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排水系統構成情況如下:-300m水平各處裂隙水、施工用水經各巷道水溝自流,匯入-300m水平出口后,經管道自流進入-325m水倉。-300m~-350m水平之間的污水自流到-375m臨時水倉沉淀后,經水泵排至-325m水倉。-400m污水經水溝自流至-425水平,與-425m水平污水一同水泵泵送至-375m臨時水倉后,之后經水泵排至-325m水倉。-375m臨時水倉處布置2臺流量100m3/h,揚程120m水泵,-425水平布置2臺流量50m3/h,揚程100m水泵,-375m水倉布置3臺MD155-67×7多級泵。
2影響井下污水水質的主要因素
-350m水平施工期間的污水,在該水平炮后出渣期間,混有泥沙、小顆粒砂石等的污水經水溝,排至-375m臨時水倉沉淀,此階段經斜坡道右側水溝流入-375m臨時水倉,該段水溝水流速度較快,污水不能有效沉淀;-400m、-425m水平施工期間的污水,未經有效沉淀,經水泵泵送至-375m水平水倉,之后經-375m臨時水倉水泵泵送至-325m水倉。但-375m臨時水倉長度較短,清理不及時,導致該處污水不能有效沉淀,之后混有細泥沙的污水經水泵排至-325m水平水倉。該原因為影響-325m水平水倉水質的主要原因。除上述-350水平污水以外,-300m水平水質較好,未混入較多污水,對-325m水平水倉水質影響較小。
3.1-300m水平包括3#、4#、上、下盤沿脈等平巷。具體如圖1。3.2井下沉淀池設計方案3.2.1水流、沉淀池、擋水墻具體方案在3#穿脈、4#穿脈上盤沿脈巷道設置4道擋水墻,擋墻墻高1.5m,墻厚度500mm,寬度4.8m(以巷道實際寬度設置,以填滿全部巷道寬度為準)。將-300、-350、-400、-425所有污水通過水泵,泵送至3#穿脈1#擋水墻處,所有涌水經3#穿脈、上盤沿脈、4#穿脈流至4#擋水墻處,4#擋水墻頂端設置500mm×500mm開口,經沉淀完成的污水通過4#擋水墻開口自流進入4#穿脈,通過水溝流入下盤沿脈,至-300m水平斜坡道出口,隨水溝進入-325水倉。3.2.2水流速計算水泵通過管路進入3#穿脈1#擋水墻處,水流速度v1=400m3/h=0.11m/s,排水管道斷面積s3=0.02m2,沉淀池斷面面積s3=7.2m2,假設水流進入沉淀池后,立刻轉入平流狀態,此時流速v3=v1•s1/s3=3.06×10-4m/s,經計算,在污水進入沉淀池平穩流淌后,水流速度變緩,且沉淀長度為781m,按照平流沉淀池沉淀效率,污水將會得到有效沉淀。3.2.3具體水泵、管道安裝計劃根據上述安排,需在-375m臨時水倉布置2臺流量150m3/h,揚程揚程250m潛水泵,-400m、-425m兩個水平污水可通過現有潛水泵泵送至-375m臨時水倉,-350m水平污水可通過水溝自流進入-375臨時水倉,利用現有管道,將-375臨時水倉污水泵送至-300m水平3#穿脈1#擋水墻處,但現有排水管路長度僅安裝至-325m水平水倉,本著節約成本和對現有設備管路有效利用的想法,需再購買200m準159mm鑄鐵管,將-375水平所有污水泵送至擋水墻。-300m水平污水通過現有水泵和臨時排水管道泵送至1#擋水墻處。經初次沉淀完成的污水,通過水溝匯入-325m水倉后,通過-325m水泵泵送至地面主井區沉淀池,二次沉淀后,達到排放標準后外排。
4效果分析
與常規設計方案相比,主要效果有以下幾方面:(1)礦井涌水在進入主井區地面沉淀池之前,均進行了混凝沉淀預處理,去除了絕大多數懸浮顆粒,主井區地面沉淀池水質得以明顯改善,地面沉淀池清淤周期大大延長,有效降低了清倉的費用。(2)由于初次沉淀后的水質明顯改善,尤其是其中的礦粉和巖石粉末的去除,對排水泵葉輪和排水管材的磨損有了較大程度地降低,延長了排水泵及排水管材的使用壽命,降低了維修費用。
5結語
綜上所述,該方案通過利用礦山已完工巷道作為井下臨時沉淀池,有效緩解了井下污水泥沙含量超標的問題,解決了當前礦山生產中污水外排的重大問題,對環境保護有著極大的意義。
