【正文】 除磷系統(tǒng)效率詳細分析進水水質(zhì)是十分必要的有如下幾點值得注意 1 COD濃度 2 TKNCOD比值 3 PCOD比值 4 水溫 COD濃度達到除磷要求取決于進水中易生物降解COD濃度一般不得小于50mgL 比值一般為進水COD的14～13 所以進水COD低于150mgL不能達到除磷要求 TKNCOD比值TKNCOD值小于008可完全去除硝酸鹽若在008～011之間不能完全去除硝酸鹽可以采用UCT工藝從厭氧池中去除磷酸鹽011～014之間UCT工藝也不能完全消除厭氧池中的硝酸鹽要控制回流比減少硝酸鹽對厭氧池影響當TKNCOD大于014城市污水不能用生物脫氮除磷方法PCOD值PCOD值應(yīng)小于0025方能達到除磷要求水溫供氧量用夏季水溫復算生物降解用冬季水溫復算按照上述分析通過對城市污水處理廠進水水質(zhì)分析確定可以采用生物脫氮除磷工藝對污水進行脫氮除磷本工程擬對下列三個工藝進行技術(shù)經(jīng)濟比較氧化溝法AAO法改良型SBR等各處理工藝的機理簡述如下一 改良型SBR方案一1901年英國Ardern和Lockett在其試驗成功的基礎(chǔ)上在世界化學學報上首先發(fā)表了一篇重要的科研報告介紹了在單一的反應(yīng)器內(nèi)將空氣注入污水中將其所產(chǎn)生的污泥進行循環(huán)并按間歇方式運行就得到良好的污水凈化效果 從試驗成果誕生了活性污泥法80年來活性污泥法一直處于污水生化處理的主導地位但是由于當時的活性污泥法雖然處理效率很可觀由于監(jiān)控和檢測技術(shù)的限制SBR法未得到廣泛應(yīng)用70年代起由于西歐各國財政上的原因政府對小城鎮(zhèn)環(huán)保項目的投入減少迫使小城鎮(zhèn)的環(huán)保事業(yè)著眼于低投資低能耗同時由于程控技術(shù)電子計算機技術(shù)的發(fā)展一些水質(zhì)儀表如溶氧測定儀ORP計的開發(fā)應(yīng)用于是SBR法又得到了重視日本美國澳大利亞法國等國家開始了高層次重新研究間歇活性污泥法被命名為序批式活式污泥法Sequencing Batch Reactor簡稱SBR根據(jù)SBR工藝運行模式其操作由進水曝氣反應(yīng)沉淀排出和閑置5個基本過程從進水至閑置間的工作時間為一個周期在一個周期內(nèi)的5個過程都在一個反應(yīng)池內(nèi)按程序完成整個處理系統(tǒng)可以通過二個或二個以上的反應(yīng)池進行組合交替完成由于SBR工藝流程短反應(yīng)過程在一個池內(nèi)按時間程序完成所以在時間程序中進水階段可以降低曝氣強度使池內(nèi)產(chǎn)生缺氧狀態(tài)而曝氣階段的時間可根據(jù)實際反應(yīng)時間而定通過時間順序可以對缺氧好氧的比例進行調(diào)整使處理系統(tǒng)更適應(yīng)水質(zhì)的變化和達到期望的出水標準通過時間程序可控制沉淀出水水質(zhì)根據(jù)活性污泥的實際沉淀時間使出水SS濃度更低由于SBR法中曝氣沉淀集同一池內(nèi)節(jié)約了二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)但曝氣池體積曝氣動力設(shè)備均要增加在中小規(guī)模污水處理中是較好的處理工藝典型的SBR工工藝已發(fā)展出了許多變種改良型SBR為改良式連續(xù)流序批反應(yīng)器它是在傳統(tǒng)的SBR技術(shù)的基礎(chǔ)上改進成功的污水處理新工藝該方法為各種優(yōu)勢微生物的生長繁殖創(chuàng)造了最佳的環(huán)境條件和水力條件使得有機物的降解氨氮的硝化反硝化以及磷的釋放吸收等生化過程保持高效反應(yīng)狀態(tài)有效地提高生化去除率該法采用組合式聯(lián)體結(jié)構(gòu)占地面積小運行費用低剩余污泥量少本工程擬采用改良型SBR工藝作為方案一進行比較改良型SBR工藝分為預處理生物處理和污泥處理三部分所不同的是生物處理以改良型SBR反應(yīng)池為主反應(yīng)池連續(xù)進水兩個序批池交替運行改良型SBR的流程示意見圖51流程的實質(zhì)與傳統(tǒng