完美真人 APP完美真人 APP伴随着工业化进程的快速发展 ,在工业生产中产生了大量的污水 ,如果不对这些污水采取有效的处理就直接对其排放 ,会对水资源环境和生态环境造成非常大的破坏 ,影响和威胁我们的日常生活和长远发展。同时 ,工业生产需要使用大量的水资源 ,若不对排放的污水进行处理和回用 ,当前的水资源状况无法满足工业用水需求和城镇经济的可持续发展。
污水处理工艺的选择应根据水环境质量要求、进水水质情况、用地面积、工程规模、可供利用的技术发展状态、经济状况和管理运行要求等诸方面的因素综合考虑。借鉴以往生活污水处理设计经验,尤其是对已投入运转的类似项目进行调查和研究总结,在此基础上再优化选择污水处理工艺,其指导思想是:技术先进,稳妥可靠,对水质、水量变化适应能力强,出水达标排放,处理构筑物具有挖潜改造,提高处理程度的灵活性。技术经济最优,低能耗,低运行费,低基建费,占地少。操作管理方便,设备可靠,易于维修。重视环境,控制噪声,防护臭气。处理站单体外观与厂区景观环境协调,创造文明生产条件。
格栅调节池厌氧池缺氧池接触氧化沉淀池消毒池排放,其中还包括污泥回流、硝化液回流以及污泥处理等环节。特殊的污水,比如说厨房排出的污水,要经过手工隔油处理才能进入处理总管。通过、厌氧池、沉淀池缺氧池、消毒池等过程,组成污水处理一体化过程。
污泥法是一种比较老的方法,我国改革开放以来建设了很多污水处理厂,大部分都是采用污泥法来进行污水处理,如今污泥法处理污水在我国很多中小城市还比较流行。其过程主要是往污水里通入空气,在通入空气的同时要不断的搅拌,这样在污水里的一些微生物就会接触到氧气而大量的繁殖,繁殖的微生物就把大量的污染物凝结起来形成沉淀,经过过滤工艺就可以得到比较清澈的水,再循环利用。
除了以上污泥法以外,氧化沟处理工艺也是一种常用的方法,氧化沟有很多类型,主要有帕斯韦尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟、奥尔伯氧化沟等,其中用的最广泛的就是卡鲁塞尔氧化沟,它相对于其他氧化沟有很多自身的优点,比如管理方便,抗负荷强等。
SBR法的基本原理和污泥法处理水污染的原理基本相似,主要是靠大量的繁殖微生物来降低水中的有机物,这种方法的过程就是在一个大的污水处理池中通入氧气,使得微生物大量繁殖,产生生化反应,使得一些有机物与微生物产生沉淀,这样还可以省去很多步骤而且效果比较好,需要的设备比氧化沟的简单,这种方法在污水厂的改造中被广泛的应用,这种工艺简单可靠运行方式也很简单,有利于污水厂的处理。目前这种方法在一些大城市比较流行,其需要的人员比较少,基本都是自动化装置,除磷的效果也很明显。
浮选气浮工艺是21世纪诞生的城市生活污水处理工艺,其诞生的背景与以往的污水处理方法的弊端有极大的相关性。以往城市污水处理存在着污水处理结果不完善、处理时间长、污水处理装置占地面积大等弊端,而浮选气浮工艺以初沉池取代调节池,用浮选净化机(装置性设备)取代生化法,首先使用粗栅栏将污水过滤,剔除大型杂质如汽车轮胎、陈烂门板等,再使用污水提升泵将污水运至较细的栅栏处再次剔除杂质,将所得水质投入调节沉淀池,实现泥沙和水的分离。这时污水被分为三部分,一部分中包含不溶于水的砂、一部分实际上是湿的污泥、还有一部分是浑浊的水,含砂水被输送到砂水分离间,砂被分离之后外运;使用污泥提升泵将污泥运送到调节池,进行化学浓缩和物理脱水,将泥饼外运,剩余的水再回到细栅栏处继续这个流程,直至污水被净化到城市用水标准。
氧化沟技术是活性污泥法的变形,在20世纪50年代就开始被应用,经过几十年的发展,成为目前应对重工业工厂污水处理的最佳工艺。理论上氧化沟是既具有推流反应的特点,又具有完全混合反应的特点,是一种综合的表现。推流反应能够使水的质量变得优良,完全混合的特点则能够使其具有抗冲击力的强大能力。其主要的优势就是出水的水质好、并且管理方便,运行稳定。目前实际应用中氧化沟的分类主要有:卡鲁塞尔(Carrouse)l氧化沟、DE型氧化沟和一体化氧化沟、帕斯韦尔(Pasvee)r氧化沟、T型氧化沟(三沟式氧化沟)、奥尔伯(Orba)l氧化沟等几种类型。不同的氧化沟工艺有自身的结构和运行的模式,所以在进行污水处理的时候都有所不同,各有特色。
随着轻工业的迅猛发展,污水处理也面临着不断完善和创新的挑战,橡胶装置污水处理工艺正是处理现代轻工业工程污水较为常用的一种方法。最新的橡胶装置污水处理工艺以吸附沉淀与载体流化床的结合为核心,整个工艺流程共分为五个处理部分:第一,通过预处理进行水质分离,去除固体杂质;第二,使用基本的酸碱元素对污水进行化学中和;第三,使用气浮系统进行浮渣排放得到“安全污水”;第四,对污泥浓缩和脱水处;第五,对臭气进行处理。
我国的污水处理工艺与德国和南非国家的污水处理技术相差甚远,我国的污水处理技术还需要不断加强和完善坚持把走出去,引进来的方针作为指导,走出去,引进来的具体意思是指从现有的污水处理工艺中走出来,引进更加科学的污水处理工艺,这样才能提高污水处理技术和运行管理水平,污水处理问题解决了,才能促进环境和经济的协调发展针对城市污水处理工艺,应注重工艺参数的明确,其中,重要工艺参数有进水泵房的控制水位、污泥回流比R生物池溶解氧DO污泥浓度MLVSS污泥沉降比SV%剩余污泥排放周期及日排放量二沉池泥面高度等,其中影响脱氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO和污泥龄SRT,只有明确了污水处理厂的工艺参数,工作人员才能按照设置的工艺参数进行污水处理操作,以达到净化的目的当前,大多数国家都是采用生物膜法来进行污水处理,由于生物膜法在实践过程中程序较复杂,因此,可以采用氧化塘和序批式曝气法来进行污水处理
要实际的解决污水处理问题,就必须增建污水处理厂,在建设污水处理厂时,要合理的选择地形,还需要根据城市的大小来决定污水处理厂的规模根据我国现有城市的污水处理发展趋势来看,未来城市中的污水处理厂应该是地下小型污水处理厂
要实际的改善我国城市污水处理现状,建议可以采用回收法和重复利用法像一些污染不是很严重的水,可以用来灌溉庄稼洗涤物品补充河流等,还要把节约用水的理念实际的深入到每一位公民的心中,让人人都知道节约用水的重要性
要让污水处理逐步市场化,就要采取一定的措施,政府要鼓励企业或个人集资建厂,并且还要收取一定的费用,以保证污水处理厂的正常营业我国的水污染处理工艺还处于初级阶段,其中还存在许多的不足之处,国家和当地政府应该颁布一些利于水资源再生的法律法规,在实行的初期,必要时可以强制执行对于自觉使用再生水的企业,政府应该给予一定的支持。
目前,我国中小型城市污水处理厂大多选用污泥法进行污水处理。除了污泥法,还有几种方法也是污水处理厂常用的污水处理工艺:一是一级处理工艺,二是强化处理工艺,三是生物膜工艺,四是定塘法,五是土地处理工艺。随着社会的快速发展,我国对污水处理工艺的研究也取得了不错的成果,缩短了和西方国家的差距。我国对污水处理工艺研究的时间比较短,西方国家对污水处理工艺研究的时间比较长,我国可以借鉴西方国家的先进经验。以下几种污水处理工艺就是从西方国家引进的,包括:一是AB法,二是氧化沟法,三是AO法,四是SBR法,这四种方法已经应用于中小型城市污水处理中,提高了我国污水处理的效率。传统的污水处理工艺只能去除污水中的有机物质,现代污水处理工艺不仅可以去除污水中的有机物质,还可以去除污水中的磷和氮。氧化沟法是我国污水处理厂应用较多的处理工艺,污水处理效果比较理想。