作者:谷林林 單位:河北鋼鐵集團灤縣常峪鐵礦有限公司
關鍵詞:中小城鎮污水處理廠除油微生物技術
1、污水除油的必要性
隨著經濟發展和人們生活水平的提高,城市污水的水質也在發生著變化,污水中動植物油及礦物油等油類物質逐漸增多。據有關資料報道,到20__年,我國已建成并投入運行的城市污水處理廠約180座,設計處理能力達到1050×104m3/d,其中二級生化處理能力約750×104m3/d,這些污水處理廠大多存在著油類物質的污染問題[1];尤其是一些中小城鎮的污水處理廠,由于其水量較小,水質波動較大,在用水高峰期,大量餐飲污水進入處理廠,對污水處理廠的正常運行產生嚴重影響。
以西南科技大學污水處理廠為例,該廠占地20畝,日處理能力1×104m3/d,服務人口30000人左右,采用改進型三溝式氧化溝工藝。該污水處理廠在設計過程中沒有考慮進水中的油類物質,但自20__年5月運行以來,發現進水中油類物質逐漸增多,尤其是學校教師公寓和兩個學生食堂完工以后,其狀況更加嚴重。在過去的三年間,每到冬季,油類物質覆蓋整個氧化溝表面,嚴重影響了氧化溝的充氧效率和出水水質狀況,對進水中油類物質的測定發現其含量在86mg/L~420mg/L之間,其中夏季進水中油的平均含量為120mg/L,冬季為210mg/L。
2污水的除油方法分析
目前,國內外對含油污水治理的研究方法主要有以下三類:化學處理法、物理處理法和生化處理法?;瘜W處理法主要包括化學混凝法、化學沉淀法、催化氧化法及各種方法的結合運用;物理處理法包括離心分離法、過濾和超過濾法、澄清法和氣浮法;生化法包括生物接觸氧化法、生物轉盤法、活性污泥法等[2]。
2.1化學處理法
化學處理法主要指投加一定的化學物質,使其與水中的油類物質發生絮凝、沉淀或催化氧化等反應,達到將油類物質從水中去除的目的。目前,在污水的除油過程中,化學法的研究主要集中在新型的絮凝劑的開發方面[3~8]。絮凝劑主要包括無機和有機絮凝劑,在無機絮凝劑方面,大慶石化總廠煉油廠曾對鐵鹽在煉油污水處理中的應用進行了研究[3],認為在浮選投加復合聚合鋁鐵,在浮選除油的同時還具有除硫作用。有機絮凝劑主要包括非離子、陰離子、陽離子、兩性離子有機聚合物等類型,由于分子量大,吸附懸浮物及膠質能力強,形成的絮體尺寸大,沉降快,用量少,且產生的污泥量少,易脫水,對處理水不產生負面影響,近年來備受青睞。在其應用方面,已經批量生產的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)和曼尼期反應的陽離子聚丙烯酰胺。在對有機絮凝劑的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺與二甲基二烯丙基氯化銨、烷基二甲基烯丙基氯化銨進行多元共聚對聚丙烯酰胺進行陽離子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝劑具有良好的絮凝除濁、破乳除油和去除有機物的能力[4];段宏偉等人利用改性環乙環丙陽離子聚醚等合成的RD-1反相破乳劑對污水中油類的去除具有較好的效果[5];除此之外,還有對二硫代氨基甲酸鹽等絮凝劑的研究[6~8]。
近幾年,污水除油方法在能量化學領域也有研究[9~12],如磁化學技術的研究[9~11],廢水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油層懸浮磁粉過濾法來處理。前者是用一些化學物質對磁性顆粒進行表面處理,使其表面被服一層親油和疏水性物質的薄膜,磁種吸附油后,用磁場回收磁種即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁種層來過濾油,通過磁場來固定濾層,為增加濾層與污水中油珠的碰撞,可使用交變磁場。另外,在電化學方面[11,12],可運用直接電解、間接電解、電化學吸附與脫附等方法對污水進行除油。
2.2物理處理法
