前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇污水處理廠除磷方法范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:脫氮除磷 改造 影響因素 對策
中圖分類號:X7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(b)-0131-01
近年來,國家和地方對污水處理廠脫氮除磷的要求越來越嚴格,“十二五”期間,國家首次將氨氮納入水污染物總量控制指標體系,明確提出氨氮減排10%的目標,脫氮除磷成為污水處理廠升級改造不可忽視的重要問題之一。目前,我國大部分已建成的污水處理廠脫氮除磷效果不理想,如何對現有工藝進行改造,使其氮磷排放穩定達到一級標準,是污水處理廠升級改造所面臨的關鍵問題。
1 生物脫氮除磷基礎理論
1.1 生物脫氮
生物脫氮是利用自然界氮的循環原理,采用人工方法予以控制。首先,將污水中的含氮有機物轉化成氨氮,而后在好氧條件下,由硝化菌左右變成硝酸鹽氮,這階段稱為好氧硝化。隨后在缺氧條件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸鹽氮變成氮氣溢出,這階段稱為缺氧反硝化。整個生物脫氮過程就是氮的分解還原反應,反應能量從有機物中獲取。在硝化和反硝化過程中,影響其脫氮效率的因素是溫度、溶解氧、pH值以及碳源,生物脫氮系統中,硝化菌增長速度較緩慢,所以,要有足夠的污泥泥齡。反硝化菌的生長主要是在缺氧條件下進行,并且要用充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用順利進行。
1.2 生物除磷
污水中磷的存在形態取決于廢水的類型,最常見的是磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷。在常規污水處理中,有機物的生物降解伴隨著微生物菌體的合成,磷作為生物的生長元素也成為生物污泥的組分,從水中去除。目前污水生物除磷的機理比較一致的看法是:聚磷菌獨特的代謝活動完成了磷從液態(污水)到固態(污泥)的轉化。普通活性污泥中磷含量為1.5%~2.0%(P/VSS),而聚磷菌能將污泥中的磷含量提高到5%~7%,因而生物除磷要求創造適合聚磷菌生長的環境,從而使聚磷菌群體增殖。在工藝上通過在好氧段前設置厭氧段使聚磷菌獲得選擇性增長。聚磷菌獲得選擇性優勢的原因是在厭氧段大量吸收進水中揮發性脂肪酸,并在體內轉化為聚β羥基丁酸,使得它在好氧段無需同其他異養菌爭奪水中殘留的有機物。
1.3 同步脫氮除磷
根據上述脫氮除磷的基本原理,城市污水處理廠要實現同步脫氮除磷必須提供三個條件:第一,要提供脫氮除磷反應過程所必需的足夠的碳源;第二,要提供脫氮除磷反應過程所必需的反應容積;第三,要提供脫氮除磷過程所必需的缺氧、厭氧、好氧環境。
2 影響脫氮除磷效果的因素
從國內各地的實踐來看,污水處理廠影響脫氮除磷效果的主要因素有溶解氧、溫度、有機碳、pH值、泥齡及有毒有害物質等因素,而影響以上指標的主要原因是受管網建設、運行管理、設備設施、進水水質及氣候條件等多種因素影響。
2.1 管網建設不配套,先天碳源不足
影響實際處理效率的重要原因是連接污水處理廠的配套管網建設嚴重滯后。眾多城市污水處理規劃設計普遍存在“重廠輕網”現象。處理廠設計規模偏大,管網卻不配套,直接導致實際來水量嚴重不足。且大部分城市的配套管網建設都為雨污合流,致使污水處理廠進水濃度偏低,遠達不到歐美國家的碳源濃度,降低了運行負荷率,進水碳源不足導致氮磷去除效果不理想,未能達到良好的減排效果。
2.2 設備設施達不到要求
