浓缩活性污泥回流用于中小型污水处理厂节能降耗研究 3页

第30卷第3期邢台职业技术学院学报、，01．3ONo．32013年6月JournalofXingtaiPolytechnicCollegeJun．2013浓缩活性污泥回流用于中小型污水处理厂节能降耗研究郭有才，杨金梅(1．邢台职业技术学院，河北邢台054035；2．河北科技大学环境科学与工程学院，河北石家庄050018)摘要：通过实验研究及工程验证表明，采用浓缩活性污泥回流替代传统回流方式后，虽然污水厂处理效率略有下降，但仍能满足国家排放标准，表明在确保污水厂良性运行前提下，浓缩活性污泥回流运行措施用于中小型污水处理厂节能降耗是可行的。关键词：浓缩污泥；回流工艺；中小污水厂；节能降耗中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：1008----6129(2013)03—O098-_03一、研究背景中华人民共和国住房和城乡建设部《关于全国城镇污水处理设施2012年第一季度建设和运行情况的通报》(建城[2012171号)表明，到2012年3月底，我国已投运的城镇污水处理厂日处理污水能力达到约1．38亿。以处理吨水耗电O．2．0．3度计，年耗电量超lO0亿千瓦时，约占污水处理设施运行成本的一半甚至更多。其中，我国中小型污水厂运行成本中电耗占的比重更大。调查统计表明，中小型污水厂所用主要工艺多以好氧活性污泥法为主，好氧系统是生化工艺的能耗大户。为降低污水厂能耗，国内外进行了广泛研究，中小污水厂所采用的主要节能降耗方法有：技术升级改造、优化工艺参数、更换节能设备、错峰运行、提升员工操作水平等，经实践证明，这些措施不但能够保证出水达标排放，在实现节能降耗降低处理成本方面确实也取得了一定成绩而得到推广。但是上述成绩的获得，也需要足够人力、物力、财力及新技术的支持。相对于大型污水处理厂，中小型污水厂存在着技术水平低、技术人员不足、经费紧张等诸多问题。尤其是经费不足这一瓶颈直接限制了中小污水厂的正常运转。因此，经费投入相对紧张的中小型污水处理厂，在努力寻求资金进行技术升级改造、更新节能设备的同时，更加迫切需要实用、适用的节能降耗技术。经文献检索及现场调研，国内外对于浓缩活性污泥做污泥回流方式(改造力度小、投入少)进行节能降耗的研究则尚属空白，因此，笔者围绕用浓缩污泥回流替代传统回流方式用以降低中小型污水处理厂降耗开展了研究与分析。二、回流浓缩污泥替代二沉池污泥实现节能降耗技术的研究(一)回流浓缩污泥活性指标及节能降耗可行性分析二沉池污泥含水率为99％以上，通常在99．5％左右，而浓缩污泥来自污泥浓缩池，经浓缩后污泥含水率为98％左右，通常浓缩后污泥体积可以减少70％以上。可见，回流浓缩污泥可以有效降低回流污泥量，降低污泥回流能耗。(二)研究内容实验室内主要研究内容是，通过采用浓缩污泥替代传统二沉池污泥进行回流，检测运行效果，通过对比出水水质，用技术指标验证浓缩活性污泥回流工艺用于中小型污水处理厂节能降耗研究的可行性。1．系统改造实验室原有两套AO污水处理运行系统。如图1所示。其中，曝气池为推流式，曝气装置均匀分布。各管路系统均装有流量计用以监测及控制流量。收稿日期：2013一O3—29基金项目：2012年邢台市科技研究与发展计划自筹经费项目一一“浓缩活性污泥回流工艺用于中小型污水处理厂节能降耗的研究”，项目编号：2012ZC158。作者简介：郭有才(1978一)，河北秦皇岛人，邢台职业技术学院，讲师．98\n邢台职业技术学院学报2013年第3期——柯捕糕统——污瘩蕾I熏麓⋯噌啊陵@好jl【}l⋯一⋯⋯而k蕾l熏曩一一一一一一Iljl81@二蹴一⋯一～一知Ij唆@好．啦⋯⋯一晨污泥腻臂胍统镧溯池一一一嗣朔周晗翻随@二潍——jIII髓刚瞒@I镧潮啊I图1原有系统示意图图2改造后系统图根据研究需要，对其中第二套AO系统进行改造，即在污泥浓缩池外接一根污泥回流管，将浓缩污泥回流至曝气池，改造后管路系统如图2所示。改造完成后，原有二沉池活性污泥回流管道将被关闭。曝气池所需回流污泥由浓缩池进行补充。2．实验研究与分析实验所用污水采自学院生活区下水道，主要水质指标(平均值)如表1所示。表l实验用水水质表2出水水质首先，通过调试运行稳定后，两套AO系统出水水质如表2所示。第一套(为改造)AO系统照常运行；第二套(改造)AO系统关掉二沉池污泥回流管路，启用污泥浓缩池污泥回流管路。同时，对曝气池前段进行了曝气强化，以促进浓缩污泥尽快复苏。连续运行15天，主要检测BOD5和氨氮两项指标，具体运行情况如图3所示。3旨、一爱时间(d)[三二二__二i]图3浓缩污泥回流后系统运行情况由图3可知，在停止二沉池污泥回流而改用浓缩污泥回流后，BOD5和氨氮在早期呈现抬升趋势。经过3_4天后，BOD5和氨氮指标逐步降低，并于13天后趋于稳定。