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城镇污水处理探析(3篇)

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第一篇:城镇生活污水处理厂深度处理工艺分析

摘要:针对低 C/N 城镇污水及工业废水的深度脱氮处理。通过将富集驯化的低溶解氧硝化反应器与短程反硝化厌氧氨氧化工艺相结合,在无外加碳源条件下,通过优化工艺参数及进水流量分配实现该装置的深度脱氮同时降低处理能耗,运行稳定可靠,便于推广。

关键词:生活污水;深度处理;短程反硝化;厌氧氨氧化

1引言

活性污泥法广泛用于各类污水中的氮磷等污染物的去除,利用活性污泥法进行的传统生物脱氮过程是在好氧条件下将氨氮转化为硝态氮,缺氧阶段利用有机物作为电子供体将硝态氮还原为氮气实现氮的去除。但城市生活污水普遍存在碳源不足的问题,在使用传统活性污泥处理工艺时会导致碳源不足引起的脱氮效率较低,难以达标排放[1]。若增加深度处理则会提高运行成本高、增加占地面积。因此,如何通过耦合污水脱氮处理的关键技术开发出节能降耗污水深度脱氮工艺,提高低 C/N 比生活污水中碳源的有效利用,在保证废水高效脱氮基础上降低处理成本及运行费用,实现节能、高效深度脱氮技术于一体的组合系统,已成为现阶段污水处理领域的重大需求。

2工艺思路

针对处理低 C/N 城市污水面临处理效率低和运行能耗高的两大技术难题,结合驯化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厌氧氨氧化联用等关键技术,提出一种节能降耗深度处理低C/N 生活污水的装置及方法,即生活污水分为两股依次进入两个 SBR中,在第一个 SBR 中,富集驯化低溶解氧全程硝化污泥,同时通过优化进水方式充分利用第一股进水中的有机碳源,强化系统的同步硝化反硝化效果;在第二个 SBR 中,首先利用第二股生活污水中的有机碳源将第一个 SBR 反应器出水中的硝态氮还原为亚硝态氮,随后厌氧氨氧化菌以还原产物亚硝态氮和进水中的氨氮为底物进行自养脱氮,厌氧氨氧化反应产生的部分硝态氮可以在下一个周期中被还原为亚硝态氮而得到去除,使系统中不会发生硝态氮的积累,提高总氮去除率。

3技术方案

一种低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的装置,主要由污水水箱、SND-SBR 反应器、中间水箱、A-SBR 反应器和出水箱组成;污水水箱经进水管由 SND-SBR 进水泵和 A-SBR 进水泵分别连接到 SND-SBR 反应器和 A-SBR 反应器,SND-SBR 反应器通过中间水箱及回流泵与 A-SBR 反应器连接,A-SBR 反应器经过排水阀与出水箱连接。其特征在于:SND-SBR 反应器和 A-SBR 反应器中均安装有搅拌器;SND-SBR 反应器中设有曝气装置;SND-SBR 反应器中安装有溶解氧测定仪,在线对曝气装置的曝气量进行实时监控,保证SND-SBR 反应器反应过程中的 DO 浓度在 0.2-0.4mg/L 范围内;SND-SBR 反应器和 A-SBR 反应器中均填充有聚氨酯泡沫悬浮生物填料。在SND-SBR 反应器中,填料的体积填充比为 40% -50%,全部功能微生物均附着生长在泡沫填料上,以省去泥水分离环节,在增加排水比的同时防止污泥流失。

低氧硝化耦合短程反硝化厌氧氨氧化处理生活污水的方法,该方法的具体步骤为:

(1)反应器的启动运行:在 SND-SBR 反应器中,接种取自传统污水处理厂的回流污泥,接种后混合液污泥浓度为 4200-5500mg/L。利用含 NH4+-N 浓度为 45-55mg/L 人工配水驯化富集低溶解氧硝化细菌。NH4+-N 硝化反应过程中,控制较低的曝气量使 DO 浓度维持在 0.15-0.35mg/L 浓度范围内。在进水曝气 2.5h 内,混合液中 NH4+-N<4.5mg/L 时,认为 SND-SBR 反应器低溶解氧硝化细菌富集完成。此时,向 SND-SBR 反应器中投加悬浮生物填料,填料的体积填充比为 35% -45%,同时 SND-SBR 的进水由人工配水改为实际生活污水,当 混 合 液 中 NH4+-N<4.5mg/L,NO3--N<30mg/L 时, 确 认 SND-SBR反应器启动完成,进入平稳运行阶段;在 A-SBR 反应器中,接种已经挂好短程反硝化生物膜的悬浮生物填料和厌氧氨氧化颗粒,A-SBR 反应器中填料的体积填充比为 20% -25%,厌氧氨氧化颗粒污泥浓度为3000-4000mg/L。

