城镇污水准Ⅲ和准Ⅳ达标排放技术 调研报告(八)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2021-02-26 08:51

2#-JS/IV:金坛区B污水处理厂

(1)项目概述

金坛区B污水处理厂为移址新建项目,移址新建工程远期规模为2.0万m3/d,近期规模0.5万m3/d。出水水质满足江苏省地方标准《江苏省太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/T1072-2018)。

(2)工艺流程

图3.46 金坛区B污水处理厂提标改造后工艺流程图

(3)主要工艺参数

1)高效沉淀池

高效沉淀池的反应池数为1座(2格);混合区混合时间1.8min;絮凝区反应时间12.6min;沉淀区平均流量表面负荷8.5m3/m2·h;峰值流量表面负荷13.43m3/m2·h。

2)反硝化深床滤池

反硝化深床滤池反应池数为1座4组;滤池滤速7.58m/h;气反冲洗强度82m/h;水反冲洗强度14.6m/h;气反冲洗时间5min;气水联合反冲洗时间15min;水反冲洗时间5min。

3.2.3.8 上海区域项目(项目编号SH/IV)

1#-SH/IV:上海市郊某污水处理厂

(1)项目概述

上海市郊某污水处理厂现状规模2.0万m3/d,出水执行一级B标准。该厂由于地处水环境敏感区,需执行更严格的污水排放标准。经前期多方案比较,推荐将原有AAO工艺改成多段AAO工艺,并辅以超滤深度处理单元,使出水满足准Ⅳ类地表水标准。

(2)工艺流程

深度处理工艺拟推荐采用膜分离工艺(超滤),进一步去除CODCr、SS、TP 等。该方案能够保证出水稳定达标,且无需征地,具体提标工艺流程如图3.46所示。

图3.46 上海市郊某污水处理厂提标改造后工艺流程图

(3)主要工艺参数

1)生物反应池改造

现状AAO池共有1座,分2组,每组处理规模1万m3/d,总停留时间约13.42h。根据工艺计算,拟将原好氧段末端部分廊道改造为“后置缺氧+好氧段”,从而整体上将原有生反池改造为多段AAO。改造后的生物反应池厌氧池、前缺氧池、前好氧池(增加填料)、好氧池(过渡)、后缺氧池后好氧池。各段停留时间如下:1.44、2.88、6.9、0.8、0.8、0.6h。

2)超滤膜单元

本工程选用的超滤膜平均孔径为0.02μm。超滤运行方式为全流过滤,典型的过滤压差是0.3~0.8bar(5~12psi)。

(4)经济分析

本工程总投资5941.12万元,其中工程建设费4725.44万元,单位处理成本为1.07元/m3,单位经营成本为0.67元/m3

3.2.3.9 深圳区域项目(项目编号SZ/IV)

深圳水务集团需改造为由一级B标准提高地表水准Ⅳ类共有四座,相见表3.44。

表3.44 深圳水务集团提标改造项目汇总

项目 设计规模

万m3/d

出水水质标准 预处理 生化处理 深度处理 工程措施
罗芳 40 准Ⅳ类 粗细格栅+曝气沉砂池+速沉池+精细格栅 AAO MBR 整体改造
盐田 12 准Ⅳ类 粗细格栅+曝气沉砂池 AAO+矩形周进周出二沉池 加磁粉高效沉淀池 整体改造
蛇口 5 准Ⅳ类 粗细格栅+曝气沉砂池+速沉池+精细格栅 AAO MBR 整体改造,正在建设中
光明 15 准Ⅳ类 粗细格栅+曝气沉砂池 AAO+矩形周进周出二沉池 加磁粉高效沉淀池 整体改造

目前深圳的污水处理工艺设计路线来看,生物处理技术大多是采用的是AAO 生物池+二沉池,基本可以解决CODCr、BOD5、NH3-N 以及TN 的降解,关键在于后续对TP和SS 去除。对于后段TP 和SS 的去除,参考了北京地区MBR工艺,以及采用了加磁粉高效沉淀池。

4 达标工艺推荐

4.1 污水处理技术发展与趋势概述

1)污水处理工艺的发展历程

1914年,英国人Ardern、Lockett发明了活性污泥工艺,这一事件成为了现代污水发展的起点和重要的标志性事件。自那以后,活性污泥工艺成为污水处理的主流处理技术,围绕着活性污泥工艺,污水处理技术获得了长足的发展,出现了百花齐放的技术格局。20世纪70年代出现的生物脱氮除磷技术(BNR)成为活性污泥工艺发展的一个重要里程碑,并在某种程度上奠定了当今污水处理技术的主要局面,同时生物膜工艺获得再次发展机会,IFAS、MBBR及BAF等工艺由于其在紧凑性方面的优势在升级改造方面获得了一定的优势。另外在20世纪后期,MBR、厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等技术逐渐登上了历史舞台,如图4.1所示。

