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關(guān)鍵詞:半地下式污水處理廠;冬季運(yùn)行;工藝調(diào)控;設(shè)備調(diào)控
目前我國(guó)城市生活污水處理廠所采用的主體工藝主要是活性污泥法和生物膜法,這兩種方法的核心技術(shù)均是利用活性微生物將污水中的有機(jī)污染物降解為小分子物質(zhì),從而在環(huán)境中去除。在影響微生物活性的諸多因素中,溫度是極其重要的一種[1]。在冬季寒冷地區(qū),氣候變化會(huì)導(dǎo)致污水處理廠微生物的活性降低、易引發(fā)污泥膨脹等現(xiàn)象[2]。關(guān)于地上式污水處理廠冬季運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),目前已經(jīng)有人做了大量研究。胡濤等[3]結(jié)合在哈爾濱文昌污水處理廠多年的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)污水處理廠的冬季運(yùn)行進(jìn)行研究,認(rèn)為在冬季低溫條件下,要關(guān)注與污水接觸的各種設(shè)備和工藝管線,做好防凍保溫措施,防止上凍結(jié)冰。孟杰等[4]分析了東北地區(qū)某污水處理廠在冬季低溫條件下污泥膨脹的特點(diǎn)及控制措施。葉紅等[5]研究了江蘇淮安某污水處理廠冬季運(yùn)行現(xiàn)狀及運(yùn)行管理,通過(guò)分析污泥負(fù)荷和運(yùn)行效率,得出了微生物的活性隨水溫變化的曲線,并列舉了設(shè)備常見(jiàn)的故障及保養(yǎng)情況。而關(guān)于半地下式污水處理廠在冬季低溫條件下,工藝及設(shè)備的運(yùn)行管理,目前研究的較少。本文根據(jù)多年來(lái)在半地下式污水處理廠的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了在冬季低溫條件下,半地下式污水處理廠的工藝調(diào)控及設(shè)備管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)同類(lèi)半地下式污水處理廠的冬季運(yùn)行管理,具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。
1工程簡(jiǎn)介及主要工藝流程
1.1工程簡(jiǎn)介。我國(guó)華中地區(qū)某半地下式污水處理廠工程位于鄭州市南部地區(qū),總占地面積約196畝,設(shè)計(jì)規(guī)模為10×104m3/d。該污水處理廠于2014年9月對(duì)單系列進(jìn)行培菌試運(yùn)行,同年11月底出水達(dá)標(biāo)。1.2主要工藝流程。該污水處理廠的污水處理工藝流程圖如圖1所示。預(yù)處理段采用常規(guī)的粗細(xì)格柵及曝氣沉砂池工藝,同時(shí),根據(jù)實(shí)際需要,在預(yù)處理段設(shè)置了初沉池,二級(jí)生物處理段采用前置缺氧段A2/O工藝,三級(jí)深度處理段采用高效反應(yīng)沉淀池及V型濾池,然后經(jīng)二氧化氯消毒處理后,達(dá)標(biāo)排放。初沉池的初沉污泥、二沉池的剩余活性污泥以及高效池的剩余化學(xué)污泥,統(tǒng)一進(jìn)入污泥均質(zhì)池,然后經(jīng)進(jìn)泥泵提升至脫水機(jī)房,進(jìn)行離心脫水處理。
2冬季工藝運(yùn)行方案
2.1預(yù)處理段工藝運(yùn)行方案。污水預(yù)處理段作為污水處理廠的第一道處理工序,在整個(gè)工藝流程中都起著至關(guān)重要的作用。該半地下式污水處理廠污水預(yù)處理段采用常規(guī)的粗細(xì)格柵、曝氣沉砂池以及平流式初沉池工藝。與常規(guī)的地上式污水處理廠一樣,在冬季運(yùn)行時(shí),半地下式污水處理廠預(yù)處理段的工藝運(yùn)行首先要考慮根據(jù)泵前池水位的高低來(lái)確定進(jìn)水泵的開(kāi)啟臺(tái)數(shù);其次,當(dāng)溫度在零度以下時(shí),加大粗細(xì)格柵及螺旋輸送器的開(kāi)啟頻次和每次的開(kāi)啟時(shí)間[6]。由于半地下式污水處理廠的粗細(xì)格柵都在箱體內(nèi),即使在冬季,箱體內(nèi)的溫度也較為穩(wěn)定,因此,半地下式污水處理廠在冬季運(yùn)行時(shí),螺旋輸送器的開(kāi)啟頻次和開(kāi)啟時(shí)間都比地上式污水處理廠少一些。2.2生物處理段工藝運(yùn)行方案。在冬季,由于水溫較低,微生物活性降低,為了維持總體的微生物活性,達(dá)到與夏季一樣的處理效果,地上污水處理廠一般采用延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間、增大生物池污泥濃度等方法來(lái)調(diào)整工藝。該半地下式污水處理廠也采用類(lèi)似的方法,同時(shí)通過(guò)增加生物池溶解氧濃度來(lái)保證微生物的呼吸需要,通過(guò)投加乙酸鈉碳源來(lái)保證總氮的處理效果。