城镇生活污水处理方案
一、总体要求
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中全会精神,提升城镇生活污水收集处理能力,加大生活污水收集管网配套建设和改造力度,促进污水资源化利用,推进污泥无害化资源化处理处置,加快补齐设施短板,完善生活污水收集处理设施体系,满足人民日益增长的优美生态环境需要。
二、实施目标
到2023年,县级及以上城市设施能力基本满足生活污水处理需求。生活污水收集效能明显提升,城市市政雨污管网混错接改造更新取得显著成效。城市污泥无害化处置率和资源化利用率进一步提高。缺水地区和水环境敏感区域污水资源化利用水平明显提升。
三、主要任务
(一)强化城镇污水处理厂弱项。按照因地制宜、查漏补缺、有序建设、适度超前的原则,统筹考虑城镇(含易地扶贫搬迁后)人口容量和分布,坚持集中与分散相结合,科学确定城镇污水处理厂的布局、规模。目前没有污水处理厂的县城要尽快建成生活污水处理设施,现有污水处理能力不能满足需求的城市和县城要加快补齐处理能力缺口,大中型城市污水处理厂建设规模可适度超前。京津冀地区、粤港澳大湾区和长江干流沿线城市和县城,黄河干流沿线城市实现生活污水集中处理设施全覆盖。长三角地区和粤港澳大湾区城市、京津冀地区和长江干流沿线地级及以上城市、黄河流域省会城市、计划单列市生活污水处理设施全部达到一级a排放标准。缺水地区、水环境敏感区域,要结合水资源禀赋、水环境保护目标和技术经济条件,开展污水处理厂提升改造,积极推动污水资源化利用,推广再生水用于市政杂用、工业用水和生态补水等。长江流域及以南地区,在完成片区管网排查修复改造的前提下,因地制宜推进合流制溢流污水快速净化设施建设。积极推进建制镇污水处理设施建设。
(二)补齐城镇污水收集管网短板。将城镇污水收集管网建设作为补短板的重中之重。新建污水集中处理设施,必须合理规划建设服务片区污水收集管网,确保污水收集能力。中央预算内资金不再支持收集管网不配套的污水处理厂新改扩建项目。城市和县城要
加快城中村、老旧城区、城乡结合部和易地扶贫搬迁安置区的生活污水收集管网建设,加快消除收集管网空白区。结合老旧小区和市政道路改造,推动支线管网和出户管的连接建设,补上“毛细血管”,实施混错接、漏接、老旧破损管网更新修复,提升污水收集效能。
现有进水生化需氧量浓度低于100mg/l的城市污水处理厂,要围绕服务片区管网开展“一厂一策”系统化整治。除干旱地区外,所有新建管网应雨污分流。长江流域及以南地区城市,因地制宜采取溢流口改造、截流井改造、破损修补、管材更换、增设调蓄设施、雨污分流改造等工程措施,对现有雨污合流管网开展改造,降低合流制管网溢流污染。积极推进建制镇污水收集管网建设。提升管网建设质量,加快淘汰砖砌井,推行混凝土现浇或成品检查井,优先采用球墨铸铁管、承插橡胶圈接口钢筋混凝土管等管材。
(三)加快推进污泥无害化处置和资源化利用。在污泥浓缩、调理和脱水等减量化处理基础上,根据污泥产生量和泥质,结合本地经济社会发展水平,选择适宜的处置技术路线。污泥处理处置设施要纳入本地污水处理设施建设规划,县级及以上城市要全面推进设施能力建设,县城和建制镇可统筹考虑集中处置。限制未经脱水处理达标的污泥在垃圾填埋场填埋,东部地区地级及以上城市、中西部地区大中型城市加快压减污泥填埋规模。在土地资源紧缺的大
中型城市鼓励采用“生物质利用+焚烧”处置模式。将垃圾焚烧发电厂、燃煤电厂、水泥窑等协同处置方式作为污泥处置的补充。推广将生活污泥焚烧灰渣作为建材原料加以利用。鼓励采用厌氧消化、好氧发酵等方式处理污泥,经无害化处理满足相关标准后,用于土地改良、荒地造林、苗木抚育、园林绿化和农业利用。
(四)推动信息系统建设。开展生活污水收集管网摸底排查,地级及以上城市依法有序建立管网地理信息系统并定期更新。直辖市、计划单列市、省会城市率先构建城市污水收集处理设施智能化管理平台,利用大数据、物联网、云计算等技术手段,逐步实现远程监控、信息采集、系统智能调度、事故智慧预警等功能,为设施运行维护管理、污染防治提供辅助决策。
四、保障措施
(一)加强组织协调。按照中央部署、省级统筹、市县负责的要求,推进方案落地实施。国家发展改革委、住房城乡建设部做好督促指导,完善政策措施,对设施补短板项目给予积极支持。各省(区、市)统筹推进辖区内设施规划和建设工作,制定工作方案,明确目标任务。市县是第一责任人,要切实担负主体责任,加快项目谋划和储备,制定滚动项目清单和计划,明确建设时序,扎实推进项目建设实施。
(二)完善收费政策。各地应按照补偿污水处理和运行成本的原则,合理制定污水处理费标准,并根据当地水污染防治目标要求,考虑污水排放标准提升和污泥无害化处置等成本合理增加因素动态调整。加大污水处理费征收力度,尽快实现应收尽收。各地在污水处理费标准调整到位前,应按规定给予补贴。污水处理收费应专项用于城镇污水处理设施建设、运行和污泥处置。各地征收的城市基础设施配套费等,应向污水管网和运行维护倾斜。推广按照污水处理厂进水污染物浓度、污染物削减量等支付运营服务费。鼓励通过政府购买服务,以招标等市场化方式确定污水处理服务费水平。
(三)加大支持力度。要坚持“要素跟着项目走”“资金跟着项目走”。各地要将污水处理设施用地列入城市黄线保护范围,在城市建设规划中加以落实。各地要设计多元化的财政性资金投入保障机制,在中期财政规划、计划中安排建设资金,加大地方政府专项债、抗疫特别国债支持力度,确保项目资金来源可靠、规模充足,严防“半拉子工程”。各市县要尽力而为、量力而行,严防地方政府债务风险。中央预算内资金继续对城镇生活污水处理设施建设给予适当支持。
(四)拓宽投入渠道。发挥市场配置资源的决定性作用,规范有序推广ppp模式,引导社会资本积极参与建设运营。推广区域内不同盈利水平的项目打包建设、运营,鼓励中央企业履行社会责任,发挥专业化、规模化建设和运营的优势。鼓励金融机构在风险可控、商业可持续的前提下给予中长期信贷支持。支持通过发行企业债券、公司债券和资产支持证券募集资金,用于项目建设。积极推进不动产投资信托基金试点,探索项目收益权、特许经营权等质押融资担保。