污水处理技术从创新走向成熟有着内在的规律,这种规律基本是从早期的现象探索,到试验室的研究,基本理论的提出,进一步放大的试验,理论的进一步完善,示范性项目的出现,到最后一定数量的工程应用。如同其他技术发展的规律一样,污水处理技术走向成熟可以用S-曲线来反映。污水处理工艺发展的S曲线,如图4.2所示。S-曲线描述了技术系统的生命发展周期,主要包括萌芽期、成长期、成熟期和衰退期。

图4.2 污水生化处理工艺发展的S曲线

2)污水处理技术发展趋势

1)具有较高的技术密集化

从过去这100年的污水处理技术发展历程来看,污水处理技术正朝着越来越密集化的方向发展。通过采用新设备、新工艺,显著提升反应的过程速率。未来的污水处理技术将朝着越来越密集化的方向发展,单个反应器的空间将越来越小、处理效率更高、实现的功能更加多样化、工艺控制更加精准。

2)满足低能耗与资源回收的要求

新的技术应不断能耗、满足全寿命周期成本更低的要求。另外,新技术应满足资源回收的要求,从污水中回收C、H、N和P等资源以及能源,实现污水处理厂盈利模式的革新。

3)具有较好的兼容性

由于现在各地已经建设了大量的污水处理厂,可以预计这些设施将在未来的几十年中持续存在,如何利用现有的这些设施来嵌入新工艺的发展无疑是非常关键和重要的,这对新技术而言既是挑战,更是机遇。新工艺的应用需要格外重视适应性的原则,工艺的适应性简言之就是具有足够的灵活性能够在相当长的时间内适应污水处理各种可能的方向发展。

4.2 污水处理技术几种新型工艺简介

4.2.1 COD去除技术

根据对于某些城镇污水处理厂进水中含有大量溶解性难降解CODCr,经过二级生物处理难以将CODCr降解至20或30mg /L以下,为保障污水中CODCr的稳定达标运行,需要采取进一步的去除措施。污水厂执行高标准排放标准的应用实践,常常采用吸附或氧化技术,实现溶解性难降解CODCr的深度去除。

1ACCA技术

杭州回水公司ACCA技术是以活性焦吸附和再生为核心工艺的污水深度处理技术,并集成了除磷技术,是污水厂水质排放标准达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中准Ⅳ类至准Ⅲ类水质要求的一种可选的技术方案。

图4.3 ACCA系统工艺流程图

ACCA进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的三级生化出水自流入中间水池,由提升泵将污水直接送入除磷一体机,将总磷去除至0.3mg/L,再自流到二级流动床活性焦吸附塔,对CODCr、BOD5、氨氮、总磷、色度、SS、臭味等污染物进行有效的吸附去除,吸附完成后的出水再进入无动力砂池进行过滤去除SS,过滤完成后的产水各指标(除总氮外)达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质要求。杭州回水公司ACCA工艺已有近10个工程应用案例,最长运行时间为4年,其市政污水处理高标准排放的应用案例有4个,如表4.1所示。

表4.1 ACCA技术市政污水工程应用案例一览表

序号 项目

名称

处理水质 主要应用工艺 规模

(m3/d)

出水指标 运行时间
1 郑州新区 市政污水处理(20%工业水) 除磷一体机+流动床活性焦吸附塔+滤池 5000 地表水准Ⅲ类 二年
2 义乌佛堂 市政污水处理(40%工业水) 水解酸化池+AAO+高效沉淀池+反硝化深床滤池+流动床活性焦吸附+消毒 50000 地表水准Ⅲ类 十个月
3 平湖独山港 市政污水处理 流动床活性焦吸附塔+滤池 20000 地表水准Ⅲ类 四个月
4 郑州马头岗 市政污水处理 除磷一体机+流动床活性焦吸附塔+V滤池 600000 地表水准Ⅲ类 在建

2)粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺

湖北君集水处理有限公司粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺在地表Ⅲ-Ⅳ类标准中的工程应用,其流程图如图4.4所示。

图4.4 粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺流程图

上述工艺主要有四个核心工艺,如下:

(1)粉末活性炭膜生物反应器(CUF),主要以向膜池内投加粉末活性炭,并通过膜池内安装的多组大通量浸没式超滤膜组件进行固液分离,其在反应器中集活性炭吸附、生物活性炭、微生物生化降解、曝气增氧、膜分离等多种功能为一体,对COD、氨氮、色度、浊度等去除效果显著。

 

图4.4 粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺流程图

上述工艺主要有四个核心工艺,如下:

(1)粉末活性炭膜生物反应器(CUF),主要以向膜池内投加粉末活性炭,并通过膜池内安装的多组大通量浸没式超滤膜组件进行固液分离,其在反应器中集活性炭吸附、生物活性炭、微生物生化降解、曝气增氧、膜分离等多种功能为一体,对COD、氨氮、色度、浊度等去除效果显著。

图4 粉末活性炭膜生物反应器(CUF)工艺流程图

(2)活性炭再生系统,采用“生物+热再生”相结合的工艺。过滤后吸附饱和的活性炭层与复合微生物充分混合发酵后,利用微生物降解活性炭内部孔道内大的颗粒有机物,利用微生物的吸附和降解作用将活性炭表面吸附的部分有机分子吸收降解,有利于降低后续再生负荷。经生物再生后,活性炭吸附的污染物可以释放20%左右。生物活化后的活性炭需经热再生工艺进行再生,经 500~800℃高温热处理,可将粉末活性炭中吸附的有机物解吸分解掉,恢复粉末活性炭各项性能指标。

图4.5 粉末活性炭再生技术工艺流程图

(3)大孔脱氮树脂,是我公司研发的一种特别用于去除水中硝酸盐的大孔阴离子交换树脂。大孔脱氮树脂主要以在树脂罐内填充硝酸根离子交换树脂,吸附污水中的硝酸根来达到去除硝态氮、降低出水总氮的目的。所采用的大孔离子交换树脂为专性硝酸根离子交换树脂,性能十分稳定,可以减少硫酸根离子的竞争吸附,耐有机物的污染,其大孔基体以及特殊的离子交换功能基团给予其理想的硝酸盐选择性,其所具有的独特的大孔结构在提供快速交换的同时,也具有非常好的抗化学渗透稳定性和抗物理磨损性能。针对于要求出水中硝酸盐氮含量较低的情况,通过离子交换可实现硝酸根离子的富集,通过洗脱再生将高浓度的硝酸根带入至再生废液中,以便进行含高盐高硝酸根污水的反硝化处理。

(4)大孔树脂再生后经洗脱,再生废液中含有450-500mg/L的硝酸盐和3.5%的氯化钠,采用“高盐度反硝化”、“MBR”相结合的工艺对树脂再生废液进行处理。在反硝化池内投加一定浓度经过高盐度下成功驯化的活性污泥,在不高于4%的氯化钠含量下,利用反硝化菌的作用,污水中的硝酸盐氮转化为氮气从水中脱除,总氮去除率达到90%以上,并通过MBR深度处理,将前段粉末活性炭膜生物反应器中的一部分炭浆回流至MBR,形成生物活性炭,强化生化作用,进一步吸附有机污染物,改善了污泥沉降的性能,通过膜组件的截留可完全去除悬浮物、胶体,并截留炭粉和污泥,实现固液分离。

湖北君集水处理有限公司粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺在地表Ⅲ-Ⅳ类标准中的工程应用案例,如表4.2所示。

表4.2 湖北君集技术工程应用案例一览表

序号 项目名称 处理水质 工艺 规模(m3/d) 出水指标 运行时间
1 嵊新首创污水处理厂提标改造项目 工业污水+市政污水 助滤剂+再生粉末活性炭深度处理工艺 225000 地表水准Ⅳ类 2017.08
2 潜江市城北污水处理厂 市政污水 30000 地表水准Ⅲ类
3 汤逊湖污水处理厂 市政污水 粉末活性炭膜生物反应器+靶向大孔树脂脱氮工艺 15000 地表水准Ⅲ类 2018.02

3)臭氧催化氧化技术

    天津万峰环保科技有限公司提供的臭氧催化氧化技术,其核心技术为利用电磁切变场作用,改变污水中水分子和有机污染物分子的团簇结构,提高臭氧溶解效率,并采用均相催化(一些过渡金属离子)和非均相催化剂,提高臭氧催化氧化去除污水中有机污染物的效率。臭氧催化氧化技术的工艺流程,如图4.6所示。

天津万峰臭氧催化氧化技术工程应用案例,如表4.3所示。

图4.6 臭氧催化氧化技术工艺流程示意图

 

 

表4.3 天津万峰臭氧催化氧化技术工程应用案例一览表

序号 项目名称 处理水质 工艺 规模(m3/d) 出水指标 运行时间
1 天津大港油田港东污水处理厂项目 市政污水处理(20%工业水) 预处理+多段A/O+混凝沉淀池+V型滤池+臭氧催化 12000 天津地标A(地表水准Ⅳ类) 2016.06
2 天津宁河区污水处理厂提标改造项目 工业污水(40%市政污水) 预处理+AA/O+混凝沉淀池+深床反硝化滤池+臭氧催化氧化池 60000 天津地标A(地表水准Ⅳ类) 2017.09