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兩種深度水處理工藝路線(xiàn)介紹

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  針對污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)的提高,若要達到類(lèi)地表水IV類(lèi)水的標準,根據國內已經(jīng)或在建污水處理廠(chǎng)建設經(jīng)驗,提供兩種水處理工藝方案,即強化二級處理+深度處理工藝和MBR膜工藝。下面對這兩種工藝進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟上的比較。

  1 強化二級處理+深度處理工藝

  該工藝整個(gè)流程分為二個(gè)階段 :

  二級處理階段 :根據進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求,應采用生物脫氮除磷的處理工藝。

  目前,常規性的生物處理工藝主要包括有活性污泥法與生物膜法兩種工藝。

  活性污泥法主要包括A-A-O工藝、AB法、氧化溝工藝以及SBR工藝。

  較典型的脫氮除磷生物膜法為曝氣生物濾池(即BAF)。

  BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)是其容積負荷率較高,且采用模塊化設計,占地面積小,但其缺點(diǎn)有:

  (1)投資較高 ;

  (2)控制、運行過(guò)程較復雜;

  (3)自動(dòng)化程度高;

  (4)耗藥量大;

  (5)產(chǎn)泥量高;

  (6)運行費用高。因此,不推薦采用BAF工藝。

  通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較,二級生物處理A-A-O工藝有如下優(yōu)點(diǎn) :

  (1)工程費用較低。

  (2)運行費用低。

  (3)污泥的沉降性能好,無(wú)污泥膨脹等問(wèn)題,出水水質(zhì)較好,并具有一定的耐沖擊負荷的能力。

  (4)采用鼓風(fēng)曝氣,氧利用率高,耗電量少。

  (5)占地少。

  (6)可根據進(jìn)出水水質(zhì)靈活調節運行模式,操作靈活,可控性強。

  綜合考慮,A-A-O工藝具有技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)勢,因此,推薦其作為二級生物處理工藝。

  深度處理階段 :為進(jìn)一步去除污水中剩余的污染物,深度處理工藝的選擇主要取決于二級生物處理的出水水質(zhì)和需達到的排放水質(zhì)標準。二級生物處理出水中的污染物質(zhì)多為有機物與無(wú)機物的混合體,有機物主要包括細菌、藻類(lèi)、病菌及原始生物等。不論是有機物或無(wú)機物,根據它們的顆粒大小又分為懸浮物(>1 μm)、膠體(1 μm~1 nm)和溶解物(<1 nm)。一般通過(guò)混凝沉淀等常規處理工藝可以去除懸浮物和膠體粒子,但溶解性的雜質(zhì)必須通過(guò)特殊手段才能去除。從深度處理單元的進(jìn)出水水質(zhì)來(lái)看,在二級生物處理的階段中,氨氮、總氮的去除已經(jīng)基本達到要求,在深度處理階段的工藝選擇中無(wú)須考慮,重點(diǎn)考慮去除形成BOD5、CODCr、SS以及TP的雜質(zhì)。因此,選擇的工藝應確保出水水質(zhì)好、管理簡(jiǎn)便、運行穩定、低耗節能。

  深床濾池為降流式的重力濾池,采用一定規格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)。同時(shí),深床也是保障硝酸氮以及懸浮物去除的構筑物。直徑2~3 mm粒徑的石英砂的比表面積較大,一般2 m深左右的介質(zhì)濾床就可避免穿透和竄流現象。懸浮物不斷地被截留會(huì )增加過(guò)濾水頭損失,因此,需要對介質(zhì)進(jìn)行反沖洗去除截留的污染物,一般采用氣、水聯(lián)合反沖洗。

  深床濾池的結構簡(jiǎn)單實(shí)用,集去除多種污染物的功能于一體,包括對懸浮物、總氮和總磷等均有相當好的去除效果。

  深床濾池有以下優(yōu)點(diǎn) :

  (1)處理效果好,出水水質(zhì)穩定 ;

  (2)碳源投加量最少,節約運行成本 ;

  (3)出水濁度低,對SS有極好的去除效果 ;

  (4)過(guò)濾為下向流,沖洗為上向流,與砂濾類(lèi)似,沖洗效果好;

  (5)濾池壽命長(cháng),終身免維護,運行自控化程度高;

  (6)有一定耐沖擊能力,特別是對SS有很好的適應性。

  2 MBR膜工藝

  MBR膜是將膜分離技術(shù)和污水處理中的生物處理相結合的產(chǎn)物,是性能穩定、效果良好的污水處理技術(shù),其綜合了膜處理和生物處理兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),以超、微濾膜分離過(guò)程取代傳統活性污泥法處理過(guò)程中的泥水重力分離過(guò)程。