目前, 污水再生处理工艺包括生化处理、活性炭深度处理、絮凝沉降、膜分离法、电解法和湿式催化氧化法等[4]。其中絮凝沉降和生化处理处理后的出水色度偏高, 而活性炭深度处理、膜分离法、电解法和湿式催化氧化法则成本太高, 在实际应用中受到极大制约[5,6]。笔者实验研究了硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4等3种絮凝剂对城镇生活污水处理水色度和COD去除的效果。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料与试剂
实验用生活污水水样取自武汉职业技术学院学生食堂下水道八层纱布过滤备用 (CODcr315 mg/L, 浊度122NTU) , 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4均为分析纯。
1.1.2 主要仪器
JJ-1电动搅拌器, 江苏省友联仪器研究所;WGZ-200型浊度计, 苏州百恒仪表有限公司;COD自动测定仪, 北京双晖京承电子产品有限公司。
1.2 试验方法
取污水水样100 m L于烧杯中, 分别定量加入提前配制的硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4溶液, 依次以一定的转速搅拌一定时间, 搅拌停止后静置30min, 于液面下2 cm处取样测定COD和浊度。研究絮凝剂添加量、p H值、搅拌转速、搅拌时间对絮凝效果的影响[7]。
2 结果与分析
2.1 絮凝剂添加量对COD、浊度的影响
在p H值=8的条件下, 向污水水样中分别投加不同量的 (10、20、30、40、50、60 mg/L) 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4, 100 r/min搅拌3 min, 静置30 min, 于液面下2 cm处取样测定COD和浊度。试验结果如图1、2所示。
由图1可知, 加入絮凝剂处理后, 水样的COD有明显下降。增加硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4的加入量, 可以普遍提高COD的清除率。但是当絮凝剂的添加量为40 mg/L时, 再添加絮凝剂对COD的清除率影响不大。由图2可知, 加入絮凝剂处理后, 水样浊度也有明显下降。增加硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4的加入量, 可以提高浊度的清除率。但是当絮凝剂的添加量超过40 mg/L时, 浊度清除率达到最大93.6%, 继续添加絮凝剂, 浊度清除率反而下降, 可能是过多的絮凝剂使得浊度上升。故絮凝剂的最佳添加量为40 mg/L。
2.2 p H值对COD、浊度的影响
分别于p H值为4、5、6、7、8、9时, 向污水水样中投入40 mg/L的硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4, 搅拌3 min, 静置30 min, 于液面下2 cm处取样测定COD和浊度。试验结果如图3、4所示。
由图3可知, p H值对硅藻土清除COD的影响不大。聚合Fe SO4在p H值为4~9的范围内, 随p H值升高, COD清除率逐渐增大。对K2Fe O4而言, 在p H值﹥8的范围内, 随p H值的升高, K2Fe O4的稳定性逐渐增强, 还原产生的Fe (OH) 3的量逐渐减少, 故COD清除率与p H值=8有所下降。由图4可知, 在p H值=7时, 硅藻土对浊度清除率最高, 聚合Fe SO4、K2Fe O4在p H值﹤8的范围内, 随p H值升高, 浊度清除率上升比较明显, 而p H值﹥8后, p H值升高对浊度清除率无明显影响。
2.3 搅拌转速对COD、浊度的影响
分别于搅拌转速为50、100、150、200 r/min时, 向污水水样中投入40 mg/L的硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4, 搅拌3 min, 静置30 min, 于液面下2 cm处取样测定COD和浊度。试验结果如图5、6所示。
由图5可知, 随着搅拌转速的增加, 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4对COD的清除率都呈上升趋势。由图6可知, 在搅拌转速﹤100 r/min, 随搅拌转速的增加, 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4对浊度的清除率呈上升趋势, 但搅拌转速﹥100 r/min, 浊度清除率反而下降, 可能是过高的转速打碎了絮凝团, 从而使得浊度升高。故最佳搅拌速度为100 r/min。
2.4 搅拌时间对COD、浊度的影响
在p H值=8的条件下, 向污水水样中分别投加40 mg/L的硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4, 100 r/min分别搅拌1、2、3、4、5、6 min, 静置30 min, 于液面下2 cm处取样测定COD和浊度。试验结果如图7、8所示。
由图7可知, 随着搅拌时间的增加, 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4对COD的清除率都呈上升趋势, 但当搅拌时间大于3 min, 搅拌时间对COD的清除率的影响不大。由图8可知, 在搅拌时间﹤3 min范围内, 随搅拌时间的增加, 硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4对浊度的清除率呈上升趋势, 但搅拌转速﹥3 min, 浊度清除率反而下降, 可能是过高搅拌打碎了絮凝团, 从而使得浊度升高。故最佳搅拌时间为3 min。