我國部分污水處理廠硝化功能低,自動控制水平較差,加之運行技術人員缺乏經驗,硝化效果的有無很大程度上依賴于自然界春夏秋冬的自然更替,部分污水處理廠提高硝化的效果僅僅是簡單地減少排泥或者增加曝氣量,遠遠沒有達到優化運行的效果。這樣的運行現狀不僅使硝化效果無法得到穩定的保證,而且會造成極大的能源浪費。
2.3 進水水質及氣候條件影響
大部分城市由于進水水質不穩定,平均進水濃度處于中等濃度水平,但日平均值變動大,化學需氧量和生化需氧量比值(B/C)偏低,進水懸浮物濃度的波動最為明顯,嚴重影響了污水處理廠脫氮除磷的處理效果,達到一級標準A標準有一定的難度。然而,溫度對除磷效果的影響雖不如對生物脫氮過程的影響那么明顯,因為在高溫、中溫、低溫條件下,有不同的菌群都具有生物脫磷的能力,但低溫情況下硝化菌增殖速率會大大降低,導致出水氨氮升高。
3 升級改造對策
3.1 加快管網建設力度
為解決污水廠進水碳源不足的先天難題,首先應完善污水收集管網,加快污水收集系統的建設進度,解決污水處理廠進水量少、進口濃度低的現象,以提升進水負荷率,達到減排要求;其次,應加大對現有雨污合流系統的改造力度,盡量實現雨污分流,經過分流后,可直接排入城市內河,經過自然沉淀,即可作為天然的景觀用水。同時,讓污水排入污水管網,并通過污水處理廠處理,實現污水再生回用。這樣,既提高了污水處理率,又避免污水對河道、地下水造成污染,明顯改善城市水環境。
3.2 優化現有運行工藝
工藝升級改造堅持盡量不新增建設用地,而是在現有處理設施的基礎上,合理使用運行費用,運用多方法多渠道的運行方式,出水連續穩定達標的原則執行。優先考慮采用A2/O的各種變型工藝,降低改造幅度和難度。根據要求,進一步可采用MBBR或IFAS等填料活性污泥工藝。當要求超深度脫氮除磷時,再考慮采用硝化濾池和反硝化濾池工藝。
4 結語
根據傳統污水處理廠的實際情況,投資節省的污水處理廠脫氮除磷功能改造新工藝是項有重大現實意義的課題,將為我國污水處理廠升級改造提供技術支持和寶貴的經驗。
參考文獻
[1] 劉瑾,高廷耀.生物除磷機理的研究[J].同濟大學報,1995,23(4):387-392.
關鍵詞:污水處理廠;穩定達標;提標改造
隨著城鎮經濟的不斷發展和環境保護標準的不斷提高,我國中小城鎮污水處理能力日益增強,根據我國住房與城鄉建設部的最新統計結果,截至2014年底,我國污水處理廠總數達5300余座,污水處理能力達1.63億m3/d,大多數污水處理廠由于建設時間較早,排放標準低,約50%以上的污水處理廠只能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準要求,甚至還有將近25%的污水處理廠執行二級標準。由于我國城市河道補水的重要來源是城鎮污水廠出水,排入河道后,稀釋能力小,若不提高出水水質排放標準,將嚴重威脅城市生態環境。國家環保總局要求,對于污水處理廠出水作為城市景觀用水的此類污水處理廠,出水水質應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準,因此,對我國城鎮污水處理廠進行提標改造勢在必行。
1中小型污水處理廠提標改造的必要性
1.1中小型污水處理廠現狀
1.1.1設備老化程度高
由于資金投入力度不夠等原因,導致污水廠設備在長期運行過程中,缺乏足夠的維護和管理,導致設備出現不同程度的老化和損壞,更有甚者出現設備無法運轉,卻得不到及時維修的情況,嚴重影響了污水處理效率。
1.1.2處理能力和處理要求不匹配
隨著城鎮工業化進程的推進,排放污水中污染物種類愈加復雜,對排放標準的要求提高。很多污水處理廠在早期設計過程中并未考慮到城市發展情況,設施處理量沒有預留足夠的遠期處理量,不能滿足現有的處理要求。在現階段對水質要求提高的形勢下,中小污水處理廠應推進更新擴容改造。