对比第一套AO系统，改造后第二套AO系统的处理效果略有降低。其中，BOD5升高了约5mg／L，氨氮升高了约2mg／L。分析原因在于，浓缩后污泥在活性上要略低于二沉池污泥，导致污泥进入好氧池后，适应时间较长且处理效率略差。但对于中小污水厂出水要求而言，出水水质仍然满足排放标准。此外，通过检测发现，改造后出水的总磷浓度要比改造前减低约0．1mg／L，分析原因是污泥在浓缩池长时间处于缺氧环境，聚磷菌吸收污泥厌氧衰减99\n邢台职业技术学院学报2013年第3期过程释放出的溶解性有机物，贮存PHB，释磷量要高于二沉池污泥释磷量，带入好氧池的总磷量减少进而有利于系统对磷的去除。综上实验研究及分析可知，利用浓缩池污泥回流取代二沉池污泥回流，虽然会导致系统处理效率出现少量降低，但仍能保证出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB189l8-2002)二级排放标准，可推断该技术可行。(三)回流浓缩污泥替代二沉池污泥实现节能降耗技术试点效果在实验室研究的基础上，笔者选择了邢台两个污水厂进行试点。其中，一家为氧化沟工艺，日处理规模为6000吨；一家为AO工艺，日处理规模为150吨。两家污水厂均建有间歇性污泥浓缩池，通过加装回流泵及临时回流管道完成简易改造后，进行工程试验。经20天运行，数据表明，运行初期出水水质波动明显，后期水质趋于稳定，整体处理效率相对改造前降低约5％左右(仍能达到排放标准)，能耗减低4％．9％。其中，日处理能力为150吨的污水厂因为曝气量明显高于需要量，在改造前存在余量空排(实为能源浪费)现象。改造后，笔者将余量曝气用于强化氧化池首端充氧量，经对比分析，此举能一定程度的提高污泥活性。四、研究总结第一，在保证中小型污水厂正常运行及出水达标排放的前提下，经试验研究及试点验证，通过采用回流浓缩活性污泥的方式可以降低能耗减少运行费用。第二，建议浓缩时间控制在8h左右尽可能保证污泥活性；建议有条件的污水厂在浓缩池后加设再生池，通过曝气充氧、微量营养投加、投加腐殖土等方式实现浓缩污泥快速复苏：浓缩池污泥在回流前适当排放池内底部含无机成分更高的低活性污泥。第三，建议存在曝气余量(通常为排放，存在浪费)的污水厂，可以在污泥浓缩池后加设一个气提式污泥回流池，进而取代回流泵输送，进一步降低电耗。第四，中小型污水厂占地少、系统布局紧凑，利于管路改造，为本研究成果应用提供了良好的基础条件。但更建议污水处理厂在设计时就考虑加设浓缩污泥回流系统。参考文献：【1】徐立，刘巍，贾川等．耦合回流污泥预浓缩系统的新型氧化沟工艺强化除磷[J】．环境工程学报，2012，6(9)：3029．3034．[2】王建芳，赵庆良．内源反硝化除磷工艺运行效能研究【J】冲国建设信息(水工业市场)，2010(9)：18-23[3】朱妍．强化回流污泥生物再生技术初探【D】．上海：同济大学，2008．StudyonConcentratedSludgeReflowProcessUsedinEnergySavingandConsumptionReductionofSmallandMedium．scalestewaterTreatmentPlantGU0You．cai，YANGJin．mei工’二(1．XingtaiPolytechnicCollege，Xingtai，Hebei054035，Chinal2．HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang，Hebei050018，China)Abstract：Theexperimentalstudyandengineeringverificationshowedthatvalidationconcentratedsludgereflowprocessinsteadofthetraditionalreflowprocess，thewastewatertreatmentplantprocessingeficiencydecreasedslightly,butstillbeabletomeetthenationalemissionstandards，andthusshowedthatunderthepremiseofoperation，concentratedactivatedsludgereflowprocessusedinsmallandmedium-scalewastewatertreatmentplantisfeasible．Keywords：concentratedsludge；reflowprocess；smallandmedium—scalewastewatertreatmentplant；energysavingandconsumptionreduction(责任编辑李建武)100