(2)当 SND-SBR 反应器启动结束之后,生活污水分为两部分经SND-SBR 进水泵和 A-SBR 进水泵进入 SND-SBR 反应器和 A-SBR 反应器。第一股原水通过脉冲进水方式进入 SND-SBR 反应器,在 DO 浓度为 0.2-0.4mg/L 条件下连续曝气 3-4.5h,附着生长在填料外部的低溶解氧硝化菌通过硝化作用将原水中的氨氮转换为硝态氮,附着在填料内部的异养菌利用原水中的有机物将产生的硝态氮进行反硝化脱氮处理。

(3)曝气结束后,富含硝态氮的出水排入到中间水箱,后与第二股原水体积比按 3:1 分别经回流泵和 A-SBR 进水泵进入 A-SBR 反应器,A-SBR 反应器进水混合后的硝态氮和氨氮质量浓度比在 1.5-1.7范围内。缺氧搅拌 2-3h,附着生长在填料上的短程反硝化菌以原水中有机物为电子供体,将硝态氮还原至亚硝态氮,厌氧氨氧化颗粒将产生的亚硝态氮和原水中的氨氮转换为氮气。厌氧氨氧化颗粒污泥浓度 2000-3000mg/L。反应结束后,出水经排水阀排入出水箱,排水比75%。

4运行实例

在该运行条件下,以南京某小区实际生活污水为处理对象 (COD= 160-320mg/L,TN = 45-68mg/L)。在调试完成连续运行的 3 个月中,COD 和 TN 的平均去除率分别为 91%和 87%,在未排泥的情况下,污泥浓度维持稳定,系统具有良好的处理效果和污泥减量作用。

5小结

通过将驯化富集低溶解氧硝化污泥、同步硝化反硝化和短程反硝化厌氧氨氧化联用等关键技术有机结合并对进水方式和工艺运行参数进行合理优化,最大限度利用原水中有机碳源,实现低能耗、深度脱氮于一体的组合系统。(1)驯化富集的低溶解氧硝化污泥在低溶解氧 (DO = 0.2-0.4mg/L) 条件下,以相对稳定的硝化速率实现氨氮的高效氧化。与传统硝化污泥相比,节省曝气量,降低运行成本;(2)最大限度的利用了原水中的有机碳源,用于反硝化脱氮和短程反硝化为厌氧氨氧化反应提供底物,在无需额外投加有机碳源条件下,实现低 C/N 比污水的深度脱氮;(3)通过投加悬浮填料的方式使功能微生物附着生长在填料上,增加系统中的生物量,同时创造有利于异养反硝化菌生长的微环境,提高脱氮效率,减少泥水分离时间;(4)工艺启动运行简单易控,能够快速实现稳定脱氮。

参考文献:

[1] 袁亦方 . 兼氧与好氧膜生物反应器处理低碳氮比污水对比试验研究 [D]. 华东交通大学 ,2016.

[2] 桂双林 , 麦兆环 , 付嘉琦 , 王歆 , 吴九九 . 基于厌氧氨氧化技术的新型生物脱氮工艺研究进展 [J]. 能源研究与管理 ,2017(02):29-33.

作者:苗红霞 单位:江苏省嘉庆水务发展有限公司

第二篇:城镇生活污水处理厂预处理工艺探究

摘要:随着我国社会经济的高速发展,城镇化进程不断加深,城镇生活污水处理厂数量和规模上不断扩大,处理工艺也越发成熟。其中作为传统污水处理厂的预处理环节,在污水处理工艺的迭代和改良中继续发挥着作用的同时,也存在着一些不同意见,笔者对此进行了相关探讨。

关键词:城镇生活污水处理厂;预处理;初沉池

1前言

污水预处理是污水进入传统生化处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施,一直以来都是污水处理厂的重要处理单元,特别是在工业废水的处理方面发挥着十分重要的作用。城镇生活污水处理厂虽然较工业污水处理厂对预处理的要求有所降低,但在很多污水处理厂的设计中依然是必不可少的处理环节。

