污水廠穩定運行提标提效技術方向

2018-07-19 00:00:00    來源：    點擊：8683    喜歡：0

      中(zhōng)國人民大(dà)學環境學院副院長王洪臣作了題爲《污水廠穩定運行提标提效技術方向》的報告。報告介紹了保證污水處理廠穩定運行的幾個重要因素，并對基于此開(kāi)發的幾項新技術進行了闡述。

     一(yī)、水質不穩定不能成爲運行不穩定的理由

    污水處理是對污水中(zhōng)污染物(wù)質進行分(fēn)離(lí)、分(fēn)解以及轉化的過程，是水污染控制與治理的核心，也是決定水環境好壞的重要因素。目前我(wǒ)國擁有4800餘座縣級以上污水處理廠，穩定運行對于數量龐大(dà)的污水處理廠來說非常重要，也是發揮環境效益的前提。

     造成污水處理不穩定的因素有許多，例如渣、砂、泥導緻的堵塞、纏繞、磨損、淤積;工(gōng)藝、設備選擇不合理;參數、單元、流程配置不合理等。但是，上遊來水的水量和水質一(yī)定是不穩定的，這不能成爲運行不穩定的理由。

   因此，通過技術進步使污水處理系統實現穩定運行勢在必行，污水處理穩定運行技術存在巨大(dà)需求!

     二、提高排放(fàng)标準是污水處理的永恒主題

     污水處理提标就是不斷降低污水中(zhōng)污染物(wù)質的濃度。目前污水處理行業對不斷提标存在一(yī)定抵觸，但提高标準是環境的需求，基于經濟或減排優先序的考量，需要考慮提标的時間進程，但不斷提高排放(fàng)标準，一(yī)定是中(zhōng)國污水處理行業的永恒主題。

     目前，歐美總體(tǐ)上已經進入污水深度處理階段，歐美部分(fēn)發達國家已經普及了深度處理和營養物(wù)去(qù)除，出水水質爲：BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、NH4+-N≤5.0mg/L、TN≤15mg/L、TP≤0.5mg/L。美國也開(kāi)始在封閉水體(tǐ)流域普及營養物(wù)深度處理，在重點流域開(kāi)展營養物(wù)超深度處理，例如切薩皮克灣流域BluePlains污水處理廠，已經過五次提标改造，達到總氮低于5mg/L、總磷低于0.1mg/L的水質。

     我(wǒ)國現在已經拉開(kāi)了全面的序幕，北(běi)京市頒布的水污染物(wù)綜合排放(fàng)标準(DB11/6.207-2016.2)，天津市頒布的《城鎮污水處理廠水污染物(wù)排放(fàng)标準》(DB12599-2015)，以及昆明、合肥、蘇錫常、浙江等地都在以此趨勢進行污水處理的提标工(gōng)作。

    三污水處理要不斷提高效率

     污水處理是個高能耗高物(wù)耗的行業，電耗約占正常社會總電耗的1%，年消耗PAM10萬噸，同時土地消耗大(dà)。提标後，能耗、物(wù)耗、占地都繼續增大(dà)，使綜合處理成本不斷提高，另外(wài)導緻間接碳排放(fàng)，使污水處理環境效益大(dà)打折扣。因此，提高污染物(wù)排放(fàng)标準的同時，提高電、藥、地三大(dà)要素的使用效率也非常重要。

     四、穩定運行、提标和提效應同步進行

     現有的污水處理穩定運行提标提效技術體(tǐ)系包括：穩定運行，增加設備備用，增加處理單元;提高标準，增加處理單元，增大(dà)能耗物(wù)耗;以及增大(dà)構築物(wù)、增大(dà)曝氣量、增加填料、增加單元、增加藥消耗等，基本以“增”爲主，而不考慮效率問題。

     未來的新技術方向，應是追求穩定運行、提标、提效三者的協調統一(yī)，即：采用一(yī)項技術，它既是提标的，又(yòu)是提效的，同時也是穩定運行的。而解決具體(tǐ)問題的方向應包括以下(xià)幾點：從根本上提高預處理水平(渣、砂、泥，去(qù)除效果很差，是運行不穩定的最大(dà)根源)。特定功能高效菌群篩選與培育(人們利用的微生(shēng)物(wù)種群不足5%)。氧的科學管理(目前是極端粗放(fàng)的管理)。流态的科學調控(要重視CFD技術)。

     五、污水處理穩定運行提标提效技術新體(tǐ)系

     以下(xià)是基于污水處理穩定運行提标提效技術新體(tǐ)系而研究開(kāi)發的新技術。

   1.SSgo秒分(fēn)技術

   預處理缺陷是造成污水處理不穩定的一(yī)個重大(dà)問題，60%以上的運行不穩定問題都是因爲預處理不充分(fēn)或本身故障。具體(tǐ)表現爲兩點：

   (1)格栅問題：細格栅的栅距最小(xiǎo)1mm，此時仍有大(dà)量細渣穿過格栅，漂浮在池面上、纏繞在設備上，格栅除污機本身也極易被纏繞或堵塞，需要頻(pín)繁維護清理，幹擾正常運行。