物理處理法是污水除油系統中應用最多的一類方法,其核心思想是采用物理的方法達到油水的分離。在污水的除油過程中,物理法的研究主要集中在油水分離器的研究開發,其中包括浮選技術及浮選器、旋流技術及旋流器、膜技術及膜器等方面。
2.2.1浮選技術
浮選凈化技術是國內外正在深入研究與不斷推廣的一種水處理新技術[13~15]。浮選除油就是在水中通入空氣或其它氣體產生微細氣泡,使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣,從而完成固、液分離的一種新的除油方法。根據在于水中形成氣泡的方式和氣泡大小的差異,浮選處理法大體上可分為四大類,即溶氣浮選法、誘導浮選法、電解浮選法和化學浮選法,其詳細分類及每種方法的優缺點如表1所示。
表1浮選處理方法的分類
方法名稱
具體方法
浮選成因
主要優點
主要缺點
溶氣浮選法
加壓溶氣浮選法
真空浮選法
在加壓下,使氣體溶解于污水,又在常壓下釋放出氣體,產生微小氣泡。
在減壓下,使溶解于水中的氣體釋放出來,產生微小氣泡。
氣泡的尺寸小、均勻、操作穩定、設備簡單、管理維修方便、除油率高
上浮穩定、絮凝體破壞可能性小、能耗小
流程較復雜、停留時間長、設備龐大、操作麻煩
溶氣量小、操作及結構復雜
誘導浮選法
機械鼓氣浮選法
葉輪浮選法
射流浮選法
讓氣體通過無數個微小的孔隙或縫隙,產生微小氣泡。
葉輪轉動產生負壓吸入氣體,并依靠其剪切力使吸入氣體變成小氣泡。
依靠水射器的作用使污水中產生微小氣泡
能耗小、浮選室結構簡單。
溶氣量大、停留時間短、處理速度高于溶氣浮選工藝、除油效率高、設備造價低、耐沖擊負荷。
噪聲小、工藝簡單、總體能耗低、產生氣泡小、除油效率好于葉輪式
需投加表面活性劑才能形成微小氣泡、使用范圍受限、微孔易堵。
浮選中必須添加浮選助劑、氣泡大小不均勻、可能產生些無效氣泡、制造維修麻煩。
水射器要求高
電解浮選法
電解浮選法
電絮凝浮選法
選用惰性電極,使污水電解產生微小氣泡。
選用可溶性電極(Fe、Al等)在陽極上產生微小氣泡,在陰極上有混凝作用的離子
氣
泡小、除油率高。
氣泡小、浮選與絮凝同時進行、除油率高
極板損耗大、運行費用高。
同上
化學浮選法
化學浮選法
依靠物質之間的化學反應,產生微小氣泡(生成CO2,O2)。
設備投資低、氣泡量易于控制、尤適用于懸浮物含量高的污水
污泥量增加、勞動強度大。
2.2.2旋流技術
水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋轉時受到不等離心力的作用而實現油水分離的。含油污水切向進入圓筒渦旋段,并沿旋流管軸向螺旋態流動。在同心縮徑段,由于圓錐截面的收縮,使流體增速,并促使已形成的螺旋流態向前流動,由于油和水的密度差,使水沿著管壁旋轉,而油珠移向中心。流體進入細錐段,截面不斷縮小,流速繼續增大,小油珠繼續移到中心匯成油芯。流體進入平行尾段,由于流體恒速流動,對上段產生一定的回壓,使低壓油芯向溢流口排出,而水則從凈水出口排出。其工作原理見圖1。
圖1水力旋流器的工作原理示意圖
國外水力旋流除油研究始于1967年,經過多年的科學研究和工程應用,現已進入重大技術發展階段。目前,美國Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亞BWNVortoil公司,瑞典ALFALAVAL公司都開始生產油水旋流分離器。國內許多研究單位和企業也先后開展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大學、西南石油學院、四川大學、大慶石油學院、大連理工大學、江漢石油機械研究所、河南石油勘探局設計院、勝利油田設計院、大港油田設計院、江都環保器材廠、沈陽新陽機器制造廠等單位[16~22]。
2.2.3膜技術
膜處理技術是最近興起的一項污水除油的新技術[22,23],其核心思想是利用半透膜作選擇障礙層,允許某些組分透過而保留混合物中的其他組分從而達到分離目的的技術總稱。它具有設備簡單、操作方便、無相變、無化學變化、處理效率高和節能等優點,已作為一種單元操作在污水除油過程中日益受到人們的重視。