夏季,半地下式污水處理廠生物池的污泥濃度一般在2000~2500mg/L即可達(dá)到處理要求,而在冬季,污泥濃度一般控制在3000~3500mg/L,冬季污泥在生物池的總停留時(shí)間控制在16~24d,生物池出口DO控制在2.0~2.5mg/L。2.3深度處理段工藝運(yùn)行方案。該半地下式污水處理廠的深度處理段工藝采用高效反應(yīng)沉淀池及纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池,所加藥劑為聚合氯化鋁,消毒所用的原材料為鹽酸和氯酸鈉,深度處理段對(duì)總磷有較好的處理效果。為保證出水總磷達(dá)標(biāo),聚合氯化鋁單耗控制在25~30mg/L;氯酸鈉單耗控制在1.5~2mg/L,鹽酸單耗控制在4~5mg/L。2.4污泥處理段工藝運(yùn)行方案。該半地下式污水處理廠的污泥處理采用高速離心濃縮脫水機(jī),所投加的藥劑為聚丙烯酰胺,在夏季,每處理1t干污泥,所需的聚丙烯酰胺一般為4~5kg,而在冬季,將處理1t干污泥所需的聚丙烯酰胺控制在5~6kg。
3冬季設(shè)備調(diào)控方案
3.1預(yù)處理段設(shè)備調(diào)控方案。該半地下式污水處理廠污水預(yù)處理段的設(shè)備主要有粗格柵、進(jìn)水泵、細(xì)格柵、曝氣沉砂池相關(guān)設(shè)備、初沉池刮吸泥機(jī)等。楚金喜等[6]介紹了地上污水處理廠冬季設(shè)備運(yùn)行方案,主要從設(shè)備的保溫、防凍等方面采取措施。由于該半地下式污水處理廠預(yù)處理段的大部分設(shè)備都在箱體內(nèi),即使在冬季,也很少出現(xiàn)結(jié)冰的情況,因此,預(yù)處理段的設(shè)備調(diào)控主要考慮加強(qiáng)巡視,調(diào)整設(shè)備運(yùn)行模式,盡量采用手動(dòng)模式運(yùn)行??紤]到柵渣的清運(yùn)問(wèn)題,將預(yù)處理段的砂水分離器設(shè)置在箱體外部,砂水分離器與曝氣沉砂池的提砂泵是聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的,當(dāng)提砂泵運(yùn)行時(shí),砂水分離器會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。在冬季低溫條件下,若提砂泵故障或因其他問(wèn)題而停運(yùn)時(shí),應(yīng)把砂水分離器中的砂水放空,防止上凍結(jié)冰;如遇上凍現(xiàn)象,也不能強(qiáng)行開(kāi)啟,應(yīng)采取解凍措施后,方可正常開(kāi)啟。3.2生物處理段設(shè)備調(diào)控方案。整個(gè)生物池、二沉池及鼓風(fēng)機(jī)房等生物處理段的構(gòu)筑物都設(shè)置在箱體內(nèi),在冬季外界低溫的情況下,箱體內(nèi)的溫度始終保持恒定,對(duì)于生物處理非常有好處。對(duì)于攪拌器,在冬季可根據(jù)需要,間歇運(yùn)行;對(duì)于污泥泵,應(yīng)確保每臺(tái)設(shè)備每個(gè)月運(yùn)行的總時(shí)間基本相同;對(duì)于高速鼓風(fēng)機(jī),即使自動(dòng)運(yùn)行的情況下,也應(yīng)設(shè)置每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)當(dāng)月的運(yùn)行時(shí)間基本相同。3.3深度處理段設(shè)備調(diào)控方案。該半地下式污水處理廠深度處理段采用高效反應(yīng)沉淀池+V型濾池工藝,消毒以鹽酸和氯酸鈉為原料,二者反應(yīng)生成二氧化氯。深度處理段的構(gòu)筑物中,高效反應(yīng)池以及V型濾池、消毒池均在箱體內(nèi)部,加氯、加藥間以及鹽酸間在箱體外部。冬季的設(shè)備調(diào)控主要通過(guò)觀察藥劑的混凝效果、礬花的生成情況以及斜管是否堵塞來(lái)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行頻率以及投藥的數(shù)量。V型濾池在冬季重點(diǎn)觀察過(guò)水能力,當(dāng)過(guò)水能力降低時(shí),可手動(dòng)調(diào)節(jié),縮短反沖洗周期。鹽酸間和加氯、加藥間在污水處理廠是重要危險(xiǎn)源,在冬季加強(qiáng)巡視,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)上報(bào)。3.4污泥處理段設(shè)備調(diào)控方案。該半地下式污水處理廠污泥處理段的主要設(shè)備是高速離心濃縮脫水機(jī)及其配套設(shè)備,儲(chǔ)泥池上有攪拌器。由于儲(chǔ)泥池在箱體外,在冬季低溫條件下可能會(huì)結(jié)冰,因此,儲(chǔ)泥池的攪拌器需要加大開(kāi)啟頻次,當(dāng)池面上凍時(shí),禁止強(qiáng)行開(kāi)啟。由于該污水廠的脫水機(jī)是兩用一備,三臺(tái)脫水機(jī)輪流開(kāi)啟,確保每個(gè)月每臺(tái)脫水機(jī)的開(kāi)啟時(shí)間基本相等,因此在實(shí)際運(yùn)行時(shí),總有一臺(tái)脫水機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài),在機(jī)器停運(yùn)前,需要對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行沖洗。在冬季運(yùn)行時(shí),加大對(duì)脫水機(jī)的沖洗力度,保證脫水機(jī)內(nèi)的污泥全部沖洗干凈。
