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3種先進污水處理技術

2019-03-09 15:32:01 瀏覽次數:189

一、連續循環曝氣系統(CCAS)

   A、CCAS工藝簡介

   CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早于1914年即研究開發成功,但由于人工操作管理太煩瑣、監測手段落后及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用于小規模污水處理廠。進入60年代后,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研制成功,為廣泛采用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了“采用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝”。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬于革新代用技術(I/A),成為目前先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。

   CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。

   經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起從主、預反應區隔墻下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照“曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期運行,使污水在“好氧-缺氧”的反復中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,并可調整的程序,由計算機集中自控。


   CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:


   (1)曝氣時,污水和污泥處于完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。


   (2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。


   (3)沉淀時,整個CCAS反應池處于完全理想沉淀狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。



   CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。


二、SPR高濁度污水處理技術

   在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化后回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。


   城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理后出水的水質要滿足回用的要求。


   沿用了許多年的傳統的“一級處理”及“二級處理”水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理后出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的“三級處理”設備系統,既回避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也回避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理后出水能滿足現有環保標準并且能回用于城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。


   新發明的“SPR高濁度污水凈化系統”(美國發明專利 )將污水的“一級處理”和“三級處理”程序合并設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ,在30分鐘流程里快速完成 。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理后出水的懸浮物(濁度)低于3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理后出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當于常規的一 、二級污水處理廠的工程投資和低于常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。


   SPR污水處理系統首先采用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由于污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚,免除了二次污染。


   新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、占地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之后,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.



三、BIOLAK污水處理技術

   l、百樂卡(BIOLA)工藝特點

   百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由初始采用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自1972年以來,經多年研究形成了采用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。


   由于采用土池而大大減少了建設投資,采用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率,并減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需復雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.


   1.1低負荷活性污泥工藝

   百樂卡工藝污泥回流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。龍田污水廠BOD5污泥負荷率為 0.05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩余污泥很少。


   1.2 曝氣池采用士池結構

   根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用于土建工程設施,而只有36%用于設備,造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都采用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田污水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。


   大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對于許多種曝氣工藝來講,都不考慮采用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由于在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。


   為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。


   這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易于開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,并能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏松地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。


   1.3 高效的曝氣系統

   百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡并不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高于一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被松弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。


   采用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1-5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由于百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至于阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。


   曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2-5kgO2/kW?h),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。


   1.4 簡單而有效的污泥處理

   百樂卡工藝的另一特點是回流污泥量大,其剩余污泥比傳統工藝少許多。


   在恒定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由于污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。


   1.5 簡單易行的維修

   百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排干池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,并用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,并很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都采用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。


   1.6 二次曝氣和安全池

   為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。


   1.7 二沉池

   曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,并重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合并到一起,進一步節省了土建費用和占地面積。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽回流。


   1.8 土地的利用

   盡管百樂卡系統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大,但所需的總面積并不大,有時甚至更小,這主要有以下原因:a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝氣池合建在一起;c\池的設計和布置的自由度大,對地形的適應性強。




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