对比(单位 mg/l)
4.3新增设施的运行效果
4.3.1 对悬浮物的去除效果
改造后的污水处理工艺,增加了平流式沉淀池,结合混凝剂(10%浓度聚合氯化铝)的投加,对废水中存在的粉煤灰有较好的去除率,对整个污水处理系统也产生了良性影响。经过平流式沉淀池处理后进入污水收集池的混合液悬浮物基本稳定在200-300mg/l左右,再加上高效澄清池的处理,调节池悬浮物基本都小于100mg/l,对SBR池活性污泥絮体不再有包裹作用,SBR池活性污泥性状得到改善,污泥浓度降至4000mg/l左右,SV30为30%-40%之间,镜检微生物生长良好。出水水质COD在100mg/l左右,因污泥沉降比下降,SBR池沉淀效果良好,出水不再有大量悬浮物,水质较为清澈,悬浮物在40mg/l以下。
在运行操作中,要求运行人员要保证混凝剂的投加量,并及时清除残留在池内的积泥,确保澄清层厚度达到运行要求。其运行效果为:进水悬浮物为600-800mg/L,经平流沉淀池沉淀后效果为200-300mg/L,对悬浮物的去除率高达60%-70%。