1.1.3建廠初期調試不到位
工藝調試對于污水處理設備是否正常運行至關重要,關乎出水是否能夠達標排放。很多污水處理廠建成初期,忽略了工藝參數的調試,或者因為缺乏專業技術人員的種種原因,導致工藝調試不到位,致使污水處理廠設備運行不暢,處理不達標,增加處理成本。
1.2污水廠出水穩定達標的難點及應對措施
1.2.1污水處理廠出水穩定達標的難點
①低碳源問題2009年抽樣統計分析結果顯示,我國60%的污水處理廠碳氮比低于4,碳氮比偏低影響反硝化的完成。
②工業廢水接入導致污水處理廠出水COD穩定達標困難。
③冬季低溫問題導致污水處理廠出水TN難以達標。低溫條件下,污水處理系統中微生物活性降低,數量減少。太湖流域污水處理相關研究成果表明,冬季水溫低于15℃時,對微生物活性、污泥硝化反硝化性能以及生物脫氮效果影響較大,導致出水TN不達標。
1.2.2應對措施針對污水處理廠難以穩定達標的難點問題,現提出以下應對措施。
1.2.2.1提標改造技術方案中合理取舍預處理單元
當城鎮污水處理廠有工業廢水,由于工業廢水間歇排放,水質水量波動大,為保證處理單元穩定運行,前設調節池很有必要。若是印染廢水或其他易引起pH值變化大的特殊廢水,還要特別注意pH值的調節,避免對水處理設備產生腐蝕。鄉鎮等小型污水處理廠規模小、水質水量變化大,通常在格柵后也常設調節池。對于進水可生化性偏低的廢水(B/C值<0.3),例如制藥廢水、印染廢水、高濃度有機廢水等,應考慮設置厭氧水解池。利用兼性水解產酸菌,將難以生物降解的大分子有機物轉化為易生物降解有機物,提高可生化性,從而提高后續生物處理效率。
1.2.2.2提標改造同時要注重源頭污染物的控制
加快雨污分流制排水體制的建設,新建城區嚴格采用雨污分流制排水系統,老城區采用合流制或截流式合流制作為過渡時期的排水體制;接入城鎮污水處理廠的污廢水需嚴格按照國家、行業有關標準,防止對污水廠污水、污泥處理系統分產生不良影響。對于進水碳源不足的污水處理廠,需重新考慮服務范圍內設置化糞池的合理性,適當放寬碳源充足的普通有機廢水(如糖業廢水、食品廢水等)排入污水廠的水質濃度。
1.2.2.3低溫強化硝化和反硝化措施
王阿華等人研究表明,水溫低于12℃時,污泥的反硝化速率和硝化速率比常溫下減少了一倍,只有0.5~1mg/h,0.6~0.8mg/h。一體化固定膜活性污泥IFAS、包埋硝化菌工藝是工程實際中常用的兩種低溫下提高脫氮效果的方法。IFAS工藝常采用向好氧池中投加填料的方法,該工藝附著生物的硝化活性是活性污泥的3倍以上;包埋硝化菌工藝受水溫影響更小,投加率12%的情況下,硝化活性就達到了普通活性污泥的3倍以上。
1.2.2.4合理使用化學除磷
針對碳源不足的情況,犧牲生物除磷,采用化學除磷,這種方法在北美已有非常成熟的案例。
2中小型污水處理廠提標難點分析及解決思路
2.1中小型污水處理廠提標難點剖析
多數小型城鎮污水處理廠受原水濃度、設備處理效率等因素影響,二級處理很難達到一級A標準,出水指標從一級B標準提高到一級A標準。針對表中SS,提標改造時,增加深度處理工藝即可達到要求,增加深度處理工藝的主要目的是去除二級出水中的SS,BOD5、COD也伴隨SS的去除得到進一步的去除,但TN、TP的無法通過簡單固液分離進行去除,因為TN、TP是以溶解態形式存于二級出水,因此,城鎮污水處理廠提標改造的重點和難點是TN、TP、SS的去除。
2.2中小型污水處理廠提標改造思路
①了解目前中小型污水處理廠提標改造技術的研究現狀以及主要提標改造技術。
②根據污水廠運行現狀分析提標難點。
③針對提標難點逐一分析探索并選擇適宜本廠要求的強化生化處理方法。
④結合實際情況,選擇合適的深度處理技術,進一步提升出水水質。
3中小型污水處理廠提標改造技術措施
