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城镇污水处理厂升级改造的有关问题

北极星环保网来源:中国给水排水 张辰2018/5/30 8:48:38我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 污水处理厂 提标改造

11213寻求污水处理新技术

近年来,国内外学者针对传统生物脱氮除磷系统中发现的新现象和新过程进行了大量理论和试验研究,并提出了一些可节省碳源消耗的生物脱氮除磷新理论和新技术(如表5所示)。目前,上述部分污水处理新技术已在国外得到工程应用,如短程硝化反硝化技术已被用于处理污泥消化液。基于这些新技术,国外学者也研究开发了一些生物脱氮除磷新工艺,如基于反硝化除磷原理开发的BCFS单污泥工艺、A2N双污泥工艺,基于短程硝化反硝化和厌氧氨氧化原理开发的SHARON-ANAMMOX联用工艺,其中BCFS工艺已在实际工程中应用,而A2N工艺和SHARON-ANAMMOX联用工艺距工程应用尚有一定距离。

2工艺选择

污水处理厂的技术升级改造一般包括水力改造、设备改造和工艺升级改造等,其中污水处理工艺升级改造是提高出水水质的关键。与新建污水处理厂不同,污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂,通常情况下要考虑3个问题:1尽量利用原有构筑物,投资少;o工艺运行可靠,灵活性强;»处理效率高,能耗低。就处理功能而言,化学除磷、生物脱氮除磷和深度处理等工艺均可实现工艺升级改造的目的[3]。

211化学除磷

在沉淀池或污水处理反应池内投加金属盐和聚合物等化学药剂,通过化学反应和凝聚作用凝聚胶体颗粒,生成沉淀物以达到强化除磷效果。

212生物脱氮除磷

双污泥系统

基于双污泥理论,增设生物膜法硝化池,使之独立于活性污泥法缺氧、厌氧和好氧池之外,为除磷和脱氮微生物创造各自最佳生长环境,克服传统活性污泥法存在的泥龄、碳源等矛盾,实现高效脱氮除磷。

活性污泥和生物膜复合工艺

将生物载体直接投加到已建曝气池中形成活性污泥和生物膜复合生物处理工艺,使活性污泥主要负责有机物去除,生物膜主要负责硝化,提高曝气池内生物量,增强系统硝化性能,提高系统抗冲击负荷能力,节省占地和投资。

增加反应区容积通过在普通曝气池外增设厌氧、缺氧区,可以将普通活性污泥法升级改造为Bardenpho工艺、A2/O工艺、改良A2/O工艺、倒置A2/O工艺和VIP工艺,以达到脱氮除磷目的。

调整反应区容积在生物反应池容积允许的条件下,将普通曝气池分隔成厌氧、缺氧和好氧区,使之升级为脱氮除磷工艺。

213深度处理

污水深度处理升级改造措施主要包括:应用新型过滤、吸附、混凝、沉淀、气浮及消毒工艺;采用曝气生物滤池工艺;应用膜技术;应用膜生物反应器技术。

一般来说,对于常规城镇污水水质,为使出水水质达到一级B标准,将传统二级生物处理工艺升级为生物脱氮除磷工艺即可实现;但出水水质如若执行一级A标准,则处理难度相对较大。根据国内已建污水处理厂的实际设计与运行经验,利用三级过滤工艺可以提高对SS和有机物的去除率,利用化学除磷可以强化对TP的去除,利用以强化脱氮为主的脱氮除磷工艺可以提高对TN的去除率。

