奥贝尔氧化沟工艺在城市污水处理工程中应用 8页

'奥贝尔氧化沟工艺在城市污水处理工程中应用　　摘要：根据城市污水处理厂的水质要求，通过奥贝尔氧化沟工艺与改进型SBR工艺的技术经济比较，实例说明奥贝尔氧化沟工艺在城市污水处理厂应用中的优越性。关键词：城市污水处理；奥贝尔氧化沟工艺；总投资；运行成本中图分类号：[TU992.3]文献标识码：A引言水是人类赖以生存的宝贵资源，没有水生命就不存在。然而我国却属于世界上13个最贫水的国家之一，人均占有水量仅为世界人均量的1/4。珍惜水资源，合理利用现有水源，保护现有水源不受污染，治理好城市生活污水和工业废水，是目前我国城市面临的当务之急。通过全面科学的技术经济比较，进而选出整体效益最佳的城市污水处理工艺，是城市污水处理达到国家排放标准的关键所在。8 某市第二污水处理厂工程设计规模为6万m3/d，主要污水处理工艺采用奥贝尔氧化沟工艺，于2007年5月开工建设，2008年8月完成环保验收，是山东省所有污水处理厂中设计出水水质第一个执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A的污水处理厂。该工程被中国环境保护产业协会评为《2009年国家重点环境保护实用技术示范工程》。下面就以此工程为例，着重论述一下奥贝尔氧化沟工艺在城市污水处理工程应用中的优越性。本工程设计进、出水水质对比表0.5污水处理厂处理工艺选择2.1工艺选择原则城市污水处理厂工程的建设和运行耗资较大，处理工艺方案的优劣直接决定了污水处理厂的投资、运行费用和运行效果。进行工艺选择时应遵循以下原则：1）能够达到出水标准的要求；2)处理技术合理，效果稳定、成熟、可靠；3)工艺控制灵活、运行管理简便；4)尽量节省占地；5）能够适应污水水质、水量的变化，具有较强的抗冲击负荷能力；6）建设和运行费用要低；7）自动化控制及仪表监测系统先进可靠、经济合理。本工程共提出方案一（预处理+奥贝尔氧化沟工艺+深度处理）和方案二（预处理+改进型SBR工艺+深度处理）两个备选工艺方案进行技术经济比较，以达到确定最佳效益的生化处理工艺目的。2.2奥贝尔氧化沟工艺特性2.2.1奥贝尔氧化沟工艺描述8 奥贝尔氧化沟工艺起源于南非，发展于美国，是具有脱氮除磷功能的新型氧化沟工艺之一。因其在技术、经济上具有独特优势而受到国内外污水处理界越来越多的重视。奥贝尔氧化沟由三个相同断面的同心沟道组成，通过对三个沟道不同溶解氧浓度的梯度控制，不仅可以很好地降解有机污染物质，还能够方便、有效地去除氮、磷等；其显著特点是三个沟的DO呈0～1～2的梯度分布。典型的设计是将碳源氧化、反硝化及部分硝化设定在第一沟（外沟）内进行，控制第一沟的DO在0～0.5mg/L内。第一沟内由于有机物浓度较高，供氧量小于需氧量，在曝气设备的上游出现缺氧区，因此第一沟内同时有硝化和反硝化作用。第二沟（中沟）的DO控制在0.5～1.5mg/L，可进一步去除剩余的BOD或继续完成硝化。第三沟（内沟）的DO为2～2.5mg/L，以保证出水中有足够的溶解氧带入二沉池。这种特有的DO分布使能耗比单沟系统下降20%～30%。奥贝尔氧化沟工艺有很强的抗高浓度废水冲击负荷能力，这是奥贝尔氧化沟的特殊性能所带来的。奥贝尔氧化沟一般为低负荷设计，且沟内能维持较高的污泥浓度（MLSS通常为4000～60008 mg/L），短时的冲击负荷不足以对微生物产生抑制作用。另外，奥贝尔氧化沟内的循环流量很大，为进水流量的十几倍甚至上百倍，在流态上每个沟道都具有完全混合的特征。高浓度废水进入沟中后迅速被稀释混合，对系统不会产生很大影响。曝气设备是氧化沟的主要装置与关键设备，它起着供氧、混合、推动水流作循环流动和防止活性污泥沉淀等作用，其性能的好坏和效率的高低，直接影响氧化沟的处理效果、动力消耗、建设投资和运转费用。奥贝尔氧化沟的曝气设备采用曝气转碟。与同类曝气设备相比，曝气转碟具有工作水深大、充氧能力强、充氧效率高、混合能力强以及结构简单、组装灵活、使用寿命长、安装维护方便等特点。其充氧能力可以方便地通过调节出水堰的高低来改变转碟的浸没深度、改变转碟电机的转数、增或减转碟的片数、改变转碟的旋转方向来实现。2.2.2奥贝尔氧化沟工艺系统组成厌氧池：为聚磷菌提供厌氧释磷环境，强化除磷效果。氧化沟：由内、中、外三沟组成，完成污染物的降解。