對現有中小型污水處理廠提標改造主要從三個方面著手:一是改造現有污水處理廠的二級處理工藝,主要是強化生物處理單元;二是新建三級處理設施;三是新技術膜生物反應器(MBR)工藝的使用,新技術往往無需三級即可達標或者滿足回用水要求。
3.1生物處理工藝改造
對二級處理工藝進行改造,主要是為了提高脫氮除磷效果以及有機物的去除率,改造重點在生化池。對于生化池的技術改造主要有兩種:降低容積負荷和泥膜聯用。
3.1.1降低生化池的容積負荷
目前工程中常用的措施有進水分流量減荷和擴容減荷。前者適用于廠區平面布置允許的情況下,在廠區新建生化池,達到分流量的目的,最終實現生化池減荷的效果。此法生產改造同步進行,不影響現有工藝的正常運行。后者主要通過擴大容積來減小負荷、延長水力停留時間和污泥泥齡,進而提高生化處理效果,擴大容積的方式有兩種:一是在場地允許情況下,直接將原有生化池擴容;二是將原有初沉池改造為生化池,這種方法提高了進入生化池的碳氮比,有利于TN的去除,高程銜接無阻,此法充分利用了現有構筑物。
3.1.2泥法-膜法聯用
懸浮生物法(活性污泥法)和固定膜生物法是污水生物處理的兩種常見技術。其中活性污泥法在實際工程中應用較多,這是因為固定膜生物法需要設置填料,填料造價一般較高。生物膜法具有硝化功能強大、抗沖擊負荷、生物量大、污泥齡長等優點,受溫度影響小,在低溫條件下,其脫氮效果要遠好于活性污泥法。因此在污水廠的提標改造中,可充分利用兩者優點,在生化池中設置填料。
3.2新建三級處理設施經
技術經濟比較,目前適合我國中小型污水處理廠的三級處理工藝有以下三種:常規混凝-沉淀-過濾;微絮凝-過濾;直接過濾。三級處理的核心是過濾單元,目前工程實際中應用最為廣泛的是V型濾池,這是因為V型濾池的濾料采用均質深層砂濾料,截污能力強,反沖洗強度低、效果好,過濾周期長。此外還有翻板濾池、D型濾池、濾布濾池等。
3.3膜生物反應器(MBR)的應用
MBR是一種新型污水處理裝置,結合超微濾膜和污水處理中的生物反應器,通過超微濾膜截留細小微生物絮體,增加了生化池中的活性污泥濃度,極大的提高有機物的去除效率,同時,超微濾膜可取代二沉池,實現泥水分離。MBR適用于需同時脫氮除磷、對出水水質要求高、用地緊張或者回用要求的場合。
4中小型污水處理廠提標改造的綜合建議
(1)污水處理廠提標改造應充分考慮技術的合理性、經濟性、穩定可靠性以及工程實施可行性,而不應該注重技術先進性和新型性,對于新技術、新設備,應在小范圍內工程應用,總結經驗,為大規模推廣提供參考。尤其是國內首次實用的新型技術,一定要進行中試和生產性試驗,參數穩定后才可投入實際工程應用。
(2)只有在經濟條件許可、用地緊張、尾水需循環利用的情況下才考慮采用MBR工藝。
(3)若用地緊張,經濟條件不許可,過濾單元可考慮濾布濾池或轉盤濾池。
(4)生物除磷難以滿足出水TP一級A排放要求時,可考慮化學除磷。
參考文獻
[1]張凌云.城鎮污水處理廠污水處理問題分析與提標改造工藝探討[J].環境與發展,2015,27(6):86-88.
[2]王禮兵.城市污水處理廠提標改造的必要性[J].工業技術,2013(36):107.
[3]王阿華.城鎮污水處理廠提標改造的若干問題探討[J].中國給水排水,2010,26(2):19-22.
[4]馬順君.小型城鎮污水處理廠升級改造與優化運行[D].上海:華東理工大學,2014.
[5]王阿華,楊小麗,葉峰.南方地區污水處理廠低溫生物脫氮對策研究[J].給水排水,2009,35(10):28-33.
[6]陳立,李成江,郭興芳.城鎮污水處理廠提標改造的幾點思考[J].水處理技術,2011,37(9):120-122.
[7]黃濤.小型城鎮污水處理廠提標難點分析及改造方案優化研究[D].杭州:浙江工商大學,2015.
