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              城鎮污水處理廠提標處理技術探討

                 日期:2018-02-26     來源:安徽建筑    瀏覽:26    評論:0    

                文章重點探討了安徽省淮河流域、巢湖流域城鎮污水處理廠進出水特性、提標處理技術路線,分析了城鎮污水處理廠提標處理達一級A所需的工藝選擇。在此基礎上,提出了適合城鎮污水處理廠提標處理的工藝流程和工藝單元的組合方式,及關鍵控制參數和設計選擇重點。

                污水處理

                淮河流域、巢湖流域是我國水污染重點水域,而這一地區又是安徽省經濟發展較快、人口密度較大的地區。根據國家環境保護總局頒布實施了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002),并在2006年第21號公告規定城鎮污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時,執行一級A標準。

                根據規定在淮河、巢湖等重點流域的城鎮污水處理廠出水要執行一級A排放標準,污水處理提標進程也隨即開始。為了滿足一級A標準主要水質指標(TN、NH3-N、COD、TP)的出水要求,現有的污水處理廠必須在原有處理工藝基礎上進一步升級改造,對于二級生化處理段一般需要進行強化提升,并要增加三級深度處理和消毒。

                由于現有污水處理廠設計參數及處理工藝均不相同,國內針對提標處理還沒有成熟可靠的經驗可以借鑒,故在提標過程中遇到了不少技術問題,為此,通過對提標處理進行歸納分析,供以后提標處理參考。

                1進水水質

                安徽省淮河流域、巢湖流域屬于人口較為密集地區,大多數城鎮污水處理廠進水成分以生活污水為主,BOD5一般為100mg/L~200mg/L,COD一般為200mg/L~400mg/L,NH3-N一般為30mg/L~40mg/L,TN一般為40mg/L~50mg/L,TP一般為3mg/L~6mg/L。部分城市工業區或開發區工業廢水成分相對較高,城鎮污水處理廠進水成分較為復雜且波動較大;但應滿足《污水排入城市下水道水質標準》(CJ3082-99)為前提。技術改造工程的進水水質的確定,應綜合考慮現有二級處理系統的設計和實際運行出水水質,適當留有余地,優化確定。

                2提標處理的工藝方案

                在我國目前污水處理廠的處理工藝中,通常COD、BOD5、和N的去除應盡量在污水二級生物處理段完成,特別是對于TN、NH3-N兩項的去除,必須要在污水二級生物處理段完成。二級生化處理對于COD、BOD5、SS、TP也要有足夠高的去除率。

                由于一級A標準出水中對磷的排放標準要求較嚴格,即總磷小于0.5mg/l,而且生物除磷受外界及污水內在因素影響較多,不十分穩定,因此在處理工藝中考慮兩步除磷措施,以生物除磷為主,以化學除磷為輔助,特殊情況下啟動化學除磷,從而確保出水水質滿足要求。

                物理分離包括沉淀、過濾,沉淀分離工藝單元有:沉砂池、初沉池、二沉池,分別進行可沉微粒重力沉降、懸浮絮體重力沉降;過濾分離工藝單元有:砂濾池、其他類型濾池或膜濾。

                三級深度處理工藝基本上是以混凝沉淀、過濾為主,主要為去除懸浮固體SS和其他顆粒物質的作用,降低濁度,同時通過投加混凝劑進行化學除磷。

                在一些污水處理廠需要去除水中某些特定的成分,例如采用反硝化濾池去除TN,采用活性炭吸附和臭氧化去除難生物降解有機物及脫色,采用反滲透法去除溶解性固體。

                《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中對出水中的大腸桿菌數量做出了要求,這就要求出水必須消毒,出水應進行消毒滅菌后排入水體。消毒處理功能是去除水中的各種病原體。

                3提標處理工藝方案的確定

                考慮到淮河、巢湖流域城鎮污水處理廠的提標處理對于除磷脫氮的要求,結合當地城鎮污水的水質特點和處理要求,以一級物理分離、二級生化處理、三級深度物化處理工藝為基礎,選擇適合的處理工藝流程。