)A2O工藝一樣但它強化了各反應(yīng)區(qū)的功能為各優(yōu)勢菌種創(chuàng)造了更優(yōu)越的環(huán)境和水力條件無論從理論上分析或者實際的運行結(jié)果看改良SBR工藝是最理想的污水生物除磷脫氮工藝同時改良SBR工藝的厭氧區(qū)還可作為系統(tǒng)的厭氧酸化段對進水中的高分子難降解有機物起到厭氧水解作用聚磷菌釋磷過程中釋放的能量可供聚磷菌主動吸收乙酸H和e使之以PHB形式貯存在菌體內(nèi)從而促進有機物的酸化過程提高污水的可生化性和好氧過程的反應(yīng)速率厭氧缺氧好氧過程的交替進行使厭氧區(qū)同時起到優(yōu)化選擇器的作用圖51 改良SBR系統(tǒng)原理流程圖改良SBR單池工藝流程見圖52進廠污水經(jīng)預處理工序后直接進入改良SBR反應(yīng)池的厭氧池與缺氧池一的回流污泥混合富含磷污泥在厭氧池進行釋磷反應(yīng)后進入缺氧池二缺氧池二主要用于強化整個系統(tǒng)的反硝化效果由主曝氣池至缺氧池二的回流系統(tǒng)提供硝態(tài)氮缺氧池二出水進入主曝氣池經(jīng)曝氣反應(yīng)后再進入序批池I或序批池II如果序批池I作為沉淀池出水則序批池II首先進行缺氧反應(yīng)再進行好氧反應(yīng)或交替進行缺氧好氧反應(yīng)在缺氧好氧反應(yīng)階段或預沉階段序批池的混合液通過回流泵回流到泥水分離池分離池上清液進入主曝氣池沉淀污泥進入缺氧池一經(jīng)缺氧反硝化脫氮后提升進入?yún)捬醭嘏c進廠污水混合釋磷依次循環(huán)單元6至單元5的回流用于強化整個系統(tǒng)的反硝化效率根據(jù)要求的反硝化效率的高低可通過變速調(diào)節(jié)回流泵來改變系統(tǒng)的回流量圖52 改良SBR系統(tǒng)流程示意圖與T型氧化溝Unitank等系統(tǒng)類似改良SBR也是將運行過程分為不同的時間段在同一周期的不同時段內(nèi)一些單元采用不同的運轉(zhuǎn)方式以便完成不同的處理目的改良SBR將一個運轉(zhuǎn)周期分為6個時段由3個時段組成一個半周期在兩個相鄰的半周期內(nèi)除序批池的運轉(zhuǎn)方式不同外其余各單元的運轉(zhuǎn)方式完全一樣各時段的持續(xù)時間如下時段1 40 min時段2 50 min時段3 30 min時段4 40 min時段5 50 min時段6 30 min其中時段123為第一個半周期時段456為第二個半周期原污水由改良SBR的單元4進入在各個時段內(nèi)的流向見表310310 改良SBR系統(tǒng)污水流向 由表310可以看出第一個半周期內(nèi)單元7起的是沉淀池的作用而在第二個半周期內(nèi)單元1在起沉淀池的作用改良SBR系統(tǒng)的回流由兩部分組成一部分是污泥回流另一部分是混合液回流改良SBR各單元的工作狀態(tài)根據(jù)各循環(huán)周期內(nèi)的時段確定見表311 表311 改良SBR各單元的工作狀態(tài)因為改良SBR的單元1和單元7是間隙性曝氣厭氧時段和預沉時段之和并不是曝氣時段的整數(shù)倍為了使鼓風機房的供氣較為均勻以便降低瞬時負荷各個序批池的運轉(zhuǎn)時段應(yīng)該彼此錯開改良SBR工藝在主曝氣池內(nèi)安裝溶氧測定儀根據(jù)主曝氣池內(nèi)DO*曝氣轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)碟直徑也增加到10～14m據(jù)報導從1963年至1974年英國共興建了約300多氧化溝污水處理廠1962年至1975年美國建成了約558座氧化溝污水處理廠氧化溝發(fā)展出各種型式可以滿足不同的要求它可以采用延時曝氣一池代替初沉池曝氣池二沉池和污泥消化池這對小型污水處理廠最為合適運行管理非常簡單它也可以僅作為二級處理使用代替曝氣池和二沉池或者只代替曝氣池一般情況下由于氧化溝耐沖擊負荷能力強往往省去初沉池這對除磷十分有利氧化溝從五十年代發(fā)展至今已有許多類型目前主流池型有丹麥克魯格公司的DE型三溝式氧化溝和DSS氧化溝荷蘭DHV公司發(fā)明注冊的Carrousel及Carrousel2000型氧化溝美國Envirex公司設(shè)計的Orbal氧化溝美國EMICO與荷蘭DHV公司合作開發(fā)的AC型和BARDENPHO氧化溝氧化溝由于池深較淺一般不超過4m因此污水處理廠占地面積較大費用較高三 