在膜技術的研究應用方面,天津天膜技術工程公司曾采用中空纖維超濾膜對含油污水進行處理研究[23],表明中空纖維超濾膜用于處理經過預處理的含油量較低的污水較為理想,而對未經過處理的含油量高的污水除油除濁效果較好;中國計量科學研究院利用一種破乳功能膜處理含油污水,取得較好效果[24]。但在膜技術應用中,都不同程度的存在膜的清洗問題。
2.3生化處理法
生化處理是利用水中的微生物處理污水中的有機污染物的一種工藝,現有的污水處理廠的生物處理單元,對污水中的油類物質有部分去除效率,但去除率較低。目前生物技術在污水除油中的應用主要集中在篩選優化、培養和馴化嗜油微生物菌種。新疆環境監測中心通過利用餐飲服務業的含油污水培養篩選出28株具有較強除油能力的菌種進行研究,發現將其回接污水后,平均除油率達68,其優選菌種回接污水24h后的除油率達90,而同批污水自然存放10d后的除油率僅為29。采用選培優良菌種集中快速處理,可以顯著提高此類污水的處理效率[25]。
3除油方案探討
針對西科大污水廠的油類物質,20__年~20__年冬季我們曾采用水力沖刷氧化溝表面和在沉砂池前投加石灰的方法進行實驗。水力沖刷雖然可以暫時使氧化溝表面的油類物質吸附在污泥表面沉淀下來,但在下一個運行階段油類物質會重新布滿池面;沉砂池前投加石灰可以減少氧化溝中的油污,但石灰同時會對部分微生物產生抑止,其產生的沉淀物質在沉砂池中很難沉淀下來,帶到氧化溝后容易堵塞溝中微孔曝氣器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝劑有存在價格偏高的問題。為了暫時避免氧化溝的缺氧問題,我們將氧化溝出水堰的擋板去掉,使漂浮的油污隨出水進入接觸池,在接觸池的起端清撈。可以說上述的措施并未達到理想的除油目的。
在選擇除油方案時,我們也考慮了水力旋流器等物理方法,但由于其細格柵和沉砂池之間的空間限制以及昂貴的能耗費用和分離出來的油類的去向等問題的困擾,故未能采用。
由于西科大污水廠的油類的來源較為單一,我們考慮在兩個學生食堂外的設置隔油池,分離出來的油污和食堂的潲水一起集中處理;同時在污水廠氧化溝中培養馴化嗜油微生物,通過微生物技術對其余的油類進行處理,從而達到節約費用,提高除油效率的目的。
4結論
4.1污水處理廠除油的方法很多,目前在化學、物理及生化處理方法方面均有研究應用。
4.2中小城鎮的污水處理廠由于存在資金困難等因素,在設計過程中往往沒有考慮除油設施,而運行中油類的污染又直接影響其處理效果,因此其除油措施的實施必須結合各廠的具體情況。
4.3對于油類物質來源比較單一的城鎮污水處理廠,從源頭治理會起到簡單、經濟和實用的效果。
4.4微生物技術作為一種新興的技術,在污水除油領域的研究應用正在不斷深化,篩選優化、培養和馴化嗜油微生物菌種對于中小型污水處理廠的除油具有節能、高效等優點。
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關鍵詞:污水處理廠;運營管理;方案更新
中圖分類號:R123文獻標識碼: A
引言
污水處理廠的建設和管理既是水污染治理和水環境保護的基礎性高作,又是環境管理的“短板”,它關系到廣大人民群眾的切身利益,關系到經濟社會環境的可持續協調發展。隨著生態文明建設進程的加快,對于污水處理廠建設也駛入了快車道。因此,依據國務院《城鎮排水與污水處理條例》,加強對污水處理廠建設運行管理迫在眉睫。
1、關于污水處理廠的出水水質管理模塊的分析
在現階段污水處理廠運作過程中,進行生產質量模塊的控制是必要的,這不僅僅進行出水水質模塊的檢驗及其記錄,還要針對其實際變化情況,展開參數的分析,保證科學化的工藝運行參數的設計,進行水量及其水質的控制,保證其污水處理設施的有效運行,保證其出水模塊的達標。這就需要進行污水處理廠水質管理體系的健全,進行水質變化規律的汲取,積極做好相關的實驗,進行水質可生化性的分析,這也需要進行出水量的積極統計,并且做好相關的匯總工作,保證其水質的有效操作。
