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昆明污水厂一级A稳定达标工艺分析

1一级A安稳合格的首要工艺单元考虑

  从技能可行性和经济合理性视点考虑,有机物(COD、BOD5)和氮、磷的合格去除应尽量在污水二级生物处理工艺单元中完结,特别是TN和NH3-N的去除。二级(强化)处理应保证有机物、悬浮固体和氮磷养分物有足够高的去除率,一般选用生物除磷和生物硝化/反硝化办法,必要时添加化学协同除磷。特别(微量)污染物和有毒有害物质应尽量在工业企业源头加以操控,必要时在深度处理工艺流程中设置针对特定水质方针的处理单元。表1汇总了乡镇污水处理厂一级A安稳合格处理中可供挑选选用的代表性工艺操作单元。

  二级(强化)处理之后的深度处理应以过滤工艺为中心单元、混凝沉积为强化手法,起到高效去除悬浮固体和胶体物质的作用,下降处理水的浊度和消除病原体,必要时经过调整混凝剂优选和剂量同步完结化学除磷。高级处理是合格深度处理的选用单元,经过物理、化学或生物办法更充分地去除水中某些特定的成分,例如反硝化滤池去除硝态氮,活性炭吸赞同臭氧化去除难生物降解有机物及脱色、反渗透法去除溶解性固体。消毒处理是合格的必备单元,也是深度处理流程的最后一个单元,其功用是使用物理、化学或生物的办法去除和灭活水中的各种病原体。

  2一级A安稳合格的工艺单元挑选

  针对太湖流域乡镇污水处理厂的除磷脱氮改造需求,结合代表性乡镇污水的水质特色和水质处理要求,以表1所列出的工艺单元为基础,按图1所示的工艺挑选进程组合出合适该区域乡镇污水处理厂出水一级A安稳合格的根本工艺流程及改变办法。

  在乡镇污水一级A安稳合格处理工艺流程中,粗格栅、细格栅、提升泵站和沉砂池是必备的前处理工艺单元,二级生物处理选用膜生物反响器(MBR)时,还需求在前端设置超细格栅(1mm间距)。除非进水悬浮物浓度很低或进水SS/BOD5比值较低,不然,常规初沉池或高负荷沉积池应该成为必选工艺单元,以尽量去除进水中的无机悬浮固体。后续生物处理单元存在碳源缺乏时,可考虑初沉污泥的产酸发酵以弥补优质碳源,或许部分时段逾越初沉池直接进入生物处理池。

  二级生物处理工艺的挑选是一级A安稳合格的最重要环节,特别是TN和NH3-N的安稳合格去除,关于氮磷去除,主张选用回流污泥反硝化生物除磷脱氮(改良A2/O)及其变型工艺作为根本工艺流程,目前现已得到较为广泛的工程使用。可采取的首要工艺操控及改善办法为:

  (1)污水生物处理体系选用15d以上的规划泥龄,考虑进水水质水量的变动和运转操作的调理能力限制,实践运转进程中应尽量操控在12~20d的范围内,以保证冬天低水温(例如10℃)条件下生物处理池有足够数量的硝化菌与硝化能力。

  (2)可选用环形沟道生物反响池(氧化沟)池型构造,较高倍率的循环流量构成快速混合作用,加上多个沟道的串联,可以显着减小进水水质水量的时改变峰值系数(由3~10倍下降到1.5倍左右),相应下降出水NH3-N浓度的动摇,有用发挥硝化菌的作用,有利于NH3-N安稳合格。

  (3)进水水质水量的动摇和碳氮比偏低是影响TN安稳合格的最首要因素,进水水质水量的动摇经过沟道串联安置来缓解,碳源缺乏可经过初沉污泥发酵进行必定程度的弥补;必要时,弥补外部碳源(例如甲醇、醋酸钠、醋酸等)强化生物反硝化作用。

  (4)强化前端预处理以去除尽量多的进水无机悬浮固体,下降活性污泥的惰性组分含量,以进步生物池的反硝化速率,缩短反硝化所需时刻或进步反硝化总量;部分沟(渠)道可按亏氧办法运转,促进一起硝化反硝化及部分短程硝化反硝化的完结,进步碳源使用功率和TN去除总量。

  (5)冬天低温到来之前,在秋季提前逐步进步整个污水生物处理体系的活性污泥总量,添加实践运转泥龄,体系中累积硝化菌和反硝化菌的总量,以改善和保证冬天的硝化和反硝化作用。