目前,我国中小型城市污水处理厂按照规模可以分为三类:第一类是大型污水处理厂,第二类是中型污水处理厂,第三类是小型污水处理厂。通常情况下,大型污水处理厂修建在大城市,规模不能小于10×104m3/d,大型污水处理厂的投资需要以亿计算,运营的费用需要以千万计算。如今,我国已经修建了十几座大型污水处理厂,最大的污水处理厂在北京。通常情况下,中型污水处理厂修建在大城市的郊区或是小城市,规模保持在(1-10)×104m3/d,中型污水处理厂的投资需要以亿或是千万计算,运营的费用需要以千万或百万计算。目前,已建成的中型污水处理厂有几十座,正在修建的有几百座,数量还会不断增加。通常情况下,小型污水处理厂修建在小城镇,规模小于1×104m3/d,小型污水处理厂的投资需要千万或是百万计算,运营的费用需要以百万或几十万计算。如今,我国小型污水处理厂的数量并不多,但是,小型污水处理厂的数量也在不断增加。
如今,我国中小型城市的污水处理厂优选工艺可以分为两种:一种是氧化沟工艺技术,另一种是SBR。这两种工艺技术有着共同的特点,体现在以下几点:一是去除污水中杂质的效果相对较高,二是处理设施比较简单,三是技术管理方便。这两种工艺不仅广泛应用于我国中小城市污水处理厂中,也广泛应用于西方国家污水处理厂中。氧化沟工艺和SBR工艺应用的费用较低,比AO工艺和AB工艺的应用成本低11%-16%。在氧化沟工艺和SBR工艺应用的过程中,污水处理厂不需要设置污泥消化池,污泥的数量也比较少,不需要进行特殊处理,操作简单。目前,氧化沟工艺和SBR工艺已经逐渐国产化,应用的成本也有所降低。氧化沟工艺可以分为四类:第一类是多沟交替氧化沟,该工艺属于合建式,没有设置独立的二沉池。但是,多沟交替氧化沟工艺在处理污水时不够稳定,处理效果会受到外界因素的影响,而且无法去除污水中的氮和磷,如果污水处理厂要求去除污水中的氮和磷,则需要在该工艺的基础上增加一些机械设备,这就会增加污水处理厂的运营成本。第二类是卡鲁赛尔,该工艺设置了独立的二沉池。但是,该工艺处理污水的效果并不理想,也需要增添机械设备才能完成污水处理任务。如今,卡鲁赛尔工艺被广泛应用于长沙污水处理厂中,用于去除污水中的有机物。第三类是澳贝尔,该工艺也设置了独立的二沉池。该工艺技术可以有效去除污水中的有机物和氮,但是去除磷的效果并不理想,要想去除污水中的磷,就需要在该工艺基础上增添设备。第四类是一体化式氧化沟,该工艺的二沉池是修建在氧化沟内部,属于合建式,可以连续进出水,而且不需要转换功能。该工艺是比较经济合理的,但是该工艺还不够成熟,还需要不断完善和改进。SBR工艺可以分为以下几种类型:一是传统型的SBR工艺,该工艺的操作具有一定的规律性和周期性。该项工艺可以有效去除污水中的有机物,但是处理污水中氮和磷的效果不够理想,还需要不断完善。二是ICEAS工艺,该工艺属于间歇式,反应池被分隔成两个部分,一部分是预反应反应池,另一部分是主反应反应池。目前,该工艺被广泛应用于昆明污水处理厂中,但是也应该在应用的过程中不断改进。三是DAT工艺,该工艺的反应池也被分隔成两个部分,一部分是DAT曝气,另一部分是IAT曝气。四是CAST工艺,该工艺在运行过程中具有一定的周期性,而且该工艺不仅可以去除污水中的有机物,也可以有效去除污水中的氮和磷,性能比较好。五是UNITANK工艺。目前,上海洞口污水处理厂就在应用UNITANK工艺,简化了污水处理程序。如今,氧化沟工艺和SBR工艺是中小型城市污水处理厂应用较多的工艺技术,两种工艺既有相同之处,也有不同之处。SBR工艺的应用成本要比氧化沟工艺的应用成本低,SBR工艺属于鼓风曝气,而氧化沟工艺属于机械性曝气。因此,SBR工艺可以更好的节省电量,降低污水处理厂的运营成本。氧化沟工艺可以持续运作,不具有周期性,而SBR工艺的运行则具有一定的周期性,需要人为进行控制,应用程序相对复杂。但是,SBR工艺的污水处理效率较高,出水的质量也比较好。SBR工艺和氧化沟工艺都具有各自的优势和劣势,需要相关部门把两种工艺完美的结合在一起,提高污水处理效率。影响中小型城市污水处理厂优选工艺的因素有以下几个:一是中小型城市污水处理厂的运营状况,二是污水处理厂的管理水平,三是污水处理厂的处理技术。中小型城市污水处理厂在选择污水处理工艺之前,必须结合以上三种因素合理制定选择方案。中小型城市污水处理厂选择工艺技术必须坚持以下原则:一是应用成本低,二是占地面积少,三是管理方便,四是易于控制。
城市污水处理厂是城市发展的重要基础设施,是城市水污染控制、水环境保护工作的关键工程,对社会经济的高速、稳定、可持续发展起着保障和促进的作用。提高污水处理效率、降低运行成本,改善水环境质量,污水处理厂运行管理尤为重要。
城市污水处理厂的特点是规模大、占地大、设施尺寸大、单元多,处理设施通常为钢筋混凝土结构,相应地要求整体工艺构成要简单,单体设施构成也要简化,尽量减少管线穿插和复杂结构,以便减少全厂设施设备的维修管理总量。因此,城市污水处理工程要很慎重选择工艺,主要原则是:整体工艺构成简单,便于维护,能耗尽可能低,占地尽可能省,运行效果要稳定。
二.污水处理厂运行管理主要内容 城市污水处理厂的运行管理和其他行业相比运行管理模式差不多,首先要对企业生产活动进行有计划有组织的协调与控制,然后在企业行政管理、技术管理、设备管理活动中有效提高企业运行。 城市污水处理厂运行管理主要是通过污水进行净化处理然后排除的水达到污水净化处理的标准,其主要内容包括:1)包括资金、人力、物资、能源、组织等进行准备。城市污水处理厂在运行过程中需要的科学技术人员,还有设备操作技术人员进行岗位培训;2)污水处理厂的工作人员需要在运行方案控制与阶段性实施计划中,对污水与污泥处理过程进行记录,这样便日后出现问题有法有据可依,便于提高污水处理厂的管理。3)管理人员需要合理安排每个岗位的操作人员,对各岗位人员之间的协调工作进行管理,制订科学合理的岗位责任制度与操作制度。4)要控制运行工作计划的实施科学管理,对污水处理的全过程进行合理控制。 三.污水处理厂的基本运行要求 城市污水处理厂在运行过程中基本要求如下:首先,按照国家要求对水环境进行控制,保证处理过后的污水达到国家规定的标准。其次,要最大限度降低污水处理产生的费用,做好污水处理的成本控制,使其达到规定的标准。最后,加强文明生产,聘用高素质的操作管理人员,以先进的科学技术安全的做好污水处理厂的生产运行工作。
氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法,试运行阶段的主要工作是活性污泥的培养和驯化。常用的污泥培养方法主要有间歇培养、低负荷连续培养、满负荷连续培养、接种培养等。该城市污水处理厂根据自身规模较小、正处夏季等实际情况,采用间歇培养方法,将曝气池注满水,闷曝2—3天后,停止曝气,静沉1小时,然后进入约池容1/5的新鲜污水,循环进行闷曝、静沉、进水三个过程,逐渐增加进水量和进水次数,曝气池中污泥浓度超过1000mg/L时,连续进水连续曝气,并开始污泥回流,回流比25%,随着污泥浓度增高,逐渐提高回流比至设计值。为提高培养速度、缩短培养时间,还采取了从枣庄污水处理厂接回部分已驯化的活性污泥及投入粪便等方法。2004年11月,活性污泥驯化完成,出水稳定、达标排放。
预处理单元运行不正常,会导致配水渠内严重积砂,污泥泵堵塞并过度磨损,曝气机、水下推进器、污泥脱水机等设备运行阻力增加,配水、出水不匀等,从而影响整个污水处理厂正常运转。该城市污水处理厂预处理单元主要是一道栅距为25mm的粗格栅和一道栅距为5mm的细格栅和两座钟式沉砂池,根据迸水流量、水中污物组成、含砂量及格栅间距,将过栅流速控制在0.6~1.0m/s,沉砂池进水渠道内流速控制在0.6~0.9m/s,水力表面负荷为200m3/(m2.h),停留时间20-30s,同时,及时清除栅渣、浮渣、沉砂,并对格栅截污效率、沉砂池除砂效果进行分析评价,及时进行工艺调整。
