广东污水处理厂 14页

广东污水处理厂污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源，需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。一、几种国内城市污水处理厂消毒工艺的比较城市污水经二级处理后,水质已经改善,细菌含量也大幅度减少,但细菌的绝对数量仍很可观,并存在有病原菌的可能,必须在去除掉这些微生物以后,废水才可以安全地排入水体或循环再用。随着居民对生活品质要求的不断提高,污水处理厂的二级处理出水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一,因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序,水处理专业人员也在不断探索污水消毒的最佳方法。1几种消毒工艺方法1.1物理消毒方法——紫外线消毒1.1.1紫外线消毒原理紫外线消毒是一种物理消毒方法,紫外线消毒并不是杀死微生物,而是去掉其繁殖能力进行灭活。紫外线消毒的原理主要是用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸(DNA或RNA),使其不能分裂复制。除此之外,紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。紫外线是一种波长范围为136nm~400nm的不可见光线。在该波段中260nm附近已被证实是杀菌效率最高的,目前生产的紫外灯的最大功率输出在253.7nm波长。该波长输出在目前世界顶极紫外灯中已占到紫外能量的90%,总能量的30%,由于高强度、高效率的紫外C波段的存在,紫外技术已成为水消毒领域一个具有相当竞争力的技术。1.1.2紫外线消毒器的结构形式1)敞开式结构。在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经UV消毒器并杀灭水中的微生物。2)封闭式结构。封闭式UV消毒器属承压型,用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。\n1.2化学消毒方法1.2.1液氯消毒1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸盐(如NaClO)溶液消毒时,在水中发生如下反应：HOC,lOCl-之和称作有效自由氯,其中以HOCl消毒效果最好。排入水体时,氯会和水中的氨氮、有机氮反应生成消毒效果较差的无机氯胺和有机氯胺,称作化合氯。总余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质(含氮化合物浓度、SS浓度)、温度、pH以及控制系统的影响。2)加氯系统。目前常用加氯系统包括加氯机、接触池、混合设备以及氯瓶等部分,如图1所示。1.2.2臭氧消毒1)臭氧消毒原理。臭氧(O3)是氧(O2)的同素异形体,纯净的O3常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力(仅次于氟),能氧化大部分有机物。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应,臭氧灭菌有以下三种作用:a.臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶,使细菌灭活死亡。b.直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁、DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡(DNA—核糖核酸;RNA—脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子;病毒只含一种核酸)。c.渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。因此,O3能够除藻杀菌,对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。2)污水臭氧处理工艺。臭氧氧化能力强,且很不稳定,也无法储藏,\n因此应根据需要就地生产。臭氧的制备一般有紫外辐射法、电化学法和电晕放电法。目前臭氧制备占主导地位的是电晕放电法。由臭氧发生器制备好的臭氧气体通过管道输送到密闭的臭氧接触池,与处理后的污水进行接触反应。反应后的气体由池顶汇集后,经收集器离开接触池,进入尾气臭氧分解器,在此剩余臭氧气体被分解成氧气排入大气中(见图2)。1.2.3二氧化氯消毒二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍,氧化能力是氯气的2.5倍左右,它是一种强氧化剂。溶于水后很安全,是国际上公认的含氯消毒中唯一高效消毒剂。二氧化氯性质不稳定,只能采用二氧化氯发生器现场制备。用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种:以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器,其中前者应用最为广泛。1)复合二氧化氯发生器原理。复合二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸制备二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体。