  在二级处理出水TN和NH3-N安稳到达一级A排放规范的情况下,可选用直接过滤或许混凝过滤的工艺单元进一步下降出水的COD、BOD5、SS和TP浓度,使其安稳合格。化学混凝有助于强化COD、BOD5、SS和TP的去除以及后续过滤单元的安稳运转。过滤办法可以有多种挑选,包含砂滤池、机械过滤器和膜过滤体系,首要取决于出水水质的具体要求和合格考核办法、处理出水的出路与用途、工程造价和运转本钱、操作管理与运转调整难易等方面。

  在二级处理出水TN和NH3-N不能安稳到达一级A规范的情况下,需求选用反硝化滤池和曝气生物滤池体系,将TN和NH3-N的进一步安稳去除与过滤处理相结合,但这种办法的出水浊度和SS含量要高于砂滤、机械过滤和膜滤,另外,反硝化滤池需求投加外部碳源(甲醇),去除1mg/L硝态氮一般需求投加3mg/L甲醇。

  选用膜生物反响器(MBR)时,生物处理与膜滤结合为一体,占地面积较小,出水感官方针好,合适处理出水的直接再使用,但运转本钱和工程出资高,曝气能耗会有显着的升高。

  3一级A安稳合格的根本工艺流程主张

  3.1根本工艺流程的构成

  一级A安稳合格的根本工艺流程为:二级强化处理+化学混凝(沉积)+介质过滤+消毒。这一工艺流程挑选基于二级强化处理出水的TN和NH3-N现已可以安稳到达一级A规范,COD安稳到达一级B规范,碳源BOD5一般在12mg/L以下。

  其中,化学混凝(沉积)过滤工艺包含以下三种首要组合办法:

  ①混凝沉积过滤:快速混合+絮凝+沉积+过滤。在快速混合池或进水管道内完结快速混合,经过絮凝反响往后,在澄清池中沉积处理,沉积出水进入滤池过滤。在二级处理出水SS不安稳或需求化学除磷的情况下,需求选用该工艺组合,以保证出水的全面安稳合格。

  ②化学絮凝过滤:快速混合+絮凝+过滤;在快速混合池或进水管道内完结快速混合,经过必定时刻的絮凝反响,不经沉积,直接进入滤池过滤。一般选用聚铝或硫酸铝作为化学除磷药剂。

  ③微絮凝过滤:管道混合+过滤;经过快速混合器或管道内部混合器完结化学药剂的投加与快速混合,絮凝进程在深床上向流滤池的底部或深床重力流滤池的顶部完结,不设置中间沉积段。选用聚铝作为除磷药剂时,需求必定的化学沉积反响时刻,不然除化学磷作用会受到必定影响。

  3.2化学混凝处理

  深度处理工艺流程中设置化学混凝剂投加体系,其中心意图是进步后续过滤工艺的颗粒去除功用,以增强悬浮物、胶体物质、磷酸盐和病原体的去除;混凝剂包含铝盐、铁盐、石灰、复合药剂和聚合物等。

  假如深度处理工艺体系在不投加化学药剂的情况下就能安稳到达TP去除要求和3NTU的浊度,则允许混凝剂投加体系停止运转,但化学药剂投加体系必须每月至少保持运转两次,以保证需求时整个加药体系可以投入正常运转。

  假如混凝工艺之后选用粒状滤料滤池工艺,则化学混凝工艺应至少满意:

  ①接连监测和记载生物处理出水的浊度值,以便后续混凝剂投加设备能依据进水水质的改变主动调整混凝剂的投加量。

  ②除微絮凝过滤外,规划中应供给包含快速混合和絮凝池在内的化学处理设备,必要时添加中间沉积设备,以保证所有运转条件下均能到达后续过滤水质的要求。

  ③深度处理设备的每个处理工艺单元(凝聚或快速拌和以及絮凝等)应至少设置两套,以保证某一套设备停机修理、保养或反冲刷时,能接连进行再生处理。

  ④投加混凝剂的一起,供给足够的初期快速混合或等效办法,以保证混凝剂在污水中的有用扩散和高效使用,促进后续絮凝反响的高效完结。

  ⑤在絮凝反响池中一般需求供给促进絮体粒子构成的模式。要经过慢速拌和操控水流的紊流或拌和强度,既要避免絮体粒子的沉积,也要避免絮体的破碎与崩溃。

  ⑥工艺操控中不得呈现絮凝时刻缺乏,以防过滤出水中持续发生絮凝而影响出水水质。

  ⑦投加混凝剂后需求必定的时刻才干构成肉眼可见的絮体,依据污水性质以及所选混凝剂的不同,絮体构成的时刻也有所不同,可能需求5min或更长时刻。要供给充足的絮凝反响停留时刻,以保证絮体在污水过滤之前全部构成,而不是过滤之后持续构成。絮凝反响停留时刻应依据实验测定成果或参照同类工程运转数据。