8 2.2.3奥贝尔氧化沟工艺特点：1）氧化沟DO值呈梯度变化可大大降低能耗；2）几十倍甚至上百倍的循环可使奥贝尔氧化沟具有耐水质、水量冲击的优良性能；3）限制了沟内丝状菌的过量繁殖，改善了污泥沉淀性能；4）出水水质稳定；5）设备单一、数量少，使用寿命长，维修量少；6）操作管理简单、方便，操作维护量小，不需要较高的操作运转水平；7）曝气设备较微孔曝气系统的动力效率低，因而能耗稍高于微孔曝气系统，但不存在堵塞问题，维护费用低。2.3改进型SBR工艺特性2.3.1改进型SBR主要工艺描述改进型SBR工艺是序批式活性污泥法SBR工艺变形的一种，是近年来国内外污水处理领域研究日趋增多并引起广泛重视的处理技术。该工艺的基本特点是运行时按照进水、反应、沉淀、排水、排泥5个工序，依次在一个池子中周期进行，因此可以省去二沉池甚至初沉池，而且不需回流污泥，很适合中小型污水处理厂。与其它工艺相比，SBR工艺提供了时间程序上的污水处理，即在时间上污染物基质具有浓度梯度—与推流式相同；在空间上基质浓度完全相同—具有完全混合式的特点。也就是说，该工艺集中了两种池型的优点，同时避免了其固有的缺陷。利用SBR工艺进行生物脱氮（硝化和反硝化）,其原理是通过每一循环的四个阶段人为地造成厌氧—缺氧—好氧的生物环境，不仅能去除一般有机物和悬浮固体，而且还能去除营养物质氮和磷，在降解污水中有机物的同时，去除污水中氮和磷。2.3.2改进型SBR工艺系统组成生物选择区：抑制丝状菌过度繁殖，控制污泥膨胀。内回流泵：将少量混合液由曝气区回流至缺氧区混合液回流。8 主曝气区：降解污染物并完成泥水分离过程，出水排放。剩余污泥泵：主曝气区设置剩余泵排除剩余污泥。2.3.3改进型SBR工艺特点：1）构筑物少，池容小，占地少，土建造价低；2）出水水质好，抗冲击负荷能力强，处理效果稳定；3）污泥活性高、易沉降；4）不需设置沉淀池和污泥回流，仅有少量内回流，因此电耗较低；5）工艺运行对仪表、自控依赖程度较高；6）设备闲置率高，维护量大；7）采用滗水器排水，进水水位较高，水头存在浪费，增大了进水泵扬程；8）进水/曝气期，池内水位不恒定（变化幅度大约2米），影响了鼓风机高效率运行；9）由于间歇曝气，曝气头易堵塞，使用寿命降低。2.4深度处理工艺的确定对污水厂二级处理的出水需再进行深度处理，其处理对象是：1）进一步去除二级处理后水中残存的悬浮物，脱色除臭，使水进一步得到澄清；2）进一步降低BOD5、CODcr及TOC等指标，使水进一步稳定；3）脱氮、除磷，消除能够导致水体富营养化的因素；4)消毒、杀菌，去除水中的细菌、微生物及有毒有害物质。本工程采用混凝—沉淀—过滤—消毒处理工艺并达到了非常好的处理效果。2.5污水消毒工艺选择8 本工程受纳水体为郭河，为防止尾水未经消毒排放引起的卫生问题，尤其是可能威胁到南水北调东线工程输水干线南四湖的水质安全，因此需要对其进行消毒处理，常用消毒方法有液氯消毒、紫外线消毒和二氧化氯消毒。从消毒效果、脱色效果、持续灭菌力、消毒副产物、操作难度、占地面积、设备投资、运行费用、使用安全性共九个方面进行综合分析比较可以看出，液氯消毒仍然是目前费用最为低廉的消毒手段。而综合考虑脱色等各方面因素，则二氧化氯应是性能、价格等方面较为适中的消毒方式。因此本工程采用二氧化氯进行消毒。　　2.6污泥处理工艺及处置方法选择污水处理过程中要产生大量污泥，而污泥中含有含一定量的有害物，因此污泥需要及时处理与处置。常用污泥处理工艺有厌氧消化、好氧消化和直接浓缩脱水。本工程规模适中，由于污水处理工艺泥龄较长，有一定程度的好氧稳定，因此产生的污泥较少，因此本工程采用直接浓缩脱水处理污泥并将泥饼运往热电厂综合利用。奥贝尔氧化沟工艺与改进型SBR工艺的技术经济比较项目单位方案一方案二污水处理规模万m3/d6.006.00建设用地ha5.805.80投资总投资万元10783.311720.1设备工艺设备万元1681.462256.88电气设备万元5096908 自控设备万元460580土建工程万元4391.654022.79安装工程万元1345.141603.55用电情况污水装机容量kw1271.451392.50污水处理电耗kw/m30.360.40用药情况高分子聚合物kg/d24.0024.00精制硫酸铝kg/d6000.006000.00二氧化氯kg/d780.00780.00经营成本污水元/m3水0.700.73处理成本污水元/m3水0.9360.99结论通过以上方案论证和技术经济比较，两个备选方案均能满足出水要求，但两个方案各有其特点，综合评价如下：1）污水污泥处理效果：方案一最佳2）总投资：方案一8'