3 结语
硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4均对生活污水有较好的处理效果, 其最佳处理工艺条件为:p H值=8时, 添加40 mg/L的絮凝剂, 100 r/min搅拌3 min, 在此条件下:硅藻土对COD的清除率为49.5%, 浊度清除率为91.1%, 聚合Fe SO4对COD的清除率为51.2%, 浊度清除率为90.2%, K2Fe O4对COD的清除率为51.4%, 浊度清除率为89.5%。硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4在生活污水化学强化一级处理及污水深度处理领域有广阔的应用前景。
摘要:研究了硅藻土、聚合Fe SO4、K2Fe O4处理生活污水时, 添加量、p H值、搅拌时间以及搅拌转速对生活污水中的COD和浊度的影响。结果表明, p H值=8时, 添加40 mg/L的絮凝剂, 100 r/min搅拌3 min, 在此条件下:硅藻土对COD的清除率为49.5%, 浊度清除率为91.1%, 聚合Fe SO4对COD的清除率为51.2%, 浊度清除率为90.2%, K2Fe O4对COD的清除率为51.4%, 浊度清除率为89.5%。
关键词:絮凝剂,生活污水,COD浊度
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关键词:节能降耗 中水回用
中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0129-02
污水处理厂在生产运行过程中的节能降耗措施可以从节约电能、降低药耗和水资源回用三方面进行。
1 节约电能
污水处理厂在保证出水达标的前提下要节省电能,减少成本的支出,可以从生产工艺着手,重点是功率大的机电设备,如:污水提升泵、曝气机、水下推进器、污泥压滤机、污泥回流泵等。
1.1 污水提升泵
(1)高泵工作效率
当某台水泵连续工作24h以上,由于水泵叶轮的磨损或被毛线、塑料袋、絮状物等杂物缠绕,减少水泵瞬时流量,从而减少抽水量。因此当流量计显示的水泵瞬时流量明显减少时,应转换另一台水泵工作,从而提高单台泵的工作效率,保证了抽水量。
(2)降低泵的扬程
通过提高集水井的水位而达到降低污水提升泵扬程的目的,既而决定污水提升泵的运行台数和时间。通过有效控制提升泵运行数量和时间,来降低运行中消耗的电能和设备损耗,而集水井液位的控制可以通过液位差计来实现。譬如:集水井中液位达到某一指定位置时,自动开启一台提升泵;随着水量的不断增加,液位也随之升高时,当液位达到更高水位时,可自行开启另一台提升泵;当水量降低,液位达到最低水位时,两台提升泵可自行停止运行。
(3)运行方式调节
污水量往往随时间、季节波动,一般可以很简单地采用随进水量增减提升泵的运行台数的方法进行控制,通过缩短运行时间达到节能目的。
另外,提升泵启动时电流很大,所以应尽量避免频繁启动。可以通过变频器或软启动设备进行调节。
1.2 曝气机
曝气机是生化池培养活性污泥的重要设备,也是污水处理厂耗能最多的设备。污水处理厂要达到节能降耗的目的,关键是曝气机的节能。处理城市生活污水的污水处理厂好氧区的DO值在2mg/l左右,微生物就能正常生长,而且脱氮除磷的目的也能实现。考虑到水质、水量的波动,一般保证氧化沟入口处DO值在0.5~1.0mg/L,出口处DO值在2~3mg/L。因此,为了降低耗电量,可通过在线溶解氧探测设备并结合实际情况,通过调整进出水堰门,改变氧化沟内水位,既而达到改变曝气机转碟碟片的淹没深度的目的来控制DO值。这样既可在满足供氧量的前提下,而不增加转碟曝气机运行台数,达到节能的目的。
另外,譬如某城镇污水处理厂有A、B、C、D四组氧化沟,其中A、B沟为一组,C、D沟为一组,可根据水质的变化情况,在进水COD、氨氮浓度较低时,可把进水沟的曝气机全部关闭,只运行水下推进器,出水沟的曝气机开启。如果进水COD、氨氮浓度较高时,可根据实际检测到的DO值,适当增加进出、水沟的曝气机。
1.3 搅拌器
搅拌器主要用于使沉于池底的活性污泥呈翻滚状态,与污水充分接触反应,便于降解有机物和脱氮除磷。城镇生活污水处理厂的氧化沟内常见有8台水下推进器(每沟两台);厌氧池内14台潜水搅拌器,其中,预脱硝池6台(一侧分别三台),厌氧池内6台(中间过道处每侧各2台;进水口处每侧各一台),生物选择池内2台(一侧一台)。污水和沉淀池的回流污泥汇合于预脱硝池。对预脱硝池中水体都一定的冲击作用,使回流的污泥不断翻滚,起到了搅拌器的作用,因此在进水时,预脱硝池前段的两台搅拌器可停止运行,或者间断运行,从而节省更多电耗。
1.4 污泥回流泵
污泥回流泵主要是把沉淀池的污泥回流至厌氧池内,一方面是保证工艺中的活性污泥量;另一方面是使厌氧菌与好氧菌进行交换,防止污泥膨胀和进行反硝化作用,提高脱氮除磷的效果。
污泥混合液进入沉淀池,进行泥水分离后,小部分剩余污泥流入污泥脱水间进行处理,其余大部分污泥回流到预脱硝池、生物选择区内维持工艺中的活性污泥量。
城镇生活污水处理厂的回流比通常都控制在1:1。根据进厂水量和水质情况,进行适当的调整(譬如,沉降比高于35%或者沉淀池内有大量的小颗粒污泥上浮时,可以适当增大污泥回流量;反之,可减小回流量),时时保证污泥回流泵的高效运行,既可节约部分电耗。
1.5 污泥脱水
活性污泥法在污水处理过程中,会产生大量污泥,污泥在被最终处置前必须进行脱水处理。
中小型城镇污水处理厂一般都采用2台带式压滤机进行脱水处理。带式压滤机的单机设备功率很小,但因设备多,运行时间长,所以污泥脱水耗电也相对较多,不容忽视。污泥脱水设备主要包括空压机、加药和搅拌系统、带式压滤机和污泥传输、输出设备等。因此污泥脱水段节能主要从减少设备运作和缩短处理时间两方面着手。