  ⑧不同污水处理厂的生物处理出水水质会有必定程度的不同,每个拟建项目都需求进行前期实验,合理挑选混凝剂和聚合物类型,以及相应的规划投加量。

  ⑨选用絮凝后直接过滤办法时,主张快速混合单元的停留时刻小于30s,絮凝单元的停留时刻20~45min。

  3.3过滤处理

  过滤处理是达一级A合格处理的重要组成部分,可以在消毒之前去除固体物质、TP和浊度,从而能进步后续消毒作用,使病原微生物失活或去除。过滤技能的挑选不仅体现在出水水质的好坏,并且也需求考虑操作难易程度、运转的限制条件、体系构件的牢靠性以及对流速和负荷改变的习惯性问题。粒状滤料过滤是使用时刻最长,也是使用作用最好的城市污水过滤处理技能。

  浊度是混凝-絮凝沉积-过滤工艺处理作用的首要衡量参数,虽然不能用于衡量病原体的去除程度,但浊度却是出水消毒作用的重要操控方针。滤池可选用双层滤料滤池、单层滤料滤池、均质滤料滤池等。

  3.4消毒处理

  关于净化处理水的消毒,其卫生学与环境功用方针包含:将微生物病原体的浓度下降到水质规范规则的最低浓度规范值以下,到达国家规则的排入受纳水体的水质要求;不会因处理水的排放而添加用水进程与环境中有毒物质的浓度;消毒作用安稳牢靠且经济有用;消毒剂或副产物的运送、贮存或处置进程不会对公众健康或环境造成额外风险。可供使用的消毒办法包含化学品消毒(例如氯化或臭氧消毒)、物理消毒(例如紫外消毒)、生物法消毒(例如停留蓄水塘或生态净化处理)等,膜滤技能也有较好的病原体去除作用。

  三种典型消毒技能的特色为:

  ①氯化消毒:氯对E.coli等肠道细菌的消毒十分有用,但对其他微生物种属的消毒作用就没有那么好,因而,使用大肠杆菌衡量消毒作用时,应考虑不同病原体类群对氯化消毒的敏感度。氯化消毒作用取决于pH、氯浓度和触摸时刻,并受氨和悬浮固体的影响。氯化消毒的缺乏之处是,余氯对水生生物有毒害作用,还可能构成具有较大毒性、耐久性和生物累积性的有机氯衍生物。

  ②臭氧消毒:与氯化消毒比较,臭氧对病毒和细菌的消毒作用要好得多,但假如条件不理想,灭菌的作用也会呈现问题。臭氧在水中的溶解度较低,使其消毒能力显着下降;另外,因为其反响活性高,难以维持残留臭氧,这可能导致微生物的再次生长。

  ③紫外消毒:UV消毒的功率首要取决于消毒前净化处理水的物理化学水质特征,水质越好,UV消毒的功率越高。UV进行消毒的优势在于消毒速度快,并且不会添加处理水的毒性。与臭氧相同,UV消毒不会在水中发生耐久的残存。需求经长距离和长时刻运送或贮存时,可能存在微生物再次繁殖的风险。

  4合格排放与再生使用统筹的工艺流程

  考虑到再生水使用的水质牢靠性和安稳性要求较高,一级A合格排放与再生水出产相结合的根本工艺流程为:二级强化生物处理+膜过滤(多层滤料过滤)+消毒,必要时膜过滤之前添加混凝沉积预处理。有化学除磷需求,或许生物处理出水SS浓度偏高时,应采取混凝沉积预处理。

  4.1混凝沉积

  可选用铝盐、铁盐、石灰、聚合物等作为化学混凝剂。不同污水处理厂的生物处理出水水质会有必定程度的不同,每个拟建项目都需求进行初期实验研究,以合理挑选混凝剂和聚合物类型及规划投加量。

