城鎮(zhèn)污水處理廠處理生物除磷脫氮工藝的方法

1、城鎮(zhèn)污水處理廠處理生物除磷脫氮工藝的方法資料:中國(guó)環(huán)保網(wǎng)一概述改革開放以來,在我國(guó)的大中型城市中,建設(shè)了一批污水處理設(shè)施,對(duì)于保護(hù)大中型城市的環(huán)境,治理水污染起到了很大作用。隨著我國(guó)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的顯著提高,我國(guó)農(nóng)村城市化的速度將大大加快,大量的小城鎮(zhèn)將迅速興起,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末,全國(guó)設(shè)市城市將達(dá)1200個(gè)左右,建制鎮(zhèn)250003O000個(gè)左右,全國(guó)城鎮(zhèn)人口達(dá)6.8億左右,城市化水平約為45%,其中小城鎮(zhèn)人口所占比例達(dá)65%左右。從發(fā)展眼光看,今后我國(guó)的大部分人口將生活在中小城鎮(zhèn)。目前全國(guó)共有1700O個(gè)建制鎮(zhèn),絕大多數(shù)沒有排水和污水處理設(shè)施,而且,由于二十幾年來,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的蓬勃發(fā)

2、展,造成一些中小城鎮(zhèn)尤其是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的中小城鎮(zhèn),污染嚴(yán)重,已經(jīng)影響到人民的生活和健康。從另一方面講,中小城鎮(zhèn)和大中城市在水系上是相通的,而且往往處于大中城市的上游,中小城鎮(zhèn)的污水治理工作做不好,大中城市水環(huán)境的質(zhì)量也不會(huì)有明顯改善,因此,中小城市的環(huán)境保護(hù)問題越來越引起人們的重視。針對(duì)目前的情況,國(guó)家提出至2010年我國(guó)污水處理率要達(dá)到4O%,因此,未來一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)將會(huì)集中在中小城鎮(zhèn)建設(shè)一大批污水處理廠,這些污水處理廠的規(guī)模,小的只有每日幾十噸,大的每日幾萬噸,因此在規(guī)模上和大型污水處理廠相差較大,而且,由于這些中小城鎮(zhèn)和大中城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、排水體制,基礎(chǔ)資料,融資渠道有很大不同,因此以

3、往建設(shè)大型污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)只有借鑒的意義,不可能也不應(yīng)該把大中城市的污水治理工藝、技術(shù)裝備等搬用到城鎮(zhèn)級(jí)的污水處理廠中去,否則目前在大中城市中出現(xiàn)的“建的起,用不起”的局面將會(huì)在中、小城鎮(zhèn)更加強(qiáng)烈的表現(xiàn)出來,甚至?xí)葑兂伞凹冉ú黄?更用不起”的局面,因此探索適合中小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的污水處理工藝,以較少的投資建成污水處理廠,以較低的運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)轉(zhuǎn)污水處理廠,達(dá)到消除污染、保護(hù)環(huán)境的目的是擺在給排水工作者面前的一個(gè)挑戰(zhàn)。考慮到1998年1月1日之后,已經(jīng)開始實(shí)行污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-199 6,因此中小城鎮(zhèn)的污水處理廠在選擇處理工藝時(shí)都要考慮除磷脫氮,本文謹(jǐn)就適合于中小城鎮(zhèn)城市污水處理廠的

4、生物除磷脫氮工藝談一些粗淺的看法,供大家參考,垃圾分選機(jī)不妥之處請(qǐng)指正。二可供選擇的工藝各種除磷脫氮工藝一般都是除碳、除氮、除磷三種流程的有機(jī)組合,得利滿公司提出了“SARAOE”概念,來描述用于除磷脫氮的不同區(qū)域。1.選擇區(qū)(Selectorzone設(shè)置選擇區(qū)的目的主要是為了避免污泥膨脹。2.厭氧區(qū)(Anaerobiczone設(shè)置厭氧區(qū)是為了提供一個(gè)使聚磷菌釋放磷的環(huán)境,為后續(xù)的好氧吸磷創(chuàng)造條件。3.再活化區(qū)(Reactivationzone設(shè)置再活化區(qū)用于再活化回流污泥。4.缺氧區(qū)(Anoxiczone設(shè)置缺氧區(qū),提供一個(gè)缺氧環(huán)境,使硝酸鹽氮被還原為氮?dú)狻?.好氧區(qū)(Oxidationzo

