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城镇污水处理厂提标处理技术探讨

2018-02-26 15:11:34来源:安徽建筑浏览:评论:0

  文章重点探讨了安徽省淮河流域、巢湖流域城镇污水处理厂进出水特性、提标处理技术路线,分析了城镇污水处理厂提标处理达一级A所需的工艺选择。在此基础上,提出了适合城镇污水处理厂提标处理的工艺流程和工艺单元的组合方式,及关键控制参数和设计选择重点。

  污水处理

  淮河流域、巢湖流域是我国水污染重点水域,而这一地区又是安徽省经济发展较快、人口密度较大的地区。根据国家环境保护总局颁布实施了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),并在2006年第21号公告规定城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时,执行一级A标准。

  根据规定在淮河、巢湖等重点流域的城镇污水处理厂出水要执行一级A排放标准,污水处理提标进程也随即开始。为了满足一级A标准主要水质指标(TN、NH3-N、COD、TP)的出水要求,现有的污水处理厂必须在原有处理工艺基础上进一步升级改造,对于二级生化处理段一般需要进行强化提升,并要增加三级深度处理和消毒。

  由于现有污水处理厂设计参数及处理工艺均不相同,国内针对提标处理还没有成熟可靠的经验可以借鉴,故在提标过程中遇到了不少技术问题,为此,通过对提标处理进行归纳分析,供以后提标处理参考。

  1进水水质

  安徽省淮河流域、巢湖流域属于人口较为密集地区,大多数城镇污水处理厂进水成分以生活污水为主,BOD5一般为100mg/L~200mg/L,COD一般为200mg/L~400mg/L,NH3-N一般为30mg/L~40mg/L,TN一般为40mg/L~50mg/L,TP一般为3mg/L~6mg/L。部分城市工业区或开发区工业废水成分相对较高,城镇污水处理厂进水成分较为复杂且波动较大;但应满足《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-99)为前提。技术改造工程的进水水质的确定,应综合考虑现有二级处理系统的设计和实际运行出水水质,适当留有余地,优化确定。

  2提标处理的工艺方案

  在我国目前污水处理厂的处理工艺中,通常COD、BOD5、和N的去除应尽量在污水二级生物处理段完成,特别是对于TN、NH3-N两项的去除,必须要在污水二级生物处理段完成。二级生化处理对于COD、BOD5、SS、TP也要有足够高的去除率。

  由于一级A标准出水中对磷的排放标准要求较严格,即总磷小于0.5mg/l,而且生物除磷受外界及污水内在因素影响较多,不十分稳定,因此在处理工艺中考虑两步除磷措施,以生物除磷为主,以化学除磷为辅助,特殊情况下启动化学除磷,从而确保出水水质满足要求。

  物理分离包括沉淀、过滤,沉淀分离工艺单元有:沉砂池、初沉池、二沉池,分别进行可沉微粒重力沉降、悬浮絮体重力沉降;过滤分离工艺单元有:砂滤池、其他类型滤池或膜滤。

  三级深度处理工艺基本上是以混凝沉淀、过滤为主,主要为去除悬浮固体SS和其他颗粒物质的作用,降低浊度,同时通过投加混凝剂进行化学除磷。

  在一些污水处理厂需要去除水中某些特定的成分,例如采用反硝化滤池去除TN,采用活性炭吸附和臭氧化去除难生物降解有机物及脱色,采用反渗透法去除溶解性固体。

  《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中对出水中的大肠杆菌数量做出了要求,这就要求出水必须消毒,出水应进行消毒灭菌后排入水体。消毒处理功能是去除水中的各种病原体。

  3提标处理工艺方案的确定

  考虑到淮河、巢湖流域城镇污水处理厂的提标处理对于除磷脱氮的要求,结合当地城镇污水的水质特点和处理要求,以一级物理分离、二级生化处理、三级深度物化处理工艺为基础,选择适合的处理工艺流程。

  在城镇污水提标处理中,一级处理通常采用粗格栅、细格栅、提升泵站和沉砂池组成的处理单元。由于进水水质的不同,超细格栅(1mm间距)、常规初沉池、高负荷沉淀池也是经常选用的处理单元。

  二级处理是去除BOD5、COD、TN、NH4+-N、TP等有机污染物的最重要环节,特别是TN和NH3-N的稳定达标去除,只有经过生物硝化以后,将污水中的有机氮通过生物硝化反应转化为无机氮(硝酸盐),才能进行后续的生物反硝化(脱氮)反应。应以回流污泥反硝化生物除磷脱氮作为基本工艺流程,并已经得到较为广泛的工程应用。二级生化处理工艺主要改进措施有以下几个方面。

  ①生化池采用氧化沟类型池型,前端设置厌氧段池,回流污泥与原污水混合后首先进入前段厌氧池,可有效地改善污泥性能,并促进生物除磷的效果。厌氧池内设潜水搅拌器,以维持池中污泥的悬浮状态,从而防止池中发生污泥沉降、淤积。沟内设置了前置反硝化区及混合液内回流调控机制,可实现强化的水、点、暖通技术与应用199安徽建筑生物脱氮。

  混合液经厌氧池后进入氧化沟内嵌的缺氧段,与沟道内的循环混合液充分混合后在沟道内循环流动。污泥中的反硝化菌在缺氧状态下将硝酸盐中的氮还原为氮气释放,从而达到脱氮的目的。在好氧段氨氮在硝化菌的作用下转化为硝态氮,同时有机物也在该段内在异养菌作用下氧化分解。多个沟道串联混合,可调节进水水质的变化。