(1)在氧化沟内污泥沉降性能好时(沉降比低),沉淀池内泥层低时,可运行1台带式压滤机进行脱水,而且可适当缩短脱泥时间;在氧化沟内污泥沉降性能差(沉降比高),沉淀池泥层高时,可运行两台脱泥机,另根据实际情况可适当延长脱泥时间;
(2)在沉降性能比较稳定的时候,早上可运行两台脱泥机,下午运行一台(原因:污泥在储泥池内经过一夜的重力沉淀,储泥池内泥量比白天大,而且污泥浓度也相对大些)。
2 降低药耗
经过在实践中的不断积累和总结,城镇生活污水处理厂常见的药耗主要体现于污泥浓缩脱水方面。
污泥脱水药剂一般采用絮凝效果比较好的阳离子聚丙烯酰胺。为了节省污泥脱水药剂的费用,更简单、快捷的办法是寻找性价比更好的药剂。
另外,通过加强管理,控制好配药的浓度(浓度过高,不仅浪费药而且增加了滤布的清洗难度,浪费水资源;浓度太低,脱水效果差,出泥量少,泥饼薄)和加药箱内液位(药箱容量有限,配药量过大,多余的药会通过药箱溢流管排出;配药量过小,既不能满足污泥脱水用量,又影响泥饼厚度和出泥量),把握好混凝剂的配比和配药量,减少不必要的浪费。
3 中水回用
城镇生活污水处理厂生产所需的自来水主要用于污泥浓缩脱水区、厂区绿化和厂区道路卫生清理等。针对以上情况主要从以上三方面着手,建立厂区中水回用系统,来控制自来水的用量。
3.1 带式压滤机的清洗
带式压滤机一般情况下,每天早上运行两台,运行约10小时,每天对设备清洗一次,每次控制在30分钟左右,一个月下来,自来水耗用量约占总消耗量的80%。
通过长期的实践经验,不断总结出一些技术数据对污泥脱水间设备的运行情况的变化。我们主要是根据进水量、进水水质、活性污泥沉降性能、沉淀池泥层厚度等技术指标的变化,来控制带式压滤机的运行台数。
(1)氧化沟出水SV30值低于15%时,此时污泥沉降性能相对较好,可适当减少污泥回流量,产泥量相对减低。在这中情况下带式压滤机只需运行一台,运行时间控制在10小时/天左右,每台只需清洗一台机器,而且根据设备操作要求,每台都必须保证30分钟的清洗时间,此时自来水耗用水量相对减少;
(2)氧化沟出水SV30值大于35%,甚至更高时,此刻活性污泥沉降性比较差,需要增加污泥回流量。为达到污泥的处理要求,必须增加污泥脱水设备的工作量,每天运行两台带式压滤机,此时每天就需要清洗两台设备;
(3)污泥沉降性能变化比较频繁时,污泥产生量难以确定,这样往往早上泥量相对较多而且污泥浓度也较大,下午逐渐减少。可根据实际情况,早上可运行两台带式压滤机,中午可休息一段时间,让回流污泥在贮泥池内浓缩几小时增加污泥浓度,下午可运行两台或者一台,此种情况,每天需清洗三台或四台机器,故用水量增加。
在生产运行过程中,不断观察、分析,尽可能找到其中的变化规律,保证每台设备都能发挥到最大的效率,从而达到节能的目的。
3.2 厂区卫生清理和绿化灌溉
由于城镇生活污水处理厂的污水来源主要是生活污水,每天产生的栅渣、污泥等垃圾可堆积如山,而且还夹杂着多种病菌等,如果卫生达不到标准,易产生传染疾病等。另外,城镇生活污水处理厂也是市的重点企业,是各界人士关注的焦点,时常会有领导前来检查和参观。
厂区的卫生清理刻不容缓,而且会非常频繁。时常打扫的场所主要有污泥脱水间、细格栅、钟式沉砂池、厌氧池、氧化沟、沉淀池、紫外线消毒渠、办公楼、配电房、厂区地面等,用水量约占厂区总用量的10%,其用水不可忽视。
污水处理厂绿化面积在40%左右,绿化灌溉用水也不容忽视。
3.3 冲厕用水
厕所的冲洗用水,水质要求不高,可直接回用本厂出水,减少自来水的消耗。
以上三部分的用水量虽大,但都属于生产用水,对水质的要求并不高。可以把厂区处理后的污水进行部分的合理的回收利用,可以大大降低厂内的生产用水量,从而达到节能的目的。
总之,城镇生活污水处理厂的节能降耗是一项综合性工作,涉及到工艺、设备、电气及自控的多个环节,多个学科的交叉和各种技术的融合。今后污水处理厂的节能技术应从设计、设备选型、运行管理控制、维修、升级改造等多途径进行控制,降低污水处理成本。在实践中,还应建立能耗能效的管理评价体系,以检验节能降耗的成果,促进各项技术的改进、推广。
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【摘 要】本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述,以供同仁参考。
【关键词】污水处理工艺;优化方案;实例论证
0.前言
城镇污水处理工艺的优化,是环保工作者面临的首要问题。目前我国城市污水处理厂设计采用的工艺,基本涵盖世界各国的先进工艺,工艺技术水平与国外同类技术水平比较接近。总体上讲,我国城市污水处理仍以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR及其变形工艺为主,其它工艺也正在不断发展和完善。本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述,以供同仁参考。
1.污水处理工艺方案选择原则
(1)论证方案的先进性和可行性。一方面应当重视工艺所具备的技术指标的先进性,另一方面必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目,它作为城市基础设施工程,具有规模大、投资高的特点,且是百年大计,必须确保百分之百的成功,工艺的选择更注重成熟性和可靠性。因此,我们强调技术的合理,而不简单提倡技术先进,必须把技术的风险降到最小程度。
(2)合理确定处理标准,节省工程投资。选择简捷紧凑的处理工艺,尽可能地减少占地,力求降低地基处理和土建造价。同时,必须充分考虑节省电耗和药耗,把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说,这一点尤为重要。
