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曉清環保城市污水處理廠提標改造 綜合解決方案

2015 年國家頒布的水污染防治行動計劃提出改善水環境質量,水路統籌河海兼顧,系統推進水污染防治水生態保護和水資源管理,對污水中污染物的排放濃度提出了更高要求目前,我國城鎮污水處理廠大多執行GB 89182002城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準( 以下簡稱“一級A”標準) ,是對于水環境敏感地區,出水污染物濃度仍然無法滿足水環境整體質量要求。由此我國一些重點流域和區域相繼制定了地方城鎮污水處理廠排放標準,各地新頒布的標準中除TN 以外,各項水質指標幾乎等同于GB 38382002《地表水環境質量標準》Ⅳ類水標準,因而被業界稱為“準Ⅳ類”標準。

表一、設計出水水質一覽表 (單位:mg/LpH除外)

污染物

CODcr

BOD5

SS

NH4-N

TN

TP

PH

濃度值

30

6

10

1.5

15

0.3

6-9

  曉清環保集團成立于1989年,是一家集投資建設、工程技術、產品服務三位一體的城鄉生態綜合環境服務商。公司創立30多年來,業務遍布全國各地,共投資建設運營了約1000多個污水處理廠和垃圾處理廠。

針對“準Ⅳ類”標準,曉清環保集團經過五年的努力,研究開發四套特有工藝方案,并且均已得到成功應用。

一、脫氮技術

1.1 傳統脫氨技術

傳統生物總氮工藝分兩步完成,第一步為硝化反應,將氨氮轉化為硝酸鹽氮; 第二步為反硝化反應,將硝酸鹽氮轉化為氮氣,完成總氮的去除。

傳統脫氮技術存在以下缺點:

1二 級 處 理 出 水 碳 源含量很低,CN值遠低合理范圍,因而進 一步脫氮非常困難。

2)提高總氮去除率往往過度曝氣以提高硝化程度,進而提高反硝化效率,高能耗。

3)補充碳源控制難度大, 時常碳源投加過量導致出水超標。微生物的大量生長導致反應器堵塞 和污泥產量較大,極大地限制了其在實際工程 中的應用。

1.2 生物脫氮新技術

1.2.1厭氧氨氧化:

指在厭氧或者缺氧條件下,厭氧氨氧化微生物以NO-2-N為電子受體,氧化NH+4-N為氮氣的生物過程。厭氧氨氧化反應的基質為NH+4-NNO-2-N,由于廢水中的氮素主要以氨氮形態存在,所以厭氧氨氧化工藝需與短程硝化工藝組合,才能實現脫氮。

厭氧氨氧化反應:

NH4+ + 1.5O2 → NO2- + H2O + 2H+         NH4+ + NO2- → N2↑+ 2H2O

1.2.2短程硝化反硝化:

   短程硝化是指NH3生成亞硝酸根,不再生產硝酸根;而由亞硝酸根直接生成N2,稱為短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2,即可以從水中氨氮去除的一種工藝。該工藝因將硝化反應控制在亞硝酸鹽階段,故可節省能耗。

1.2.2.png1.2.2.2.png

2 厭氧氨氧化/短程硝化反硝化原理圖

1.2.3自養反硝化

自養反硝化指自養反硝化菌(某些化能自養型微生物)利用無機碳(CO2HCO3-CO32-)作為碳源,主要以無機物(SS2-H2S2O32-FeFe2+NH4+等)作為硝酸鹽氮還原的電子供體完成微生物新陳代謝,將硝酸鹽氮污染的水中的NO3--N還原為N2

國內外近20年來關于自養反硝化的研究表明,自養反硝化菌在處理地下水、地表水硝酸鹽氮污染,生活污水深度脫氮方面有廣泛的應用前景。主要得益于自養反硝化技術的三大優點:

1)以還原態硫化合物、Fe2+H2等無機物作為電子供體,不會產生殘余有機物;

2)不需外加有機碳源,投資和運行成本大大降低;

3)自養型細菌生長周期長、增長率低,降低了污泥產量和出水生物污染的風險。

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1.3解決方案:

