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強(qiáng)化二級(jí)工藝+深度處理工藝與MBR工藝大PK

來源: 時(shí)間:2020-05-18 09:00:00 瀏覽次數(shù):

針對(duì)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,各地政府對(duì)污水處理提出了更高的要求,將城鎮(zhèn)污水處理廠污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)提升到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)的IV類標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)的提高,若要達(dá)到類地表水IV類水的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)國(guó)內(nèi)已經(jīng)或在建污水處理廠建設(shè)經(jīng)驗(yàn),提供兩種水處理工藝方案,即強(qiáng)化二級(jí)處理+深度處理工藝和MBR膜工藝。下面對(duì)這兩種工藝進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的比較。

1 強(qiáng)化二級(jí)處理+深度處理工藝

該工藝整個(gè)流程分為二個(gè)階段

二級(jí)處理階段 :根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求,應(yīng)采用生物脫氮除磷的處理工藝。

目前,常規(guī)性的生物處理工藝主要包括有活性污泥法與生物膜法兩種工藝。

活性污泥法主要包括A-A-O工藝、AB法、氧化溝工藝以及SBR工藝。

較典型的脫氮除磷生物膜法為曝氣生物濾池(即BAF)。

BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)是其容積負(fù)荷率較高,且采用模塊化設(shè)計(jì),占地面積小,但其缺點(diǎn)有:

1)投資較高 ;

2)控制、運(yùn)行過程較復(fù)雜;

3)耗藥量大

4)產(chǎn)泥量高;

5)運(yùn)行費(fèi)用高;

因此,不推薦采用BAF工藝。

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,二級(jí)生物處理A-A-O工藝有如下優(yōu)點(diǎn) :

1)工程費(fèi)用較低。

2)運(yùn)行費(fèi)用低。

3)污泥的沉降性能好,無污泥膨脹等問題,出水水質(zhì)較好,并具有一定的耐沖擊負(fù)荷的能力。

4)采用鼓風(fēng)曝氣,氧利用率高,耗電量少。

5)占地少。

6)可根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)靈活調(diào)節(jié)運(yùn)行模式,操作靈活,可控性強(qiáng)。

綜合考慮,A-A-O工藝具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì),因此,推薦其作為二級(jí)生物處理工藝。

深度處理階段 :為進(jìn)一步去除污水中剩余的污染物,深度處理工藝的選擇主要取決于二級(jí)生物處理的出水水質(zhì)和需達(dá)到的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)生物處理出水中的污染物質(zhì)多為有機(jī)物與無機(jī)物的混合體,有機(jī)物主要包括細(xì)菌、藻類、病菌及原始生物等。不論是有機(jī)物或無機(jī)物,根據(jù)它們的顆粒大小又分為懸浮物(>1 μm)、膠體(1 μm~1 nm)和溶解物(<1 nm)。一般通過混凝沉淀等常規(guī)處理工藝可以去除懸浮物和膠體粒子,但溶解性的雜質(zhì)必須通過特殊手段才能去除。從深度處理單元的進(jìn)出水水質(zhì)來看,在二級(jí)生物處理的階段中,氨氮、總氮的去除已經(jīng)基本達(dá)到要求,在深度處理階段的工藝選擇中無須考慮,重點(diǎn)考慮去除形成BOD5、CODCr、SS以及TP的雜質(zhì)。因此,選擇的工藝應(yīng)確保出水水質(zhì)好、管理簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定、低耗節(jié)能。

深床濾池為降流式的重力濾池,采用一定規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)。同時(shí),深床也是保障硝酸氮以及懸浮物去除的構(gòu)筑物。直徑2~3 mm粒徑的石英砂的比表面積較大,一般2 m深左右的介質(zhì)濾床就可避免穿透和竄流現(xiàn)象。懸浮物不斷地被截留會(huì)增加過濾水頭損失,因此,需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行反沖洗去除截留的污染物,一般采用氣、水聯(lián)合反沖洗。

深床濾池的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,集去除多種污染物的功能于一體,包括對(duì)懸浮物、總氮和總磷等均有相當(dāng)好的去除效果。

深床濾池有以下優(yōu)點(diǎn)

1)處理效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定 ;

2)碳源投加量少,節(jié)約運(yùn)行成本 ;

3)出水濁度低,對(duì)SS有Ji好的去除效果 ;

4)過濾為下向流,沖洗為上向流,與砂濾類似,沖洗效果好;

5)濾池壽命長(zhǎng),終身免維護(hù),運(yùn)行自控化程度高;

6)有一定耐沖擊能力,特別是對(duì)SS有很好的適應(yīng)性。

2 MBR膜工藝

MBR膜是將膜分離技術(shù)和污水處理中的生物處理相結(jié)合的產(chǎn)物,是性能穩(wěn)定、效果良好的污水處理技術(shù),其綜合了膜處理和生物處理兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),以超、微濾膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法處理過程中的泥水重力分離過程。