4結(jié)論
箱體是一個(gè)相對(duì)密閉的空間,其優(yōu)點(diǎn)在于溫度較為恒定,能降低溫度變化對(duì)微生物的沖擊負(fù)荷,缺點(diǎn)在于箱體內(nèi)的氣體不易擴(kuò)散,因此,箱體的通風(fēng)和消防安全防護(hù)措施應(yīng)該更加完善。相對(duì)于地上式污水處理廠來(lái)說(shuō),半地下式污水處理廠的主要設(shè)備均在箱體內(nèi)部,冬季的運(yùn)行管理也相對(duì)輕松。
作者:商曉敏 王江濤 王亞鵬 單位:中原環(huán)保股份有限公司
參考文獻(xiàn):
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[3]胡濤,高玉順.北方高寒地區(qū)污水處理廠冬季運(yùn)行管理[J].科技論壇,2009,9:29.
[4]孟杰.東北地區(qū)污水處理廠冬季低溫運(yùn)行辦法[J].民營(yíng)科技,2014,8:255.
【關(guān)鍵詞】 城鎮(zhèn)污水 灰色關(guān)聯(lián)分析 活性污泥法
1 城鎮(zhèn)污水治理工程典型工藝現(xiàn)存問(wèn)題
由于我國(guó)華北、東北、西北地區(qū)冬季氣候寒冷漫長(zhǎng),冰凍期長(zhǎng)。投資和運(yùn)行費(fèi)高,污水處理工藝和技術(shù)要求高,而且由于設(shè)計(jì)、運(yùn)行、低溫等各方面的原因,試運(yùn)行仍存在不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)冬季部分設(shè)備無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象。所以開(kāi)發(fā)一套在東北地區(qū)低溫地區(qū)能有效、穩(wěn)定處理城市污水的工藝已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
2 城鎮(zhèn)污水治理典型工藝指標(biāo)研究
2.1 城鎮(zhèn)污水治理典型工藝經(jīng)濟(jì)因素研究
城市污水處理廠需要較大的投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。本節(jié)通過(guò)污水治理工藝方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析、對(duì)不同工藝類(lèi)型的不同費(fèi)用函數(shù)的比較,提出城鎮(zhèn)污水治理工程工藝類(lèi)型優(yōu)選方案,給出城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)投資與運(yùn)行維護(hù)的決策優(yōu)化指導(dǎo)。
評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)性能和管理效益3個(gè)方面,其中,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為影響污水行業(yè)發(fā)展的重要因素,是一直以來(lái)的研究重點(diǎn)。包括建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用。
當(dāng)然不同的工藝類(lèi)型追求的費(fèi)用目標(biāo)也不同,本文擬對(duì)各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較,以確定對(duì)于城鎮(zhèn)污水治理工程來(lái)說(shuō),影響工藝方案優(yōu)選的經(jīng)濟(jì)性因素。以便下文進(jìn)行工藝決策優(yōu)選模型研究。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要范圍及影響因素見(jiàn)表1。
2.2 城鎮(zhèn)污水治理工藝技術(shù)因素研究
污水處理的基本作用是保證受納水體的使用功能,因而技術(shù)可持續(xù)性首先應(yīng)以污水處理工藝能達(dá)到相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。最終確定城鎮(zhèn)污水治理工程工藝優(yōu)化決策的技術(shù)指標(biāo)為技術(shù)效果、工藝可靠性兩個(gè)。
2.3 城鎮(zhèn)污水治理典型工藝環(huán)境因素研究