  ②为了保证生化处理工艺有足够的硝化和反硝化,污泥龄应采用15d以上,以适应进水水质水量的变化,以及运行操作方面水平不足。

  ③BOD5:N:P的比值是影响生物脱氮除磷的重要因素,氮和磷和去除率随着BOD5/N和BOD5/P比值的增加而增加。如果比值较低,可通过水解酸化、加大污泥回流、投加碳源等措施来改善。

  在城镇污水处理厂进水水质变化不大,生化池具有足够的停留时间,二级处理一般可以保证TN、NH3-N指标达到一级A的出水标准;经二沉池沉淀后,再进一步经过混凝、过滤降低COD、BOD5、SS和TP的出水水质,使其稳定达到一级A的出水标准。投加药剂可以强化COD、BOD5、SS和TP的去除,保障过滤的稳定运行。

  深度处理的关键是过滤,滤池的种类根据其结构、运行方式、滤料等的不同,过滤方式可选择砂滤池、纤维滤池、滤布滤池等方式。如果二级生化处理的TN、NH3-N出水水质难以稳定达到一级A标准,一般要增加反硝化滤池和曝气生物滤池系统。

  4提标处理的基本工艺流程的确定

  4.1基本工艺流程

  在二级生化处理段可以将TN、NH3-N稳定达到一级A出水标准情况下,提标处理(三级深度处理)达标一级A的基本工艺流程一般有2种方式:微絮凝+过滤工艺、混凝+沉淀+过滤工艺。深度处理的目的主要在于进一步去除二沉池出水中的悬浮物(SS)、TP浓度,使出水达到一级A标准。

  4.2混凝

  混合是良好絮凝及反应的先决条件,也是节省投药的关键。为了确保出水水质和降低成本,混合设备的选用也非常重要。目前应用较广泛的混合设备有机械混合和水力混合两种类型。其中机械速混合的特点是反应快速强烈并且不受水量变化的影响,通过变频装置调整搅拌器转速可获得最佳的混合效果。

  水力混合在流量合适是混合效果同样比较好而且管理简便、设备维修量很少、能量消耗也较少,但混合效果受流量变化影响较大。混凝剂包括铝盐、铁盐、石灰、复合药剂和聚合物等。采用微絮凝过滤,絮凝反应停留时间小于10min,主要用于生物处理的出水中悬浮物很少,投加化学混凝剂将絮体颗粒控制在较小的尺寸,然后直接进行过滤,可提高过滤吸附的处理效果。

  采用混凝+沉淀+过滤,混凝沉淀时间在1h以上,沉淀池处理后出水投加絮凝剂混合后经混凝、沉淀后再过滤,去除污水中的悬浮物和少量有机污染物,处理效果更为稳定,可以进一步提供过滤的抗冲击能力,以保证在不利运行条件下也能满足过滤的要求。

  4.3过滤

  滤池有多种形式,深度处理常用的池型有普通滤池、V型滤池及比较新型的翻板滤池、反向滤池等,上述滤池虽构造形式不同,但从过滤机理上都属于快滤池的范畴。过滤系统选用气水反冲洗滤池,使滤料反冲洗更充分,最大限度地发挥滤料截留杂质的能力。

  滤布过滤、转盘滤池是近年中迅速发展起来的技术,具有处理效果好、出水水量水质稳定,连续运行,承受悬浮物负荷能力强,全自动运行,操作及保养简单,土建费用低且占地小等特点。

  4.4消毒

  目前,国内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线消毒等几种方式。液氯消毒效果可靠,但在安全方面存在潜在的危险性。臭氧消毒效率高,并能高效降解污水中残留有机物、色、味等,污水PH值、温度对消毒效果影响较小,不产生难处理的或生物积累性残余物,但设备系统组成复杂,投资大、成本高,对运行操作技术要求严格。二氧化氯消毒优势是相对投资少、较安全、持久性较强。紫外消毒优势在于消毒速度快,而且不会增加处理水的毒性。

  4.5除臭

  在污水处理过程中会产生氨、硫化氢等恶臭气体和其他有机废气。产生臭气的主要场所有粗格栅及提升泵站、细格栅及沉砂池、缺氧生化池、厌氧生化池、污泥浓缩间、污泥干化间等。通过对污水处理厂内产生臭气的构筑物进行加盖收集臭气并进行除臭处理,可以创造良好的工作环境,减轻污水处理厂对周围环境的影响。除臭常见的方法有生物除臭法、水清洗和药液清洗法、活性炭吸附法、土壤除臭法、燃烧法、化学氧化法。

  5结语

  ①由于各地城镇污水处理厂的进水水质水量变化情况不同,采用的提标处理技术方案应有所区别。强化生物处理段,应立足于最大程度地去除有机物、NH3-N、TN,并最大程度地兼顾TP的去除。若强化生物处理技术仍不能使NH3-N、TN稳定达标时,应在二级出水后增设曝气生物滤池、反硝化滤池等设施,确保出水NH3-N、TN指标达标。

  ②生物除磷通常只能使出水TP达到1.0mg/L左右,若要想使出水稳定达到0.5mg/L以下,要设化学除磷措施。化学除磷的方法较多,有条件时尽量采用后置化学除磷法,节省化学药剂,减少污泥处理费用。

  ③深度处理部分采用哪些处理构筑物组合形式,应根据现有二级处理情况合理确定,但所有组合当中应以过滤作为核心处理单元。

  ④提标过程中有很多新技术、新设备涌现,但在广范围推广使用之前,应该很好试验,并在工程应用中很好总结,成熟可靠后,方可广范围采用。

  ⑤人工湿地处理系统投资低,处理效果好,管理维护简单,基本不用能量消耗,运行费用少,而且可以构建良好的生态环境,有条件的城镇尽可能利用人工湿地作为污水处理厂尾水进一步净化措施。

 

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