5、ne該區(qū)為主反應(yīng)區(qū),在該反應(yīng)區(qū)內(nèi)完成碳的氧化和氨氮的硝化。6.內(nèi)源呼吸區(qū)(Endogenouszono在該區(qū)內(nèi)進(jìn)一步完成硝酸鹽氮的反硝化。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)受納水體的要求和其它一些實(shí)際情況,生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個(gè)層次:1、去除有機(jī)物、氨氮和硝酸鹽氮,因?qū)偟獰o要求,可以采用生物硝化工藝,生物硝化工藝與傳統(tǒng)活性污泥法工藝流程完全相同,不過采用延時(shí)曝氣。2、去除有機(jī)物和總氮(包括有機(jī)氮、氨氮及硝酸鹽氮,因要去除總氮,因此應(yīng)該采用生物反硝化工藝,需要在反應(yīng)池前增設(shè)一個(gè)缺氧段,將好氧段中含有硝酸鹽的混合夜回流到缺氧段,在缺氧的條件下,將硝酸鹽反硝化成氮?dú)狻?、去除有機(jī)物、氨氮和有機(jī)氮,

6、磷。這時(shí),應(yīng)該采用除磷的硝化工藝,在反應(yīng)地前增設(shè)一個(gè)厭氧段,在厭氧段內(nèi)完成磷的釋放,在好氧段內(nèi)實(shí)現(xiàn)磷的超量吸收、有機(jī)物的氧化、有機(jī)氮及氨氮的硝化。4、去除有機(jī)物、總氮和磷。對(duì)于這種情況,應(yīng)該采用完全的生物除磷脫氮工藝。在反應(yīng)池前既要增設(shè)一個(gè)厭氧段又要增設(shè)一個(gè)缺氧段,環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)以同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物除磷脫氮。三適合于中小型污水處理廠的除磷脫氧工藝A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實(shí)現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合,都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。由于磷的去除是通過排放剩余污泥實(shí)現(xiàn)的。SRT小,剩余污泥排放量也就多,在污泥含磷量一定的情況下,除磷量也就越

7、多。生物硝化工藝需要較低的負(fù)荷,較長(zhǎng)的泥齡,因此,除磷脫氮對(duì)某些工藝參數(shù)的要求是互相矛盾的,為實(shí)現(xiàn)同時(shí)除磷脫氮,研究者開發(fā)了不少新工藝,如Bardenphor工藝(四區(qū)工藝、Phoredox工藝(改良BardenPhor工藝, UCT工藝,MUCT工藝等,這些工藝克服了除磷脫氮的一些沖突,可以同時(shí)取得較好的除磷脫氮效果,但這些工藝的缺點(diǎn)也是顯而易見的,處理單元多,流程長(zhǎng),操作管理復(fù)雜,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,在應(yīng)用于中小規(guī)模污水處理廠時(shí)應(yīng)該慎重。進(jìn)水水質(zhì)濃度和對(duì)出水水質(zhì)的要求是選擇除磷脫氮工藝的一個(gè)重要因素。對(duì)于大部分城市污水,為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該選用具有除磷和硝化功能的二級(jí)處理,對(duì)于二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),可以