對(duì)于污水處理工藝而言,除了需要達(dá)到國(guó)家規(guī)定的污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)以外,還應(yīng)考慮工藝中,碳的排放指標(biāo)。因?yàn)槲鬯幚硎且粋€(gè)碳、磷等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程,由于碳排放會(huì)造成大氣污染,因此需要考慮碳的排放要求。對(duì)污水處理廠在整個(gè)生命周期階段,能量與資源的消耗,以及對(duì)環(huán)境的排放(如對(duì)全球變暖、臭氧耗竭的影響等)進(jìn)行數(shù)據(jù)量化分析。
(1)能耗。污水處理工藝的能耗包括直接能耗與間接能耗。前者指處理過(guò)程耗費(fèi)的能量,后者包括建材生產(chǎn)和運(yùn)輸、建筑施工、耗用藥劑的生產(chǎn)和運(yùn)輸、以及工藝拆除報(bào)廢階段的能耗。
(2)物耗。污水處理工藝的物耗由直接物耗與間接物耗兩部分組成,前者主要指處理工藝的藥耗和占地,后者包括建筑施工階段與拆除作業(yè)階段的耗用物質(zhì)。成本效益分析中,采用運(yùn)行費(fèi)、征地費(fèi)和材料費(fèi)來(lái)反映物耗。
(3)二級(jí)處理系統(tǒng)占地是工藝占地的主要組成。通常各工藝的預(yù)處理流程與構(gòu)筑物相似,并且各方案的道路、綠化等公共設(shè)施與輔助建筑物的占地面積類(lèi)似。
2.4 城鎮(zhèn)污水治理典型工藝指標(biāo)體系研究
通過(guò)對(duì)影響工藝的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境因素的研究,最終可確定城鎮(zhèn)污水治理工程工藝指標(biāo)體系,如圖1所示。根據(jù)建立的指標(biāo)體系運(yùn)用決策評(píng)價(jià)方法對(duì)城鎮(zhèn)污水治理工程進(jìn)行工藝優(yōu)化決策研究。
3 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的城鎮(zhèn)污水處理工程工藝優(yōu)化決策研究
污水處理工藝優(yōu)選應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境與社會(huì)諸方面,屬于多目標(biāo)決策問(wèn)題;一般而言,多目標(biāo)決策問(wèn)題難以借助人的主觀判斷得出決策結(jié)果。因此,通過(guò)建立城鎮(zhèn)污水處理工藝優(yōu)選決策模型進(jìn)行工藝優(yōu)選,可以提高決策結(jié)果的客觀性與正確性。根據(jù)建立的城鎮(zhèn)污水治理工程工藝指標(biāo)體系采用灰色關(guān)聯(lián)分析理論對(duì)城鎮(zhèn)污水治理工程工藝進(jìn)行優(yōu)選研究。
3.1 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的城鎮(zhèn)污水處理工程工藝優(yōu)選
通過(guò)活性污泥、SBR和A/O三種工藝各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算可知,三種工藝中各指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度最好為活性污泥工藝,灰色關(guān)聯(lián)度為0.854,為最優(yōu)方案,SBR次之,A/O再次之。即認(rèn)為對(duì)于此東北地區(qū)城鎮(zhèn)污水治理廠而言,活性污泥工藝具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,更適合在此污水處理廠采用。而實(shí)際調(diào)研結(jié)果與評(píng)價(jià)結(jié)果相符。
3.2 城鎮(zhèn)污水治理工程工藝優(yōu)化決策建議
城鎮(zhèn)污水處理投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,為降低污水處理投資和運(yùn)行成本,因地制宜地進(jìn)行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必須的;通過(guò)多種工藝對(duì)比,從處理效果上講,通?;钚晕勰喾ǖ奶幚硇瘦^高,生物膜法則較低,在活性污泥法中,SBR法、氧化溝法、AB法等處理效率更高。污水的有機(jī)物濃度高時(shí),AB法、AO法等工藝比較有利。當(dāng)有機(jī)物濃度低時(shí),氧化溝、SBR法等延時(shí)曝氣工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì);從占地面積來(lái)講,傳統(tǒng)活性污泥法占地面積較大。目前從世界各國(guó)的污水處理看,大型污水廠多用傳統(tǒng)活性污泥法,小型污水廠中氧化溝則占很大比例。
4 本章小結(jié)
為了使城鎮(zhèn)污水治理工程的工藝更具實(shí)用性、更符合城鎮(zhèn)特點(diǎn),本文從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三個(gè)方面建立的指標(biāo)體系為評(píng)價(jià)指標(biāo),并應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)城鎮(zhèn)污水處理工程工藝進(jìn)行優(yōu)化決策研究,最終得出活性污泥法為東北地區(qū)污水處理的最佳工藝。