關鍵詞:污水處理廠;節能降耗;能耗分布
1 我國城市污水處理廠能耗及分布
城市污水處理是高能耗行業,其能耗主要包括電能、藥耗和燃料等多個方面,其中電耗約占總能耗的60%~90%,電耗也成為了污水處理廠運行成本的主要組成部分。2011 年,我國城鎮污水處理廠用電量約為100 ×108kW?h, 約占全國社會總用電量的0.2%。污水處理廠電能主要消耗在污水污泥的提升、生物處理的供氧、推動混合、污泥的處理處置、附屬建筑用電和廠區照明等方面。其中曝氣能耗最大,約占到整個污水處理廠能耗的一半左右,此外,污泥處理環節能耗也不容忽視,我國污水處理廠在該環節的能耗約為3%~5%左右,與日本、美國等發達國家20%~30%相比有很大差距,這也反映出我國的污泥處理工藝和設備還有待進一步完善。城市污水處理廠處理單元能耗分布情況見表1。
表1 污水處理廠處理單元能耗分布
2 城市污水處理廠節能降耗途徑分析
從以上分析可以看出,我國城市污水處理廠的能耗分布主要在污水提升、處理以及污泥處理等單元,包括設備的電能消耗、污水處理和藥劑消耗等,因此,我國城市污水處理廠節能的途徑選擇應該是在曝氣和泵領域、污泥處理以及日常運行的節能設計優化等等。
2.1 污水提升泵站節能途徑
污水提升泵在整個污水處理中是主要的耗能設備之一,因此,具有優化提升泵站設計能夠產生較大的節能效果。目前國內城市污水處理廠泵的能量高消耗主要由于電機效率不高、設計的運行能力超過了實際水量所需的能量、水量波動以及運行控制不良等原因所致。提升泵的優化節能主要途徑有改工頻泵為部分變頻泵作為調速泵;所有提升泵都是變頻泵,如紹興污水處理廠通過提升水泵變頻技術改造,節能達到12%;多級動態液位控制策略技術。在實際運行過程中通過轉速加臺數控制法,實現定速泵平均流量運行;當水流出現較大波動時應該適時增減運轉臺數,調速泵變速運轉來適應水流量的變化;定期對水泵進行維護,以減少摩擦降低電耗。水泵的節能降耗最關鍵的是要提升泵的運行效率,在采用上述方法之外在泵設備上下功夫外,還需要加強日常的管理和高程布置等,結合污水處理廠的實際運行情況不斷的總結最佳運行條件,以實現效率的最大化。
2.2 曝氣設施節能途徑
曝氣機是污水處理廠耗能最多的設備之一,降低污水處理廠的能耗關鍵是要做好曝氣機的節能。在污水處理曝氣環節的操作主要有風機、空氣擴散、控制以及動力等方面,現實中造成曝氣過高能耗的原因主要有設備容量過大、操作效率低等等,因此,可以通過優化曝氣系統和智能控制來實現曝氣機的節能降耗:考慮曝氣機動力效率、氧利用率、堵塞故障以及工程造價等因素來合理選擇曝氣裝置;選擇漸減式曝氣布置,如第1~3 段分別按照35%、30%、25%進行布置;選擇溶解氧自動控制系統來實現對溶解氧濃度的控制;選擇變頻器來改變交流電機的轉速方式對風機流量進行控制,實現風機的節能。
2.3 污水處理節能途徑
污水處理環節的能耗主要產生于污水預處理和生化處理,其中預處理階段主要包括格柵、沉砂池,生化處理階段的主要能耗單元是曝氣系統(之前已作論述)。這里重點探討污水預處理環節的能耗。首先是做好格柵的安裝,雖然整個格柵本身在污水處理過程中的節能空間不大,但對后續其他設備的降耗起著重要作用,需要做好格柵的安裝,一般會選擇將格柵安裝在污水處理廠的前段或者污水渠道、泵房集水井的進口處,以此來實現對較大漂浮物的截留,減少堵塞,保證污水設施的正常運轉。曝氣沉沙池由于曝氣設備的使用而產生較高能耗,因此沉砂池的設計一般應選擇平流式和旋流式。
2.4 污泥處理節能途徑
污泥處理單元是產生能耗較大的部分,既要做好該部分的節能降耗,也需要探尋污泥資源的二次利用,因此污泥處理系統的節能主要著眼于污泥的處理和資源的回收階段。首先是污泥處理方面,目前主要包括污泥的濃縮、穩定和脫水三個環節。其中,污泥濃縮應優先使用生物氣浮技術來代替簡單的重力氣浮,以提升濃縮效率、降低能耗的效果;污泥的穩定主要有厭氧、好氧和堆肥處理,當然也有許多未經穩定處理就直接進入了脫水環節。一般厭氧消化后可以產生沼氣來彌補穩定環節的能量。污泥脫水有機械脫水和自然脫水兩種方式,目前大多選擇的機械脫水,機械脫水的主要能耗是電耗,一般使用離心脫水的電耗較低,但對污泥的預處理效果要求高,還容易磨損,還需要在實踐中探尋新的脫水工藝,提升節能降耗效果。此外,要做好污泥的回收再利用,污泥中大部分成分是揮發性有機物,在日本,60%污泥可以經由厭氧消化削減,每噸揮發性有機質可產生約680m3 的沼氣,利用磷酸型燃料電池殼獲得污水廠約50%的能源。污泥的回收途徑一般有兩種:利用污泥焚燒產生的熱能、厭氧消化氣的利用。
2.5 藥劑消耗節能途徑