系统的运行状态需通过在线监测、化验检测和定性观察来确定,当污水处理厂处于不同的运行状态,工艺运行条件也会发生相应的变化。一个运行状态可以有多个数据和参数组成,如果这些描述系统状态的变量或参数偏移正常区域,就可以认为工艺运行状态发生变化。运行状态包括正常运行状态、典型的非正常状态和机械设备故障,如停电、设备故障停机等。A/O工艺污水处理厂常见的工艺运行状态或问题包括以下几部分。
1.污泥膨胀:污泥结构松散,质量变轻,沉淀压缩性能差;SV值增大,有时达到90%,SVI达到300以上;污泥沉降性能差,泥水分离困难,导致污泥层界面上涨,大量污泥流失,出水浑浊;二次沉淀难以固液分离,回流污泥浓度低,有时还伴随大量的泡沫的产生,无法维持生化处理的正常工作。污泥膨胀是生化处理系统较为严重的异常现象之一,它直接影响出水水质,并危害整个生化系统的运作。
应对措施:第一类:适用于临时应急,主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。另外,投加一些化学药剂,如氯气,加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝状菌的效果。采用这种方法一般能较快降低SVI值,但这些方法并没有从根本上控制丝状菌的繁殖,一旦停止加药,污泥膨胀现象可以又会卷土重来。而且投药有可能破坏生化系统的微生物生长环境,导致处理效果降低,所以,这种办法只能做为临时应急时用。 第二类:改善生化环境 ,保持池内足够的溶解氧对于高负荷的生化系统特别重要,一般至少应控制DO>
2毫克/L;控制有机负荷,沉淀池内的污泥应及时排出或回流, 防止其发生厌氧现象。并缩短污泥在池内的停留时间。
2.污泥上浮:若发生厌氧现象,产生的各种气体吸附在污泥上,也会使污泥上浮,沉降性能变差,污泥在二沉池发生反硝化,造成污泥大块上浮,为了避免这种情况,需要将减少污泥在二沉池的停留时间,提高系统反硝化效果,降低进入二沉池混合液的硝态氮和有机物浓度,提高生物池出水末端DO浓度。
3.天气影响:长时间的降雨,进水中SS含量大量增加,导致出水SS增加;瞬时的暴雨来临,也将迅速增加系统进水量,降低污水在各级处理系统的停留时间,加大二沉池水力负荷和扰动。
五.工艺技术管理 对污水处理厂的管理来说,工艺技术管理是关系到水处理设施能否长期稳定运行,处理后的出水能否达标排放的重要工作。只有加强工艺技术管理工作,才能保证充分有效地利用各种资源和能源,保障污水处理实施稳定、高效地运行,发挥最大的处理能力。工艺技术管理的工作面很广,内容很多,可以分为技术基础工作管理和生产工艺技术管理两个方面:
5.1技术基础工作管理。技术基础工作管理工作主要包括:各项技术管理标准的编制;各处理单元工艺技术规程和岗位操作法的编制;各处理单元运行基础数据的统计与分析;各处理单元及整体设施运行能耗、物耗的统计、分析和管理;各项技术报表的填报和管理等。
技术管理标准是最重要的,它对技术管理各方面工作、各技术管理岗位的工作作出具体规定和指导。技术管理标准确定后,各项技术管理工作就要严格按照标准去执行,对各岗位的工作严格按照标准规定进行检查和考核。
工艺技术规程和岗位操作法是指导岗位生产操作的技术基础资料,是技术管理标准的组成部分。它规定了各处理设施的操作方法及控制参数,如处理水量及处理中、处理后的水质指标的控制参数;各项污染指标的去除率、处理效果的控制参数;污水、污泥处理药剂的使用方法及投加量控制要求;沉淀池排泥、生化系统回流污泥及排放的控制要求;生化系统污泥浓度、污泥体积、溶解氧、水温等各项参数的控制要求;岗位的工艺调节方法、设备操作与维护方法、各构筑物的液位控制及岗位的安全生产内容等。当构筑物的工艺和设备发生较大变化(如技术改造或扩建),原有的工艺规程和岗位操作法应及时进行修改。
技术管理要定期对系统处理水质、水量及运行情况、处理效果进行统计和分析,建立统计台帐并存档保存,以便不因人员变动而出现技术管理上的波动。依据台帐分析能及时掌握和发现处理系统内的一些变化,据此来指导工艺调整。通过对水质及运行处理情况的统计和分析,能够总结出系统的变化规律,对污水处理的发展趋势作出正确判断提供帮助。经常性地把当前的水质及处理效果与过去运行较好时及运行较差时的水质及处理情况进行对比分析,对优化处理工艺是极有帮助的。
5.2污水处理工艺技术。1)工艺条件的确定污水处理厂建成投产后,根据有关的设计文件、设备技术资料编制污水处理工艺技术规程、岗位操作规程、安全规程、设备维护检修规程及检验规程(又称五项规程),确定污水处理各工序的工艺条件,对各工艺控制参数作出具体规定进行试运行的管理。随着运行时间的延长,并通过不断对污水处理工艺进行优化调整,摸索出最佳的工艺条件和工艺控制参数作为管理标准,对各项规程进行修正并作为长期技术文件执行。2)工艺条件的执行污水处理在正常运行中必须按各项规程中所规定的工艺控制参数执行,污水处理中出现异常时按规程中规定的异常现象处理办法进行处理。任何人无权随意变更正常的工艺条件。根据污水处理和管理的需要,建立完善的岗位工艺记录和台帐,作为污水处理工艺技术优化调整的原始资料。3)工艺条件的变更符合下列条件之一者,可以按程序对原工艺条件进行变更:水处理的设备、构筑物发生变化;外界条件变化,要求工艺条件相应改变;进水水质或出水指标发生变化;水处理剂品种改变;安全生产需要增减的控制项目;采用优化试验确定的最佳工艺条件。所有污水处理工艺控制参数变更,都需经技术管理部门审定,批准并下达工艺参数变更通知单后即行生效。
污水处理厂从立项到运行全过程中应始终坚持两个原则:“专业”与“敬业”。从专业角度看各环节水量预测、水质预测、工艺选型、工程设计、环境相影评价、工程施工、设备选型、设备安装、单元调试、全线调试、达标验收、稳定运行,每个环节都需要具有相应资质的专门单位及专业人员进行,以便降低运行中的风险,确保安全高效运行,达标排放。
膜-生物反应器是一种由生物处理单元与膜分离单元相结合的水处理技术,因此可省掉二沉池,并可保持非常优异的出水效果可有效去除水中的有机物与氨氮等污染物质。文章通过两个工程案例总结了城镇污水处理MBR工艺生化处理系统的工艺特点、设计参数等。
膜-生物反应器(MembraneBio-Reactor,简写为MBR)是一种由生物处理单元与膜分离单元相结合的水处理技术。在国外膜-生物反应器,在20世纪90年代中后期已进入了实际应用阶段。由于MBR工艺具有出水水质好、占地面积小和节省运行成本等优点,随着膜分离技术和产品的不断开发,其在污水处理方面得到迅速发展和应用。2008年以来,我国处理规模在万吨级以上的大型膜工程迅速增加,2013年投入运行的膜系统处理能力已超过230万m3/d,预计2015年,膜系统处理能力将超过500万m3/d。据相关统计资料,今后5年MBR工艺在我国将以50%~100%的年增长率高速发展。由于MBR工艺在我国城镇污水处理中的应用较晚,因此缺乏设计建造的工程经验。结合相关工程经验,在研究国内外成功案例和技术规范的基础上,通过研究下面两个比较具有特色的城镇污水处理工程MBR工艺生化系统的设计,为今后国内城镇污水处理厂的升级改造运行和MBR工艺规模化设计提供参考。