參考文獻(xiàn):
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基金項(xiàng)目:黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(12511039)
[關(guān)鍵詞]生物強(qiáng)化技術(shù);污水處理;作用機(jī)理;現(xiàn)狀
中圖分類(lèi)號(hào):X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)22-0367-01
生物強(qiáng)化技術(shù)的污水處理過(guò)程主要是指的通過(guò)厭氧生物的作用之下將水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷的過(guò)程,這整個(gè)處理過(guò)程是在厭氧的狀態(tài)之下進(jìn)行的,所以說(shuō)能夠充分發(fā)揮和利用這些微生物的新陳代謝作用??傮w上來(lái)說(shuō),這是一個(gè)涉及到生物學(xué)與化學(xué)的多種學(xué)科的過(guò)程,雖然說(shuō)當(dāng)下很多地方已經(jīng)在用這種方式進(jìn)行污水的處理了,但是其中的細(xì)節(jié)方面還是有很多問(wèn)題的。
一、生物強(qiáng)化技術(shù)的基本概述
現(xiàn)在污水處理過(guò)程中采用的生物強(qiáng)化技術(shù)通常是采用6間含有相同生物成分的濾池組成的,讓這6間濾池并聯(lián)運(yùn)行就能夠達(dá)到預(yù)定的處理效果。
未經(jīng)過(guò)濾的水在進(jìn)入生物濾池時(shí),都是由總水渠分流到各個(gè)單位的分支流水渠。為了保證濾池底部的水位分布均勻,都是通過(guò)底部開(kāi)小孔分層過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在濾池中也有分布很多懸浮的濾料,例如硝化作用的自養(yǎng)型細(xì)菌,當(dāng)污水過(guò)濾經(jīng)過(guò)時(shí),氨氮?jiǎng)t會(huì)被硝化菌氧化成硝酸鹽。而這個(gè)作用完成時(shí)所需要的氧氣就是通過(guò)布置在濾池底部的曝氣系統(tǒng)來(lái)提供的,采用水與空氣同方向穿向?yàn)V床的方式,在濾料的攔截作用下能夠提高氧氣的傳輸效率。
二、生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)制
1、高效降解菌直接作用
其實(shí)如果將生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)制進(jìn)行細(xì)分的話,這可以說(shuō)是最普遍的一種方式,也是現(xiàn)在很多地方的污水處理過(guò)程中最常用的一種方式。首先人為的將高效的降解菌進(jìn)行篩選,這樣就能夠得到以我們要分解的目標(biāo)污染物為能源的菌株,再利用這些菌株的代謝作用直接分解這些污染物。
通過(guò)上面的簡(jiǎn)述就可以看出,影響這個(gè)過(guò)程效果的就是后期菌株的篩選工作了,但是這種污水處理方式的效果非常好,通常用于成分復(fù)雜的工業(yè)廢水的處理當(dāng)中。而且通過(guò)實(shí)際的污水處理過(guò)程我們發(fā)現(xiàn),將不同的菌株進(jìn)行混合使用,那么最終的處理效果將會(huì)更好,而且通過(guò)實(shí)際的使用我們發(fā)現(xiàn),對(duì)于一些特定的物質(zhì)在低溫狀態(tài)下的祛除率已經(jīng)能夠達(dá)到百分之100。
2、不同微生物之間的共同代謝作用
有些有害物質(zhì)雖然不能夠被微生物的代謝作用直接降解,但是因?yàn)槟承┪镔|(zhì)的存在,所以說(shuō)微生物就能夠改變這些有害物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。這種“無(wú)害化”的處理其實(shí)是祛除這種物質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),我們通常稱這種作用叫做“共代謝作用”。一般分為以下幾個(gè)類(lèi)型:對(duì)二級(jí)基質(zhì)的共同氧化以及微生物的協(xié)同作用下對(duì)于二級(jí)基質(zhì)的利用。有人嘗試過(guò)用外加基質(zhì)的方式來(lái)祛除浮選廢水中的苯胺黑藥,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)基質(zhì)與污染物的比例在1比1的時(shí)候,就能夠達(dá)到最佳的處理效果。如果基質(zhì)過(guò)多,那么共代謝作用的效果就會(huì)低于實(shí)際的效果,基質(zhì)過(guò)少就不能夠滿足微生物生長(zhǎng)的需求了,所以說(shuō)像入上文當(dāng)中提到的實(shí)例那樣,在實(shí)際的使用過(guò)程中一定要尋求兩者的平衡。