藥劑消耗雖然在整個污水處理廠中所產生的能耗比例不大,但在污泥消毒、調理和除磷等環節也存在一定的節能空間。首先是除磷方式的選擇,一般會使用無需投加藥劑、污泥產量又少的生物除磷技術,但這項技術工藝較為復雜,需要在實踐中不斷的加以完善。如果選擇化學除磷,可以嘗試使用高分子混凝劑除磷,能夠有效降低藥耗;污泥調理是為了進一步提升污泥的脫水性能,通常有選擇化學調理和物理調理兩種工藝;污泥的消毒可以推薦使用輻射技術,無需高溫高壓,是污泥消毒的新技術,有利于污水處理廠的節能降耗。生物消毒由于不需要投加藥劑,也是目前國內大多數污水處理廠選擇的污泥消毒方式,這一工藝需要進一步提升污泥的脫水性能,以減少后續污泥脫水環節的能耗和藥耗。
3 加強日常生產經營管理
污水廠的節能降耗滲透于日常的生產運營管理的方方面面,加強日常生產經營管理也是污水處理廠的節能降耗的重要舉措。首先是加強教育培訓,提升人員的節能意識,樹立節能生產理念;其次是做好日常的生產經營成本分析,通過對城市污水處理廠各個處理環節的能耗分析,準確掌握不同單元的具體能耗,從而有針對性的提出控制能耗的重點環節;再次是建立節能降耗目標,把節能降耗目標設置于各個環節,對于完成預期目標的給予一定的獎勵,從而激發大家開展節能降耗的積極性。
參考文獻
[1]王崇.污水處理廠能耗分布與節能機會分析[J].市政技術,2013(3):148-151.
關鍵詞:城市污水處理廠;進水水質;出水水質;工藝技術;污泥處理與處置
隨著經濟的發展,我們生活的環境變得越來越差,特別是水體的污染到了觸目驚心的地步。雖然我國在城市污水處理廠建設方面取得一定成效,已建成百余座污水處理廠,但在控制水污染方面,形勢不容樂觀,預計今后還有大量的城市污水處理廠待建設。在建設城市污水處理廠過程中,設計工作是龍頭,在設計時常常碰到一些熱點問題,引起各方爭論。本文對這些問題作了剖析。
一、污水處理廠的廠址選擇
污水處理廠位置的選擇,應符合城市總體規劃和排水工程總體規劃的要求,并根據下列因素綜合確定:廠址必須位于集中給水水源下游,并應設在城市工業區、居住區的下游,為保證衛生要求,廠址應與城市工業區、居住區保持約300m以上距離,廠址宜設在城市夏季最小頻率風向的上風側,及主導風向的下風側結合污水管道系統布置及納污水域位置;污水處理廠選址宜設在城市低處,便于污水自流,沿途盡量不設或少設提升泵站,有良好的交通、運輸和水電條件;有良好的工程地質條件;廠區地形不受水淹,有良好的防洪、排澇條件盡量少拆遷、少占農田,同時因廠區規劃有擴建的可能,應預留遠期發展用地。
在擬建新的污水處理廠時,一般需由建設單位提出2—3個污水處理廠備選地址,由設計部門從中比較選擇。這就要求設計人員不要盲目遷就建設單位的意見,應親自考察當地實際情況,在全面分析的基礎上提出合適的廠址。
二、處理工藝選擇
污水處理工藝選擇是依據進水水質、水量狀況,再依據受納水體環境容量或者國家規定排放標準,確定應該去除污染物的項目與數量,從而選擇合適的污水處理工藝。在選擇污水處理工藝過程中經常討論的問題有如下幾方面:
(一)進水水質預測
城市污水處理工藝選擇的水質因素進水水質水量特性和出水水質標準的確定是城市污水處理工藝選擇的關鍵環節,也是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環節。城市污水管網的完善,對城市污水處理廠設計規模和設計水質的確定至關重要,目前我國大多數城市管網建設還不配套,因此造成城市污水處理規模和水質難以合理確定,投入運行后實際值與設計值往往相差較大,效能難以充分發揮。
因此,污水處理技術政策中要求,應切合實際地確定污水進水水質,優化工藝設計參數。必須對污水的現狀水質特性、污染物構成進行詳細調查或測定,作出合理的分析預測。對于城市污水處理工藝方案及其設計參數的確定,進行必要的水質水量特性分析測定和動態工藝試驗研究。
(二)處理出水水質標準
處理廠出水水質是按照尾水排入水域類別,再依照國家污水綜合排放標準,以滿足各項指標要求。采用二級處理工藝,處理出水恐怕難以達到氨氮與磷酸鹽標準,需要采用脫氮除磷工藝流程,特別是一級標準中磷酸鹽指標0.5mg/L,有相當難度。有人提出,處理廠尾水排入非蓄水性河流或非封閉性水域,是否還要控制如此低的磷酸鹽含量。采用生物脫氮除磷工藝,或者化學除磷工藝,需要增加基建投資與經常運行費用,同時還要求具有較高的運行管理水平。
(三)污水消毒
為了保護人類的生命健康,保護好水環境,世界許多國家和地區都要求對城市污水在排放前進行消毒處理。室外排水設計規范中,城市污水處理廠出水要加氯消毒,而且對生物處理后投氯量規定為5mg/L-10mg/L,并設停留時間為30rain混合接觸池。有人提出,國家污水綜合排放標準對城市二級處理廠出水水質未確定大腸菌群數及余氯值,所以處理廠出水要不要加氯是值得研究的課題。紫外線污水消毒技術如今已被廣泛應用于各類城市污水的消毒處理中,包括低質污水,常規二級生化處理后的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。目前世界上最大的使用紫外線消毒技術的再生水處理廠是加州santaRosa污水處理廠,處理規模25萬m3/d,該系統為明渠式中壓燈消毒系統。
