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    污水處理廠污水處理技術的應用

    文章出處:未知 人氣:445 發表時間:2019-12-21
    污水是工業開展以及人類濫用水資源的產品,跟著水資源的日益干涸以及污水排放量的日益增多,水質污染逾越了水體的自凈能力。假如不及時處理污水,不但會造成巨大的經濟損失,污水還會進入土壤,經過食物鏈來影響咱們的身體健康。一起在污水處理過程中如何應用多項低能耗污水處理技能,大大削減污水處理廠的運轉費用,并確保杰出的出水水質,使出資省、占地面積小、運轉費用低、維護辦理便利,也是我國目前污水處理要研討的問題。

    1污水處理廠項目概略

    某污水處理廠,配套管網40.93 km,以及中途提高泵站1座。污水處理廠尾水排放執行《鄉鎮污水廠污染物排放規范》(GB19918-2002)一級規范的B規范,規劃進、出水水質及要求處理程度見表1。

    表1污水處理廠進、出水水質及處理程度

    水質 COD BOD5 SS NH3-N TN TP

    規劃進水水質/(mg?L-1) 400 200 250 30 40 4.0

    規劃出水水質/(mg?L-1) 60 20 20 8(15) 20 1.5

    處理程度/% 85 90 92 73(50) 50 62.5

    污水處理工藝選用改善型一體化氧化溝工藝,工藝流程見圖1。

    2低能耗污水處理技能的應用

    為遵循節能理念并確保出水水質,工程中首要應用了一體化技能、低溶氧技能、一起硝化/反硝化技能、微孔軟管曝氣技能、新式推流技能等低能耗污水處理技能。

    2.1一體化技能

    一體化氧化溝技能源于上世紀50年代的荷蘭(沃紹登Voorschoten),其特色是用合建的生物反響池替代傳統氧化溝工藝中的氧化溝、二沉池、污泥回流泵房等處理構筑物,將初沉池、水解酸化池、厭氧池、曝氣池以及二沉池的功能集于一身,使傳統工藝的多個池體簡化為一個歸納池體,在其中高效完結碳源氧化、硝化、反硝化、磷的去除以及處理水的固液別離,前段的預處理及后段的消毒和污泥處置與傳統工藝根本共同。國內于上世紀90年代初引進該技能,目前運轉廠已超過10余座。

    一體化技能明顯的特征是不設獨立的污泥回流體系。按功能需求,該項目的一體化生物反響池共劃分為4個分區(如圖1所示),按水的流向分別為厭氧區、空氣提高區、主反響(曝氣區、堆積區。在堆積區,用快速弄清設備(斜管)替代了傳統的二沉池,斜管堆積具有高效別離的特色,外表負荷一般為50~65 m3/(m2?d),該值是傳統二沉池規劃的1.5~4倍。堆積污泥直接落于斜管下方,經過混合液回流,將斜管下方污泥帶回氧化溝進水端,實現了污泥無泵自動回流,省去機械回流,然后下降運轉能耗,比設獨立污泥回流體系的傳統氧化溝法可節能15%左右。該廠項目規劃2.5×104 m3/d,如選用泵回流體系,需設置回流泵臺,運轉功率30 kW,電耗添加約0.05 kWh/m3?;旌弦涸谛惫芟路降耐ǖ澜涍^時,流速操控

    在0.3~0.4 m/s,能夠構成抽吸作用,確保了別離堆積的污泥不會在通道底部堆集,另一方面也加快了污泥的沉降,一起,因為抽吸作用構成獨特的水力條件,在斜管下部的水處于旋流狀況,這樣能夠有用防止斜管內部積泥。而斜管上部處于異向流狀況,水流較為陡峭,比重大的污泥顆粒先行別離,跟著上升過程中的阻力影響,水流趨于平穩慢慢上升,比重小的污泥顆粒也能夠重力沉降,在此過程中水質不斷改善,終經過斜管,確保出水水質。事實上,在改善型一體化氧化溝工藝中,構成的活性污泥絮體首要是微量好氧的微生物和兼性厭氧微生物,這些微生物菌種成長速度較慢,不會在菌群團外表構成水膜,這樣的污泥易于別離SVI僅在60~100之間;此外,由工藝本身操控的短程一起硝化/反硝化,決議了在水體進入堆積區之前,NO2-或NO3-及可溶性BOD簡直為零,堆積區即使是缺氧條件下也簡直不會發作反硝化和發生氮氣,也不會呈現傳統活性污泥法中的二沉池翻泥現象。

