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探讨城市污水处理厂设计的若干问题

  
评论: 更新日期:2012年03月03日

        ④ 普通曝气法及其变法
        本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,经验多,可适应大的污水量 ,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之 处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。
        近几年在工程实践中,通过降低普通曝气池容积负荷,可以达到脱氮的目的;在普曝池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD5,在池型上有多种形 式(如下文所述的氧化沟),工程上称为普通曝气法的变法,亦可统称为普通曝气法。
        ⑤ 氧化沟法
        本工艺50年代初期发展形成,因其构造简单,易于管理,很快得到推广,且不断创新,有发展前景和竞争力,当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式,比较有代表性的有:
        帕式(Passveer)简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.5~3.5m,转刷动力效率1.6~1.8kgO2/(kW·h)。
        奥式(Orbal)简称同心圆式,应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环道用不同的D
        O(如外环为0,中环为1,内环为2),有利于脱氮除磷。采用转碟曝气,水深一般在4.0~4.5m,动力效率与转刷接近,现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用 。若能将氧化沟进水设计成多种方式,能有效地抵抗暴雨流量的冲击,对一些合流制排水系 统的城市污水处理尤为适用。
        卡式(Carrousel)简称循环折流式,采用倒伞形叶轮曝气,从工艺运行来看,水深一般在3.0m左右,但污泥易于沉积,其原因是供氧与流速有矛盾。
        三沟式氧化沟(T型氧化沟),此种型式由三池组成,中间作曝气池,左右两池兼作沉淀池和 曝气池。T型氧化沟构造简单,处理效果不错,但其采用转刷曝气,水深浅,占地面积大,复杂的控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池,不具备除磷功能。
        氧化沟一般不设初沉池,负荷低,耐冲击,污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变,如 在转碟和转刷曝气形式中,再引进微孔曝气,加大水深,能有效地提高氧的利用率(提高20%)和动力效率[达2.5~3.0 kgO2/(kW·h)]。
        22关于曝气生物滤池
         曝气生物滤池实质上是常说的生物接触氧化池,相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填 (滤)料,在填料下鼓气,是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起 源于欧洲大陆,已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。由于选用的填料 不同,以及是否有脱氮要求,设计的工艺参数是不同的,如要求处理出水BOD5、SS<20mg/L,去除BOD5达90%以上的工艺,其容积负荷为0.7~3.0 kgBOD5/(m3·d),水力停留时间1~2h;以硝化(90%以上)为主的工艺,其容积负荷为0.5~2.0kgBOD5/(m3·d),水力停留时间2~3h。
        一般认为,生物膜法处理城市污水,在国内尚需积累经验,处理规模不宜过大,约5×104m3/d左右为宜。国外(主要在欧洲)处理水量有达到36×104m3/d的,这与其填料材质、自控手段和先进的反冲洗装置有关,也与其有长期积累的运行 管理经验有关。
        23 关于UNITANK工艺
        UNITANK工艺和类似的TCBS工艺、MSBR工艺一样,都是SBR法新的变型和发展。它集“序批法”、“普通曝气池法”及“三沟式氧化沟法”的优点,克服了“序批法”间歇进水、“三沟式氧化沟法”占地面积大、“普通曝气池法”设备多的缺点。
