米東區化工工業園區污水處理可行性研究報告-資料下載頁

　　

【正文】 酸鹽形式，貯存在細胞內，因此，生物除磷僅指液相中的磷酸鹽轉移到細胞中去，所以污泥的含磷量很高，可達8～10%(%)，影響生物除磷的因素是要厭氧條件DO=0，同時要有快速降解COD，即P/COD比值恰當。希望含磷污泥盡快從系統中排出。也就是說，污泥泥齡要短，否則泥中的磷又會解析到液體中。 按照上述原理，在生物碳氮系統前再設置一個厭氧池，這樣就形成所謂A/A/O系統，即厭氧/缺氧/好氧系統。 4)生物脫氮除磷的影響因素 從生物脫氮除磷原理看出，兩者要求的有些方面是相互制約的。要正常發揮脫氮除磷系統效率，詳細分析進水水質是十分必要的，有如下幾點值得注意：(1)COD濃度(2)TKN/COD比值(3)P/COD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50mg/L (比值一般為進水COD的1/4～1/3)，所以進水COD低于150mg/L，不能達到除磷要求。 TKN/COD比值，TKN/，可完全去除硝酸鹽，～，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，～，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TKN/，城市污水不能用生物脫氮除磷方法。P/COD值，P/，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經濟比較，氧化溝法、A/A/O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上在世界化學學報上首先發表了一篇重要的科研報告，介紹了在單一的反應器內將空氣注入污水中，將其所產生的污泥進行循環并按間歇方式運行，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，由于監控和檢測技術的限制，SBR法未得到廣泛應用。70年代起，由于西歐各國財政上的原因，政府對小城鎮環保項目的投入減少，迫使小城鎮的環保事業著眼于低投資低能耗，同時由于程控技術，電子計算機技術的發展，一些水質儀表如溶氧測定儀，ORP計的開發應用，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SBR工藝運行模式，其操作由進水、曝氣反應、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。在一個周期內的5個過程都在一個反應池內按程序完成，整個處理系統可以通過二個或二個以上的反應池進行組合交替完成。由于SBR工藝流程短，反應過程在一個池內按時間程序完成，所以在時間程序中進水階段可以降低曝氣強度使池內產生缺氧狀態，而曝氣階段的時間可根據實際反應時間而定。通過時間順序可以對缺氧、好氧的比例進行調整，使處理系統更適應水質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，根據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，節約了二次沉淀池和污泥回流系統，但曝氣池體積、曝氣動力設備均要增加，在中小規模污水處理中是較好的處理工藝。典型的SBR工工藝已發展出了許多變種，改良型SBR為改良式連續流序批反應器，它是在傳統的SBR技術的基礎上改進成功的污水處理新工藝，該方法為各種優勢微生物的生長繁殖創造了最佳的環境條件和水力條件，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狀態，有效地提高生化去除率。該法采用組合式聯體結構，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反應池為主，反應池連續進水，兩個序批池交替運行。，流程的實質與傳統A2/O工藝一樣，但它強化了各反應區的功能，為各優勢菌種創造了更優越的環境和水力條件，無論從理論上分析，或者實際的運行結果看，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工藝的厭氧區還可作為系統的厭氧酸化段，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，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速率，厭氧、缺氧、好氧過程的交替進行使厭氧區同時起到優化選擇器的作用。 改良SBR系統原理流程圖。進廠污水經預處理工序后直接進入改良SBR反應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后進入缺氧池（二），缺氧池（二）主要用于強化整個系統的反硝化效果，由主曝氣池至缺氧池（二）的回流系統提供硝態氮。缺氧池（二）出水進入主曝氣池經曝氣反應后再進入序批池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，再進行好氧反應，或交替進行缺氧、好氧反應。在缺氧、好氧反應階段或預沉階段，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），經缺氧反硝化脫氮后提升進入厭氧池與進廠污水混合釋磷，依次循環。單元6至單元5的回流用于強化整個系統的反硝化效率，根據要求的反硝化效率的高低，可通過變速調節回流泵來改變系統的回流量。 改良SBR系統流程示意圖與T型氧化溝、Unitank等系統類似，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，一些單元采用不同的運轉方式，以便完成不同的處理目的。改良SBR將一個運轉周期分為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，除序批池的運轉方式不同外，其余各單元的運轉方式完全一樣。各時段的持續時間如下：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3為第一個半周期，時段6為第二個半周期。原污水由改良SBR的單元4進入，在各個時段內的流向見表310。