AAO法方案三AAO工藝AnaerbioAnoxicOxic稱為厭氧－缺氧－好氧三者結(jié)合系統(tǒng)早在70年代美國在生物除氮方法的基礎(chǔ)上發(fā)展的同步除磷脫氮的污水處理工藝生物除磷是利用聚磷菌的微生物這種微生物能過量地在數(shù)量上超出其生理需要的從外部環(huán)境攝取磷磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)形成高磷污泥而排出系統(tǒng)外達到從污水中除磷的效果在厭氧條件下DO＝0NO3＝0聚磷菌體內(nèi)的ATP進行水介將H2PO4放出并形成AOP同時也放出能量因此聚磷菌具有厭氧條件下釋放H3PO4在好氧條件下過剩攝取H3PO4的功能生物除磷就是利用聚磷菌的這種功能開發(fā)了從污水中除磷的技術(shù)和工藝在好氧條件下聚磷菌好氧呼吸不斷地氧化體內(nèi)儲存有機底物也不斷通過主動輸送方式向體內(nèi)輸送有機底物由于氧化分解不斷放出能量能量被AOP所獲得并合成ATP三磷酸腺苷H2PO4是聚磷菌分解其體內(nèi)聚磷酸鹽而取得的大部分是直接從體外攝取的這樣聚磷菌就不斷地利用能量在透膜酶的催化作用下通過主動輸送的方法將環(huán)境中的H2PO4攝入體內(nèi)并用于合成ATP另一方面用于合成聚磷酸鹽這一過程為磷過剩攝取在AAO法中由于需要污水回流及污泥回流相對于SBR池同時需要增設(shè)二沉池污水處理設(shè)備較多運行管理相對較復雜三個方案的主要參數(shù)見下表表312污水處理方案綜合比較表比較內(nèi)容 方 案 一方 案 二方 案 三 構(gòu)筑物數(shù)量 少 一般 多 曝氣方式 鼓風供氣氧利用率高運行靈活操作方便可根據(jù)水質(zhì)特點靈活調(diào)節(jié) 采用葉輪供氧及維持溝內(nèi)流速混合效果好耐沖擊負荷 采用鼓風機供氣氧利用率高 運行管理 設(shè)備及構(gòu)筑物較少管理最簡單方便設(shè)備少自動控制相應(yīng)簡單方便 設(shè)備及構(gòu)筑物較少管理較簡單自動控制設(shè)備及構(gòu)筑物較多運行管理相對復雜及要求高 設(shè)備及構(gòu)筑物較多有可能污泥膨脹污水需要回流運行管理相對復雜及要求高設(shè)備及構(gòu)筑物較多運行管理相對復雜及要求高 設(shè)備 設(shè)備種類單一數(shù)量較少維護簡單 設(shè)備種類及數(shù)量相對較多維護要求一般 設(shè)備種類及數(shù)量多維護要求高 基建投資 中 少 高 運行費用 少 高 中 占地 池深較深占地面積較小 池深較淺占地面積最大 占地面積較大 由上表可知氧化溝工藝采用葉輪等供氧氧利用率相對較低且水池水深較淺占地面積大而AAO工藝需要二沉池反硝化需要污水污泥回流能耗較大造成污水處理廠設(shè)備及構(gòu)筑物較多運行管理相對復雜及維護要求高改良SBR池集曝氣沉淀排水于一池不需要污泥回流設(shè)備及構(gòu)筑物數(shù)量較少運行較靈活占地少綜上所述本工程推薦采用改良SBR處理工藝* 深度處理工藝采用合適的污水二級生物處理工藝在好氧曝氣條件下可去除大部分的CODcrBOD5和其它污染物 控制在適宜的工況下通過微生物硝化反硝化可去除NH3N通過微生物吸放磷過程可去除磷酸鹽 該部分為污水廠處理的核心但污水二級生物處理好氧曝氣有其局限性對于難降解的溶解性有機物和難溶性有機物單純靠二級生物處理難以滿足最終出水CODcrSS指標達到設(shè)計要求對于近期進水磷酸鹽濃度為80mgl一般城市污水通過微生物自身的同化的作用可滿足出水設(shè)計要求但考慮到化工廢水水量的不確定性水質(zhì)的不穩(wěn)定性二級生物處理難以保證出水TP指標達到設(shè)計要求綜上所述本工程需要在二級生物處理過程后增加深度處理單元出水CODcrTPSS等指標方可達到設(shè)計要求深度處理階段工藝比選擬對混凝沉淀法或混凝氣浮法化學氧化法和活性碳吸附法等進行比較1 