2工艺组成及作用

城镇生活污水处理厂的预处理工艺通常和一级处理有较大程度的重叠,不需要做过细区分,主要包括格栅、调节池、沉砂池和初沉池。

(1)格栅。格栅是城镇生活污水处理厂的必设处理环节,用来去除可能阻塞水泵、管道阀门等设施的粗大悬浮物,以保证设施正常运转。通常设计成粗、细格栅两个单元,采用机械清渣方式。

(2)调节池。调节池从广义讲就是调节进、出水流量的构筑物,主要起到调节和缓冲来水的作用,可对水量、水质、水温以及PH进行调节,从而更好地适应后续处理。功能单一的调节池仅起到混合以均衡污水的作用,可以选择与其他处理单元如沉砂池和沉淀池合建,减少投资和占地的同时兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。此外,调节池还可以在污水处理厂出现运行事故和紧急情况的时候,作为事故水池使用。调节池是大部分工业废水处理的必要环节,但城镇生活污水处理厂一般不设调节池,特别是大型城镇生活污水处理厂。主要原因是大型城镇生活污水处理厂通常由市政管网和泵站进行水量调节,因其服务区域大,区域内各种不同类型建筑物的排水变化规律不同,有互补作用,再加上污水管网对水量水质的均衡作用,所以城市污水处理厂可以不设调节池。

(3)沉砂池。沉砂池是大多数城镇生活污水处理厂会采用的预处理环节,主要是为去除相对密度为2.65、粒径在0.2mm以上的砂粒,去除率一般要求达到80%以上。主要作用是预先将污水中的泥砂去除,避免其影响后续处理设施的运行,达到减少运行事故发生和延长设施使用寿命的目的。城镇生活污水处理厂一般采用曝气沉砂池。

(4)初沉池。初沉池是预处理工艺中较为核心的处理环节,其作用是去除悬浮物以及一定的有机负荷,对胶体也有一定的吸附作用。在一定程度上,初沉池也可以起到调节池的作用,均衡水质,减缓对后续生化系统的冲击。经初沉池处理后, COD约可去除30%左右,SS可去除50~60%,BOD可去除20%左右,按去除单位质量BOD或固体物计算,初沉池是经济上最为节省的净化步骤,对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均宜采用初沉池预处理。

3工艺分析

在城镇生活污水预处理工艺中,格栅是所有污水处理厂均会采用的处理环节,而调节池、沉砂池和初沉池均会因不同的处理工艺有所取舍,甚至完全不被采用。特别是在调节池和初沉池的设计和使用上还存在着一定的争议,因此,在预处理工艺的选择和设计上同样需要认真地分析与考虑。

(1)调节池。城镇生活污水处理厂不设调节池的首要原因是城镇生活污水处理厂一般可通过市政管网和泵站对进水有较好的调节,同时生活污水的污染物成分相对简单和稳定,污水处理厂的进水水量和水质均较为平稳;其次是调节池通常占地面积较大,取消调节池可以节省建设用地以及工程建设费用,对于一些用地面积紧张的污水处理厂显得尤为重要;三是调节池被初沉池取代,或者将几个构筑物的功能合而为一,不以功能单一的调节池存在。但是,部分城镇生活污水处理厂依然需要设调节池,如一些规模较小、位置较为偏远的城镇生活污水处理厂由于当地排水量波动较大,市政管网调节能力有限,需要建设调节池以减少污水处理厂的运行压力;另外,有一些城镇生活污水处理厂虽然以处理生活污水为主,但同时承担一部分工业废水,为防止工业废水对生化系统的冲击,需建设调节池。对于己建设调节池的城镇生活污水处理厂,可以对调节池进行改造使其发挥更大的作用,比如在调节池内加设填料,改善生化性,若设计得当还可代替水解池或者预曝气池,但需要注意预防调节池因水位高度变化导致填料垮塌。

(2)沉砂池/初沉池。在传统生化处理工艺中,初沉池对水中COD和悬浮物的去除有着较明显的效果,对减轻后续生化处理的有机物和SS负荷有重要作用,但对于沉砂池或者初沉池是否需要保留,依然存在着一定争议。一方面认为,沉砂池/初沉池造价较高,且占地面积大,将其取消可在较大程度上缓解土地和资金紧张[1]。同时,沉砂池/沉淀池在预处理过程中会减少污水中的有机物,有可能影响后续对氮和磷的去除,因此应该取消沉砂池/初沉池。另一方面认为,没有沉砂池/初沉池的前期处理,势必增加后续处理负荷,导致曝气费用增加和停留时间延长[2],因此不应该取消沉砂池/初沉池。除此之外,可以利用初沉池的污泥发酵补充一定的碳源,强化生物反硝化反应;强化前段预处理,降低活性污泥惰性组成分量,以提高反硝化能力。