三、高效降解菌類(lèi)的獲取
其實(shí)大自然在億萬(wàn)年的演變之下,誕生的很多微生物也能夠進(jìn)行特定污染物的講解。但是這個(gè)過(guò)程是非常緩慢的,而在污水處理過(guò)程中這樣菌類(lèi)顯然是沒(méi)有使用價(jià)值的,但是隨著科技的發(fā)展我們可以利用一定的技術(shù)手段構(gòu)建出有理想的講解效果的菌類(lèi)。基因工程就是一個(gè)很好的例子,通過(guò)原生質(zhì)的融合以及基因重組等方式,我們可以改變很多菌類(lèi)的結(jié)構(gòu),這樣就從根本上改變了他們的分解速率。而且在共代謝的過(guò)程中,如果能夠?qū)⒌孜锏膶R恍酝貙?,那么就能夠讓整個(gè)過(guò)程維持在低濃度之下,這對(duì)于維持整個(gè)反應(yīng)的穩(wěn)定性是很有幫助的。還有就是可以利用常規(guī)的微生物手段去分離菌株,就是說(shuō)將由特定降解能力的微生物進(jìn)行多次培養(yǎng),就能夠“純化”這一特性。這也是現(xiàn)在最常用的加強(qiáng)微生物的分解能力的方式,但是在這個(gè)過(guò)程中要注意對(duì)環(huán)境的安全性以及對(duì)于污水的適應(yīng)性和耐受力這幾個(gè)因素。
四、生物強(qiáng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1、在惡劣條件下的適應(yīng)能力較強(qiáng)
在生物處理系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中,我們不難發(fā)現(xiàn)很多的微生物無(wú)法適應(yīng)低溫的環(huán)境,從而使得生物活性降低,影響生物處理系統(tǒng)的處理效果。能夠適應(yīng)低溫環(huán)境的微生物,由于長(zhǎng)期的生活在低溫的環(huán)境下,在自然選擇的結(jié)果中生存了下來(lái),為生物處理系統(tǒng)的時(shí)間創(chuàng)造了可能性。例如在研究用尼古丁降解細(xì)菌在生物反應(yīng)器處理煙草廢水的時(shí)候,研究結(jié)果表明,在未經(jīng)生物強(qiáng)化系統(tǒng)中,DNA蛋白質(zhì)和蛋白羰基的指數(shù)明顯上升,但是尚未在生物強(qiáng)化反應(yīng)器中發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn),說(shuō)明降低毒性的物質(zhì)的含量可以提高在系統(tǒng)中的活性。
2、應(yīng)用的范圍較廣
生物強(qiáng)化技術(shù)在處理污水中難以降解的物質(zhì)或者是有毒性的物質(zhì)的時(shí)候發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢(shì),該項(xiàng)技術(shù)具有相當(dāng)大的應(yīng)用可能和發(fā)展前景。
3、縮短處理系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間
國(guó)外的學(xué)者經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),如果在反應(yīng)過(guò)程中加入硝化細(xì)菌就能夠增強(qiáng)整體的硝化活性,這樣就可以提高整體的微生物活性,促進(jìn)他們?cè)谏锬?nèi)的擴(kuò)散與存活。在這個(gè)過(guò)程中誕生的硝化細(xì)菌其實(shí)與最初始的消化細(xì)菌的功能相一致。通過(guò)這樣的過(guò)程就能夠?qū)崿F(xiàn)一般污染物的完全降解,而且還能夠縮短整體系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間。
【總結(jié)】生物強(qiáng)化技術(shù)是近年來(lái)在污水處理方面取得了很好的效果的一項(xiàng)生物化學(xué)技術(shù),目前對(duì)于很多生活污水以及工業(yè)廢水,我們都能夠運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)使其能夠達(dá)到合格的排放標(biāo)準(zhǔn)。所以說(shuō)推廣這項(xiàng)技術(shù)是符合當(dāng)下倡導(dǎo)的保護(hù)生態(tài)環(huán)境的理念的,但是從這項(xiàng)技術(shù)本身來(lái)說(shuō),未來(lái)我們還需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)化并且拓寬它的使用范圍,這才能夠更好的促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。上文是筆者對(duì)此的總結(jié),希望能夠?qū)ν苿?dòng)這項(xiàng)技術(shù)的完善起到一定的作用。