  膜分離既可以保持較高的生物相濃度以及較優(yōu)的出水效果,也可以有效地去除污水中含有的有機物、氨氮等污染物質(zhì),提高出水質(zhì)量,其出水可直接再利用。

  MBR工藝主要具有以下特點(diǎn) :

  (1)出水水質(zhì)好。其高效的固液分離可把污水中的膠體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與凈化的水分開(kāi),不需要再經(jīng)過(guò)三級處理措施即可直接回用。

  (2)占地面積小。反應器內的微生物濃度高,可達10 000 mg/L以上,大大提高了容積負荷,減小了生化池容。

  同時(shí)也省去了二沉、混凝、過(guò)濾等多個(gè)處理構筑物,大大減少了對土地的占用。

  (3)抗沖擊能力強,運行穩定。由于污泥濃度高、生物相豐富,而且不存在污泥流失的問(wèn)題,不受污泥膨脹等因素影響,因此具有較強的抗沖擊能力,運行穩定。

  (4)剩余污泥排放少。有機負荷低,泥齡長(cháng),污泥產(chǎn)率低,比常規工藝減量30%~50%。

  (5)除磷效果好?芍苯訉X鹽投入生化池中,形成的磷酸鹽沉淀物可被膜全部截留,隨剩余污泥排放。

  (6)模塊化設計,自動(dòng)化控制。由于膜生物反應器技術(shù)的模塊化特征,易于擴建,它可以通過(guò)增加必要的模塊,來(lái)應對水處理量的增長(cháng)。工藝設備集中,全部采用計算機自動(dòng)化控制。

  3 兩種工藝的經(jīng)濟技術(shù)的比較

  工藝方案綜合比較如表1所示。

  4 結語(yǔ)

  針對城區污水處理廠(chǎng)納污范圍內的實(shí)際情況,對污水處理工藝的影響如下 :

  (1)排水管網(wǎng)是否實(shí)現雨污分流。

  (2)廠(chǎng)區占地情況是否充足。深床濾池工藝占地面積較大。MBR的池體占地較深床濾池可節省30%的用地,且采用MBR工藝,可取消二級處理中二沉池及高效沉淀池,提高土地利用率。

  (3)出水穩定性。強化二級處理+高效沉淀池+深床濾池處理工藝在一級A標的出水標準下,出水穩定可靠,當進(jìn)水水質(zhì)COD濃度偏低時(shí),仍可達到類(lèi)IV類(lèi)水水質(zhì)標準,但當進(jìn)水水質(zhì)各指標較高時(shí),難降解COD含量加大,增大污水處理負荷時(shí),會(huì )導致部分指標無(wú)法達到IV類(lèi)水水質(zhì)標準,作為IV類(lèi)水出水標準的處理工藝,運行不夠穩定。而MBR膜特殊的膜過(guò)濾工藝可適應各種水質(zhì),確保出水達到類(lèi)IV類(lèi)水水質(zhì)標準。

  (4)工程投資。深床濾池工藝采用傳統的石英砂濾料,有較好的懸浮物截留功效,隨著(zhù)截留物的增加,需進(jìn)行反沖洗去除截固體物,因此,工程投資主體為土建工程。MBR膜工藝是通過(guò)膜分離,以膜兩側壓力差截留水中的各類(lèi)雜質(zhì),實(shí)現泥水分離,因此,設備材料是該工藝投資主體,較深床濾池略高。

  (5)運營(yíng)成本。深床濾池工藝應在前端投加絮凝劑,MBR膜池無(wú)需投加藥劑,但因其對自動(dòng)化程度依賴(lài)程度高,電耗量較深床濾池工藝高。經(jīng)計算,強化二級處理+深床濾池工藝運營(yíng)成本約0.78 元/m3,單位經(jīng)營(yíng)總成本1.39 元/m3,MBR膜池工藝運營(yíng)成本約0.90 元/m3,單位經(jīng)營(yíng)總成本1.59 元/m3。

  根據上述對兩個(gè)工藝方案在技術(shù)、經(jīng)濟及安全生產(chǎn)的比較,深床濾池工藝的前期建設投資及運營(yíng)成本低于MBR膜工藝。但根據類(lèi)四類(lèi)水的出水標準要求,隨著(zhù)污水管網(wǎng)的完善,雨污分流完成,能夠滿(mǎn)足污水入廠(chǎng),雨水入河的來(lái)水要求后,進(jìn)水濃度逐步提高后,強化二級處理+深床濾池工藝出水穩定性較MBR膜工藝仍有不足。

  綜上所述,兩種工藝均滿(mǎn)足出水要求,應根據城區納污管網(wǎng)實(shí)際情況以及受污水處理廠(chǎng)用地條件來(lái)選擇水處理深度工藝。(來(lái)源:《智能環(huán)!  作者:譚晶)


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