A、強化生化功能,在厭氧池增加生物復合填料,實現厭氧氨氧化功能,不用外加碳源達到去除總氮的目的。

B、在缺氧池增加生物復合填料,實現短程硝化反硝化功能,為實現厭氧段厭氧氨氧化的前提,另外短程硝化反硝化還降低供氧量。實現降低能耗的作用。

生物復合填料是高效的生物濾料-FSB濾料。FSB流離球是一種多孔球形復合填料,由特殊的多孔礦物質構成,表面積大、表面粗糙,易將生物膜附著速率和生物量累積速率加快,由于多孔球體剪力而造成的生物量損失較少,多孔球體在水的流動分解有機物在多變環境的條件下進行,其性能較平衡高效。實際運行過程中FSB填料能起到流離作用,對微生物生長快,啟動時間短,掛膜容易。由于填料的截留作用,使填料周圍截留了大量的厭氧顆粒污泥,污泥濃度是傳統反應器的2-3倍。污泥的顆粒化速度加快,通常情況下,30天可以形成顆粒污泥。

                                                                               image.png

C、二沉池之后增加異樣自養耦合反硝化濾池

  該反硝化濾池不需要外加碳源,投資和運行成本大大降低。自養型細菌生長周期長、增長率低,降低了污泥產量和出水生物污染的風險。

  TN的去除主要依靠自養脫氮硫桿菌作用,脫氮硫桿菌是一種專性自養和兼性厭氧型細 菌。在好氧條件下可以將硫單質和硫化物氧化為硫酸鹽。在厭氧條件下,利用硝酸鹽 作為電子受體,可以進行自養反硝化。深度脫氮除磷濾料上脫氮硫桿菌活菌在108 109(個/mL濾料 )之間,濾料上積累的自氧脫氮硫桿菌的數量比異養反硝化菌的數量高 出近10倍。

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二、除磷技術——生物鐵法除磷技術

2.1 傳統除磷技術

沉淀除磷

常規采用化學混凝除磷對生物除磷進行補充,但明顯不足是占地大、設備多,運行中控制較復雜。

2.2除磷新技術

氣浮除磷:

深度處理段的高效氣浮除磷工藝固液分離效果好,占地面積小,低回流比和高負荷的優點。

2.3 解決方案

目前市政水廠提標,污水排放標準由一級A標準提高到準四類迫在眉睫,總磷生化難以達標,需配合化學除磷,常規采用混凝沉淀。二沉池出水后增加高效氣浮除磷工藝段,總磷處理可以達到準四類地表水標準。

2.4 曉清生物鐵法除磷技術

采用在生化段投加鐵鹽的方式使二沉池出水總磷≤0.1mg/L

三、側流反應污泥減量技術

3.1污水及污泥處理現狀

u 廢水處理工藝:市政、工業廢水采用生化處理比率達99.85%

u 污泥:活性污泥法、生物膜法,會產生大量剩余活性污泥,造成二次污染。

u 市政廢水產泥率0.5-0.8‰(含水率80%),工業廢水產泥率1-3‰(含水率80%),2020年我國污泥產量大約8000萬噸。

u 污泥去處:填埋、焚燒、有機肥等。

3.2 傳統污泥處理方法

目前污泥原位減量技術主要分為生物法和化學法,化學處理主要采用臭氧、超聲波和熱水解等方法,將污泥氧化分解,操作簡單但去除效率有限,易造成二次污染;生物法(生物膜法、延時曝氣法)較常規活性污泥工藝產泥量減少50%左右,但繼續提高減除率,已經相當困難。

3.3 曉清環保側流污泥減量技術

    XQ-SFESDSide Flow Excess Sludge Decrease)側流污泥減量化技術:曉清環保通過近十年不斷的技術研發,在原污水處理技術的基礎上,利用微生物新陳代謝原理,通過高效側流復合厭氧器,使污水處理廠剩余污泥減量≥80%,部分有機物較高的工業廢水處理廠近十年無剩余污泥排放。

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