反应如下:NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O该反应的最佳温度为70℃,反应器采用耐温、耐腐蚀材料制造。反应生成的二氧化氯和氯气混合气体通过水射器投加到被处理水中。2)复合二氧化氯发生器的应用。复合二氧化氯发生器用于消毒时,消毒剂投加点一般在滤后,有效氯投加量一般为3mg/L~5mg/L;用于脱色或降低COD时,该复合气体投加在硫酸铝等混凝剂投加点之前效果较好,投加量应根据水质由试验确定,同时也可以查看中国污水处理工程网更多关于二氧化氯消毒处理污水技术文档。2上述几种消毒方法的特点2.1紫外线消毒\n紫外线污水消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中,包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管道溢流废水和再生水的消毒。紫外线消毒法除具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作较传统消毒工艺安全简单和实现自动化等优点外,运行、管理、劳务和维修费用也低,近20年来逐渐得到广泛应用。紫外线消毒工艺对紫外穿透率较低的水质并不适用,如未经处理或只经过一级处理的污水,SS高于30mg/L的污水。这种情况采用紫外线消毒的方式不但会增加能耗,还会造成消毒效果不好。而对于经过二级处理的污水和再生水,紫外穿透率一般为40%~80%,采用紫外线消毒方式是不错的选择。但是紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力,当处理水离开反应器之后,一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子,使细菌再生。2.2液氯消毒液氯使用最大的优点是价格便宜,杀菌力强,该工艺简单,技术成熟,药剂易得,投量准确,有后续消毒作用,不需要庞大的设备。液氯消毒在各地医院、工业、民用的灭菌消毒中都有广泛应用,并且有些已达到了自动化的程度。液氯储存不是十分安全,容易发生泄漏,而且自20世纪70年代以来,由于发现氯可与水中多种物质形成致癌或致病变的产物,致使该工艺在应用上开始受到限制。2.3臭氧消毒臭氧是一种强氧化剂,它具有高效无二次污染,既能氧化有机物,又能杀菌除色、嗅、味等特点,可氧化铁、锰等物质,通常认为它的氧化能力比氯高600倍~3000倍,且接触时间短,除能有效杀灭细菌以外,对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影响,而且其最终产物是二氧化碳和水,不产生致癌物质。2.4二氧化氯消毒二氧化氯消毒的特点是只起氧化作用,不起氯化作用,因而一般不会产生致癌物质。二氧化氯的消毒效果与氯气相当,但当污水中NH3N浓度较高时,耗氯量会大幅度增加,但二氧化氯由于不与NH3反应,因而其投加量并不增加。另外,二氧化氯消毒还不受pH的干扰。二氧化氯不稳定且具有爆炸性,因而必须在现场制造,立即使用。制备含氯低的二氧化氯较复杂,且原料(NaClO2)的价格较其他消毒方法高,故限制了该方法的广泛采用。所以国内目前只是在一些中小型的污水处理工程中采用了二氧化氯消毒工艺。3对几种消毒工艺的综合比较\n如表1所示,几种消毒方式目前在国内均有运用。由于液氯消毒运行费用低,操作简单,主要运用于大型污水处理厂。中小型污水处理厂主要采用二氧化氯和紫外线消毒,但由于紫外线消毒效果不稳定,且设备维护费用较高等因素,二氧化氯消毒在中小型污水处理厂中运用越来越广泛。臭氧消毒主要运用于中水处理,具有较强的消毒效果及脱色效果,同时再辅以加氯消毒,以保证出水中余氯要求。来源：山西建筑作者:张慧芬胡静文罗婷一、城市污水处理厂生物池好氧段中投加悬浮填料提升污水处理脱氮效果研究主要考核目标（1）．优选适合该市污水处理厂A/A/O工艺升级改造的悬浮填料，出水TN稳定达到一级A标准。（2）．确定悬浮填料添加后O\n段水力停留时间、溶解氧、填料投配比等运行参数，为升级改造提供技术支持。工作进展与结果1．悬浮填料选型污水处理厂提标改造的重点在于悬浮填料的选择，以实现低温条件下的出水COD及氨氮稳定达标。在该试验中选用了两种悬浮填料，其中之一是德国LEVAPOR生物膜技术公司出品的LEVAPOR®悬浮填料。该悬浮填料是德国最新一代用于处理废水和废气的高效微生物载体，已在多个国家申请了专利保护。LEVAPOR®是表面活性的、有吸收能力的有孔泡沫物质。通过将有表面活性能力的颜料涂层在泡沫物质上形成一种改性物质，从而拥有新的物理化学特性，主要表现为：1)体积小，比表面积大，比表面积最大可达20000m2/m3；2)微孔和粗孔的发泡体有很强的表面吸附能力和吸水性；3)具有可调节的密度、沉淀速度、带电负荷以及导电性；4)和其他填料相比，流化床能耗明显降低。LEVAPOR®在生物处理工艺中具有如下优势：1）显著提高生物处理的处理量、速度和稳定性；2)有效吸收有毒物质和抑制降解的物质，保护生物膜；3）内部的空隙结构有效保护生物膜免受剪切力的影响；4)多余污泥能从载体表面自动脱落；5）易于挂膜，两个小时内微生物就能在载体内繁殖生长；6）使用寿命长达10年；7）对已建设施的改扩建方便，节省空间；8）显著提高废水废气处理能力，投资成本低；9）剩余污泥量相对活性污泥法明显减少。