(3)笔者观点。在笔者所接触城镇生活污水处理厂中,调节池和初沉池对保证系统稳定运行作用明显,在污水处理厂的提标改造过程中起到了积极作用,并且成为由传统曝气装置升级改造为微孔曝气的重要前提保障。因此,笔者观点倾向于在结合实际的前提下,保留调节池和沉砂池/初沉池。

4结语

随着对城镇生活污水处理厂的出水排放标准越来越高,一些运行压力大的污水处理厂在设计和运行过程中应加大对预处理环节的重视程度。预处理在工业改进方面变化较小,但在整个生化系统中依然起着重要作用,认真对预处理进行分析设计,对城镇生活污水处理厂的达标排放起到重要保障作用。

参考文献

[1]刘志强,苗群,张建.城市污水脱氮除磷应用技术[J].青岛建筑工程学院学报,2004,24(03):64-68.

[2]戴爱临,吴大为.关于城市污水处理中初沉池作用的探讨[J].给水排水,1994,20(05):22-25.

作者:殷琴 单位:江苏省嘉庆水务发展有限公司

第三篇:某城镇污水处理厂提标工程的设计要点探析

【摘要】随着出水标准的提高,提标改造目前已成为许多大型污水处理厂亟待解决的问题。本文以某城镇污水处理厂为工程背景,从进出水水质、深度处理工艺选择、提标工艺设计等方面进行分析,对提标设计方案提出建议。

【关键词】城市污水处理厂提标;水质分析;深度处理;活性砂滤池

1引言

国家环境保护总局环发[2005]110号“关于严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知”中第一次提出,“为防止水域发生富营养化,城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭式、半封闭水域时,应执行《标准》中一级标准的A标准”。2006年第21号公告提出再次重申了这个问题,这实际上在法规层面上将GB18918-2002一级标准A标准的适用范围直接扩大到绝大多数城镇污水处理厂,我国大量污水处理厂是在“九五”、“十五”期间建成的,排放标准要求相对较低,这决定了城镇污水处理厂一级A提标改造在许多流域和省市大量实施。本文根据某城镇污水处理厂的实际运行情况,对进出水水质、现状单体的运行情况进行分析,最终确定提标改造的方案。

2工程概况

某城镇污水处理厂位于广东省惠州市,污水处理规模为2.0万m3/d,原处理工艺为:预处理———CASS———紫外消毒。该城镇污水处理厂已竣工并投入生产数年,出水水质能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准。然而,随着该市区域水环境规划与综合整治的要求的提高,根据当地环保局的要求,业主需对该污水处理厂的处理系统进行升级改造,改造后出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准与广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)中较严者。

3现状进、出水水质分析

3.1现状进水水质分析

根据2013年度、2015年度、2016年度的污水厂运行数据记录分析,进水水质明显低于设计值:(1)进水COD值的月均值约90~130mg/L的区间,最高值极少超过200mg/L,最低值在60mg/L左右,总体来说,进水COD值较稳定;(2)进水BOD值的监测数据较少,一般在50~70mg/L区间,仅是设计值的50%左右,B/C约0.5,可生化性较好;(3)进水SS值的的监测数据较少,月均值在70~100mg/L区间,不到设计值的50%;(4)进水NH3-N均值15~25mg/L的区间,比较接近设计值;(5)进水TN均值15~25mg/L的区间,约为设计值的70%;(6)进水TP数值在1~2.5mg/L之间,处于较低水平。进水水质浓度偏低是珠三角地区污水厂普遍存在的情况,只要不至于碳源不足,影响生化系统正常运行,亦无大碍。同时,水质低于设计值,处理系统的实际处理能力会更强。

3.2现状出水水质分析

根据监测数据分析,可得出下列结论:(1)出水COD值的年均值低于26mg/L,远低于国标一级B标准,已达到国标一级A标准及地标的较严值;(2)出水氨氮年均值3mg/L左右,基本可达到国标一级A标准;(3)出水TN年均值13mg/L左右,基本可达到国标一级A标准;(4)出水TP年均值0.9mg/L左右,基本达到国标一级B标准。对比两年的数据,得出现状出水水质基本可以稳定达到国标一级B标准,部分指标可达到一级A标准,且2015-2016年出水水质要优于2013年。