1.1.1项目概况。成都市第三污水处理厂目前现有设计规模为10×104m3/d,现处理水量为10×104m3/d,采用以A2O为主体的除磷脱氮工艺。由于该污水处理厂已满负荷运行,因此采用MBR工艺进行扩能提标改造使总处理水量达到20×104m3/d。污水处理厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标,其中主要指标COD、BOD、氨氮、总磷等达到《地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准。
1.2成都天府新区第一污水处理厂工程该工程的特点是采用全地下式MBR工艺进行污水处理,设计规模近期按10万m3/d,设备近期一阶段设备安装规模为5万m3/d,远期规模达到26万m3/d。污水处理厂进、出水水质同成都市第三污水处理厂,因此采用的工艺与成都市第三污水处理厂扩能提标改造工程相同。地下式与地上式污水处理厂的优劣势比较:
1.2.1社会效益。地上式污水厂:外观与周围的自然景观难融合,场地较难作为其他用途。随着城市化进程,一些城市内早期建设的污水处理设施已成为整个城市进一步发展的限制因素,需迁建或转入地下。地下式污水厂:改变人们对污水处理厂脏、臭的传统不良印象,有利于环保知识的普及。解决“城中厂”问题,甚至可成为城市的环保地标和新城市景观。
1.2.2经济效益。地上式污水厂:土地利用率低,不仅占地大,而且需考虑绿化带和隔离带用地,一般不小于200m。影响周边土地的利用,影响市场价值。地下式污水厂:可在市中心建设,节省管道长距离输送的巨大投资和运行维护费用。节约占地和用地成本,集成度高,除满足污水处理需求外,地上及周边空间利用价值高,可用于公用事业或商业开发。
1.2.3环境效益。地上式污水厂:需要加盖对臭气收集并进行处理,由于排放点零散,臭气问题较难解决。水泵、鼓风机、管道和水流产生的噪声较难处理。地下式污水厂:臭氧及噪声污染小,人与环境和谐发展,可作为循环生态环保教育基地,提高民众的环保意识。
1.3生化系统形式的选择生物法主要分为两大类:活性污泥法和生物膜法。由于活性污泥法具有抗冲击负荷能力强、处理效果好、运行稳定等特点,在污水处理工艺中应用是最为广泛的。经过实际广泛应用和通过技术上的不断改进,活性污泥法已成为当今污水处理技术的主体。在MBR脱氮除磷工艺中A2O及其变形强化工艺的处理效果和运行管理是最为稳定和方便的,因此在目前应用的工程经验来看多选用A2O及其变形强化工艺。
2.2.1进水方式。由于A2/O的厌氧、缺氧、好氧工艺对除磷脱氮处理效果最为突出,为了满足脱氮或者生物除磷对进水碳源的需要,MBR生物反应池一般采用两点进水。即在生物池前设置进水分配渠道,污水进入分配渠道后,通过两套调节堰门可以将原水按照一定比例分配到厌氧区和缺氧区前端,增加系统的灵活性。
2.2.2回流方式。MBR工艺是采用硝化液与污泥回流合并的膜分离技术,因此回流比高于传统工艺。在本设计中采用三段回流,即第一段从膜池回流混合液至好氧区前端,第二段将好氧区末端的硝化液回流至缺氧区前端,第三段将缺氧区末端的反硝化液回流至厌氧区前端。由于膜池回流的混合液富含大量氧气,如果采用膜池硝化液直接回流至缺氧区,会破坏缺氧区缺氧环境,导致反硝化反应不充分,因此在这两个工程中均采用三段回流,回流比为:(1)12度:膜池回流至好氧池:400%;好氧池回流至缺氧池:400%;缺氧池至厌氧池:300%;(2)20度:膜池回流至好氧池:300%;好氧池回流至缺氧池:300%;缺氧池至厌氧池:200%。
2.2.3提升方式。MBR工艺的混合液回流提升方式有两种:(1)前提升系统,即好氧池出水由泵提升至膜池,膜池的混合液重力回流至生物池;(2)后提升系统,即由于膜池有效水深较生化池浅,好氧池出水自流至膜池,膜池的混合液通过回流泵提升至生物池。由于后提升系统较前提升系统提升混合液的流量小、能耗少,因此在这两个实际工程中经过综合比较确定采用后提升系统。
2.2.4好氧区形式。由于从膜池回流至好氧区的大比例混合液含有高浓度的DO,需要实现快速混合,同时为了减小因剪切造成的污泥颗粒破碎和提高曝气设备的充氧速率,好氧区内的混合液需保持悬浮状态和良好的紊流状态,因此MBR工艺,其好氧区宜设计成完全混合式。
2.3.1污泥浓度。采用膜分离技术的MBR工艺较传统活性污泥法选取的MLSS值较高,因此在这两个工程中对于城镇综合污水处理工程,我们按膜池污泥浓度值10g/L来进行设计,厌氧区MLSS4.8g/L,缺氧区MLSS6.4g/L,好氧区MLSS8.0g/L。
2.3.2泥龄。由于城镇综合污水处理工程对脱氮有要求,因此MBR工艺的泥龄通常较传统工艺长。SRT宜根据硝化泥龄和反硝化泥龄来计算确定。由于泥龄在20d左右时,跨膜压差增长趋势变缓,因此在这两个工程中泥龄设计为18.6d。
2.3.3污泥负荷。污泥负荷是根据MBR工艺生物处理单元的两个主要设计参数MLSS和SRT计算出来的。在这两个工程中,计算出的污泥负荷仅为传统活性污泥法污泥负荷的一半左右,因此使得系统具有较强的抗进水水质冲击的能力。
2.3.4水力停留时间(HRT)。由于HRT是保证硝化和反硝化效果的重要参数,因此这两个工程中,应适当加大系统的HRT,设计值为10.5h。
2.3.5需氧量和供气量。MBR膜池采用空气擦洗来改变膜丝表面液体的流态,可以防止膜的表面污堵,因此膜池内的溶解氧浓度很高,故从膜池大比例回流到生化池的混合液中含大量溶解氧,使生化池所需的曝气风量降低。同时MBR工艺采用的MLSS浓度较高,故混合液的液膜厚度、污泥粘滞度等与传统工艺不同,参数α、β和C0值在计算供气量时应进行调整,因此MBR工艺的实际生化池供气量小于计算量。
第一,MBR系统的特点:(1)工艺流程短,构筑物少,布置紧凑,方便运行管理;(2)MBR生物池中的混合液浓度较常规曝气生物池的浓度高,可以部分提高污水处理程度;(3)动力费用较常规工艺高;(4)占地面积小于常规处理工艺;(5)出水水质指标优于常规处理工艺,尤其是SS、细菌总数等指标明显,BOD、COD、TP等指标较常规处理工艺处理率略有提高。第二,MBR系统的适用条件:(1)新建、扩建的污水厂,出水水质要求较高的;(2)新建、扩建的污水厂,建设用地紧张,采用其他处理工艺需要增加用地;(3)处理规模为中、小型,设施比较老旧的污水处理厂升级改造。第三,MBR系统存在的问题:(1)投资费用较高,膜的寿命较短,一般为5~8年,因此更换膜的折旧费用较高;(2)由于MBR工艺的特殊性,对于水量的冲击负荷承受力较低;(3)对于大型污水厂,全部采用MBR工艺,其运行的安全性系数较低,潜在的环境影响问题大。由于MBR在实际工程中的应用受到膜制造成本偏高以及能耗高这些问题的限制,因此在实际工程中要通过详细的技术经济比较再做出合理的选择。
[1]李晓斌.MBR工艺在污水处理中的研究及应用[J].广东化工,2014,(12).
[3]蒋岚岚,张万里,胡邦,等.城镇污水处理工程MBR工艺膜系统设计关键技术[J].中国给水排水,2011,27(20).
[4]蒋岚岚,张万里,胡邦,等.MBR工艺在太湖流域污水处理工程中的应用[J].给水排水,2011,37(1).
[5]JuddS,JuddC,陈福泰,等.膜生物反应器[M].北京:科学出版社,2009.
[6]曹斌,袁宏林,王晓昌,等.膜生物反应器设计中工艺参数的探讨[J].环境工程,2004,22(5).
[7]杨昊,杭世珺,钱明达,等.无锡市梅村污水处理厂MBR工艺优化运行研究[J].给水排水,2010,36(12).