目前已在德国科隆市、乌博塔市、Nordhorn市、亚堔市以及中国黑龙江省宁安市用于市政污水处理厂的废水脱氮处理，效果优异。此外还选择了一家国产的悬浮填料，该产品在国内污水处理厂的提标改造工程有过成功应用，该产品的比表面积在500-600\nm2/m3。2．试验水质确定本课题的研究是针对该市市待升级的几个污水处理厂开展工作的。从工艺上讲，主要是将填料添加在生物处理单元的好氧池内。综合考虑微生物营养需求，试验装置所采用的进水水质指标为：COD=150-300mg/L,TN(NH3-N)=15-25mg/L,TP=10mg/L。3．试验模型本课题的试验模型分为两类。一为填料筛选模型，二为工况试验模型。首先制作2个填料选择模型，均为柱状。外接配水箱与高位水箱，采用穿孔管曝气，两个试验模型共用一台风机，用流量计加以控制，通气量为360L/h。出水采用淹没出流。泥种取自污水处理厂二沉池排泥。混合液污泥浓度维持在3500mg/L左右。装置简图见图1，在器壁上贴上标尺以便体积读数。\n 图1填料筛选试验模型4．静态试验（1）挂膜试验中，选择德国的LEVAPOR®悬浮填料、国产悬浮填料进行挂膜。起初两种填料均浮于水面，2天之后很明显海绵状的LEVAPOR®填料开始悬浮于水中，而藕片状的国产悬浮填料依然浮于水面。第5天后，LEVAPOR®悬浮填料已看得出有絮状物生长，而国产填料上也开始变了一点颜色。每天测定出水水质，装有填料LEVAPOR®的柱子第7天后出水水质基本稳定。此时，藕片状的国产填料变化依然不大，25天后，国产填料也开始具有肉眼能看清的结实的附着物，出水水质也趋于稳定。因此，判定在水温较高时，LEVAPOR®悬浮填料的挂膜时间为7天，而国产悬浮填料的挂膜时间为25天。（2）COD去除试验 图2COD去除效果（装置1：LEVAPOR®悬浮填料，装置2：国产悬浮填料）挂膜成功后，在2个试验柱内分别取样，测定其COD值，见图2。从图2可以看出，挂膜成功后，连续5天同一时间取样测定进、出水COD值，结果表明，装置对COD的去除效果稳定。所以，当装置水力停留时间在2小时，对COD的去除可以达到一级A标准。（3）脱氮试验本实验主要是考虑氨氮的去除效果。模拟污水中，氨氮浓度即为总氮浓度。在挂膜成功后，连续10天测定装置对氨氮的去除效果，结果见图3和图4。\n 图3氨氮浓度变化曲线（装置1：LEVAPOR®悬浮填料，装置2：国产悬浮填料）从图3可以看出，虽然装置每天的进水氨氮浓度有所变化，但出水氨氮浓度均比较稳定。连续7天的监测结果显示，氨氮去除率也比较稳定。实验表明，LEVAPOR®悬浮填料和国产悬浮填料对COD和氨氮的去除效果稳定性均较好。 图4氨氮去除率稳定性（蓝线：LEVAPOR®悬浮填料，红线：国产悬浮填料）（4）最小HRT试验接着进行了停留时间对氨氮去除效果的影响实验，结果见图5所示。\n 图5停留时间对氨氮去除效果的影响可见在2小时后氨氮出水浓度小于5mg/L，基本能达到一级A标准的要求。水力停留时间大于2小时后，氨氮浓度依然降低，但速度变缓。因此，在后续试验中，测定了另外2套装置在2小时内的氨氮浓度，其变化趋势见图6所示。 结果表明，对于装置2与装置3，其氨氮度均在2小时内被彻底降解。（5）最佳投配率试验在填料初筛的基础上，进行了投配率试验。试验中，LEVAPOR®悬浮填料的投配率最初采用20%，藕片状的国产悬浮填料投配率采用30%。起初，在同样通气量的状况下，LEVAPOR®悬浮填料只有部分处于流化状态，而国产悬浮填料流化状态一直很好。LEVAPOR\n生物膜技术公司建议将投配率改为15%。因此在后续试验中，LEVAPOR®悬浮填料投配率为20%和15%两种。出水指标均能达标的前提下做了LEVAPOR®悬浮填料投配率降低为10%的破坏性试验，出水水质指标也能达标。试验中国产悬浮填料始终采用30%的投配率。试验结果表明，两种填料在其最佳投配率下，COD和氨氮的出水水质指标均能达到一级A标准要求，但LEVAPOR®悬浮填料的COD和氨氮去除率始终优于国产填料。图7中装置1中LEVAPOR®悬浮填料的投配率为15%，装置2中国产悬浮填料的投配率为30%。 为了了解氨氮去除效果的稳定性，在此基础上，进行了连续9天的监测，结果见图8。数据显示，两种填料的氨氮去除效果均较稳定，且德国LEVAPOR®悬浮填料的去除效果明显优于国产悬浮填料，差别为8%左右。也表现出水温对氨氮的去除有一定影响。 5连续流试验连续流氨氮去除效果试验在前面试验中，COD去除均能达到出水一级A\n要求，连续流试验主要考察德国LEVAPOR®悬浮填料在水力停留时间为2小时，投配率为15%时装置对氨氮的去除效果。结果见图9。 图9中数据显示，出水中氨氮浓度大部分在6mg/L以下，绝大部分在5mg/L以下，说明出水能满足一级A排放标准。其中6-8小时的氨氮浓度突然偏高，在11小时后，出水氨氮恢复正常。分析原因可能是因为试验操作错误导致。6．生物量检测（1）SEM电镜扫描检测为了对比，选取了5个样品进行生物膜SEM电镜扫描检测。其中，样品1为挂膜前的德国LEVAPOR®悬浮填料，样品2为挂膜前的国产悬浮填料，样品3为挂膜后的德国LEVAPOR®悬浮填料（投配率20%），样品4为挂膜后的德国LEVAPOR®悬浮填料（投配率15%），样品5为挂膜后的国产悬浮填料（投配率30%）。扫描结果如下所示： \n \n 7．小结所有试验结果表明，好氧段水力停留时间可缩短为2小时。德国LEVAPOR®悬浮填料对COD和氨氮的去除效果均优于国产悬浮填料。其投配率15%最佳，10%也能满足出水达到一级A标准的要求。