方案一混凝沉淀法2 方案二混凝氣浮法3 方案三化學氧化法4 方案四活性碳吸附法表313 深度處理階段方案綜合比較 方案內(nèi)容 方案一混凝沉淀法 方案二混凝氣浮法 方案三化學氧化法 方案四活性碳吸附法 工藝特點 1投加二氧化氯和堿式氯化鋁以進一步脫色和降解CODcr以保證回用水出水水質(zhì)2運行平穩(wěn)可根據(jù)二級處理出水情況進行在線檢測適時加藥3系統(tǒng)組成簡單能耗低 1對溶解性CODs色度去除效果好2有利于廢水中硫離子氯離子的去除方便廢水回用混凝劑絮凝劑耗量較少3系統(tǒng)組成混合池絮凝反應(yīng)池回流泵和回流管道連續(xù)刮渣機浮渣收集和排渣設(shè)備加藥系統(tǒng)一體化連續(xù)加藥裝置計量泵空壓機壓力溶解罐壓力溶氣釋放器或減壓閥4系統(tǒng)復雜能耗高 1常采用混凝＋臭氧氧化法聯(lián)用2反應(yīng)時間短處理效果好3組成復雜能耗高 1去除色度和溶解性COD效果好2運行成本高需更換或還原活性碳3系統(tǒng)組成復雜 技術(shù)可靠程度 技術(shù)成熟可靠適用于進水水質(zhì)中等的情況 技術(shù)成熟可靠適用于進水水質(zhì)較高的情況 適用于進水水質(zhì)較高的情況 技術(shù)成熟可靠適用于進水水質(zhì)較高的情況 運行管理 運行管理方便 運行管理較復雜 運行管理較復雜 運行管理較復雜 自動化水平 一般 較高 一般 一般 工程投資 較低 較高 較高 高 運行費用 較低 較高 較高 高 由表313可知方案一混凝沉淀法更適合于本工程污水廠的進水水質(zhì)運行費用低而且技術(shù)可靠能夠根據(jù)二級處理情況適時投藥來獲得出水水質(zhì)保障故擬定將混凝沉淀法作為本工程的深度處理工藝高密度澄清池是近幾年來新推出的混凝沉淀單元工藝比較先進如下圖高密度澄清池具有以下特點A．設(shè)有外部污泥循環(huán)系統(tǒng)把活性污泥從污泥濃縮區(qū)提升到反應(yīng)池進水管 與原水混合B 凝聚一絮凝在兩個反應(yīng)區(qū)中進行 首先通過攪拌的混合反應(yīng)區(qū) 接著進人推流式反應(yīng)區(qū)C 采用合成有機絮凝劑PAMD 從低速反應(yīng)區(qū)到斜管沉淀區(qū)礬花完整顆粒大密度高E 采用高效的斜管沉淀 沉淀區(qū)上升速度可達2040mh 高密度礬花在此得到很好的沉淀F 能有效地完成污泥濃縮 出水水質(zhì)穩(wěn)定耐沖擊負荷高密度澄清池出水水質(zhì)好 通過斜管分離產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的出水耐沖擊負荷 在較大范圍內(nèi)不受流量或水質(zhì)負荷變化的影響運行成本低 與傳統(tǒng)工藝相比 節(jié)約1030的藥劑排放的污泥濃度高 可達30550mgL一體化污泥濃縮避免了后續(xù)的濃縮工藝 與靜態(tài)沉淀池相比 水量損失非常低沉淀效率高 結(jié)構(gòu)緊湊減少了土建造價并且節(jié)約建設(shè)用地具有適應(yīng)性廣效率高等特點 在給水污水以及工業(yè)廢水處理中必將具有廣泛的應(yīng)用前景 因此本工程深度處理單元采用高密度澄清池* PACT應(yīng)急運行措施粉炭活性污泥法Powdered Active Carbon Treatment簡 稱PACT為了控制出水水質(zhì)應(yīng)對進水水質(zhì)的突然變化降低出水中難降解的溶解性有機物色度特別是雜環(huán)化合物采用粉炭活性污泥法作為污水廠的應(yīng)急強化措施建議將粉末活性炭投加到高密度澄清池充分利用活性碳的吸附容量粉末活性碳的加注量通常為2050mgL一般調(diào)配為510的碳漿濃度進行投加粉末活性碳的投加可根據(jù)水質(zhì)情況結(jié)合實驗確定是否投加及投加量粉末活性碳的投加方式可根據(jù)水質(zhì)情況循環(huán)投加高密度澄清池的泥渣回流系統(tǒng)可以延長粉末活性碳在反應(yīng)沉淀池中的停留時間充分發(fā)揮吸附作用36 污泥處理工藝1 污泥處理要求污水處