(3)充分考虑到我国现有的运行管理水平。城市污水处理是我国的新兴行业,专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中,必须充分考虑到我国现有的运行管理水平,尽可能做到设备简单,维护方便,适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。
2.工程优化实例分析
2.1工程概况
某污水处理厂原有处理工艺为脱氮除磷效果较为稳定的水解酸化+倒A2/O-Galaxy工艺,总规模80000m3/d,预处理部分按40000m3/d建设,生化部分先按20000m3/d进行建设,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918―2002)的一级B标准。
2.2工艺流程图和进出水水质
2.3存在的问题
2.3.1可生化性差、快速生物降解有机物少
一般BOD/COD在0.3~0.5之间,表明污水的可生化性好,利于微生物生化降解。污水生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌所需要的碳源主要为快速生物降解有机物(VFA),去除lmg磷一般需要7~9mg的VFA,反硝化过程的需要量更多。该污水进水工业废水70%以上,生活污水仅占23%~30%,BOD/COD远远小于0.3,该污水中颗粒性有机物占有机物总量的70%以上,而可利用的快速生物降解碳源仅占有机物含量的10%~20%,不能满足脱氮除磷所需。
2.3.2 A2/O工艺难以同时得到氮、磷的高去除率
在A2/O工艺同一系统中硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着竞争性矛盾,难以同时获得氮、磷的高效去除。同时倒置缺氧池还存在碳源的争夺问题。原污水先进入缺氧池再进人厌氧池,污水中的易生物降解有机物将优先被反硝化菌利用,聚磷菌将得不到足够碳源,达不到除磷的目的。
2.3.3进水水质不稳定
该污水处理厂进水主要为工业废水,废水排放不规律,水质和水量直接冲击系统,导致运行不稳定。
2.4工艺优化方案
污水处理厂的优化工艺包括水力改造、设备改造和工艺升级改造等,其中污水处理工艺升级改造是提高出水水质的关键。与新建污水处理厂不同,污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂,通常情况下要考虑三个问题:①尽量利用原有构筑物,投资少;②工艺运行可靠,灵活性强;③处理效率高,能耗低。本优化工程就是在原有处理工艺的基础上,综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理,以及充分利用原有设施等情况,结合原有工艺问题,参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能等指标,设计规模80O00m3/d,选用“强化生化系统+化学除磷+滤池过滤深度处理”工艺为本工程优化处理工艺,通过生物脱氮除磷、化学除磷和深度处理完全达到一级A标准。工程内容包括新建纤维转盘滤池、活性砂滤池、加药间等建构筑物及设备安装,并对原有絮凝沉淀池等设施按工艺设计要求进行了相应改造。该工艺主要特点为:
2.4.1对原有处理系统去碳、硝化反硝化功能的强化
根据目前设计与运行状况,可以通过提高污泥浓度、延长泥龄等措施,调整部分工艺参数,强化系统的去碳和硝化反硝化功能,使出水CODcr、BOD5、NH3-N和TN等指标达到新的排放标准。通过对原有设施的功能强化,在最大程度上节省了工程总投资。
2.4.2增加化学除磷工艺
根据本工程优化目标,出水总磷浓度要求不大于0.5mg/L,采用投加聚铝等化学药剂进行化学除磷措施,投加点为混合反应池末端,化学除磷药剂反应产生沉析,凝聚作用还可以去除部分悬浮物,减少悬浮物携带TP;化学除磷产生的污泥。可避免厌氧消化过程中磷的重新释放;出水总磷浓度降至0.5mg/L。
2.4.3增加深度过滤设施
过滤技术是污水深度处理的常用手段,是实现一级A出水标准的必需手段,也是本次升级改造的重点措施。经过对各种过滤技术方案论证,并结合污水处理厂建设用地特点、现有水力高程和建设工期要求。最终选择了占地面积小、过滤效率高、施工周期短的纤维转盘过滤工艺和活性砂过滤工艺两种技术。
①纤维转盘滤池优点。出水水质好,耐冲击负荷,占地面积小,设备闲置率低,总装机功率低,运行自动化程度高,维护简单、方便,滤前处理系统的事故对滤池的影响较小,并且恢复较快,设计周期和施工周期短。
②活性砂滤池优点:a)过滤连续运行,无需停机反冲洗,效率高,出水水质稳定.易于改扩建;b)不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门,无需单设混凝、澄清池,无需混凝、澄清用机械设备;c)集混凝沉淀及过滤于一体。大大简化了工艺流程及占地空间,与常规砂过滤工艺相比,可节省30%~40%的化学药剂,可节省70%的设备空间,运行及维护费用低;d)对于高SS含量的废水不需预处理(进水SS可达150mg/L);e)深层过滤,滤床深度2000mm,滤床压头损失小,只有0.5m;f)采用单一均质滤料,无须级配层,滤料被连续清洗,过滤效果好,无初滤液问题。3.结语
目前,我国的污水处理工艺发展趋势是流程简洁,控制灵活,单元操作简单以及节约用地的一体化工艺流程。本工程改造由于采用的技术先进可靠,使得本工艺改造工程的总投资、运行成本较其他工艺都有大幅度的节省。[科]
【参考文献】
A2O2工艺处理小城镇生活污水研究
采用A2O2污水处理工艺处理小城镇生活污水,监测结果表明:COD去除率达到86%,BOD5去除率达到88%,SS去除率达到93%,NH3-N去除率达到85%,TP去除率达到81%,所有指标均达到了国家规定的排放标准,且工程投资78万元,直接运行费0.21元/m3,占地面积600m2.
