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污水處理廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)說明書污水處理廠-資料下載頁

2025-05-13 12:42本頁面

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【正文】 學(xué)的 R. Irvine 教授對(duì) SBR 工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng) 研究,并于 1980 年在美國國家環(huán)保局 (USEPA)的資助下,在印第安納州的 Culver 城改建并投產(chǎn)了世界上第一個(gè) SBR 法污水處理廠。此后,日本、德國、澳大利亞、法國以及我國等都對(duì) SBR 處理工藝進(jìn)行了應(yīng)用研究,并通過其操作方式、運(yùn)行控制和工藝優(yōu)化等一系列研究,開發(fā)了一批以 SBR為基礎(chǔ)的變型處理工藝,如 MSBR、 ICEAS、CASS、 DATIAT、 UNITANK 工藝等。 SBR 工藝的發(fā)展與推廣應(yīng)用,與目前城市污水處理廠的建設(shè)朝中小型化和分散化的方向發(fā)展密切相關(guān)。隨著城市建設(shè)與發(fā)展的生態(tài)化、鄉(xiāng)村化,建設(shè)中小規(guī)模 的污水處理設(shè)施易于使處理出水就地達(dá)標(biāo)排放,避免因大規(guī)模集中排放而造成的對(duì)受納水體的過大的生態(tài)壓力,同時(shí)亦利于廢水的分散回用,便于基建投資的籌措,尤其是目前我國隨城鎮(zhèn)化發(fā)展不斷涌現(xiàn)的眾多中小城鎮(zhèn),其污水的收集與排放具有明顯的分散和小型化的特點(diǎn);此外,自 20 世紀(jì) 90 年代中期以來,我國年排放的城市污水中,生活污水的比重己超過工業(yè)廢水,水環(huán)境治理的主要任務(wù)已在嚴(yán)格控制工業(yè)廢水排放和有機(jī)污染的同時(shí),十分強(qiáng)調(diào)水體富營(yíng)養(yǎng)化的控制,廢水中氮、磷的控制已成為選擇廢水處理工藝必須考慮的問題。由此, SBR 作為一種適用于中小規(guī)模處 理和具有良好氮、磷去除效果的廢水處理工藝便應(yīng)運(yùn)而生。 我國對(duì) SBR 污水生物工藝的研究和應(yīng)用始于 20 世紀(jì) 80 年代中期。 1985 年 ,上海市政工程設(shè)計(jì)研究院為上海吳淞肉聯(lián)廠設(shè)計(jì)并投產(chǎn)了我國第一座處理規(guī)模為 2400m3/ d的SBR 工藝污水處理站。經(jīng)幾年的實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐表明了良好的處理效果。此后,許多研究機(jī)構(gòu)和高校對(duì)該工藝應(yīng)用于不同廢水處理中脫氮除磷效果的改進(jìn)、污泥膨脹的控制、系統(tǒng)的自動(dòng)化控制以及潷水裝置的研制等進(jìn)行廣泛深的研究,各地相繼建成并投入運(yùn)行了一大批 SBR 及其變型工藝的城市污水處廠,并廣泛應(yīng)用于眾多工業(yè)廢水的 處理。 SBR 工藝是由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行并在單個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成全部操作和運(yùn)行過程的處理工藝。傳統(tǒng)意義上的 (經(jīng)典 )SBR 工藝,其一個(gè)完整的操作過程 (亦稱運(yùn)行周期 )包括由五個(gè)階段按順序依次運(yùn)行組成:①進(jìn)水期 (或稱充水期 );②反應(yīng)期;③沉淀期;④排水排泥期;⑤閑置期。