摘要:综述了污水处理厂恶臭来源、组成和危害,以及目前常用的除臭工艺。通过对西南科技大学污水处理厂恶臭气体的特点分析,结合除臭工艺自身技术特点,提出一种生物法与物理法的组合工艺,即:填充塔式生物脱臭—活性炭吸附脱臭联合法。
关键词:除臭;西南科技大学污水厂;填充塔式生物脱臭—活性炭吸附脱臭联合法作者简介:姚岚(1983-),女,汉族,四川自贡人,05级环境工程专业硕士研究生,主要研究方向:水污染控制。近年来,随着污水处理行业的迅猛发展,污水处理厂的数量也大幅度上升,但是在污水得到净化处理的同时,污水中的有机物分解产生的恶臭气体不仅对金属材料、设备和管道有一定的腐蚀性,还会对周围居民的正常生活产生影响。因此,如何对污水处理厂产生的恶臭气体进行有效的治理已经成为污水处理行业面临的严重问题。1恶臭气体的来源、组成物质与危害污水处理厂的恶臭气体主要来源于污水和污泥的处理单元[1],其中厌氧池是污水处理单元产生恶臭的主要场所,而污泥脱水房是污泥处理单元恶臭产生的主要场所。污水处理工艺过程中产生的恶臭气体组成物质主要由碳、氢和硫元素组成[2],主要有氨气、硫化氢、硫醇、VFAs、VOCs等组成。根据有关资料介绍,从成分看氨的浓度最大,其次是硫化氢,而硫化氢是产生恶臭气味的主要物质之一[2]。高浓度的含硫以及含氮恶臭物质会抑制硝化反应的进行,使污水脱氮效果变差,同时这些恶臭气体,对污水厂金属材料、设备和管道有一定的腐蚀性,对厂区及周边环境会造成污染,也会影响周围居民的正常生活。甚至,臭气中的恶臭物质,对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害,使人体产生畸变、癌变[3]。2西南科技大学污水厂恶臭污染现状及其特点西南科技大学污水处理厂位于绵阳市青义镇西南科技大学校内,主要处理对象是校园宿舍生活污水和食堂废水等,采用的处理工艺是水解酸化—氧化沟处理工艺,日处理量1万吨。因为所处理的污水COD值比较低(300-400之间),所以在污水处理过程中产生的恶臭气体较少,浓度较低,但是在污泥脱水房污泥浓缩时,压缩污泥而排出硫化氢等气体,与空气接触后加速挥发,使得污泥脱水房成为西南科技大学污水厂的主要恶臭来源地。绵阳地区常年风量较小,恶臭气体不能通过扩散而稀释,而是聚集在污水厂周围,形成浓度较高的恶臭污染区域,不仅对污水厂的管道、设备具有腐蚀作用,而且对周边学生的学习生活和周围居民的正常生活造成了严重的影响和破坏,所以必须对其进行净化处理。对于西南科技大学污水处理厂而言,其恶臭的特点为:污染源集中,主要是污泥脱水机房;恶臭气体浓度随季节变化明显,夏季明显,冬季相对较弱。针对西南科技大学污水处理厂,其恶臭处理工艺的要求为:对不同浓度的恶臭气体有比较好的适应能力,处理达标,无二次污染;投资、运行及维护费用低;运行管理简单。由此可见,针对西南科技大学污水厂恶臭特点和工艺要求,应当在现有的各种处理工艺中寻求一种适合的处理工艺和方法,达到控制污水厂恶臭来源,改善污水厂和周边生活环境的目的。3恶臭气体处理工艺简介目前,污水处理厂治理恶臭气体的主要方法有物理法、化学法和生物法三类[4-6]。其中物理法主要包括稀释法、吸附法等;化学法包括吸收法、燃烧法等;生物法包括生物制剂法、生物过滤法、填充塔式生物脱臭法和生物洗涤法等。对目前常用的处理方法进行分析和比较,如表1所示。表1污水处理厂恶臭去除方法比较工艺名称
适用范围优点缺点去除效果大气扩散稀释法适用于臭气浓度比较低的工业有组织排放源的恶臭处理。费用低,运行简单大气稀释法受当地气象条件和地形条件影响较大,另外对烟囱高度也有一定的要求受条件限制,去除效果一般活性炭吸附低浓度臭气和脱臭的后处理初期投资比较/!/低,维护容易而被广泛应用活性炭吸附到一定量时会达到饱和,就必须再生或更换活性炭,因此运行成本较高脱臭效果良好湿式化学吸收排放量大、高浓度的臭气排放场合反应速度快、反应温度低、安全高效、运行可靠、占地相对最小配备较多的附属设施,运行管理较为复杂,运行费用较高与药液不反应的臭气较难去除,效率较低燃烧法当废气的质量浓度超过1500×10-6时,燃烧法是唯一有效的方法[9]净化效率高、操作简单、动力消耗少建设投资和运行管理费用都很高,高浓度臭气处理用直接燃烧法是有效的,但是燃料费用高,燃烧后的气体中存有NOX等气体成分,有二次污染的可能针对高浓度臭气处理有效活性污泥曝气法适用于臭气浓度低、氧气浓度高的气体设备投资、维护管理费较少需注意鼓风机与配管等的防尘和腐蚀保护,活性污泥有异味能有效去除高浓度气体活性污泥洗涤法用于净化可溶性污染物可长期以高的脱臭效果运转,运行费用低需添加炭源和营养液,并定期加入新鲜污泥和排除剩余污泥与其它处理工艺联合使用提高效果土壤脱臭适用于臭气浓度低以及土地充裕的地方土壤法具有设备简单,运行费用极低,维护操作方便的优点高浓度或浓度变化较大的臭气方面,不太充分,占地较大降解难溶性恶臭成分有效填充塔式生物脱臭法适用于各种恶臭成分的降解处理管理维护容易、运行费用低、脱臭效果好的优点对臭气浓度变化幅度大、以及吸附药液洗脱法难处理的高浓度臭气均具有很强的适应性生物滤池的缺点是占地较大对污水处理过程产生的富有N、S成分臭气的处理效果优良4工艺选择由表1可以看出物理化学除臭法设备繁多、工艺复杂、二次污染后再生困难、后处理过程复杂,能耗大等缺点;生物法则具有简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点,近几年来发展很快。在生物脱臭法中,综合处理效果与成本因素,填充塔式生物脱臭法是一种具有高效低耗特点的处理方法。填充塔式生物脱臭法是通过附着在固体过滤材料表面的微生物降解恶臭成分来实现脱臭的目的,其主要原理是恶臭气体经过去尘增湿或降温等预处理工艺后,从填料层底部由下向上穿过填料,恶臭物质由气相转移到水和微生物组成的混合相,通过附着与 填料上微生物的代谢作用而被分解。该方法具有较强的恶臭去除能力,而且装置简单、能耗低、不受冬季寒冷气候的影响,运行和维护费用很低,同时对臭气浓度变化幅度大、以及洗涤法难处理的高浓度臭气均具有很强的适应性等优点,是适合污水厂除臭的工艺。近年来,为了防止水分使活性炭的吸附能力下降,使用活性炭作为前处理的日渐增多,工艺流程如图1所示。将填充塔式生物脱臭与活性炭脱臭结合使用,利用它高效的前处理,降低活性炭再生、更换频率,可以更有效的减少运行费用。图1填充塔式生物脱臭—活性炭吸附脱臭联合法工艺流程因此,针对西南科技大学污水厂恶臭特点和工艺要求,运用单一方法进行恶臭治理难以满足要求,应当采用生物法与物理法的组合工艺进行脱臭处理,即:填充塔式生物脱臭—活性炭吸附脱臭联合法。填充塔式生物脱臭—活性炭吸附脱臭联合法,是污水厂除臭技术的一种组合优化,不仅适合于类似于西南科技大学污水处理厂这类中小型污水厂的实际应用,也是今后污水厂除臭技术的发展趋势。参考文献[1]王灿,胡洪营,席劲瑛.城市污水处理厂恶臭污染及其评价体系[J].给水排水,20__,31(9):15-19.[2]聂福胜.污水行业除臭技术及其应用[J].环境工程,20__,21(2):70-71.[3]刘碧燕.城市污水处理厂除臭国内外技术现状[J].企业技术开发,20__,24(12):102-104.[4]徐晓军,官磊,杨虹,等.恶臭气体生物净化理论与技术[M].北京:化学工业出版社,20__.[5]翟崇治.微生物过滤法净化恶臭污染物[J].重庆环境科学,20__,22(3):35-37.[6]马梅荣,王光玉,宣世伟,孙德智.利用微生物除臭技术研究与应用[J].环境科学与技术,20__,26(4):50-52.