在日常污水處理廠的工作模塊中,其水質管理涉及的范圍是非常廣泛的,比如針對水質正常時的管理模塊及其水質異常情況的處理模塊。在正常水質處理過程中,要針對水量情況、空氣情況等展開分析,保證相關參數檢測化驗模塊的有效開展,保證按照檢測計劃展開工作,積極做好記錄,進行其變化情況的積極分析。在水質異常情況處理過程中,要進行水處理核心設備的應用,保證其生化反應池各項指標的正常性,保證其針對空氣狀況、污泥狀況等展開積極管理,避免其異常情況的產生。這也需要引起相關技術人員的重視,進行符合操作標準的規范進行施工,保證微生物的狀態維持在合理的水平上。
2、當前污水處理廠建設運行管理存在的問題
2.1、污染治理設施運營不規范
污染治理設施的非工業化、非社會化管理運行,運行效率低下,導致一些地區污染治理設施因缺乏資金而無力興建,有的地方建得起也無力運行,污染治理設施經常處于半開半關狀態,給監督管理增加了難度,造成建得越多、包袱越重的現象,嚴重影響污染治理效果。因此,急需創新模式。
2.2、資金短缺問題
隨著社會的發展,我國的城市污水處理行業得到很大發展,同時也帶來了嚴峻的挑戰,該行業的資金短缺和技術設備落后是一大難點。國產化開發的問題在于污水處理廠建設和運行資金短缺,導致了大批規劃中的污水處理廠遲遲不能運行,不能實現預期的環境目標,且已經建設的污水處理廠也不能正常運行。對于大部分地區而言,需要首先解決的問題是治理問題,近幾年來,我國的城市水處理廠建設主要通過利用外資,引進國外技術設備,從而導致工程投資大、債務負擔重,并抑制了國內污水處理技術設備制造產業的發展。
2.3、工藝簡單,處理深度不夠
目前,很多的污水處理廠大部分應用工藝簡單,以人工快滲、人工濕地等工藝為主,少部分有接觸氧化、A2/O、SBR等工藝。所以,大多污水處理廠脫氮除磷效果不佳,且末端未設置殺菌消毒工藝,出水中糞大腸菌群等指標長期出現超標現象。
2.4、運行負荷低,污水收集率不高
目前一些地區已建成的污水處理廠中,普遍存在一、二級管網建設滯后問題,大部分污水處理廠建成后運行負荷不足設計能力的60%,污水處理廠長期處于低負荷運行狀態,既不經濟也浪費資源,更不能充分發揮污水處理廠的環境效益。
3、污水處理廠污水處理系統體系的健全
3.1、進一步規范污水處理廠的運營管理
污水處理廠必須在指定位置安裝進水、出水流量計和在線監測系統并確保其正常運行;建立嚴格的取樣、檢測和化驗制度;建立完善檢測數據的統計分析和報表制度、污水處理設施停運申報制度、突發事件應急制度,規范管理行為,保證污水處理廠正常運行。同時,污水處理廠應配套建設污泥處理設施,規范處理污泥;對操作人員進行培訓,嚴格持證上崗制度,不斷提高排水管網的管理水平。嚴格執行排水許可制度,建立并完善排水管網的巡查制度和應急處理預案。加大排水違法行為的查處力度,堅持從源頭治理,杜絕排水管網處接、亂接,確保排水管網安全、暢通。加大排水管網管理、維護投入,提高排水管網管理的科技含量和信息化水平,建立排水管網監控信息管理系統。
3.2、推行綠色管理
污水處理作為一個行業的可持續發展,除了要優化建設、運行、管理體制,實現污水處理的資源化,搞好污水處理的規劃,制定一系列支持污水處理的可持續發展的政策,還要大力發展污水處理的科學技術,研究污水處理的新工藝、新設備,把污水處理與水資源的再利用結合起來。面對新形勢和新要求,實施綠色管理是創建社會環境與自然環境之間的和諧關系的有力保障,污水處理行業屬于環保產業,在改善城市水體環境方面發揮著不可替代的作用。但是,我們同時也看到,隨著污水處理廠的建設、運行,在這過程中不可避免的造成了一些臭氣、噪聲、固廢等二次污染的問題。隨著城市化進程的推進,污水處理廠的周邊不斷進行著開發、擴建,污水處理廠二次污染問題不但給周邊居民生產生活造成了影響,而且也制約了周邊土地的開發利用。近年來,市民對污水處理廠二次污染問題的投訴與日俱增。因此,必須依靠實施綠色管理,來有效解決污水處理廠的二次污染問題。政府管理部門必須將現有的污水處理廠行業管理模式與綠色管理緊密結合起來,才能使污水處理廠走上人與自然和諧發展的道路。
3.3、改革水資源監管(水污染治理)制度