三、主流處理工藝
(一)關于活性污泥法
當前流行的污水處理工藝有:AB法、SBR法、普通曝氣法等,這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來的,且各有其特點。
1、AB法(Adsorption—Biooxidation)
該法由德國Bohuke教授首先開發。該工藝對曝氣池按高、低負荷分二級供氧,A級負荷高,曝氣時間短,產生污泥量大,污泥負荷2.5kgBOD/(kgMLSS.d)以上,池容積負荷6kgBOD/(m3.d)以上;B級負荷低,污泥齡較長。A級與B級間設中間沉淀池。二級池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同,形成不同的微生物群體。AB法盡管有節能的優點,但不適合低濃度水質,A級和B級亦可分期建設。
2、SBR法(SequencingBatchReactor)
SBR法早在20世紀初已開發,由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四個或三個池子構成一組,輪流運轉,一池一池地間歇運行,故稱序批式活性污泥法。現在又開發出一些連續進水連續出水的改良性SBR工藝,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點是工藝簡單,由于只有一個反應池,不需二沉池、回流污泥及設備,一般情況下不設調節池,多數情況下可省去初沉池,故節省占地和投資,耐沖擊負荷且運行方式靈活,可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態,實現除磷脫氮的目的。
3、普通曝氣法
本工藝出現最早,至今仍有較強的生命力。普曝法處理效果好,經驗多,可適應大的污水量,對于大廠可集中建污泥消化池,所產生沼氣可作能源利用。傳統普曝法的不足之處是只能作為常規二級處理,不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實踐中,通過降低普通曝氣池容積負荷,可以達到脫氮的目的,在普曝池前設置厭氧區,可以除磷,亦可用化學法除磷。采用普通曝氣法去除BOD5,工程上稱為普通曝氣法的變法,亦可統稱為普通曝氣法。
四、污泥的處理與處
污水處理廠在水處理過程中會截流與排出一定量的柵渣、沉砂和污泥。對城市污水廠而言,其數量大約為進水量的0.5%-1.5%。目前部分設計單位在污水處理廠設計中對污泥處置重視程度不夠,大部分中小型污水廠產生的污泥,經濃縮、機械脫水后直接外運,這些污泥實際上均未達到穩定要求,是否會帶來環境的二次污染是值得注意的。因此設計部門應加強對污泥處置的設計與研究,目前常用的污泥穩定方法有污泥中溫消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰、污泥焚燒等方法污泥綜合利用的試驗研究已有各種報道,例如利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料,甚至從污泥中提煉維生素B12等等,但大部分是實驗室試驗,與實際應用還有相當距離。城市污泥的最終出路,還是用作綠化或農田肥料,改良土壤,這似乎是較現實的綜合利用方案,但目前尚缺少組織推廣應用的機構,在政策上也缺少支持。事實上城市污水廠污泥作為“綠色植物”的天然有機肥料是具有廣闊前途的。一個城市若有多座污水處理廠,可把各處理廠污泥集中起來,建一座具有相當規模的污泥處理廠,包括處理下水道清通過程中產生的污泥、化糞池污泥等等,當污泥處理廠達到一定規模后,可減少單位投資,降低日常費用,也便于污泥綜合利用。
五、要注重借鑒外國的先進經驗
我們現在的發展走的是西方發達國家走過的先發展后治理的老路,西方現在在污水處理廠的建設方面積累了不少經驗和教訓;現在已經有外國的設計公司進軍中國污水處理市場了,我們在面對競爭的同時也要抓住這個很好的學習和借鑒機會。
關鍵詞:城市;污水處理;工藝選擇
污水處理技術的不斷發展,污水處理工藝也是在不斷的進步,有的工藝技術適合用于中小型污水處理廠而不適用于大型污水處理廠,而有的則適用于大廠而不宜于小廠;有的地方要求嚴格的脫氮除磷工藝技術,有的地方適宜于利用大水域的自凈能力.本文就城市污水的處理工藝選擇的原則及方法進行了分析。
一、國內外污水處理技術發展現狀
我國城市污水年排放量大約在 420 億噸,但是城市污水的處理率僅為 30%,二級處理率為 15%。隨著我國經濟的發展和城市化進程的加快,城市污水排放量迅速增長,大量未經處理的城市污水排放到地表水系,造成水環境的嚴重污染,危害居民身體健康。城市污水處理涉及到環境和資源的可持續發展,是節能減排的重要組成部分。