随着经济的不断发展,人们对环境的要求越来越高,污水处理厂逐渐成为城市必备的配套设施,污水处理设备是污水处理厂的核心,其质量好坏将直接影响企业的正常运行和经济效益,要使污水处理设备能正常的工作,高质量的工艺设备安装必不可少,本文将从设备的采购、检查验收等多方面简要分析污水处理厂工艺设备安装的质量控制措施,并对设备安装质量控制过程中业主、监理、施工单位各自的职责提出了自己的看法和观点,以供大家参考学习之用。
要保证工艺设备的安装质量,首先工艺设备本身的质量应过关。为了保证工艺设备的质量及整个污水处理工程的整体质量,建设单位应通过招标的方式对设备进行采购。由于建设单位专业性质的限制,一般情况下,可以根据建设领域相关规定要求,采用招标方式委托监理公司对工程质量、进度及投资进行全过程的监理。例如污泥脱水机、格栅机、曝气系统、水泵、鼓风机、刮泥机等等,通常都由建设单位提供,即我们平时所说的甲供设备,而甲供设备通常采用公开招标的方式来确定供货单位,有时候为了更加方便快速的供货,则还分进口设备和国产设备单独分开招标,涉及到专业性较强的部位例如:曝气生物滤池内的滤板和曝气头,生化曝气池的曝气系统等,还会有针对性地选择确定专业性较强、有丰富施工经验的施工单位来进行施工。在招标和确定中标人的过程中,监理单位通过参与,重点对供货单位的规模、资质、信誉度、相关工程的业绩等等情况进行综合的分析,向业主提出建设性的意见,从而为确保设备的供货质量奠定较好的基础。
业主单位与监理单位签订的合同中,应包含进场的设备的验收,这里的进场设备包含所有的工艺设备,也包括业主供应的设备,并通过文件的形式确认监理工程师对工程上使用的所有工艺设备和材料有检验权,对于那些不符合标准的设备和材料应严禁进入施工现场,监理工程师有权力通知施工方立即停止使用不合格的材料和安装不合格的工艺设备。对于进场的设备应有出场合格证和相应的质量鉴定证书以及性能检测报告等(进口设备还应有相关的原产地证明文件,海关报关单以及国家商品检验检测报告)相关书面资料,通常这些条件应在合同中予以明确和约定,若缺少了相关约定的质量证明文件,则严禁进入施工现场。设备到场的进场检查是确保工艺设备质量的一个重要环节,监理工程师和施工单位质量检验员对此负有重要的责任。监理单位的质量监理细则和施工单位的组织设计中,均应有关于设备进场检验的详细措施。而进场设备检查的项目包括如下内容:设备的数量、外观、零部件是否完整、密封件的完好程度、铭牌上的标注和规格、尺寸是否满足设计图纸的要求、是否有出厂合格证及质量检验证书等相关资料,在条件允许的情况下,应拆开部分密封件进行检查,若以上项目均符合相关规范标准及设计要求的情况下,方可以允许工艺设备进入现场,否则不管设备由哪一方供应,均不应允许设备进入现场。
要使污水处理厂工艺设备安装的质量满足优良工程的要求,首先要确认质量验收以及评定标准,目前,我国现在通常采用《城市污水处理厂工程质量验收规范》(GB50334-2002)来控制和评定安装工程质量的优劣。但是对于我国存在很少的大型城市污水处理厂来说,由于很多工艺设备及施工工艺均为国内首创,没有相关的经验可以借鉴,国家或者行业的规范标准也没有对其进行详细的规定,这个时候,用什么样的设备安装质量检验标准成了业主、监理单位及施工单位的一个难题。在这种情况下,一方面可以组织监理、施工及设计单位进行沟通和交流,拿出可行的保证设备安装质量检验标准的合理性,由于国外发达国家,在城市大型污水处理厂的建设方面积累了丰富的经验,可以对国外相似工程进行借鉴学习。另一方面可以请一些专家,对综合各方意见制定的工艺设备质量检验标准进行审核,以确保按照这样的标准进行检测能使工程达到优良工程的标准。
工艺设备良好的安装质量是创建优良工程的一个重要环节,而设备的安装质量是在设备安装过程中出现的,不能靠安装后的质量检验来控制,若采取这样的质量控制措施的话,必将会造成不必要的返工,增加了施工成本。因此,作为工程的参建方,施工单位和监理单位应各自编制具体的施工组织设计及专项方案和监理实施细则,施工单位的施工组织设计及专项方案和监理单位的质量监理细则,对工艺设备安装质量从方法和制度上起到了指导和保证作用。由于大型污水处理厂的子项多,而每个子项又各有自己的特点,对于这种特点,监理单位应有针对每个主体设备的监理实施细则,同时应严格要求施工单位对应于不同的子项应有针对性的施工专项方案。施工单位的安装工程施工组织设计应包含有设备进场检查、设备的安装过程及其质量检验和设备的调试方案,施工专项方案应有对如下内容的详细描述:污水处理厂土建施工阶段的预埋件、预留孔的留置、设备基础的施工、设备的搬运、吊装、定位和调平找正、主体设备与外部设备的连接、设备的运行和质量控制等等。而在实际操作过程中,应严格按照施工专项方案和监理细则进行执行操,对于工程设备安装的质量做到事前控制。例如:在污水处理厂中,设备的安装通常都需要通过预埋件、预留孔洞来实现,对安装质量的控制首先应保证设备安装的预埋件的位置、数量、规格与图纸相符,现场验收应在土建工程的钢筋绑扎模板支撑后,混凝土浇筑前进行,施工单位质量员以及专业技术负责人,应仔细核对图纸,进行自检,确认无误后再通知监理工程师现场进行质量验收。
监理单位的质量监理细则是针对某一主体设备而编制的,因此它具有针对性强的特点,其对安装过程中的重点工序的质量控制方法和检查方法有详细的论述,不仅明确了对哪些工序进行抽检,哪些工序必须进行检查,还包括质量指标还有检查方法、检查频率及使用的相应检查工具。同时,其质量监理细则还明确规定了未经施工单位质检人员检查的手续,监理人员可以不予以检查,若上道工序没有经过检查,严禁进入下一道施工工序。在进行检查的过程中,若没有手续或者手续不全的施工子项,监理工程师有权制止工程施工。当施工单位质量检查员持工序报验单向监理单位申请验收后,监理单位应在一段时间内对其进行检查验收,若第一验收不合格,监理单位在24小时内不接收同一工序的质量验收申请。之所以采取这样的措施,能给安装人员预留足够的时间进行检查整改,以有利于保证工程质量。
污水处理厂工艺设备安装的质量好坏,直接影响着设备的正常运行,而设备的试车和调试是直接反映设备安装质量的一种手段,因此需要认真的对待污水处理厂工艺设备安装后的试车和调试,并编制严密的设备试车和调试的方案。这个方案应交由监理单位批准后实施,以保证方案的有效。设备试车和调试分为设备单机试车、单体工程试车和全厂联动试车。按照规定和工程界的习惯做法,单机试车一般由施工单位来完成,而单体工程试车和全厂联动试车则由业主单位负责完成,但是施工单位应作为配合单位协助完成。经以上论述可知,试车方案也应由施工单位和业主单位分别编制完成。但是设备的试车并不是单个单位的事情,因为污水处理厂的设备是相互联系的,在施工单位进行单机试车的时候往往会牵扯到其它设备,在一定情况下,单机试车会成为单体工程试车,这个时候就需要监理单位进行必要的协调,施工单位和业主单位相互密切配合才能完成。根据规范的规定,单机试车的时间不应小于2小时,单体工程试车的时间往往要求大于72小时,若试车过程中出现不稳定的因素,则可能时间更长。由于时间的交叉和试车范围的相互叠加,在试车的时候,应明确各方的义务和责任,在试车方案中要明确两方各自应管理的范围和时间。比如,对污水处理工艺设备进行调试,应从单机开始启动到正常运行两个小时期间,由安装施工单位负责管理,这个时候业主单位应协助施工单位完成,在进入正常运行两个小时后进入单体工程试车,这个时候由业主单位负责管理,施工单位协助进行。
不管是施工单位的调试方案还是业主单位的调试方案,均应交由监理单位进行审核,在调试方案中应包括如下内容:明确的职责、工作范围和工作程序、相应的调试手段和技术措施等,让参加调试的每一个技术人员都能通过调试方案明确自己的责任及义务。
要确保最终调试运行合格,一些在调试过程中容易被忽略的问题往往会起到较大的影响作用,例如:污水厂水质比较容易积泥,时间长容易在管道里沉积后产生硬块,这样一些长期处于开启状态下的阀门,应不定期的进行必要的反复开启、关闭几次,这样可以避免关键时刻需要关闭阀门而产生无法关闭严密的现象,另外,在工艺设备调试过程中容易忽视如下问题:在调试的过程中没有核对设备的型号、位号和规格是否符合设计要求;调节阀的进出口方向是否正确;应检查液压执行机构的安装位置是否低于调节器,油路的高点是否有止回阀,油路的最高点是否有排气阀;忽略检查了报警装置;液压继电器配套与设备或容器连接是否严密不漏等等,以上这些问题容易在设备调试过程中忽视,若不仔细检查核对,将会影响整个系统的调试结果,甚至导致设备的损坏。因此,在调试的工程中,应予以充分的考虑和关注,从而确保设备调试的进展顺利。
对污水处理厂工艺设备安装的质量控制是保证污水处理厂成为优良工程的核心内容,作为一名技术人员,应该注意总结经验,汲取教训,并注意借鉴国外类似工程的相关经验,踏实工作,只有这样才能推进工程技术的发展。