目前水資源監管事實上是“九龍治水”體制,必須在尊重水資源自然規律前提下,從水資源保護和水資源開發利用的關系出發,為實現水資源可持續發展目標要求,建立統一監管體制。如整合(撤并)現有水資源監管機關職能,建立國家水資源監督管理委員會(水監會),全面統一實施水資源監督管理(保護)。在水監會直接領導下,建立七大流域(更多)的水資源監督管理局,實施真正意義上的流域水資源管理,在流域水資源監督管理局直接領導下,建立各江河、湖泊水資源監督管理處(分局),全面承擔水資源的規劃、開發、利用、管理、治理、節約、配置及保護的政府職責。只有這樣,水污染治理制度(體制、機制)的運行(運營)才有國家水資源統一管理制度(體制)作為保障,水污染控制和治理的目標才有可能實現。
3.4、城市污水高效低耗成套技術、工藝與設備
污泥處理、處置及資源化技術:污泥堆肥技術的工程化和產業化,污泥厭氧消化成套工藝技術高效快速厭氧污泥穩定化工藝,高效好氧污泥穩定化工藝,中小型污水污泥生態利用技術及工程示范;污水深度處理及回用:城市污水的完全無害處置新技術,污水綜合利用的集成化工藝技術與應用示范。
3.5、優化處理工藝,提高處理深度
對尚未建設的污水處理廠應在處理工藝上做好比選和優化,同時對已建成的污水處理廠加大深度處理投入,逐步完善后續脫氮除磷和殺菌消毒等處理工序,使各項出水指標能夠真正長期穩定達標。
結束語
城市水污染治理與污水治理廠的建設運行及環境管理密切相關,所以需要積極在行動中落實有效的污水治理措施,保證城市水資源的可持續發展。污水治理廠建設與運營機制應充分考慮到城市污水治理過程中的實際問題,從水環境質量提高的角度體現城市污水治理的有效性。
參考文獻
[1]馬洪玲.污水處理廠運營管理方案的更新[J].民營科技,2014,02:112.
選取研究對象為南方某污水廠,全面監測該污水處理廠進出水水質,通過其水質特點,在與調試運行的情況相結合,提出了相應優化的工藝運行方案,在原有的基礎上,對增加生物和投加外碳源后混凝的優化方案進行了采用,其出水水質在系統優化運行后達到標準,東江水質因此而變得更好。
[關鍵詞]外碳源優化運行強化反硝化
中圖分類號:O613.71 文獻標識碼:A 文章編號:
廣東某污水處理廠,擁有處理3000m3/d污水的規模,其處理污水主要是生活污水和生產污水。該廠因處于珠三角重要水源地,其排放標準更加嚴格,要求標準必須達到地表水三級。因而對該污水處理廠的進出水水質特點,本文針對性的選擇了優化方案,通過與調試運行情況相結合,在運用必要的工藝優化措施,使出水達到排放要求得到實現。
一、工藝流程和主要構筑物設計運行參數
1.1工藝流程
改良A2/O工藝和礫石濾池加人工濕地深度處理組合工藝是該污水處理廠所采用的,其運轉管理分為五個單元:一級處理單元和污水提升,其中包括提升泵房、細格柵、粗格柵、沉砂池;二級處理單元,其中是生物池;脫水處理單元;過濾池與濕地(人工)深度處理單元;消毒處理單元等.
1.2設計主要構筑物和運行參數
該污水處理廠擁有流量30000 m3/d的處理能力,設計污泥濃度MLSS:2.0 s/L的AVO工藝生物池,8~10 d的污泥齡,不高于0.097 5 kgBOD,/kgMLSS·d的污泥負荷,不高于0.195 kgBODs/m3·d的容積負荷,以石灰石為過濾池填料,以曝氣氧化的方式,使硝化反應得到進一步加強。選擇垂直流人工濕地。
二、進水水質與其特點分析
在2009年11月到2010年6月這七個月時間里,我們分析檢測了污水處理廠進水量和其水質,該污水廠的進水有機物濃度較低,這主要是生產污水都是高科技低污染企業排出的,而雨水的收集合流處理也導致濃度降低.進水中BODJTN很低,這更加突出了污水生物脫氮和污水脫磷碳源不足的矛盾,進而影響到脫氮除磷的效果,這種處理特點(進水濃度低,出水要求高)在當代很有代表性。
三、分析工藝出水水質和處理效果