8、采用生物除磷方式;對(duì)于一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),可以采用生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的方式。對(duì)于某些低濃度或超低濃度污水,單獨(dú)生物除磷效果不好,須采用生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合的方式。在上述各種除磷脫氮工藝中,對(duì)中小污水廠來講,比較有發(fā)展前途的工藝是SBR 工藝、氧化溝工藝。因?yàn)檫@兩種工藝一般都不設(shè)初沉地,SBR工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設(shè)施,因此,水、泥處理流程大為簡(jiǎn)化,可以達(dá)到占地少、能耗低、投資省。運(yùn)行管理方便的目的,符合當(dāng)前污水處理工藝合建、簡(jiǎn)化發(fā)展的總趨勢(shì)。采用延時(shí)曝氣的SBR工藝和氧化溝工藝產(chǎn)生的剩余污泥已經(jīng)基本達(dá)到好氧穩(wěn)定,剩余污泥經(jīng)過濃縮脫水后就可以直接應(yīng)用于農(nóng)田、填埋或者焚

9、燒,不需要搞污泥消化,因此建設(shè)、運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用大為減少,這一點(diǎn)對(duì)中小城鎮(zhèn)污水廠來說,是非常有吸引力的。四氧化溝工藝的特點(diǎn)、各種形式和適用情況氧化溝實(shí)際上是活性污泥法的一種變形,它的水力流態(tài)和普通活性污泥法相差較大,是一種首尾相接的循環(huán)流,通常采用延時(shí)曝氣。氧化溝是荷蘭人二戰(zhàn)后為處理小城鎮(zhèn)污水而開發(fā)的,由于氧化溝處理污水經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單和管理方便,所以它問世以來,發(fā)展很快。嚴(yán)格地說,氧化溝不屬于專門的生物除磷脫氮工藝。但是隨著氧化溝技術(shù)的發(fā)展,它早已超出原先的實(shí)踐范圍,出現(xiàn)了一系列除磷脫氮技術(shù)與氧化溝技術(shù)相結(jié)合的污水處理工藝流程。按照運(yùn)行方式,氧化溝可以分為連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。連續(xù)工作式

10、氧化溝如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國(guó)應(yīng)用比較多,這些氧化溝通過設(shè)置適當(dāng)?shù)娜毖醵?、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續(xù)工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式,多采用轉(zhuǎn)刷曝氣,不設(shè)二沉池和污泥回流設(shè)施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式,交替式氧化溝兼有連續(xù)式氧化溝和S BR工藝的一些特點(diǎn),可以根據(jù)水量水質(zhì)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷的開停,既可以節(jié)約能源,又可以實(shí)現(xiàn)最佳的除磷脫氮效果。廣東雁田污水廠(近期規(guī)模1.5萬噸/d采用的是雙溝式氧化溝工藝。邯鄲東污水廠(一期工程規(guī)模6.6萬噸采用的是三溝式氧化溝工藝。一般交替式氧化溝工藝的設(shè)備閑置

11、率比較高,容積利用率比較低,如邯鄲東污水廠的設(shè)計(jì)污泥星系數(shù)為O.55,實(shí)際為O.48,D型氧化溝曝氣轉(zhuǎn)刷的實(shí)際利用率只有37.5%。五SBR工藝的特點(diǎn)、各種形式和適用情況SBR工藝的基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池中完成污水的生化反應(yīng)、沉淀、排水、排泥,處理設(shè)施比一般氧化溝還要簡(jiǎn)單。SBR工藝的概念和操作靈活性使其易于引入?yún)捬?好氧除磷過程或缺氧/好氧除氮過程,通過調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時(shí)間的長(zhǎng)短,可實(shí)現(xiàn)對(duì)氮磷的高效去除。SBR工藝有很多種類型,除了常規(guī)SBR工藝之外,還有DAT-IAT工藝,Unitan k工藝、CAST及CASS工藝、ICEAS工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續(xù)