目前,我国绝大多数污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B标准[1],而执行一级 A 标准可以较大限度的对污水进行“除磷脱氮”,减少对后续受纳水体的污染,出水可作为回用水,解决我国部分地区水资源紧缺的问题。因此,进行城镇污水处理厂提标改造是水环境保护的要求,也是国家提出的节能减排的要求。[2]
污水处理厂经过强化二级生物处理,仅需要去除SS时,可设置过滤单元。应用于污水处理厂深度处理的过滤工艺有多种形式,包括活性砂滤池、高效纤维滤池、纤维转盘滤池以及高效磁混凝工艺,下面对这四种工艺作介绍,以供参考。
活性砂过滤器是一种集絮凝、澄清、过滤为一体的连续过滤设备[3],广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料,过滤与洗砂同时进行,能够24小时连续自动运行,巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统,能耗极低,其工作原理如图1所示。
污水厂尾水通过进水管进入过滤器底部,经布水器均匀布水后自上而下通过滤料层。在此过程中,尾水被过滤,去除了水中的污染物。同时活性砂滤料中污染物的含量增加,并且下层滤料层的污染物程度比上层滤料要高。此时打开位于过滤器中央的空气提升泵,将下层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗。滤砂清洗后返回滤床,同时将清洗所产生的污染物外排。
活性砂滤料在提升泵的作用下呈自上而下的运动,对尾水起搅拌作用。过滤器内滤料能够及时得到清洁,抗污染物负荷冲击能力强。活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身运行特点,使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内可全部完成。
(4) 活性砂过滤器可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量,主要适应于小规模的污水处理厂。
高效纤维滤池是一种全新的重力式滤池,它采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元,其滤料直径可达几十微米甚至几微米,具有比表面积大,过滤阻力小等优点。微小的滤料直径,极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量。
为充分发挥纤维滤料的特长,在滤池内从上至下依次设有反洗排水槽、纤维密度调节装置、纤维束滤料、滤板、布气装置、布水装置。设备运行时水流经纤维滤料层,软性纤维滤料在水流阻力作用下被压实,滤层孔隙度沿水流动方向逐渐缩小,纤维密度逐渐增大,实现了深层过滤。当滤层截污到一定程度需清洗再生时,在反洗水作用下纤维滤层被放松,使滤料恢复自由状态,对滤料进行气水混合反洗,可有效地恢复滤元的过滤性能。
纤维滤盘过滤器是目前世界上最先进的过滤器之一,主要用于废水的深度处理与中水回用,目前在全世界已广泛采用了该项技术。其主要特征为处理效果好,出水水质高,出水稳定,连续运行,承受高水力及悬浮物负荷能力强,全自动运行,操作及保养简便,运行费用低,土建费用低及占地极小等。
纤维转盘滤池用于污水的深度处理,设计水质:进水SS=20~50mg/L,出水SS≤5mg/L,浊度≤2NTU,实际运行出水更优质,一般出水浊度在1左右或更低。
污水重力流或压力流进入滤池,滤池中设有挡板消能设施。污水通过滤布过滤,重力流通过溢流槽排出滤池。过滤中部分污泥吸附于纤维滤布外侧,逐渐形成污泥层。随着纤维滤布上污泥的积聚,纤维滤布过滤阻力增加,滤池水位逐渐升高。通过测压装置可监测滤池与出水池之间的水位差。当该水位差到达反冲洗设定值时, PLC即可起动反冲洗泵,开始反冲洗过程。
(1)设计新颖。重力运行,根据水位差自动反冲洗。反冲洗期间连续过滤,过滤期间滤池维持静态,滤盘仅于清洗旋转。
(2)占地面积小,滤盘垂直中空管设计,使小的占地面积即可保证大的过滤面积。
磁混凝工艺在常规中混凝沉淀工艺中添加了磁粉,并使磁粉与混凝絮体有效结合。由于磁粉的比重大,因此大大增加了混凝絮体的比重,加快了絮体的沉降速度。磁混凝工艺同时设置了污泥回流系统,使得污泥中磁粉及混凝剂循环使用,有利于节约混凝剂用量。剩余污泥中经过磁粉回收后排出本系统。
磁混凝工艺沉淀表面负荷可达20~40 m3/ m2h;同时具有优良的沉淀效果,可与普通石英砂过滤相媲美。磁混凝工艺的技术特点是:
(4)由于系统内部具有5 g/L以上的磁粉,因此耐受流量及固体负荷冲击;
磁混凝工艺虽然是混凝沉淀工艺,但是SS及TP可以直接达到一级A要求,因此比较适合污水厂SS和TP的一级A提标,同时可去除部分COD和BOD5。除了出水指标SS及TP外,在工程上磁混凝还有如下优点:
(1)磁混凝水头损失较少,本质上是混凝沉淀工艺,较过滤水头损失很少,而出水达到过滤的效果。磁混凝最低水位差约0.6 m,主要体现在沉淀池出水槽跌水损失。
(2)磁混凝占地面积很小。10万吨的双组磁混凝占地面 积约600 m2,常规老污水厂一般能够满足此要求。对于新建污水厂,磁混凝较常规混凝沉淀过滤节约占地面积,非常容易布置。在现状污水厂,往往有绿化等非生产富余面积,这些空余面积一般能够满足磁混凝的面积需求。在发达城市,土地成本越来越高,磁混凝工艺节约土地的价值将越来越突出。
(3)运行费较低。对于城市污水的深度处理,磁混凝的运行药剂费很省,混凝剂PAC约5~10 mg/L,PAM约0.5~1.0 mg/L,磁粉损耗率约1.0 mg/L,以上消耗品合计费用约0.02~0.025元/m3。磁混凝电耗大约0.025 kWh / m3,主要体现在搅拌机、污泥泵以及磁粉回收系统。
(1)活性砂滤池过滤效率较高,运行费用低,水头损失大,主要适用于小型污水厂的提标改造。
(3)纤维转盘滤池占地面积小,自动化程度高,水头损失小,但滤布维护费用高。
(4)磁混凝滤池占地面积小,除磷效果佳,运行费用低,但技术尚未全面推广。
污水处理厂对城镇生活污水采取的是分级处理方式。一级处理是对污水进行最基本的初步处理,主要是通过过滤、沉淀等比较普遍的方式除去污水中的悬浮颗粒以及胶状物质,并初步调节生活污水的pH值,城市生活污水经过一级初步处理仍然达不到国家污水的排放标准,需要进行后续的二级处理。采用生物处理方法对城镇污水进行二级处理,目的是除去生活污水中溶解有机物,还可以将一级处理中过滤干净的悬浮颗粒和胶状物一并分解除去。城镇生活污水经过二级处理后基本可以达到国家污染物排放标准。但为了使污水得到进一步的净化和处理,降低污水对人体和生态环境造成的损害与破坏,需要进行城镇生活污水的三级处理。三级处理是对经过二级处理后的污水的再净化,该过程会发生一些物理反应、化学反应以及生物反应,最终达到除去溶解在污水中的有机物、不容易进行生物降解的有机物、矿物质、氮磷化合物、病原体以及其他类物质。城镇生活污水经过污水处理厂的三级处理后就可以达到工业用水的基本要求,如果处理过程比较严格,就会获得更好的处理效果,理想状况下亦可当作生活用水供城镇居民使用。
目前,淹没式生物膜工艺被广泛应用于城镇生活污水的处理过程中,处理效果较为明显。淹没式生物膜工艺中的生物载体主要是由具备弹性的生物环填料、球形悬浮状填料以及软性填料组成,曝气池中生物的存在状态有两种,分别是悬浮状态和固定状态,选用该种工艺进行城镇生活污水的处理需要进行后续的再次沉淀,目的是进行固液分离。该工艺的主要优点:(1)生物种类和生物量较多,对污水的处理能力较强,处理效果也较好;(2)对污水的水质和水量变化的适应性较强,工艺性能比较稳定,不易被破坏;(3)成本费用较低,操作简便,易于运行。综上所述,淹没式生物膜工艺具有低耗能、高效率、无二次污染的优点,是处理城镇生活污水的最佳选择。
氧化塘处理工艺也是当前用的较为广泛的一种城镇生活污水处理工艺,是利用水中天然存在的各种藻类植物和具有分解作用的微生物对城镇生活污水进行处理,发生一系列的需氧、厌氧生物反应的天然或人工建造的池塘。该工艺是通过天然的生物净化作用达到对生活污水进行处理的目的。该处理工艺的优点:氧化塘的修建是在现有河道的基础上进行,投资成本低,而且可以利用处理后的污水进行水生植物和生物的养殖,从而实现处理后城镇生活污水的再利用。不足之处:对城镇生活污水的处理效率较低、占据较大的空间面积,更严重的是该工艺的设计和操作一旦出现问题,很容易造成水体的二次污染,使水资源滋生大量的蚊虫等危害人体健康的生物。
由于我国仍是发展中国家,经济发展尚不发达,我们现在的主要资金还是运用到了经济发展方面,在污水排放量一天天增加的同时,我们的污水处理技术却不能以相同的速度提高,尽管政府已把部分资金投入到污水处理技术方面,但是还相差甚远,先进的设备成本过高,迫使许多政府机构放弃投资。因此我们需要努力争取更大的支持、加大污水处理的投资,但也不能仅靠扩大投资来增加更多的污水处理,我们需要利用有限的投资提高污水处理的规模及标准,研究开发低成本、低投资、高效率的污水处理新技术和新设备,这将是我们未来发展的首要任务。