                在城鎮污水提標處理中,一級處理通常采用粗格柵、細格柵、提升泵站和沉砂池組成的處理單元。由于進水水質的不同,超細格柵(1mm間距)、常規初沉池、高負荷沉淀池也是經常選用的處理單元。

                二級處理是去除BOD5、COD、TN、NH4+-N、TP等有機污染物的最重要環節,特別是TN和NH3-N的穩定達標去除,只有經過生物硝化以后,將污水中的有機氮通過生物硝化反應轉化為無機氮(硝酸鹽),才能進行后續的生物反硝化(脫氮)反應。應以回流污泥反硝化生物除磷脫氮作為基本工藝流程,并已經得到較為廣泛的工程應用。二級生化處理工藝主要改進措施有以下幾個方面。

                ①生化池采用氧化溝類型池型,前端設置厭氧段池,回流污泥與原污水混合后首先進入前段厭氧池,可有效地改善污泥性能,并促進生物除磷的效果。厭氧池內設潛水攪拌器,以維持池中污泥的懸浮狀態,從而防止池中發生污泥沉降、淤積。溝內設置了前置反硝化區及混合液內回流調控機制,可實現強化的水、點、暖通技術與應用199安徽建筑生物脫氮。

                混合液經厭氧池后進入氧化溝內嵌的缺氧段,與溝道內的循環混合液充分混合后在溝道內循環流動。污泥中的反硝化菌在缺氧狀態下將硝酸鹽中的氮還原為氮氣釋放,從而達到脫氮的目的。在好氧段氨氮在硝化菌的作用下轉化為硝態氮,同時有機物也在該段內在異養菌作用下氧化分解。多個溝道串聯混合,可調節進水水質的變化。

                ②為了保證生化處理工藝有足夠的硝化和反硝化,污泥齡應采用15d以上,以適應進水水質水量的變化,以及運行操作方面水平不足。

                ③BOD5:N:P的比值是影響生物脫氮除磷的重要因素,氮和磷和去除率隨著BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。如果比值較低,可通過水解酸化、加大污泥回流、投加碳源等措施來改善。

                在城鎮污水處理廠進水水質變化不大,生化池具有足夠的停留時間,二級處理一般可以保證TN、NH3-N指標達到一級A的出水標準;經二沉池沉淀后,再進一步經過混凝、過濾降低COD、BOD5、SS和TP的出水水質,使其穩定達到一級A的出水標準。投加藥劑可以強化COD、BOD5、SS和TP的去除,保障過濾的穩定運行。

                深度處理的關鍵是過濾,濾池的種類根據其結構、運行方式、濾料等的不同,過濾方式可選擇砂濾池、纖維濾池、濾布濾池等方式。如果二級生化處理的TN、NH3-N出水水質難以穩定達到一級A標準,一般要增加反硝化濾池和曝氣生物濾池系統。

                4提標處理的基本工藝流程的確定

                4.1基本工藝流程

                在二級生化處理段可以將TN、NH3-N穩定達到一級A出水標準情況下,提標處理(三級深度處理)達標一級A的基本工藝流程一般有2種方式:微絮凝+過濾工藝、混凝+沉淀+過濾工藝。深度處理的目的主要在于進一步去除二沉池出水中的懸浮物(SS)、TP濃度,使出水達到一級A標準。

                4.2混凝

                混合是良好絮凝及反應的先決條件,也是節省投藥的關鍵。為了確保出水水質和降低成本,混合設備的選用也非常重要。目前應用較廣泛的混合設備有機械混合和水力混合兩種類型。其中機械速混合的特點是反應快速強烈并且不受水量變化的影響,通過變頻裝置調整攪拌器轉速可獲得最佳的混合效果。