310 改良SBR系統污水流向 由表310可以看出，第一個半周期內，單元7起的是沉淀池的作用，而在第二個半周期內單元1在起沉淀池的作用。改良SBR系統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各單元的工作狀態根據各循環周期內的時段確定，見表311。 表311 改良SBR各單元的工作狀態因為改良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，各個序批池的運轉時段應該彼此錯開。改良SBR工藝在主曝氣池內安裝溶氧測定儀，根據主曝氣池內DO水平自動調節曝氣風機運行頻率，特別是在主曝氣池與序批池同時供氧切換為主曝氣池單獨供氧時自動調整鼓風量以節省能耗，運行周期的切換及各設備的時序操作均實行自動控制。二)氧化溝法（方案二）氧化溝最初于五十年代出現于荷蘭，主要由環形曝氣池組成，具有出水水質好、處理效率穩定、操作管理方便等優點，同時，也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式，除了常用的轉刷型氧化溝外，還有采用垂直軸表面曝氣葉輪的卡羅塞爾氧化溝以及轉碟型曝氣器的奧貝爾氧化溝。同時，在運行方法上又可分為連續流及分渠式氧化溝。后者，氧化溝中一部分體積兼作沉淀池，故不再設二次沉淀池和污泥回流設備。上述各種形式的氧化溝，目前國內均有工程實例，大部分氧化溝運行良好，去除效率穩定，取得了較好的處理效果。在間歇運行的氧化溝基礎上，丹麥又發展了一種新型的氧化溝，即三溝式氧化溝。在運行穩定可靠的前提下，操作更趨靈活方便。隨著氧化溝工藝的不斷發展，作為活性污泥法的一種變型的氧化溝現已廣泛應用于世界各地，并正向著大中型污水處理廠發展，曝氣型式的多樣化和不斷改進，使氧化溝工藝迅速得到推廣。早期的氧化溝工藝占地面積大，僅用于小型污水處理廠，隨著對氧化溝工藝的充分認識和改進，～。據報導，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公司發明注冊的Carrousel及Carrousel2000型氧化溝美國Envirex公司設計的Orbal氧化溝。美國EMICO與荷蘭DHV公司合作開發的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)A/A/O法（方案三）A/A/O工藝（AnaerbioAnoxicOxic）稱為厭氧－缺氧－好氧三者結合系統。早在70年代美國在生物除氮方法的基礎上發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、在數量上超出其生理需要的從外部環境攝取磷，磷以聚合的形態貯藏在菌體內，形成高磷污泥而排出系統外，達到從污水中除磷的效果。在厭氧條件下（DO＝0，NO3＝0），聚磷菌體內的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了從污水中除磷的技術和工藝。在好氧條件下，聚磷菌好氧呼吸，不斷地氧化體內儲存有機底物，也不斷通過主動輸送方式向體內輸送有機底物，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境中的H2PO4攝入體內，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A/A/O法中，由于需要污水回流及污泥回流，相對于SBR池同時需要增設二沉池，污水處理設備較多，運行管理相對較復雜。三個方案的主要參數見下表。表312污水處理方案綜合比較表比較內容方 案 一（改良SBR）方 案 二(氧化溝)方 案 三（A/A/O）構筑物數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，可根據水質特點靈活調節采用葉輪供氧及維持溝內流速，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備及構筑物較少，管理最簡單，方便。設備少,自動控制相應簡單，方便設備及構筑物較少，管理較簡單。自動控制，設備及構筑物較多，運行管理相對復雜及要求高設備及構筑物較多，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。設備及構筑物較多，運行管理相對復雜及要求高設備設備種類單一，數量較少，維護簡單設備種類及數量相對較多，維護要求一般設備種類及數量多，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A/A/O工藝需要二沉池，反硝化需要污水、污泥回流，能耗較大，造成污水處理廠設備及構筑物較多，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，設備及構筑物數量較少，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CODcr、BOD5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CODcr、SS指標達到設計要求；，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計要求，但考慮到化工廢水水量的不確定性、水質的不穩定性，二級生物處理難以保證出水TP指標達到設計要求。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CODcr、TP、SS等指標方可達到設計要求。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；運行平穩，可根據二級處理出水情況，進行在線檢測，適時加藥；系統組成簡單能耗低。對溶解性CODs,色度去除效果好；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；系統組成：混合池、絮凝反應池：回流泵和回流管道；連續刮渣機；浮渣收集和排渣設備；加藥系統（一體化連續加藥裝置、計量泵）；空壓機；壓力溶解罐；壓力溶氣釋放器或減壓閥；系統復雜，能耗高。常采用混凝＋臭氧氧化法聯用；反應時間短、處理效果好；組成復雜、能耗高。去除色度和溶解性COD效果好；運行成本高，需更換或還原活性碳；