  作为SS的合格操控办法时,假如进水浊度低于10NTU,可以不投加化学药剂。作为化学除磷的合格操控办法时,应保持加药体系的运转,除非进水磷浓度现已低于限定的规范值。投加铁盐或铝盐进行化学除磷的摩尔比一般为2~3,一般经过实验确认。化学除磷和生物除磷均尽量安排在生物处理工序完结,以下降处理本钱和药剂消耗量。

  在絮凝反响池中一般需求供给某些促进絮体粒子构成的办法。经过慢速拌和操控水流的紊流或拌和强度,既要避免絮体粒子的沉积,也要避免絮体的破碎与崩溃。要供给必定的絮凝反响停留时刻,一般为10~20min,具体依据实验测定成果或参照同类工程的出产性运转数据。

  沉积工序选用平流沉积池时,沉积时刻可选用2.0~4.0h,水平流速可选用l.0~10.0mm/s。如选用澄清池,上升流速可选用0.4~0.6mm/s。需求接连监测和记载生物处理出水的浊度值,以便后续混凝剂投加设备能依据进水水质的改变主动调整混凝剂的投加量。

  4.2膜过滤

  经过前端工序处理后进行膜过滤(微滤、纳滤等),选用微滤膜过滤时,首要技能参数为:

  ①微滤膜孔径宜挑选0.2μm或0.1~0.2μm。

  ②二级处理出水进入微滤设备前,应投加适量抑菌剂;假如没有混凝沉积预处理,应进行粗过滤处理(500μm)。

  ③微滤体系宜设置在线监测微滤膜完整性的主动测试设备和主动反冲刷体系;可以选用气水反冲体系,也可依据膜材料选用其他冲刷办法。

  ④微滤体系宜选用主动操控体系,在线监测过膜压力,操控反冲刷进程和化学清洗周期,多数处理体系的技能参数为:反冲刷周期30~60min,化学清洗周期:20~40d。

  ⑤要求微滤或其他等效膜过滤的出水浊度不超过0.5NTU。

  4.3消毒处理

  膜过滤能有用去除微粒、细菌、某些病毒、藻类和原生动物。原生动物一般大于0.2μm,经过微滤可以有用去除,这使得该办法优于其他技能。粒径大于0.2μm的病毒(包含多数肠道病毒)也能得到有用去除。但反冲刷液中含有大量的微生物污染。膜滤出水需求进一步消毒处理,可以选用氯化或紫外线消毒,或其他等效办法,要求消毒出水的粪大肠菌群数小于3MPN/L。

  5低浓度和高浓度乡镇污水的合格工艺流程

  5.1低氮磷生物处理出水的合格处理工艺

  部分中低浓度污水和进水水质特性较好的中等浓度污水,其二级处理出水的TN、NH3-N现已可以到达一级A规范,TP、COD和BOD5接近一级A规范,只要直接进行过滤处理,出水水质就可以全面到达一级A规范的要求,过滤办法包含砂滤池、机械过滤器或膜过滤体系等。

  5.2一级A安稳合格工艺流程的功用扩展

  在二级强化生物处理+化学混凝(沉积)+过滤的根本工艺流程的出水水质难以安稳到达一级A规范的情况下,需求在根本工艺流程的基础上扩展某些功用。例如:在二级强化生物处理部分,首要包含好氧生物池添加填料进步硝化能力和硝化安稳性,缺氧段投加碳源进步反硝化能力及其安稳性,初沉污泥发酵和剩余污泥破解弥补碳源。在二级强化生物处理之后,首要包含去除氨氮的曝气生物滤池,去除TN的反硝化滤池,去除COD的活性碳吸附,脱除色度的臭氧氧化,脱除盐分的反渗透,以及膜生物反响器的使用,等等。

  需求特别注意的是,选用投加外部碳源的办法强化生物脱氮作用时,关于进水总氮浓度高、碳氮比低的乡镇污水处理厂,其工程出资和运转费用可能呈现大幅度的添加,使得单位资金投入的减排作用并不明显,此时应该特别加强源头操控,一是下降排入污水管网的原水总氮浓度,二是适当下降存在优质碳源的工业污水(例如生物发酵行业排水)的BOD5排放要求,以进步乡镇污水处理厂进水的碳氮比和优质碳源(可快速生物降解有机物)比例。