膜分離既可以保持較高的生物相濃度以及較優(yōu)的出水效果,也可以有效地去除污水中含有的有機(jī)物、氨氮等污染物質(zhì),提高出水質(zhì)量,其出水可直接再利用。

MBR工藝主要具有以下特點(diǎn) :

1)出水水質(zhì)好。其Gao效的固液分離可把污水中的膠體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與凈化的水分開,不需要再經(jīng)過三級(jí)處理措施即可直接回用。

2)占地面積小。反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高,可達(dá)10 000 mg/L以上,大大提高了容積負(fù)荷,減小了生化池容。

同時(shí)也省去了二沉、混凝、過濾等多個(gè)處理構(gòu)筑物,大大減少了對(duì)土地的占用。

3)抗沖擊能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定。由于污泥濃度高、生物量豐富,而且不存在污泥流失的問題,不受污泥膨脹等因素影響,因此具有較強(qiáng)的抗沖擊能力,運(yùn)行穩(wěn)定。

4)剩余污泥排放少。有機(jī)負(fù)荷低,泥齡長(zhǎng),污泥產(chǎn)率低。

5)除磷效果好??芍苯訉X鹽投入生化池中,形成的磷酸鹽沉淀物可被膜全部截留,隨剩余污泥排放。

6)模塊化設(shè)計(jì),自動(dòng)化控制。由于膜生物反應(yīng)器技術(shù)的模塊化特征,易于擴(kuò)建,它可以通過增加必要的模塊,來應(yīng)對(duì)水處理量的增長(zhǎng)。工藝設(shè)備集中,全部采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。

3 兩種工藝的經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較

工藝方案綜合比較如表1所示。

 

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)城區(qū)污水處理廠納污范圍內(nèi)的實(shí)際情況,對(duì)污水處理工藝的影響如下

1)排水管網(wǎng)是否實(shí)現(xiàn)雨污分流。

2)廠區(qū)占地情況是否充足。深床濾池工藝占地面積較大。MBR的池體占地較深床濾池可節(jié)省30%的用地,且采用MBR工藝,可取消二級(jí)處理中二沉池及Gao效沉淀池,提高土地利用率。

3)出水穩(wěn)定性。強(qiáng)化二級(jí)處理+Gao效沉淀池+深床濾池處理工藝在一級(jí)A標(biāo)的出水標(biāo)準(zhǔn)下,出水穩(wěn)定可靠,當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)COD濃度偏低時(shí),仍可達(dá)到類IV類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)各指標(biāo)較高時(shí),難降解COD含量加大,增大污水處理負(fù)荷時(shí),會(huì)導(dǎo)致部分指標(biāo)無法達(dá)到IV類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),作為IV類水出水標(biāo)準(zhǔn)的處理工藝,運(yùn)行不夠穩(wěn)定。而MBR膜特殊的膜過濾工藝可適應(yīng)各種水質(zhì),確保出水達(dá)到類IV類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4)工程投資。深床濾池工藝采用傳統(tǒng)的石英砂濾料,有較好的懸浮物截留功效,隨著截留物的增加,需進(jìn)行反沖洗去除截固體物,因此,工程投資主體為土建工程。MBR膜工藝是通過膜分離,以膜兩側(cè)壓力差截留水中的各類雜質(zhì),實(shí)現(xiàn)泥水分離,因此,設(shè)備材料是該工藝投資主體,較深床濾池略高。

5)運(yùn)營(yíng)成本。深床濾池工藝應(yīng)在前端投加絮凝劑,MBR膜池?zé)o需投加藥劑,但因其對(duì)自動(dòng)化程度依賴程度高,電耗量較深床濾池工藝高。經(jīng)計(jì)算,強(qiáng)化二級(jí)處理+深床濾池工藝運(yùn)營(yíng)成本約0.78 元/m3,單位經(jīng)營(yíng)總成本1.39 元/m3,MBR膜池工藝運(yùn)營(yíng)成本約0.90 元/m3,單位經(jīng)營(yíng)總成本1.59 元/m3。

根據(jù)上述對(duì)兩個(gè)工藝方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及安全生產(chǎn)的比較,深床濾池工藝的前期建設(shè)投資及運(yùn)營(yíng)成本低于MBR膜工藝。但根據(jù)類四類水的出水標(biāo)準(zhǔn)要求,隨著污水管網(wǎng)的完善,雨污分流完成,能夠滿足污水入廠,雨水入河的來水要求后,進(jìn)水濃度逐步提高后,強(qiáng)化二級(jí)處理+深床濾池工藝出水穩(wěn)定性較MBR膜工藝仍有不足。

綜上所述,兩種工藝均滿足出水要求,應(yīng)根據(jù)城區(qū)納污管網(wǎng)實(shí)際情況以及受污水處理廠用地條件來選擇水處理深度工藝。