作 者:简放陵 侯延辉 刘晖 Jian Fangling Hou Yanhui Liu Hui 作者单位:仲恺环境科学技术研究中心,广州,510215刊 名:环境污染治理技术与设备 ISTIC PKU英文刊名:TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年,卷(期):20056(8)分类号:X703.1关键词:小城镇 生活污水 A2O2处理工艺
一
编者按: 日前,我委和住建部联合在四川省成都市召开了“全国城镇生活垃圾处理设施建设及运营经验交流会”,会议交流了各地推进城镇生活垃圾处理设施建设及运营的经 验,分析了存在的问题,研究部署了加快推进城镇生活垃圾处理设施建设及运营工作。近年来,我国城镇生活垃圾处理设施建设及运营工作涌现出一批好的做法和经 验,我们将陆续予以摘登,供参考。
成都市多措并举 全面提升生活垃圾管理水平
一、强化垃圾处置系统规划。
一 是编制发展规划。认真贯彻《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》和《四川省城乡环境综合治理总体规划》,紧紧围绕城乡生活垃圾“减量化、无害化、资源化”总体要求,2006年编制完成《成都市固体废弃物处置发展规划》,2011年提出“十二五”在全国大中城市率先实现零填埋目标。目前,中 心城区及近郊区县生活垃圾无害化处理率达100%,资源化利用比例达50%以上,预计2015年资源化利用比例达100%,最大程度实现生活垃圾中的物质 和能量的循环利用。
二 是选准技术路线。针对传统垃圾填埋方式消耗大量土地资源、填埋场周围环境污染严重、渗滤液处理成本过高等弊端,“十一五”期间,我市较早地确立生活垃圾由 填埋为主转为以焚烧为主的综合处置思路,减小垃圾设施选址长远压力。比如,成都市2008年建成洛带垃圾发电厂,2010年处理垃圾47.9万吨,上网售 电10270万度,收入近6000万元。在国家垃圾焚烧发电每度补助0.2元情况下,财政只需补贴每吨50元。
三 是建设重大项目。“十一五”期间规划建设了洛带垃圾发电厂、九江环保发电厂、祥福环保发电厂,“十二五”期间又规划建设一套生活垃圾分类设施、第四座垃圾 焚烧发电厂、三座餐厨垃圾处理设施、一座垃圾堆肥设施,以及水泥窑协同处理飞灰、水泥窑协同处理污泥项目,力争实现废弃物零填埋。比如,2011建成的九 江环保发电厂,采用国际先进处理技术,烟气排放指标达到欧盟2000标准,渗滤液完全达标排放,是目前国内已投运的处理规模最大的垃圾焚烧发电厂。
二、强化农村收运体系建设。
一 是健全工作机制。针对2006年前成都市生活垃圾收运和处理仅限于中心城区和县城,农村生活垃圾收运体系不健全、处置设施滞后、面源污染严重等问题日益突 出的情况,2006年成都市出台农村生活垃圾集中收运处置工作实施意见,将生活垃圾收运管理体系建设纳入为民办实事目标,建立了政府主导、部门联动、分级 实施的农村生活垃圾收运工作机制。
二是创新收运模式。2009年在全国率先建立“户集、村收、镇运、县处理”的农村垃圾集中收运和无害化处理模式。目前,成都市广大农村生活垃圾集中收运率达95%以上,农村基本实现清垃圾、清污水、清污泥、清杂物等“四清”,远郊市县垃圾无害化处理率达95%以上。
三 是加快设施建设。按照统一标准,在每个自然村(社区)都规划建设了一批垃圾收运设施。目前,我市郊区(市)县农村地区建成生活垃圾压缩中转站11座、中转 房1.4万座,设置生活垃圾收集桶4.5万个,配置人力三轮车1.6万台、生活垃圾运输车720台,覆盖2941个村(社区)。
三、强化建设资金投入保障。
一是争取资金支持。认真学习研究国家相关政策,积极汇报衔接争取国家资金支持,长安填埋场、大邑垃圾填埋场等城镇生活垃圾处理设施建设共得到国家财政累计1.7亿元支持。同时,充分运用国家对垃圾焚烧发电每度0.25元的补助政策,积极推进以焚烧为主的综合处置。
二 是加大财政投入。切实加大地方财政投入力度,积极推进农村垃圾集中收运体系建设。市级财政连续3年对近郊6个区(县)给予30%的财政补贴,对远郊8个县(市)给予60%的财政补贴。目前全市地方财政已累计投入15.8亿元,其中市级财政投入9亿元,区(市)县财政配套6.8 亿元。
三 是吸引社会投资。充分发挥市场配置资源基础性作用,引导民间资本参与生活垃圾处理设施建设。比如,成都市通过公开招标,采用BOT、BT等多种模式,引入 社会资金实施洛带垃圾发电厂、九江环保发电厂、祥福环保发电厂、第一座餐厨垃圾处理设施等项目。目前已累计引入社会资金40亿元。
四、强化生活垃圾运营管理。
一是制定工作标准。制定《生活垃圾集中收运处置工作标准》,规范保洁队伍建设、垃圾收运点(站、房)建设、环卫作业机具及配套设施建设、处理设施建设及工作流程等重点工作环节,全面推行收运处置标准化管理。
二是明确责任分工。制定《生活垃圾集中收运处置工作责任流程图》和《生活垃圾集中收运处置工作考核评分办法》,细化分解各级各有关部门工作责任,明确考核内容、工作标准及奖惩办法,有效调动了工作积极性。
分散式生活污水处理是以技术先进的小型污水处理设施实现生活污水的就近处理与利用[2]。每一种污水处理工艺都有其不足之处, 将不同污水处理单元进行优化调整, 利用微生物之间的有序组合, 构建一个多元的生物污水净化系统, 充分利用生物的净化功能和它们之间的