下圖所示為 SBR 處理工藝一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的操作過程。 SBR 的運(yùn)行工況以間歇操作為主要特征。所謂序列間歇式有兩種含義:一是運(yùn)行操作在空間上是按序列、間歇的方式進(jìn)行的。由于污水大多是連續(xù)排放且流量的波動(dòng)較大,因而在一般情況下,間歇反應(yīng)器( SBR)至少為兩個(gè)池或多個(gè)池。污水連續(xù)按序列進(jìn)入每個(gè)反應(yīng)器,它們運(yùn)行時(shí)的相對(duì)關(guān)系是有次序的,同時(shí)也是間歇的;二是,每個(gè) SBR 反應(yīng)器的運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列間歇運(yùn)行的,一般按上圖所示述為五個(gè)階段一次進(jìn)行工作。其中自進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥至閑置期結(jié)束為一個(gè)運(yùn)行周期。在每一個(gè)運(yùn)行周期中,各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運(yùn)行功能要求等靈活掌握。對(duì)于單一的 SBR 池而言,不存在空間上控制的障礙,只在時(shí)間上進(jìn)行有效的控制與變換,即能實(shí)現(xiàn)多種處理功能要求,運(yùn) 行是非常靈活的。 SBR 具有一系列的優(yōu)良特性,這無疑是由該工藝本身的構(gòu)造和運(yùn)行方式?jīng)Q定的,但其實(shí)質(zhì)是充分利用了生物反應(yīng)器和單元操作過程的基本原理。 在 SBR 反應(yīng)器的一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi),反應(yīng)期間的水力流態(tài)屬于空間上的完全混合(CSTR),同時(shí)由于在該期間反應(yīng)器停止進(jìn)水,因而其水力六臺(tái)猶如連續(xù)流活性污泥曝氣池屬于空間上的推流式 (PP)一樣,其則屬于時(shí)間上的推流式;此外, SBR 按時(shí)間序列周期運(yùn)行,因而在前后周期間,又屬于理想的時(shí)間推流式,完全不存在返混現(xiàn)象。因而,SBR 反應(yīng)具有周期內(nèi) (局部運(yùn)行 )的空間尺度的完全混合與 時(shí)間維度的理想推流式相結(jié)合、周期間 (整體運(yùn)行 )則是序批間的理想推流、并以理想推流式反應(yīng)器為顯著特征的復(fù)合流態(tài)特征。這種復(fù)合流態(tài)特征不僅充分利用了完全混合流態(tài)和推流式所具有的一系列優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了兩者的不足。 生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論與反應(yīng)器的流態(tài)密切相關(guān)。在 SBR 反應(yīng)器一個(gè)周期的運(yùn)行過程中,微生物的生長(zhǎng)依此經(jīng)歷了對(duì)數(shù)增長(zhǎng)、慢速增長(zhǎng)及內(nèi)源呼吸等階段,對(duì)有機(jī)污染物的去除亦相應(yīng)表現(xiàn)了零級(jí)和一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。 以經(jīng)典 SBR 運(yùn)行方式操作的 SBR 工藝其沉淀期的沉淀過程堪稱理想絮凝沉淀的典范。由于沉淀過程在無進(jìn)水的情況下進(jìn)行,屬于完全意義上的靜止沉淀,因而不僅使污泥絮凝作用得到充分發(fā)揮而可獲得理想的沉淀效果好,而且污泥沉降過程中不受外部因素的干擾,具有較快的沉降速度,可在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)泥水的有效分離。