對COD、BOD、NH3-N的去除依靠A2/O工藝效果比較好,出水可以達到排放標準,再經人工濕地過濾去除率更高,均滿足排放要求;TN和TP的去除依靠A2/O工藝效果并不明顯,它們的去除率很低,硝酸鹽氮的濃度在出水中比較高,TN和TP出水后不能達標。TN去除率不高的原因與系統碳源不足脫不了干系。當然,在該工藝中,生物池中的硝化作用進行的還是比較徹底,其中的大部分氨氮都轉化為硝酸鹽氮,但反硝化作用在缺氧區并沒有太大顯現。經過濾池和人工濕地出水水質中的硝酸根離子的去除并不有效,反硝化差和濕地內碳源不足都與其有關。TP去除率不高的原因是與系統污泥濃度低有關。進水有機物濃度低和實際進水量低于設計值,這就造成了系統有機容積負荷相對于設計值很低。生物池中污泥濃度始終很低,進而造成難以形成有效地絮體沉淀,造成污泥嚴重流失。而厭氧區中磷的釋放受到嚴重的碳源不足的影響,系統的正常排放受到生物池污泥濃度較低的影響,這都對磷的去除率產生了影響,變得很低。
四、工藝優化和工程應用效果
在污水處理廠現有的前提下,對工藝靈活性和運行成本都進行了考慮,為了使出水水質達到排放標準,提出以下優化的方案。
強化反硝化,將部分外碳源投入A2/O工藝缺氧段。選用甲醇為碳源,合理投入。
將除磷的強化,終沉池污泥沉降效果的改善,污泥流失的降低和生物池污泥濃度的提高視為目標,采取有效地措施,將加藥點選在生物池出水口,“反應器”選在配水井和生物池出水口之間的管道,利用現有水體流速,有效地混合生物池出水和絮凝劑,完成絮凝沉降。將硫酸亞鐵、PAM、聚合硫酸鐵和聚合氧化鋁這四種絮凝劑進行試驗研究,工程用藥劑最終選擇聚合氧化鋁,這是充分考慮到TP的去除和沉降效果,同時對其最佳投加量進行了確定。
通過工藝流程,看出該優化方案有效地降低工程投資,不需要對土建進行改動,利用現有的構筑物,增加兩套加藥裝置就可以了,這樣使得工藝運轉變得比較靈活,同時可依據實際進出水水質對加藥量進行有效地調整。
設計并安裝了加藥系統來驗證該優化方案,加藥系統按污水處理廠現有的進水水量進行設計,該裝置由兩部分組成,加藥泵和儲藥池。儲藥池設計成圓柱體,這樣可以再有限的成本下拓展空間,選用意大利SEKO SPRI MS1系列機械隔膜計量泵為加藥泵,裝置不停地運轉,加藥量可通過調整流速來控制。
通過系統優化,持續運行一段時間后顯示用該工藝出水水質達到排放標準。
結語
進水碳源不足普遍存在脫氮除磷效率低是當前我國南方大部分污水處理廠面臨的問題,通過分析該污水處理廠的進出水水質和對優化方案的試驗研究,得出以下結論和建議:
污水處理廠可通過補充外碳源強化反硝化來脫氮,在以化學辦法來輔助,這樣可以避免因進水有機負荷較低,而很難達到脫氮除磷,當然,可以通過進一步研究絮凝劑和碳源來降低污水處理費用和提高處理污水的能力,減小成本。通過對污水處理廠的污水處理系統的優化使得出水水質變得更好,進而達到排放標準,有效地降低了污水對環境的污染。同時污水處理廠優化運行應結合自己污水廠的現狀,針對污水廠現有工藝流程、現有構筑物、進出水水質和可改造條件,同時考慮水廠的日常的維護和管理,確定最適合本廠的優化方案,走出困境。同時應及時完善城市配套污水排放管道,對現有管道進行改進,對雨水和污水進行分離,降低污水處理難度。當然,有關部門應對當地污水處理廠進行扶持,對污水處理廠的各方面進行有效地幫助,提高其有效處理能力和排污能力,為子孫后代留下一個環境優美的城市。
參考文獻
關鍵字:污水處理工藝改進生物接觸氧化
1.引言
隨著國家對環境保護尤其是水環境的關注程度日益提升,對鄉鎮的污水處理設施的要求進一步的提高了。尤其,隨著節能減排任務的壓力不斷增加,采取在大中城市興建污水處理設施,并將鄉鎮污水處理設施作為一項壓力轉移以及城鄉聯合發展的重點環節。
但是,就目前而言,環保的高水平要求與鄉鎮污水處理的經濟水平的矛盾逐漸突顯出來。另外,由于鄉鎮基礎設施建設的發展,對土地的需求也是呈上升態勢,從而對污水處理設施的占地面積提出了嚴峻的考驗。行之有效的改進方案亟需被提出。
2.常規污水處理方案及其在鄉鎮污水處理中的弊端
目前在我國污水處理常用的方法為活性污泥法處理工藝。其一般的工藝流程為:
原污水分流閘井 粗格柵污水泵房出水井細格柵沉砂池
生物反應池 二沉池消毒池出水
回流泵房