协同作用去除有机物, 使出水水质得到提高, 将是污水处理技术研究的关键之一。本研究采用气提反应器和接触氧化相结合的多功能气提式生物接触氧化处理为核心工艺, 建立示范工程进行试验研究。
1 工艺流程
2 主要处理单元
2.1 嚗气、提升、布水
氧化处理单元结构为外池和内池。外池内安装了包含载体和气提发生器, 外池接收来自综合调节池的污水, 进来的污水在内池底部混合稀释后, 经气提套管从底部提升到接触氧化池的上部, 在提升过程中, 污水和压缩进入气提套管的空气充分混合, 污水在套管中边曝气边提升至内池上部并均匀布水。
2.2 接触氧化
生物接触氧化法是一种高效的水处理工艺。由于其兼有活性污泥法和生物膜法的特点, 且管理简单、耐冲击负荷、处理效果稳定, 自20世纪70年代后期以来, 在我国得到了广泛的应用[3], 填料是生物接触氧化法处理废水的关键, 其性能直接影响处理的效果[4]。本工程采用的氧化处理单元结构有效容积6m3。内池上部均匀分布的污水因重力作用沿蜂窝填料孔隙向下推流而进行接触氧化使污水净化直至内池底部, 内池污水中的溶解氧自上而下逐步下降, 因此内池形成了一个上部好氧;中部缺氧;下部厌氧的布氧状态, 下部厌氧区的污水在气提工作时作为补充污水与外池来的新鲜污水一道被气提提升到内池上部进入第二次循环。
3 试验过程与结果
在微生物接种驯化完成后, 对系统进水、出水浓度进行监测, 每隔2h取1次水样, 历时1个月, 监测项目为COD、NH3-N、TN和TP, 分析方法参照《水和废水监测分析方法》。污水处理系统运行期间监测数据见表1 (进、出水数据取自稳定运行时长期监测的平均值) 。
3.1 COD去除效果
示范工程运行监测期间, 活动中心入住的人数时多时少, 使得污水水量和水质变化较大, 实际系统进水量取稳定运行时长期监测的平均值6m3/d, 进水COD浓度取稳定运行时长期监测的平均值200 mg/L, 出水COD浓度取稳定运行时长期监测的平均值30mg/L, 平均去除率为85%。可见氧化处理单元是COD去除的主要场所。气提反应器在给布满生物载体的接触氧化池充氧嚗气的同时, 利用鼓风机的空气进行搅拌、提升、布水及混合液回流, 污水在接触氧化池内部依靠气提反应器自下而上提升布水后, 又利用重力推流作用使污水在接触氧化池内自上而下同填料上的生物膜充分接触, 废水中污染物在此过程中被微生物分解消耗, 从而使废水得到净化处理。
3.2 TN去除效果
由表可知示范工程进水TN浓度取稳定运行时长期监测的平均值19.8mg/L, NH3-N浓度取稳定运行时长期监测的平均值36mg/L, 可见系统进水中NH3-N为TN的主要存在形式。经一体化氧化处理单元处理后沉淀池出水NH3-N浓度为6.6mg/L, TN浓度为10.3mg/L, 平均去除率分别为81·7%和48%。可见一体化氧化处理对NH3-N的去除效果显著, 大部分的NH3-N在硝化细菌作用下转化为NO-3-N和NO-2-N, 而硝化作用只是N存在形式的改变, 对TN浓度影响不大。
3.3 TP去除效果
由表可知进水TP浓度取稳定运行时长期监测的平均值6.2mg/L, 出水TP浓度取稳定运行时长期监测的平均值0.61mg/L, 平均去除率高达90.2%。可见一体化氧化处理对TP的去除效果显著。
4 经济技术分析
采用气提反应器和接触氧化相结合的多功能气提式生物接触氧化处理为核心工艺的处理系统, 在工程投资和运行管理费用等方面与常规的污水处理工艺比较, 有明显的优势。整个污水处理系统可自动控制运行, 无需专人管理, 其中需要消耗电能的设备只有2台潜污泵 (0.75kW*2) 和1台罗茨风机 (2.2kW) , 而且可根据污水量大小调节曝气时间长短, 能耗关系到污水处理工艺的评价指标和处理方法的可行性[5]。在好氧处理工艺中曝气设备能耗占总运行费用的比重较大, 减少曝气量可以在一定程度上降低运行的费用。真正做到节能降耗。从构筑物结构上看, 曝气、提升、布水池、接触氧化池和沉淀池采用一体式构造。且为埋地式, 减少了污水处理工程的占地面积, 节省了土建投资。
5 结论
相对于传统的污水处理工艺, 多功能气提式生物接触氧化处理系统采取固定床活性污泥 (即生物接触氧化) 工艺同时运用气提方式优化流态设计, 在同一耗氧池内去除COD、BOD5、和SS的同时进行生物脱氮, 简化了系统结构, 行成了非常有特色的多功能气提式生物接触氧化处理技术;达到了低成本运行、最简便操作、高可靠性、低故障率、高去除率、低污泥量 (污泥减量技术) 、自动化运行的操作效果。示范工程运行结果表明, 系统对COD、TN和TP平均去除率分别为85%、48%、90.2%, 出水可稳定达到《城市污水厂污染物排放标准》中一级B的标准。一体化分散生活污水处理系统不仅适用于新农村村庄, 还广泛适用于远离市政管网的旅游度假景点、部队营房、高速公路生活区收费站、高新开发区及排污未达标或有中水回用要求的广大城镇生活小区。
参考文献
[1]郑兴灿.城市污水处理技术决策与典型案例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007:3-5.