但需注意,在以 MSBR、 ICEAS、 CASS、 DATIAT、 UNITANK 等方式運(yùn)行的改進(jìn)型 SBR 工藝中,它們的沉淀分離過程雖比傳統(tǒng)的連續(xù)流工藝仍具有良好的運(yùn)行條件,但由于在沉淀過程中反應(yīng)器連續(xù)進(jìn)水,因而需適當(dāng)延長(zhǎng)沉淀期 所需要的時(shí)間,合理設(shè)計(jì)充水比。 根據(jù)生態(tài)多樣性原則,一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中生物種類越多,則生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力和凈化功能也越強(qiáng)。 SBR 工藝的運(yùn)行方式,尤其是按具有脫氮除磷功能方式運(yùn)行時(shí),決定了其反應(yīng)器中多樣性的微生態(tài)環(huán)境。通過反應(yīng)器進(jìn)水、反應(yīng)、攪拌、沉淀和閑置等一系列不同的操作過程在同一空間、不同時(shí)段的運(yùn)行,交替出現(xiàn)厭氧、好氧及缺氧的環(huán)境條件,利于使具有不同降解功能的微生物協(xié)同生長(zhǎng),從而使該工藝不僅具有高效的有機(jī)物處理率,同時(shí)具有良好的脫氮除磷效果,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)難生物降解有機(jī)物的去除,由此強(qiáng)化了該工 藝的處理功能,促進(jìn)了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 此外, SBR 工藝具有操作運(yùn)行的靈活性,可根據(jù)污水水量和水質(zhì)的變化及處理出水水質(zhì)要求的不同適時(shí)調(diào)整運(yùn)行周期中各操作工序的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行狀態(tài)和混合液容積(或充放比 ),并可通過工藝整體操作和運(yùn)行方式的改變,采用如 MSBR、 CASS、 ICEAS、DATIAT 和 UNITANK 等不同的改進(jìn)型運(yùn)行方式,由此提供不同的工藝設(shè)計(jì)選擇,以實(shí)現(xiàn)不同的微生物運(yùn)行環(huán)境條件,為去除不同類型污染物創(chuàng)造有利的條件。 污水二級(jí)處理工藝流程 綜上說述并結(jié)合葫蘆島市老城區(qū)污水處理廠實(shí)際, 確定本次提標(biāo)工程工藝流程如下: 進(jìn)水 —— 粗格柵、提升泵站 —— 細(xì)格柵、旋流沉砂池 —— SBR 池 —— 至深度處理 深度處理工藝方案 深度處理的必要性 一般地,采用污水二級(jí)強(qiáng)化處理工藝,可以保證二級(jí)強(qiáng)化處理后的出水質(zhì)量達(dá)到一級(jí) B的標(biāo)準(zhǔn),局部時(shí)間內(nèi),運(yùn)行、操作、管理得當(dāng)時(shí),甚至可以使二級(jí)強(qiáng)化處理后的出水質(zhì)量超過一級(jí) B的標(biāo)準(zhǔn);但是還仍然達(dá)不到一級(jí) A的標(biāo)準(zhǔn)。如果使最終出水達(dá)到一級(jí) A的標(biāo)準(zhǔn),則必須進(jìn)一步采用深度處理工藝才能做到。深度處理工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)可以分別按照一級(jí) B、一級(jí) A 的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 深度處理工藝綜述 污水二級(jí)生化處理后可以去除污水中大量的 BOD 和懸浮物,在較大程度上凈化了污水,但仍然含有許多未能去除的污染物質(zhì),主要的有以下幾種。 1)懸浮物( SS) 污水中含有的懸浮物,其粒徑從數(shù)十 mm 至 1um 以下的膠體顆粒是多種多樣的。