3节能降耗

城镇污水处理是高能耗行业,我国二级污水处理厂的标准电耗为0.15~0.28kW#h/m3。有资料表明,我国污水处理厂单位耗电量约为0.262kW#h/m3,从表面上看与日本的全国平均值(0.26kW#h/m3)相近,比美国的(0.2kW#h/m3)稍高,但日本沉砂池普遍有洗砂、通风、脱臭等设施,约耗电0.01kW#h/m3;美、日两国对污泥都进行消化、脱水、焚烧处理,美国还进行气浮处理,约耗电0.05~0.1kW#h/m3,而回收的能源均未计算在内。另外,美、日两国自控设备数量较多,照明、空调等耗电量也比我国高[4]。可见,我国污水处理的能耗相对较高,如果污水处理可节省能耗0.01kW#h/m3,则全国可节省运行费用>1亿元/a,节能潜力巨大。

污水处理厂的能耗主要用于生物处理、污水提升和污泥处理,节能主要从节省曝气量、选择高效处理技术和高效设备等方面考虑。

311控制曝气量

曝气量控制的目标是根据污水处理厂的实际运行状况,按需供气,防止过量曝气,降低污水处理能耗。曝气量控制方法主要包括按程序、进水比例和溶解氧控制等。其中,程序控制是根据历史水质、水量变化特性,再由经验确定曝气量与时间的关系控制曝气量;按进水比例控制是按一定气水比,根据进水量调节曝气量;按溶解氧控制是根据溶解氧的在线监测结果和设定的DO目标值,及时调节曝气量[4]。最近有研究者提出了优化和节省曝气量的新途径,如低氧处理工艺、曝气量智能控制系统等,但距实际应用尚有一定差距。

312采用高效低耗处理技术

在污水处理厂升级改造过程中,通过系统的经济技术分析和比较,选择适合具体污水处理厂特点的高效低耗污水、污泥处理技术。污水处理技术尽量选择以高效率、低能耗见长的生物处理工艺,如条件允许,在前期试验研究的基础上,不妨尝试采用节能效果显著的污水处理新技术(一些新技术的节能效果见表5)。污泥处理尽量选择可最大程度回收与利用能源的厌氧消化技术。

313选用高效设备

污水处理厂设备陈旧、效率低是造成我国污水处理行业能耗高居不下的重要原因之一。因此,在升级改造过程中,为节约处理能耗,必须选用高效设备,特别是高效水泵、风机、电机、曝气装置及污泥处理设备等。

4安全运行

污水生物处理系统的运行经常受到异常问题的干扰,特别是对于采用脱氮除磷工艺的污水处理厂来说,其情况尤甚。据不完全统计,欧洲各国每年约有50%的城市污水处理厂发生污泥膨胀,20%受到泡沫的长期影响,50%受到周期影响,采用延时曝气法的污水处理厂中有87%受到泡沫影响;美国约有60%采用活性污泥法的城市污水处理厂每年都发生污泥膨胀;澳洲污水厂的调查数据显示,65%~92%的污水处理厂有泡沫问题,其中60%还受到污泥膨胀的影响。我国的情况与之相类似,几乎所有的城镇污水处理厂每年都存在不同程度的丝状菌污泥膨胀问题,采用活性污泥法的污水处理厂近50%出现过不同程度的泡沫问题。每年春夏和冬春交替的季节,上海市一些具有硝化脱氮功能的活性污泥法污水处理厂内均发生过生物浮沫现象。目前,国内外针对污水处理厂的异常运行问题,常采用的控制技术见表6。

5结语

随着我国对环境污染治理的日益重视,污水处理程度不断提高已成为必然的发展趋势,很多污水处理厂都面临着升级改造问题。在污水处理厂升级改造的规划和设计阶段,必须在充分利用原有构筑物的前提下,深入考虑进水水质、节能降耗、安全稳定运行等问题,选择合理的升级改造工艺,建立可适应不同环境条件和不同处理要求的科学运行方案,以保证升级改造工程的高效、低耗、稳定运行。

延伸阅读:

脱氮除磷在污水处理厂升级改造中的认识误区

专家提醒A2/O不宜作为污水处理升级改造工艺

30年污水总工经验:污水厂问题与对策汇总及升级改造注意点

气浮+MBR膜法工艺升级改造化妆品废水处理工程实例

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