[2]PARKIN T B, BERRY E C.Microbial nitrogen transformations in earthwormburrows[J].Soil Biology and Biochemistry, 1999, 31 (3) :1765-1771.
[3]ZhengYuanjing.Treating Wastewater by Biofilm Process[M].Bei-jing:China Construction Industry Press, 1983:3-4.
[4]张菊萍, 孙华, 周增炎.一种新型悬浮填料的性能试验研究[J].安全与环境学报, 2002, 5 (2) :42.
佛府办〔2009〕54号
各区人民政府,市政府有关部门、直属有关机构:
为进一步推动我市城镇生活污水处理厂及其配套管网的建设和完善,确保完成“十一五”化学需氧量总量减排目标,经市政府同意,决定对“十一五”后续2年有污水处理厂建成或配套系统完善并充分发挥化学需氧量减排效益的区政府给予奖励。现将有关奖励办法印发你们,请遵照执行。
二○○九年二月二十日
佛山市城镇生活污水处理厂化学需氧量
总量减排奖励办法(试行)
第一条 为进一步推动我市城镇生活污水处理厂及其配套管网的建设和完善,促进水环境质量改善,确保完成“十一五”化学需氧量总量减排目标,结合我市实际,制定本办法。
第二条 本办法奖励对象为各区人民政府。本办法所称城镇生活污水处理厂是指城镇二级生活污水处理厂。
第三条 本办法采取资金奖励的方式,奖励资金由市级财政落实,佛山市污水处理厂建设联席会议办公室(简称“联席会议办公室”)根据各区满足核算条件的城镇污水处理厂建成或管网完善后形成的理论化学需氧量新增削减量之和,按照设定的奖励标准,向市政府提出申请,经市政府批复同意后由市财政局将奖励资金下达各区政府。
第四条 奖励标准
对各区所有满足奖励条件的城镇生活污水处理厂化学需氧量理论新增减排量进行汇总,按新增100吨化学需氧量减排量奖励2.5万元的标准实施奖励。
第五条 满足核算条件的城镇生活污水处理厂范围
(一)2008年10月1日至2010年9月30日期间建成投入运行,且设计处理能力大于等于1万吨/日的新建或扩建的城镇生活污水处理厂。
(二)2008年10月1日至2010年9月30日期间完善管网及配套系统,增加的污水处理能力大于等于1万吨/日或增加的化学需氧量减排量超过400吨/年的原有城镇生活污水处理厂。
第六条 奖励程序
(一)确定范围。联席会议办公室根据我市及各区的主要污染物总量减排计划、各区的申请,确定纳入市督查督办范围的城镇生活污水处理厂,并在此范围内筛选符合奖励条件的城镇生活污水处理厂。
(二)全程跟进。各区政府将纳入市督查督办范围的城镇生活污水处理厂的项目报建资料(环评、初步设计、配套系统资料)、项目建设计划、管网建设计划、征地落实、资金配套等情况提交联席会议办公室,并按月报送污水处理厂厂区建设进度(含施工现场图片资料)、配套系统及管网建设进度、土地及资金使用情况、存在问题、解决建议等。联席会议办公室按月跟进污水处理厂建设进度,必要时进行督查督办。
(三)减排核算。污水处理厂及配套系统、管网建成后,市环保局牵头按照《“十一五”主要污染物总量减排核查细则》(试行)并结合我市实际,采取定期核查和突击检查的方式,对相关污水处理厂的运行情况、减排情况予以核实,核实结果作为化学需氧量减排奖励的重要依据。
(四)项目申报。奖励项目的核定时间为上年10月1日至当年9月30日,奖励期限至2010年9月30日。每年10月底,各区政府根据《“十一五”主要污染物总量减排核算细则》(试行)的核算方式,向联席会议办公室提交辖区内所有满足奖励条件的城镇生活污水处理厂化学需氧量理论新增减排量和实际新增减排量清单,经联席会议办公室会同有关部门核定后予以确认,采用化学需氧量理论新增减排量作为奖励依据。其中:
理论新增减排量(吨)=实际日均处理水量(万吨/日)*全年天数(天)*进出水COD浓度差(mg/L)/100
实际新增减排量(吨)=实际日均处理水量(万吨/日)*当年实际运行天数(天)*进出水COD浓度差(mg/L)/100
(五)奖金发放。奖励资金在次年的2月发放各区政府。对于弄虚作假,骗取奖励资金的,将报请市政府通报批评,追究有关责任人责任,并追回已拨付的全部奖励资金。第七条 有以下情形之一的城镇生活污水处理厂,不得参与化学需氧量的奖励核算:
(一)其减排量未被国家和省认定的;
(二)在国家、省、市的污染减排核查中被发现虚报、瞒报化学需氧量数据的;
(三)未按照环保部的要求建设完善中控室数据的;
(四)长期处于低负荷状态运行的;
(五)非事故性超标排放,累计超过20日的;
(六)未经批准擅自停运污水处理设施超过2次的。
第八条 奖励资金专款专用。各区获得的奖励资金,主要用于推动城镇生活污水处理厂建设工作经费、环保基础设施建设、环境治理、环境教育、生态建设、奖励在减排工作中有突出贡献的单位、企业或个人,不得挪作他用。
第九条 各区可按照本办法,制定本区的化学需氧量总量减排奖励办法。
第十条 本办法由佛山市污水处理厂建设联席会议办公室负责解释。
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