在我们处理城市污水的同时,势必会产生许多的污泥,且污泥中含有的污染物浓度更高,所以处理好污泥也是我们处理污水的最重要的工作之一,可是怎样才能处理好污泥,这对我们发展中国家来说是一个很大的难题。我国的有关环保部门规定,因污泥量中含有大量的有毒有害物质,如果不处理就会对环境产生极大的影响,因此污泥必须进行妥善的处理。因城市污水产生的污泥含水率极高,所以在污水处理的过程中产生的污泥量也特别多,虽然我们不能阻止污泥的产生,可是我们可以让污泥量减少:一是我们可以从源头去减少污泥量的排放,这样在污泥处理中也会减少费用;二是对处理污泥量的力度提高,但是第二种方法是我们大多数人不能接受的,因为这样会使成本更高,所以我们都会选择简单、节省成本的第一种方法,这就需要我们去开发更为有效的技术,以解决污泥处理的问题。
我国乡镇污水的处理任重而道远,只有加大对污水处理的重视,才能保护生态环境,促进和谐社会的发展。随着经济发展的越来越快,我们可以使用的水资源也会越来越匮乏,而我国的污水处理技术水平非常有限,我们需要进一步去开发新的技术和新的设备,这样我们的生活环境才会改善,我们的生活质量才会提高,我们的社会经济才能源源不断地得到发展。
随着工业化进程的加快,其产量不断增大,污染也日益严重,处理不慎将严重制约企业的可持续发展。要想达到最大限度的减少污染,充分保护和最大化的利用水资源,必须要重视生活污水的处理。
某厂区职工生活楼集中,日产生活污水4000余立方,。生活污水排放设施完善,水质单一,易于处理且投资少。因此,及时投资建设了生活污水处理站。经运行和不断调整,现设备系统运行情况良好,日处理生活污水4000立方,处理后再利用,取得了良好的社会效益、环保效益和经济效益。
厂区水质单一,易于处理,生活区自来水水源为生活区地下深井水,经使用后集中排入楼下化粪池,然后经排污沟自流排至厂生活污水集水池。混合后的污水通过液位自动控制输送泵,送至厂生活污水处理站的1000m3调节池,经测算厂区日常平均生活用水量在200t/h左右,但考虑今后新增家属楼的余量,生活污水处理系统设计出力确定为250t/h。生活污水一年内不同时期的水质情况如表1所示。
由表1可看出,混合后的生活污水悬浮物、CODMn、浊度、NH3-N含量较高,且生活污水细菌含量一般也较高。因此,其处理系统应采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理后,方可用于循环冷却系统的补充水。
(1)工艺主要流程:生活污水集水池排污泵(3台) 生活污水调节池(2座) 废水提升泵(3台) 曝气生物滤池(2台) 气浮混凝反应罐(2台) 气浮反应池(2台) 气浮出水池(1座) 中间升压泵(3台) 无阀滤池(2台) 清水池(1座) 清水送水泵(2台) 二期冷水塔。
(2)加药系统流程:与主系统配套的加药系统包括凝聚剂加药装置和二氧化氯发生器(杀菌剂)。混凝剂加药点设在气浮混凝反应罐进水管上,杀菌剂二氧化氯加在无阀滤池出水管上。
(3)泥渣浓缩及清水回收系统:为降低生活污水处理的自用水率,废水处理站设有泥渣浓缩池,主要作用是储存系统排泥(渣)及滤池反洗排水。这些含泥废水经沉降分离后上部清水回收至生活污水调节池,沉淀的泥浆经污泥泵升压后送至冲灰系统冲灰。
基于本厂生活污水的特点,处理工艺主要采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理。其中曝气生物滤池是利用依附于多孔载体表面微生物膜的新陈代谢来分解污水中的有机物,净化污水。曝气池的主要特点是:对生活污水水质、水量有较强的适应性,且运行稳定性好;生物膜含水率低,不会发生污泥膨胀,运行管理较为方便;易于微生物生长繁殖,对微生物分解速度快,剩余污泥量较少;处理费用低、设备紧凑占地面积小等优点。
气浮池是以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,使其视密度小于水,悬浮颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离而去除。当混凝剂加入气浮池反应罐前时,在混凝剂的作用下,水中的胶体和悬浮物脱稳形成细小的矾花颗粒,水流进入气浮池接触室后矾花颗粒与溶气水中大量的微小气泡发生吸附,形成密度小于水的絮体并上浮,在水面形成浮渣层,由刮泥机刮出;清水则由气浮池下部汇集进入出水槽排出。气浮池的主要优点是:
(2)微气泡集群上浮过程稳定,对液体扰动微小,确保了气浮处理后的出水水质,有利于延长无阀滤池的反洗周期,节约冲洗耗水量;
由于曝气生物滤池主要依靠填料上生长的微生物的新陈代谢来分解污水中的有机物,因此,投运前应首先培养好滤料层中的生物膜。其次,应调试出各进水量时的曝气量。为尽快培养出良好的生物膜,采用了接种挂膜,意在缩短挂膜时间,强化挂膜效果。其做法一是人工引入了大量的活性污泥菌种,二是提供了合理的氧气量(曝气量)。并分别对单台进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的曝气量与出水水质的关系进行了调试,从而筛选出了在不同进水量的条件下的合理曝气量。图1即为单台设备进水量为100m3/h时,其出水水质与曝气量的关系图:
由图1可见,在水气比为13时出水水质最好,而曝气量过小或过大时,水质都将变差。这是因为曝气量过小时微生物新陈代谢缓慢,有机物不能得到迅速分解被出水带出;而曝气量过大时,滤料表面的生物膜可能被迅速上升的大气泡剥离带出,使生物膜遭受破坏,也将影响微生物的新陈代谢过程,使出水水质变差。
由于气浮池是利用部分回流加压溶气气浮和加药凝聚澄清而除去水中污物,故回流溶气水量与凝聚剂加药量的大小是影响气浮池处理效果的关键因素。也分别对其进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的加药量与出水水质的关系进行了调试。图2为进水量在100m3/h时,出水水质与溶气水量、凝聚剂加药量大小的关系图。
由图2看出,形成一定量浮渣(10cm厚)所需的时间,在溶气水量为30~40m3/h时所用时间最少,表明此时污水中的悬浮物去除率最高。因为溶气水量过小,细小气泡不能有效的将污物带出水面;溶气水量过大,则大气泡将破裂,不再与絮凝物粘附,致使部分絮凝物将沉降池底或被出水带出,而不能上浮在水面,都将影响出水水质。
由图3可看出,随着凝聚剂加药量不断增加,其出水水中CODMn、BOD5的值逐渐减小,但加药量增大到一定量后,出水中CODMn、BOD5的量基本趋于稳定,这说明水中的悬浮物已被最大限度的吸附去除。考虑其经济性,故选凝聚剂加药量40mg/L为最佳值。
经上述处理后的污水再进入无阀滤池过滤、杀菌消毒处理,其出水水质浊度为15NTU、COD为1.82mg/L、NH3-N为1.48mg/L左右,已完全满足循环冷却系统的补水水质要求。故全部作为循环冷却水补水的一部分进行使用。经过近一年的试运行,除运行中循环水的碱度偏高,需加大硫酸加药量以调整碱度外,其它一且正常。因当地地下水为典型的负硬水,其碱度较大,约在9~10mmol/L之间,硬度约在4~5mmol/L之间,循环水浓缩倍率若按3.5倍控制的线mmol/L左右,为使循环水的碱度控制在7mmol/L以下,就应加入大量的硫酸中和,但循环水中硫酸根的大量增加是否会对冷水塔水泥基础及其它设施造成影响,现在还没有发现异常现象,有待今后继续观察。虽然每年增加了13万元的硫酸费用,但总体计算仍是十分经济合算的。
总之,经对各污水处理设备的影响因素和运行参数进行了筛选优化,在单台设备常规运行时(进水量为100m/h左右),曝气生物滤池水气比控制13;气浮池溶气水量控制35m3/h左右,凝聚剂加药量控制40mg/L时,设备出水水质较好,应为设备最佳运行方式。再经过滤、杀菌消毒(ClO2)就可满足循环冷却的补水水质要求,直接补入循环冷却系统回收利用。
现在,厂区污水站每天处理污水约4000t,这样,每年则可处理污水约140万t,经测算厂区污水处理费用为0.62元/t,工业水价格为1.34元/t,每年节约工业水费用为100.8万元。另外,每年可减少对外排污费10万元,正常运行每年纯效益为97.8万元。四年半即可收回投资(污水站总投资为450万元)。
总之,生活污水处理是一项系统工程,对于企业的可持续发展十分重要。我厂必须建立和发展适合企业情况的生活污水处理工艺技术,不断优选工艺,以降低运行费用。从实际运行情况可知:运行稳定、效果良好,处理出水进行生产生活用水,取得了很好的社会环境效益及明显的经济效益。
[1] 吴国生,中小城镇生活污水处理技术的研究[J]科学与财富,2011.06