經(jīng)二級(jí)處理后,處理水中殘留的懸浮物是以粒徑從幾個(gè) um 到 10um 的生物絮凝體和未被凝聚的膠體顆粒。這些顆粒幾乎全部都是有機(jī)類的。二級(jí)處理水 BOD 值的 50%~ 80%都來源于這些顆粒,為了提高深度處理水的出水穩(wěn)定性和加強(qiáng)脫氮除磷效果,去除這些顆粒是非常必要的。去 除二級(jí)處理出水中的懸浮物,采用的處理技術(shù)根據(jù)懸浮物狀態(tài)和粒徑而定,粒徑在 1μ m以上的顆粒,一般采用砂濾去除,粒徑從幾百 A至幾十μ m 的顆粒,采用微濾機(jī)一類的設(shè)備去除,而粒徑在 1000A~幾 A 的顆粒,而應(yīng)采用于去除溶解性鹽類的反滲透法。 本工程要求 SS≦ 10mg/L,故應(yīng)采用過濾工藝。 2)溶解性有機(jī)物 生活污水,溶解性有機(jī)物的主要成分是蛋白質(zhì)、碳水化合物和陰離子表面活性劑。經(jīng)過二級(jí)處理后,城市污水中尚殘存的溶解性有機(jī)物多是丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸等難降解的有機(jī)物。這些有機(jī)物,用生物處理技術(shù)是難以去除的,目前還沒有 比較經(jīng)濟(jì)成熟的處理技術(shù)。當(dāng)前,從合理和技術(shù)可行方面考慮,可采用活性炭吸附和臭氧氧化法來加以去除。 3)溶解性無機(jī)鹽類 二級(jí)處理技術(shù)對(duì)溶解性無機(jī)鹽類是沒有去除功能的,因此,在二級(jí)處理水中含有這一類物質(zhì)。含有大量溶解無機(jī)鹽類的二級(jí)處理水,在再生利用前應(yīng)進(jìn)行脫鹽處理。 污水中的無機(jī)鹽類的來源,可為自然的和人為的兩種,自然來源于自來水,以地面水及地下水為水源的自來水中含有溶解性無機(jī)鹽類物質(zhì)(蒸發(fā)殘留物)大致介于 77~130mg/L 之間,平均可按 100mg/L 考慮。 城市污水中含有的無機(jī)鹽類,一般在 500mg/L 以下 ,多介于 200~ 400mg/L 之間,平均約 300mg/L 左右,但也確有某些城市,在其污水中無機(jī)鹽類含量高達(dá) 1000mg/L 以上,甚至達(dá)到 5000mg/L??刹捎没钚蕴课胶湍し右匀コ?。 根據(jù)現(xiàn)有的二級(jí)處理技術(shù)(如活性污泥法)凈化功能對(duì)城市污水所能達(dá)到的處理程序,處理出水中還含有其他相當(dāng)數(shù)量的污染物質(zhì),如 BOD5: 20~ 30mg/L; COD: 60~100mg/L; SS: 20~ 30mg/L;氨氮: 10~ 15mg/L; P: ~ ,此外,還含有細(xì)菌等有毒有害物質(zhì),這樣的水質(zhì)不適于直接再生利用,必須 對(duì)其進(jìn)一步進(jìn)行深度處理。 由于污水成分的復(fù)雜性及出水水質(zhì)的要求不同,深度處理工藝也千差萬別。但在實(shí)際污水深度處理過程中往往由于單一的某種水處理方法很難達(dá)到出水水質(zhì)的要求,而需要多種污水處理技術(shù)的合理組合,而且處理工藝的選擇與組合不僅與污水的水質(zhì)特征、處理后水的用途有關(guān),而且與各處理過程的互容性及經(jīng)濟(jì)上的可行性有關(guān)。 城市三級(jí)處理的工藝一般可以分為基本的處理單元如混凝、沉淀(澄清、氣?。?、過濾、消毒。在水質(zhì)要求更高時(shí)需要采用中水處理單元技術(shù)有:活性炭吸附、反滲透、除氨、離子交換、折點(diǎn)加氯、電滲析、臭氧氧化等。 —— 基本的三級(jí)處理工藝: 工藝 O 二級(jí)出水 +消毒 工藝 A 二級(jí)出水 +混凝 +過濾 +消毒 工藝 B 二級(jí)出水 +混凝沉淀 +過濾 +消毒 工藝 C 二級(jí)出水 +混凝沉淀 +過濾 +活性炭吸附 +消毒 上述工藝是目前常用的城市污水深度處理技術(shù),在實(shí)際運(yùn)行過程中可根據(jù)二級(jí)污水處理效果及回用水質(zhì)要求對(duì)工藝進(jìn)行具體調(diào)整。 