   (2)沉砂池問題：目前的沉砂池隻能去(qù)除0.2mm以上的砂礫，大(dà)量細砂穿過沉砂池，淤堵池容、磨損設備，幹擾正常運行。另外(wài)，穩定流态是除砂的前提，中(zhōng)小(xiǎo)型處理廠污水量變化大(dà)，流速變化大(dà)，流态不穩定，進一(yī)步導緻除砂變差。

   SSgo是一(yī)項突破了傳統除泥、除渣及除砂，單純通過重力、離(lí)心力、浮力等基本原理，實現在秒級時間内泥渣砂一(yī)體(tǐ)化快速高效分(fēn)離(lí)的技術。該技術可有效降低後續處理單元的污染物(wù)負荷，大(dà)大(dà)提高污水處理能力與效率，優化出水水質，是污水處理廠提标提效改造體(tǐ)系中(zhōng)的核心技術，也是工(gōng)業廢水處理、黑臭水體(tǐ)處理等方面的有效手段。

   設備性能：

   快速高效，可以在5s内有效的實現混合液中(zhōng)泥渣砂油等的分(fēn)離(lí);

   設備運行水力負荷可達150m6.2/m2˙h;

   泥渣砂油去(qù)除90%以上，懸浮顆粒物(wù)去(qù)除60%以上，有機物(wù)去(qù)除20-65%;

   固液高速分(fēn)離(lí)過程中(zhōng)使水充氧，處理後水的DO可達4-8mg/L;

   占地面積小(xiǎo)，單台占地不到12m2;

   運行費(fèi)用低，噸水電耗不到0.02-0.05kwh;

   不産生(shēng)難以處理的化學污泥。

     2.Bios氧的科學管理系統

     污水處理廠中(zhōng)，曝氣單元約占整個處理廠總能耗的50%-70%，曝氣不僅爲好氧微生(shēng)物(wù)的生(shēng)長與污染物(wù)降解提供了必需的氧氣，也承擔了攪拌的作用。曝氣系統的充氧性能受到活性污泥性質、曝氣器品質、運行工(gōng)況等的綜合影響。因此氧的科學管理是十分(fēn)必要的。

   Bios氧的科學管理系統是基于此而開(kāi)發出管理系統。系統擁有以下(xià)技術優勢：

     (1)氧科學管理技術集成

   Bios氧的科學管理系統基于新型的過程監測技術，實時監測活性污泥性能和曝氣系統效率;采用曝氣極限控制策略，實現曝氣的精準控制;參考臨界氧模型，确定最适溶解氧;針對不同污染物(wù)的降解特征，耦合新型攪拌，進行溶解氧分(fēn)段管理。

     (2)新型高分(fēn)子彈性體(tǐ)微孔曝氣器

   系統采用新型高分(fēn)子材料，具備良好的理化特性：壽命長(8-10年);耐生(shēng)物(wù)垢;抗撕裂;抗水解;對氣量變化阻尼，調節品質好。

     (3)新型攪拌系統

   設備中(zhōng)的新型攪拌系統采用獨特流體(tǐ)力學設計，最大(dà)限度地将流體(tǐ)特性與機械運動相結合，并且能适應不同情況下(xià)的水體(tǐ)流動和污泥性質。攪拌器工(gōng)作過程中(zhōng)，水流在池壁的反射作用下(xià)，形成自上而下(xià)地循環水流，可獲得在軸向與徑向方向的交叉水流，能有效消除攪拌死角，防止污泥沉降，并可強化氧傳質效果。

     (4)新型過程監測儀表

     設備擁有兩項新型過程監測儀表：活性污泥比耗氧速率在線測定儀以及工(gōng)藝狀态曝氣綜合充氧性能測定儀。

     活性污泥比耗氧速率(SOUR)是直接表征污泥活性的重要指标，通過SOUR在線測定儀可實現對污水處理過程中(zhōng)活性污泥的比耗氧速率、最大(dà)比耗氧速率、内源比耗氧速率及耗氧速率(OUR)進行實時測定，也可用于進水水質毒性預警等。

   工(gōng)藝狀态曝氣綜合充氧性能測定儀可直接測定曝氣池中(zhōng)的實際氧轉移效率(Oxygen Transfer Efficiency,OTE)和區域曝氣量，爲污水處理廠曝氣的精準調控以及曝氣設備的維護管理提供有力工(gōng)具。

     (5)新型曝氣控制策略

     曝氣極限控制策略(Aeration Limit Control Technology)是國際範圍内首次開(kāi)發的基于曝氣系統供氧量與微生(shēng)物(wù)需氧量相平衡的曝氣控制技術，可最大(dà)程度地實現曝氣系統的本質節能。該控制技術的核心是自主研發的活性污泥在線SOUR測定儀和工(gōng)藝狀态曝氣器OTE測定儀所獲取的數據以及高級氧氣供需平衡算法。

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