                水力混合在流量合適是混合效果同樣比較好而且管理簡便、設備維修量很少、能量消耗也較少,但混合效果受流量變化影響較大。混凝劑包括鋁鹽、鐵鹽、石灰、復合藥劑和聚合物等。采用微絮凝過濾,絮凝反應停留時間小于10min,主要用于生物處理的出水中懸浮物很少,投加化學混凝劑將絮體顆粒控制在較小的尺寸,然后直接進行過濾,可提高過濾吸附的處理效果。

                采用混凝+沉淀+過濾,混凝沉淀時間在1h以上,沉淀池處理后出水投加絮凝劑混合后經混凝、沉淀后再過濾,去除污水中的懸浮物和少量有機污染物,處理效果更為穩定,可以進一步提供過濾的抗沖擊能力,以保證在不利運行條件下也能滿足過濾的要求。

                4.3過濾

                濾池有多種形式,深度處理常用的池型有普通濾池、V型濾池及比較新型的翻板濾池、反向濾池等,上述濾池雖構造形式不同,但從過濾機理上都屬于快濾池的范疇。過濾系統選用氣水反沖洗濾池,使濾料反沖洗更充分,最大限度地發揮濾料截留雜質的能力。

                濾布過濾、轉盤濾池是近年中迅速發展起來的技術,具有處理效果好、出水水量水質穩定,連續運行,承受懸浮物負荷能力強,全自動運行,操作及保養簡單,土建費用低且占地小等特點。

                4.4消毒

                目前,國內的主要消毒方法有液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外線消毒等幾種方式。液氯消毒效果可靠,但在安全方面存在潛在的危險性。臭氧消毒效率高,并能高效降解污水中殘留有機物、色、味等,污水PH值、溫度對消毒效果影響較小,不產生難處理的或生物積累性殘余物,但設備系統組成復雜,投資大、成本高,對運行操作技術要求嚴格。二氧化氯消毒優勢是相對投資少、較安全、持久性較強。紫外消毒優勢在于消毒速度快,而且不會增加處理水的毒性。

                4.5除臭

                在污水處理過程中會產生氨、硫化氫等惡臭氣體和其他有機廢氣。產生臭氣的主要場所有粗格柵及提升泵站、細格柵及沉砂池、缺氧生化池、厭氧生化池、污泥濃縮間、污泥干化間等。通過對污水處理廠內產生臭氣的構筑物進行加蓋收集臭氣并進行除臭處理,可以創造良好的工作環境,減輕污水處理廠對周圍環境的影響。除臭常見的方法有生物除臭法、水清洗和藥液清洗法、活性炭吸附法、土壤除臭法、燃燒法、化學氧化法。

                5結語

                ①由于各地城鎮污水處理廠的進水水質水量變化情況不同,采用的提標處理技術方案應有所區別。強化生物處理段,應立足于最大程度地去除有機物、NH3-N、TN,并最大程度地兼顧TP的去除。若強化生物處理技術仍不能使NH3-N、TN穩定達標時,應在二級出水后增設曝氣生物濾池、反硝化濾池等設施,確保出水NH3-N、TN指標達標。

                ②生物除磷通常只能使出水TP達到1.0mg/L左右,若要想使出水穩定達到0.5mg/L以下,要設化學除磷措施。化學除磷的方法較多,有條件時盡量采用后置化學除磷法,節省化學藥劑,減少污泥處理費用。

                ③深度處理部分采用哪些處理構筑物組合形式,應根據現有二級處理情況合理確定,但所有組合當中應以過濾作為核心處理單元。

                ④提標過程中有很多新技術、新設備涌現,但在廣范圍推廣使用之前,應該很好試驗,并在工程應用中很好總結,成熟可靠后,方可廣范圍采用。

                ⑤人工濕地處理系統投資低,處理效果好,管理維護簡單,基本不用能量消耗,運行費用少,而且可以構建良好的生態環境,有條件的城鎮盡可能利用人工濕地作為污水處理廠尾水進一步凈化措施。

               
              標簽: 污水處理
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