工藝 O 在污水再生利用的初級(jí)階段使用較為普遍,大多數(shù)作為補(bǔ)充河流景觀用水。但這樣的深度處理工藝今天顯然已不能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的狀況。 工藝 A 是傳統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用的污水中水處理流程(微絮凝), 它以進(jìn)一步去除水中微細(xì)顆粒物和消毒的形式制出再生利用水,適用作工業(yè)循環(huán)冷卻用水、城市澆灑、綠化、景觀、消防、補(bǔ)充河湖等市政用水和居民住宅的沖洗廁所用水等雜用水,以及不受限制的農(nóng)業(yè)用水等對(duì)水質(zhì)的要求不高的再生利用水。美國、日本、西歐等發(fā)達(dá)國家在 20 世紀(jì)70 年代與 80 年代廣泛使用這類深度處理水作再生利用水,被認(rèn)為是水質(zhì)適用面廣、處理費(fèi)用較低的一種安全實(shí)用的常規(guī)污水高級(jí)處理技術(shù),目前仍被相當(dāng)廣泛地采用。在工程應(yīng)用中,三級(jí)處理設(shè)施常與二級(jí)污水廠共同建設(shè)(在有用地的情況下)。 工藝 B 是在工藝 A 的基礎(chǔ)上增加了沉淀單元, 即通過混凝沉淀進(jìn)一步去除二級(jí)生化處理廠未能除去的膠體物質(zhì)、部分重金屬和有機(jī)污染物,出水水質(zhì)為: SS≤ 5mg/L、BOD5≤ 8mg/L,優(yōu)于工藝 A 用水。這種出水除適用作工藝 A 的回用范圍外 ,也有被回灌地下 (經(jīng)進(jìn)一步土地吸附過濾處理 )與新鮮水源混合后作為水廠原水。在工業(yè)再生利用方面作鍋爐補(bǔ)給水,部分工藝用水;國外發(fā)達(dá)國家的城市再生利用水(景觀、澆灑、洗車、建筑用水等)一般使用這類水質(zhì)的再生利用水。 工藝 C 的特點(diǎn)是在工藝 B 的基礎(chǔ)上增加了活性炭吸附,這對(duì)去除微量有機(jī)污染物和微量金屬離子、色度,去除病毒等有毒污染物方面 作用是顯著的。工藝 C處理流程長(zhǎng),對(duì)含有重金屬的污水處理效果較好,且對(duì)可生物降解有機(jī)物的去除高于不易生物降解的有機(jī)物。此類工藝適用作除人體直接飲用外的各種工農(nóng)業(yè)回用水和城市回用水。 當(dāng)對(duì)回用水水質(zhì)有更高要求時(shí),可以選擇其他的高級(jí)中水處理工藝。如以膜分離為主的高級(jí)中水處理工藝和以活性炭、濾膜分離為主的高級(jí)中水處理工藝。 表 二級(jí)出水進(jìn)行混凝沉淀、過濾的處理效率與目標(biāo)水質(zhì) 項(xiàng)目 處理效率( %) 目標(biāo)水質(zhì) 混凝沉淀 過濾 綜合 濁度 50~ 60 30~ 50 70~ 80 3~ 5 度 SS 40~ 60 40~ 60 70~ 80 5~ 10 BOD5/(mg/L) 30~ 50 25~ 50 60~ 70 5~ 10 CODcr/(mg/L) 25~ 35 15~ 25 35~ 45 40~ 75 項(xiàng)目 處理效率( %) 目標(biāo)水質(zhì) 混凝沉淀 過濾 綜合 TN/(mg/L) 5~ 15 5~ 15 10~ 20 TP/(mg/L) 40~ 60 30~ 40 60~ 80 1 Fe 40~ 60 40~ 60 60~ 80 注:本表來自《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB503352021)。 深度處理方案選擇 根據(jù)本工程的出水標(biāo)準(zhǔn),顯而易見工藝 A 和工藝 B 在目前 的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下是適合于本工程中水處理工藝。而工藝 C和以膜分離為主及以活性
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