        典型的UNITANK工艺是三个水池,三池之间水力连通,每池都设有曝气系统,外侧的两池设有出水堰及污泥排放口,它们交替作为曝气池和沉淀池。污水可以进入三池中的任意一个, 采用连续进水、周期交替运行。在自动控制下使各池处在好氧、缺氧及厌氧状态,以完 成有机物和氮磷的去除。
        UNITANK工艺由比利时Seghers公司首先建在我国的澳门特区,处理水量14×104m3/d(不下雨时平均处理水量为7×104m3/d),池型封闭,设计采用的容积负荷为0.58kgBOD/(m3·d),总的反应池体积为46800m3,曝气池水力停留时间为8h,出水的BOD5、SS<20mg/L。
        这类一体化工艺是传统活性污泥工艺的变形,可以采用活性污泥工艺
你正在浏览的生命环境论文是探讨城市污水处理厂设计的若干问题 的设计方法对不同的污染物加以去除,如考虑硝化,其负荷一般在0.05~0.10 kgBOD5/(kgMLSS·d),硝化率视污水温度而异。而要求污泥稳定化,其污泥负荷和污泥龄要远远超过硝化时的数值。
        容积利用率低是此类一体化工艺共同的主要问题,就是说在一个较长停留时间的曝气系统内,有50%左右的池容用于沉淀。
        UNITANK工艺的成功与否有赖于系统采用稳定可靠的仪表及设备,因此引进技术,消化、吸 收和开发先进的自控系统是应用此工艺的关键问题。一般认为,UNITANK工艺不太适用于大 型(>10×104m3 /d)的城市污水处理厂。
        3 科学地进行工艺方案比较
        城市污水处理投资大,运行费用高,如不包括引进处理设备和引进沼气发电设备,每处理1m3污水投资宜控制在1000元,运行费(包括折旧费)宜控制在0.5元/m3左右。由于现在 污水处理率还不高,按用水量的0.8计算污水量,收0.2~0.3元/m3排水费,基本上能维持处理 设备的运行。
        为了降低投资和运行成本,因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较,说明处理工艺技术的发展,是好事。现在经常碰到的问题是,工艺方案比较往往不够科学,有的对工艺已有倾向和爱好,先入为主,对倾向的工艺只 说优点,对不赞成的工艺强调缺点;有的把自己的小型试验数据与别的已上工程的工艺比;有的是将处理BOD5为主的工艺与处理BOD5同时进行脱氮除磷的工艺比。实际已运行的不少 污水处理厂,其出水水质较好与其进水水量和水质远未达到设计指标有关,各厂情况不同 ,不可简单地比较出水指标;有的投资包括厂外工程费用(如道路、电负荷增容等);有的投资包括征地费用(而此费用在各地出入很大);有的工艺建设投资低,运行费用高; 有的工艺投资高,运行费用低;有的工艺处理污水的投资低,而污泥量较多增加了污泥的处 理成本。应该看到,同样的工艺,采用的设计参数不同,其结果也是不同的。作为负责任的 单位,对工艺方案的比较力求客观全面,在同等进水、出水条件下,其设计参数应包括对 各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析,数据丰富就可以集思广益,扬长避短,根据技术上 合理,经济上合算,管理方便,运行可靠且有利于近、远期结合的原则,进行工艺方案的优 化抉择。
        对一定规模(如10 ×104m3 /d)以上的城市污水处理厂,应作污泥稳定处理,通常采 用中温消化,沼气利用,有条件的可设沼气发电(如北京高碑店、天津东郊),这要花费不少投资,技术设备相当复杂,设备需要引进。不处置由污水处理带来的污泥,污水处理是不完 整的,脱水后污泥的最终处置要具体落实,不留后患。
        国内有些环保公司提出对污水处理厂投资采用多方集资和融资方案(如环保公司和业主出资50%,其余50%资金由银行贷款),然后通过收取的排污费逐年偿还,这种方法是有积极意义的。但有两个问题需要明确:一个是出资的环保公司采用的工艺和设计参数需要通过评议,选用 的设备需通过招标,正如国外贷款(包括政府贷款)其工艺和设备需评议和招标一样;另一个是要明确污水处理厂的股权和产权问题,需制订相应的政策和协议。
        有的环保公司在报上一再宣传采用曝气生物滤池和气浮池替代沉淀池技术处理城市污水,投资可减至400 元/m3,占地可减少4/5,运转费用可减少一半,操作人员可减少9/10,这完 全是误导。建设部要求城市污水厂绿化占全厂1/3面积,再加上道路及辅助设施、办公生活 设施,总面积约占全厂的1/2。减少曝气池和沉淀池面积绝不可能使总的面积减少一半。从技术上看,用气浮池代替沉淀池,对代替初沉池来说是行不通的,对于代替二沉池需作具体 比较(包括土建、设备、电耗、管理等方面)。另外,还应对大规模气浮装置的技术可行性作出评估。
 

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