二、城市污水的特點
城市污水不同于工業污水,是人類生活中產生的污水,是水體的主要染污源之一,主要是排泄物和洗滌污水。城市居民每人每日排出生活污水量為150~400L,其量與生活水平有密切關系。生活污水中合有大量有機物,如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質等,也常含有病原菌、病毒和寄生蟲卵,無機鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等。總的特點是含氮、含硫、含磷高,在厭氧細菌作用下,易生惡臭物質。除磷技術是困擾城市污水處理的主要難題。
三、選擇城市污水處理工藝時的原則
1.投資省。目前大部分污水處理項目都是國有資金投資的,我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金缺口龐大,控制投資對國民經濟可持續發展大有益處。
2.運行成本低。運行成本是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是選擇處理工藝的主要指標之一。
3.占地少。土地資源是城市發展規劃的重要因素。
4.脫氮除磷效果好。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為迫切需要解決的問題。我國實施的國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)也明確規定了適用于所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準,這就意味著選擇污水處理工藝首先要考慮脫氮除磷的問題。
5.現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都采用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定合格地出水,而我國在這方面還比較落后。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
四、城市污水處理工藝選擇
目前城市污水處理工藝大都采用一級處理和二級處理。一級處理采用物理方法,主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質,這一工藝已很成熟,差別不大。二級處理則采用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性、溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前這一處理工藝有多種方法,歸結起來主要有以下幾種:
(1)CCAS工藝。工藝即連續循環曝氣系統工藝,對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理的核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起從主、預反應區隔墻下部的孔眼以低流速(0.03~0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照“曝氣、閑置、沉淀、排水”程序周期運行,使污水在“好氧-缺氧”的反復中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制的程序運行,并可調整程序,由計算機集中自控。
(2)SBR工藝。SBR是序批式活性污泥法的簡稱,又名間歇曝氣法,其主體構筑物是SBR反應池。污水在反應池中完成反應、沉淀、排水及排除剩余污泥等工序,使處理過程大為簡化。
(3)A/O工藝。A/O工藝也叫厭氧好氧工藝,A(Anacrobic)是厭氧段,用于脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機物。
(4)A2/O工藝。A2/O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。A2/O工藝將生物脫氮生物除磷綜合到了同一活性污泥系統中。
(5)傳統活性污泥工藝。活性污泥工藝是污水處理的主要工藝,傳統活性污泥工藝采用中等污泥負荷,曝氣池為連續推流式。若只要求去除有機污染物時,傳統活性污泥工藝仍是一種可行的選擇。對傳統活性污泥工藝進行的各種改進,產生了很多種不同的活性污泥工藝。一些工藝較傳統工藝處理功能增強,一些工藝運行更加穩定,而另外一些工藝的費用大大降低或運行更加方便。這些改進可以分為池形的改進、運行方式的改進、曝氣方式的改進、生物學方面的改進以及投加填料等幾個方面。