參考文獻(xiàn)
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本文通過(guò)對(duì)啤酒廢水的產(chǎn)生、特點(diǎn)的介紹,比對(duì)了國(guó)內(nèi)外啤酒廢水處理中的好氧生物處理技術(shù)和厭氧生物處理技術(shù),結(jié)合低溫條件下廢水處理的效果,尋找適合我國(guó)國(guó)情,寒冷地區(qū)處理啤酒廢水的有效方法,為企業(yè)的健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的依據(jù)。
關(guān)鍵詞:
啤酒廢水;低溫環(huán)境;好氧;生物處理
近年來(lái),隨著我國(guó)啤酒工業(yè)的高速發(fā)展,啤酒企業(yè)的廢水處理一直是一個(gè)主要難題。尤其我國(guó)北方地區(qū)的啤酒企業(yè),受環(huán)境溫度的影響,冬季啤酒污水處理廠內(nèi)污水的溫度只有10℃左右。這樣低的溫度使廢水污泥中的微生物活性和代謝能力都變的很弱,導(dǎo)致污水處理能力降低,因此,北方地區(qū)的污水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本及操作難度都有所提高1。本文通過(guò)查找國(guó)內(nèi)外大量參考文獻(xiàn),通過(guò)對(duì)北方地區(qū)啤酒企業(yè)污水處理的研究,探索出提高寒冷地區(qū)啤酒污水的處理方法,對(duì)北方地區(qū)啤酒企業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。
1.啤酒廢水的產(chǎn)生及其特點(diǎn)
1.1啤酒廢水的產(chǎn)生啤酒企業(yè)的廢水主要來(lái)源于五個(gè)方面:①麥芽生產(chǎn)過(guò)程中的洗麥、浸麥、發(fā)芽降溫和各種洗滌水;②糖化過(guò)程的糖化、過(guò)濾和洗滌水;③發(fā)酵過(guò)程的發(fā)酵罐和過(guò)濾器洗滌水;④罐裝過(guò)程洗瓶、滅菌及破瓶啤酒;⑤冷卻水和成品車(chē)間洗滌水。
1.2啤酒廢水的特點(diǎn)啤酒生產(chǎn)工序多,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水量較大,不同啤酒企業(yè)由于管理和技術(shù)水平不同,每生產(chǎn)一噸啤酒耗水量也不一樣,產(chǎn)生的廢水也不一樣多。管理和工藝先進(jìn)的啤酒企業(yè)噸啤酒耗水量為8~12噸,我國(guó)啤酒廠的噸啤酒耗水量一般在10~20噸之間2。啤酒廢水主要包括清潔廢水、有機(jī)廢水、洗滌廢水、沖渣廢水和裝酒廢水。
2.啤酒廢水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著啤酒的出現(xiàn),啤酒廢水的處理成為一個(gè)世界性的難題,經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外啤酒企業(yè)多年的研究發(fā)現(xiàn),在啤酒廢水中的BOD5/CODcr數(shù)值越高,廢水處理就越容易,啤酒廢水的處理最適合應(yīng)用生化處理技術(shù)。根據(jù)不同的啤酒廢水水質(zhì),可以采用好氧、厭氧和好氧與厭氧相結(jié)合的方法進(jìn)行處理3。
2.1好氧生物技術(shù)中、低濃度啤酒有機(jī)廢水的處理主要采用好氧生物處理技術(shù),針對(duì)北方地區(qū)的低溫,只要采取適當(dāng)?shù)姆椒刂茰囟龋淖儚U水處理環(huán)境就能取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。好氧生物技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法:
2.1.1活性污泥法:廢水進(jìn)入曝氣池后,與含有大量好氧微生物的活性污泥混合,在人工充氧的條件下,廢水中的有機(jī)物被活性污泥吸附并氧化分解,然后由沉淀池來(lái)完成水和污泥的分離?;钚晕勰喾ㄝ^適用北方寒冷地區(qū)的廢水處理,該工藝應(yīng)用較多的是序批式活性污泥法(SBR)、CASS反應(yīng)池法和塔式曝氣活性污泥法。①SBR是一種過(guò)間歇曝氣方法,可以顯著降低動(dòng)力費(fèi)用,同時(shí)縮短廢水處理時(shí)間,減少了占地面積,結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)行費(fèi)用低,不容易發(fā)生污泥膨脹問(wèn)題,抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),處理效果穩(wěn)定。COD的去除率可達(dá)90%以上,出水COD<100mg/L,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)3。②CASS反應(yīng)池法是一種循環(huán)式活性污泥法,啤酒廢水的處理分三步進(jìn)行:進(jìn)水、曝氣、回流階段;沉淀階段;潷水、排泥階段。在常溫下的廢水處理周期為4~12h,低溫情況下,處理時(shí)間要明顯延長(zhǎng)。③塔式曝氣活性污泥法是對(duì)原有傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改進(jìn),克服了傳統(tǒng)活性污泥法普遍存在的傳氧效率低、COD去除率不高的問(wèn)題。具有投資少,占地面積小,抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),廢水滯留時(shí)間短,出水水質(zhì)穩(wěn)定,排泥量少及廢水處理效果好的顯著優(yōu)勢(shì)4。