    2.2低溶氧技能

    低溶氧技能是下降污水廠運轉能耗的一項重要措施,低溶氧不代表有機物氧化、氨氮硝化供氧量不足,而是經過曝氣體系的改善,使供氧量和需氧量之間的富余值操控在科學經濟的規模內,然后防止能耗的糟蹋。實踐證明,改善型一體化氧化溝工藝中溶解氧僅需0.1~0.3 mg/L就夠了,這與奧貝爾氧化溝外溝的運轉十分相似,因而氧的傳遞作用是在氧虧條件下進行的,傳遞功率大大提高,鼓風體系的供氧量隨之下降。

    低溶氧環境也決議了微生物種類和所發作的生化反響類型,經過馴化構成的活性污泥絮體中,首要保留的是微量好氧的微生物和兼性厭氧微生物,這些微生物菌種成長速度較慢,在吸附COD后不會在菌群團外表構成水膜,活性污泥絮體則經過觸摸細小氣泡而直接吸取氧氣進行代謝,即使在溶解氧濃度較低的情況下也能夠正常地吸取有機物進行代謝,然后使得微生物取得氧的功率大大提高。只要反響池中有溶解氧富余出來(操控出水端的溶解氧濃度在0.1~0.3 mg/L),就說明池中微生物現已不再需求更多的溶解氧,這比傳統好氧工藝專性好氧菌種對氧濃度的需求要低得多。

    傳統好氧工藝中,活性污泥絮體以專性好氧菌種為主,污泥絮體較大且外表有水膜,絕大多數細菌是被“包埋”在污泥絮體內,水體中的溶解氧有必要戰勝絮體外表水膜阻力后才能被微生物吸取和使用,因而渙散進去的溶氧極為有限,即使水體中溶氧較高(2 mg/L或以上),但真正被微生物使用的也只要0.1~0.3 mg/L。

    工程中設有高精度的溶解氧檢測儀,假如氧濃度超過0.3 mg/L,經過變頻設備,下降鼓風機的輸出功率;相反,假如氧含量低于0.1 mg/L,則添加鼓風機的鼓風量。這種操控可容易實現自動化調理,操作簡潔、運轉可靠又可節省運營本錢。

    2.3一起硝化/反硝化技能

    上節提到的低溶氧環境,決議了該廠項目的另一項低能耗污水處理技能———短程一起硝化/反硝化。目前研討表明,在奧貝爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝、SBR、曝氣生物濾池等工藝中都不同程度地存在短程一起硝化/反硝化現象,而在該廠項目中短程一起硝化/反硝化的特征十分明顯,因為生物池中溶解氧較低,氨氮在硝化過程中大部分生成亞硝酸鹽,而不是硝酸鹽,反硝化菌群使用NO2--N作電子受體進行反硝化脫氮,在NH4+-N被降解的一起,沒有NO2--N的堆集及NO3--N的發生,整個生物脫氮過程比一般的全程好氧硝化/厭氧反硝化歷時要短得多,為好氧短程一起硝化/反硝化過程,即在好氧條件下亞硝化微生物將NH4+-N轉化為NO2--N,隨即由反硝化微生物直接進行反硝化反響,將NO2--N還原為N2釋放。

    全程反硝化首要反響為:

    NH4++2O2=NO3-+2H++H2O

    2NO3-+OH(電子供應體COD)=N2+4H2O+2OH-

    短程一起硝化/反硝化首要反響為:

    NH4++1.5O2=NO2-+2H++H2O

    2NO2-+3H(電子供應體COD)=N2+H2O+OH-

    由公式可看出,去除一個分子的氨氮,短程硝化/反硝化要比全程硝化/反硝化少耗費0.5個氧分子,可削減25%左右的需氧量,大大下降因充氧所需的能耗。

    此外,因為短程硝化/反硝化可直接使用NO2--N還原為N2,因而具有較高的反硝化速率,一般比全程硝化/反硝化高63%左右。

    2.4微孔軟管曝氣技能

    改善型一體化氧化溝運轉的一個重要特征是低溶氧,僅0.1~0.3 mg/L,要確保這一參數,除了設置高精度的溶解氧檢測儀外,運用先進的曝氣技能也是要害。該廠項目選用的是新式節能微孔軟管曝氣技能,在曝氣區下方,沿長向密布地安置多道細長曝氣軟管,間隔只要20~30cm,每米軟管上開有數千個微氣孔,曝氣時能發生均勻的細小氣泡。因為曝氣軟管沿曝氣區通長安置,這樣在整個曝氣區池底面積上,能夠進行大外外表積的細小氣泡曝氣作業,確保區域內水體100%得以有用曝氣。這種曝氣方法首要有3方面長處:

    (1)防止傳統曝氣的曝氣不均勻。傳統盤式、管式曝氣的曝氣設備在池底是渙散安置的,其直接曝氣區域極為有限,僅在5%左右或稍高,其它區域氧的供應則依靠氣體或水體活動構成的渙散來完結,這種曝氣方法在分布上是不均勻的,也就難以確保微生物體對氧氣需求的均勻。

    (2)提高充氧功率。傳統曝氣方法是部分曝氣,曝氣相對會集,部分強度過大,會導致垂直水波,以十分高的速度傳播氣泡,加之氣泡粒徑較大,氣泡上升速度相對較大,氣泡與水的觸摸時間短,充氧功率低,僅能達到2.5 kg O2/kWh左右。

    而工程中選用的大外外表積曝氣,在池底外表發生的氣泡是均勻的,這樣能夠下降單位面積的池中曝氣量,一起因為發生的氣泡細小且密布,氣泡上升速度減小,延長了與水觸摸的時間(約是傳統曝氣的3~4倍),另一方面,氣泡粒徑減小,增大了氣泡與水的觸摸面積,有利于添加氧的傳遞功率。因而,選用大外外表積的軟管微孔曝氣,動力功率大大提高,可達到4 kg O2/kWh或更高,氧的使用率(EA)高達35%~60%。

    (3)加快氧的直接使用。選用曝氣軟管曝氣時發生的氣泡極端細小,氣泡直徑僅為10~30μm,這些氣泡絕大多數直接附著在活性污泥上,實現了泥、水之間杰出有用的微混合,加快了微生物體對氣泡中氧氣的直接使用。

    曝氣軟管的設備也十分簡略,經過活結頭與主空氣管連接,在池底的敷設則經過特別規劃的拉環和牽引繩來完結,這種設備方法能夠在不停車的情況下對運轉中呈現問題的曝氣管進行更換。

    2.5新式推流技能

    該廠項目選用的推流技能也具有高效節能的特色,在一體化氧化溝空氣提高區的底部設有空氣提高設備,經過鼓入空氣構成提高區內外液體密度差和液位差,導致空氣提高區液位的舉高,然后實現氧化溝的推流。

    選用空氣提高構成氧化溝推流的動能耗費較小,一般不到氧化溝動能耗費的5%,以該廠項目為例,規劃2.5×104 m3/d,如回流比為20,每秒的推流水量約6 m3,選用空氣提高構成推流的能耗費不到7.5 kW,而傳統氧化溝工藝要構成推流,動能耗費至少在45 kW以上。首要原因在于改善型一體化氧化溝和傳統氧化溝工藝的工況不同,在傳統氧化溝工藝中,推流的動能耗費首要用于保持溝內活性污泥的懸浮,防止污泥在溝底堆積,而改善型一體化氧化溝,因為其獨特的曝氣方法,活性污泥始終能保持懸浮狀況,除弄清設備下方要求一定的流速外,其它地方對流速并無要求,其推流的作用是確?;旌弦夯亓?,經過調理回流

    比對進水進行稀釋,使曝氣池進水端的負荷下降,整個曝氣池的有機物濃度梯度差保持在較小規模,COD負荷也簡直平均共同,使得微生物成長的環境穩定,有利于微生物的成長及有機物的降解。
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