12、進(jìn)水方式,使進(jìn)水的控制系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單,但是因?yàn)橹鞣磻?yīng)區(qū)前面缺乏一個(gè)厭氧段,因此,除磷的效果不夠理想,DAT-IAT工藝的回流比比較大,運(yùn)行費(fèi)用偏高。上海石洞口污水處理廠采用的是Unitank工藝;昆明第三污水處理廠采用的是ICEAS工藝;天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠(設(shè)計(jì)規(guī)模10萬噸/日采用的是DAT-IAT工藝。和合建式氧化溝一樣,因?yàn)樵谝粋€(gè)較長(zhǎng)停留時(shí)間的曝氣系統(tǒng)內(nèi),只有50%左右的池容用于曝氣,SBR工藝的容積利用率也不高。六SBR工藝和氧化溝工藝的比較如前所述,SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠,如果設(shè)計(jì)管理的好,都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優(yōu)缺點(diǎn),分別

13、適用于不同的情況。1.SBR工藝由于采用合建式,不需要設(shè)置二沉地,同時(shí)由于采用微孔曝氣,可以采用的水深一般為46m,比一般氧化溝的水深(34m要深,因此在同樣的負(fù)荷條件下, SBR工藝的占地面積小,如果污水處理廠所在地的征地費(fèi)用比較高,對(duì)SBR工藝有利。2.SBR工藝中一個(gè)周期的沉淀時(shí)間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的,渾水時(shí)間是由潷水器的長(zhǎng)度、上清液的潷除速率等因素決定的,對(duì)于一個(gè)固定的反應(yīng)系統(tǒng),沉淀時(shí)間和潷水時(shí)間的和基本上是固定的,一般都不應(yīng)小于2小時(shí),因此,每個(gè)周期的時(shí)間短,反應(yīng)時(shí)間所占的比例就低,反應(yīng)池的容積利用系數(shù)降低。對(duì)于對(duì)污泥穩(wěn)定要求不高的污水廠,選擇SBR

14、工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個(gè)缺點(diǎn)。3.SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進(jìn)水閥門,曝氣設(shè)備,潷水器等,因此,對(duì)自控設(shè)備的要求比較高,目前,某些國(guó)產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量尚不過關(guān),如果考慮進(jìn)口,自控系統(tǒng)所占的投資比例將增加,而且將增大維修費(fèi)用。4.在寒冷的氣候條件下,因?yàn)楸砻姹瑲馄鲿?huì)造成表面冷卻或者結(jié)冰,降低污水的溫度,而污水的溫度降低,對(duì)生化反應(yīng)尤其是硝化反應(yīng)的影響較大,所以,在寒冷地區(qū),采用氧化溝工藝,需要采取一些特殊措施,如將氧化溝加蓋,而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競(jìng)爭(zhēng)中,處于不利的地位。5.在一些水量非常小的小城鎮(zhèn),夜間幾乎沒有污水產(chǎn)生,這時(shí)候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優(yōu)越性

15、,曝氣設(shè)備可以白天運(yùn)轉(zhuǎn),夜間停止運(yùn)行。七SBR工藝和氧化溝工藝比較的一個(gè)實(shí)例某開發(fā)區(qū)污水處理廠工程,設(shè)計(jì)規(guī)模5萬噸/日,變化系數(shù)1.40,設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如下:BOD5CODSSNH3-NTP進(jìn)水160400250352出水3012030251采用氧化溝工藝(CAST工藝和三溝式氧化溝工藝進(jìn)行工藝比較,結(jié)果如下表:項(xiàng)目CAST工藝氧化溝工藝備注總泥齡(d2525設(shè)備總功率(KW9081695實(shí)際使用功率(KW585732設(shè)備利用系數(shù) 0.64 0.43 日電耗(度/日 10418 13036 單位電耗(Kw/m3 0.21 0.26 處理廠占地(m2 34400 41064 二級(jí)處理 工程總投資(萬元 6301.27 6692.87 廠內(nèi)工程 單位成本(元/m3 0.69 0.81 單位運(yùn)行成本(元/m3 0.35 0.46 對(duì)于上例的具體情況，經(jīng)過投資估算比較和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，采用 SBR 工藝優(yōu)于三溝式 氧化溝工藝。 應(yīng)該提出的是： 選擇污水廠的處理工