4深度处理工艺选择

按照现状进水水质,原处理系统出水中的总氮尚能达到一级A排放标准,但不太稳定,如进水水质接近或达到设计进水水质,根据CASS池的运行状况,生物脱氮效能并无太多余量,因此,本提标工程选址深度处理技术时,还需要考虑工艺是否具有反硝化的功能。通过技术经济综合比较,深度处理工艺采用“活性砂滤池”工艺。

5工艺设计流程

6主要工艺设计参数

(1)设计水量:20000m3/d(833m3/h);

(2)工程变化系数:KZ=1.4。

6.1集水池

由于该污水处理厂是采用间歇式活性污泥法,具有连续进水、间歇排水的周期运行特点,且CASS池与消毒池之间预留的水位差较少。综合考虑,提标改造系统宜设置为连续进水+连续出水方式。因此,提标改造系统需设置集水池进行水量调节,并采用提升泵连续出水进入深度处理系统。CASS池出水进入集水池,由集水池内提升泵将水提升进入自带混凝、澄清功能的活性砂滤池。由运营台账整理得,CASS池现状出水最大流量900L/s(3240m3/h),持续20min,平均流量2000m3/h,滗水时间约1h。集水池有效尺寸L×B×H=14.4×20.8×4.5m,总容量约1200m3,停留时间约40min。提升泵选取2用1备潜水泵,进水总管设流量计对提升泵进行变频控制。

6.2活性砂滤池

6.2.1混合池

原水经提升后进入机械混合池进行微絮凝反应。混合池为矩形构筑物,内设快速搅拌机,用于进水混凝的快速混合反应。投加的药剂可以混凝污水中悬浮固体,使废水中的污染物质脱稳形成细小的矾花,为后续絮凝反应提供有利的条件。污水混凝后以重力流方式进入活性砂滤池进行微絮凝过滤。混合池有效尺寸为2.0m×2.0m×4.1m(有效水深2.7m)。混合时间:45s。

6.2.2活性砂滤池主体

活性砂滤池为并联设计,分为4个独立的过滤单元,每单元内包括6套连续砂过滤器,共计24套过滤设备。整个砂滤工艺段即从砂滤进水到砂滤出水,设计极限水头损失为1.7m。每套过滤器的过滤面积不得小于6m2,安装在预先按照要求设计好的混凝土滤池中。滤池上应有铺设全密闭的盖板,以防止污染物落入滤池,造成二次污染。每个滤池单元设有1个空气控制柜,现场共设有4套空气控制柜,这些空气控制柜连接到1套电气控制柜,由其进行低压配电和自控。(1)安装位置:混凝土过滤池内。(2)工作环境及温度:环境温度0~40°C,介质为经过二级处理后的污水。(3)工作方式:连续运行,连续自动冲洗。(4)进水水质:SS≤20mg/L;TP≤1.0mg/L;TN≤20。(5)出水水质:SS≤10mg/L;TP≤0.5mg/L;TN≤15(见表2)。

6.3反冲洗沉淀池

反冲洗水经收集后排至竖流式沉淀池进行沉淀。出水进入厂区污水管网,回流至预处理系统。污泥经污泥泵输送至原有储泥池,经污泥脱水后,泥饼外运。为达到出水标准,需要对SS及TP进一步降解,考虑到运行时需要实现常态化投加混凝剂的情况,为防止混凝后污泥于生化系统中积聚,需要对活性砂滤池的反冲洗水进行沉淀分离。反洗水流量约为83.3m3/h。数量:2格;沉淀时间:1.5h;表面负荷:1.5m3/m2•h;池体尺寸:L×B×H=5.3×5.3×6.20m(有效水深2.25m);出水堰负荷:0.57L/s•m。7结论活性砂滤池作为城市污水处理厂一级B至一级A升级改造方案是合适的,该工艺采用深层过滤,控制简单,使用寿命长,加药量少,在除磷、除SS、脱氮效果等方面具有优势,值得推广应用。

参考文献

[1]尉凤珍,李新凯,訾金伟.连续流砂反硝化过滤器在污水深度处理中的应用.中国给水排水,2011,27(5):86~88.

[2]李微,梁建勋,裴剑,等.气提式连续砂滤池生物预处理试验研究,给水排水,2011,37(11):42~45.

[3]陈秋红,吴雪才,何海亚,孙伊露.提标改造一级A标准工程在某城镇污水处理厂的应用.污染防治技术,2010,23(4):128~130.

作者:周浩嫦 单位:广东省建科建筑设计院有限公司

城镇污水处理探析(3篇)责任编辑:张雨    阅读:人次