其核心環節是生物反應池,對此也有許多工藝方面的改進和替換,例如有氧化溝,MSBR工藝,厭氧-缺氧-好氧氧化溝等等
這些工藝在應用中體現了較好的處理效果。但是在鄉鎮污水處理應用中出現了一些弊端。第一,占地面積大。很多生化處理工藝尤其是氧化溝等工藝需要較大的占地面積,基建費用相對較高;第二,工藝復雜。許多工藝的銜接主要通過管道,管路設計較為繁瑣,運行管理費用較高;第三,維修維護費用較高。這些弊端進一步限制了污水處理設施的建設和發展。
3.基于生物接觸氧化過濾一體化工藝的改進方案
3.1工藝原理
生物接觸氧化法亦稱淹沒式生物濾池,是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來,是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物處理技術,可以說是具有活性污泥法特點的生物膜法,兼具兩者優點。生物接觸氧化處理技術的實質之一是在池內充填填料,已經充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經填料,在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下,污水中有機物得到去除,污水得到凈化。[1]
生物接觸氧化處理技術的另一項技術實質是采用與曝氣池相同的曝氣方法,像微生物提供其所需的氧,并起到攪拌與混合作用,這這種技術相當于在曝氣池內充填供微生物棲息的填料。接觸氧化池由池體、填料、支架及曝氣裝置、進出水裝置以及排泥管道等部件所組成。
3.2生物接觸氧化過濾一體化流程
生物接觸氧化過濾生化組合池部分污水流程是:污水自初沉池經接觸氧化池導流墻進入接觸氧化池底部,經曝氣系統充氧和布水混合后,自下而上流經接觸氧化池填料層,而后經過接觸氧化池頂部集水系統收集后,通過過濾池導流墻進入過濾池,污水自下向上流經濾料層接觸沉淀后到達過濾池頂部集水系統 ,從而達到水質凈化的作用。
3.3生物接觸氧化過濾一體化模型尺寸計算
本文提供基本的模型尺寸計算方法,實際操作中應根據當地環境以及水質等條件進行改進和調整。[2]
(1)設計參數的選取
參考城市污水的BOD濃度以及相對應的BOD-容積負荷率的要求,去如下的設計參數:
污水BOD
填料BOD-容積負荷率
日均處理水量
(2)結構參數的計算與選取
1)填料容積計算
設計填料尺寸為:0.4×0.4×0.6=0.096
為充分實現污水處理效果,將填料分為上下兩層,每層的高度為0.3m。
填料采用蜂窩狀填料,具有質輕但是強度高,管壁光滑無死角,衰老生物膜易于脫落等優點。
2)過濾池部分的設計
選用石英砂為填料(孔隙率42%);寬度和高度配合生物接觸氧化池部分;填料高度0.6m;
3)其他結構參數的選定
污泥斗高度0.4m;污泥斗傾斜角60度;生物接觸氧化池、過濾池的導流墻寬度均為0.15m;底部高度0.2m;保護墻超高取0.1m;裝置墻體厚度為1.5cm;
3.4工藝改進方案的優點
生物接觸氧化過濾組合池以科學合理的結構設計與工藝的選取,使得它具有以下幾個創新特色:
第一,采用生物接觸氧化技術作為主要技術,容積負荷高,處理效率高,處理效果好;第二,將水處理的多個步驟集合于一個整體,工藝簡潔,設備要求相對較低;第三,占地面積少,節省空間;第四,無污泥回流,減少工作負擔;第五,便于操作、管理、運行與維護。
4.應用與展望
本工藝有眾多的特色,在水處理技術不斷更新、中小城鎮水處理技術急需改造的當下具有十分寬廣的推廣與應用前景。
第一,本工藝技術簡單,處理效果好,有利于工藝的推廣使用;第二,本工藝要求實際的廠區面積較小,節約土地與基礎建設費用;第三,本工藝操作簡便,可節約運行管理費用;第四,由于許多水處理廠處于工藝更新改造時期,本工藝可被用于其改造中;第五,中小城鎮的對優質水需求日益加大,本工藝在這一方面擁有廣闊的應用空間;第六,本工藝能夠進行諸如活性炭處理等升級改造,具有較強的改造適應能力。
參考文獻
[1]張自杰 主編.排水工程(下冊).2000年6月第四版.中國建筑工業出版社.