2.1.2生物膜法:是在處理池中加入軟性填料,利用固著填料表面生長(zhǎng)的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理,該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是克服了污泥膨脹的問(wèn)題,剩余污泥量較少、運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便。缺點(diǎn)是處理效果不如活性污泥法,建筑成本較高5??紤]到北方地區(qū)冬季處理污泥有一定難度,該方法需要配合無(wú)害污泥的及時(shí)處理。
2.2厭氧生物技術(shù)對(duì)于高濃度有機(jī)廢水的處理主要采用厭氧生物技術(shù),由于北方地區(qū)冬季氣壓高,含氧量高,因此不太適合在寒冷地區(qū)的應(yīng)用。該處理技術(shù)主要包括上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(IC)兩種方法。
2.2.1厭氧生物處理技術(shù)中最成熟的技術(shù)是UASB,UASB工藝在底部有污泥床,依據(jù)進(jìn)水與污泥的高效接觸提供高效去除率,適用于處理較易生化降解、COD和SS濃度均較高的廢水,并且由于運(yùn)行方便,設(shè)備簡(jiǎn)單,造價(jià)也相對(duì)較低,不存在堵塞問(wèn)題6。
2.2.2IC技術(shù)是在UASB的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,與UASB反應(yīng)器不同的是這種反應(yīng)器內(nèi)部還能夠形成流體循環(huán),生成具有高生物活性的厭氧顆粒污泥。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積少,基礎(chǔ)投資少,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),有機(jī)負(fù)荷高,運(yùn)行穩(wěn)定性好7。
2.3厭氧+好氧生物技術(shù)厭氧+好氧生物技術(shù)是一種比較成熟的工藝。由于該技術(shù)需要厭氧技術(shù)的配合,在寒冷地的使用受到一定的限制,該技術(shù)又分為水解+好氧技術(shù)、UASB+好氧技術(shù)、EGSB+好氧技術(shù)、IC—CIRCOX反應(yīng)器四中工藝方法8。這四種方法對(duì)啤酒廢水的處理具有廢水停留時(shí)間短,污泥產(chǎn)率低,處理費(fèi)用低,占地面積小,投資少,操作簡(jiǎn)單,沼氣易收集、剩余污泥少,運(yùn)行穩(wěn)定,處理效率高的優(yōu)點(diǎn)9。
3.總結(jié)
啤酒企業(yè)廢水的處理,受到各地經(jīng)濟(jì)條件,環(huán)境因素以及技術(shù)水平的限制,不可能所有企業(yè)都采用統(tǒng)一的方式。尤其北方低溫地區(qū)必須根據(jù)自己的實(shí)際情況,要通過(guò)不斷的研究,調(diào)查企業(yè)排水的水質(zhì)、水量、排水規(guī)律和特點(diǎn),結(jié)合企業(yè)建設(shè)場(chǎng)地的地形條件、面積大小以及企業(yè)能承受的一次性投資及運(yùn)行成本情況。通過(guò)提高啤酒企業(yè)的管理水平和工人的素質(zhì),采用好氧生物處理法降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本和廢水處理費(fèi)用,用簡(jiǎn)單適用、投入低、運(yùn)行可靠、達(dá)標(biāo)穩(wěn)定、節(jié)約能耗的廢水處理技術(shù),提高企業(yè)的利潤(rùn)空間。
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1污水處理廠概況
目前污水處理采用典型的煉油污水處理“老三套”流程,由隔油池裝置單元、浮選池裝置單元、均質(zhì)罐裝置單元、氧化溝裝置單元、生化曝氣裝置單元和污水回用裝置單元組成。污水處理場(chǎng)現(xiàn)有處理工藝是:經(jīng)過(guò)隔油、浮選除油后的污水由均質(zhì)罐自流進(jìn)入氧化溝處理單元和合建式曝氣單元進(jìn)行進(jìn)一步處理后排放。原有污水處理設(shè)施由于工藝以及設(shè)備老化等原因,處理出水不能滿足排放要求。此外,由于煉油廠擴(kuò)建,污水處理場(chǎng)水量增加,原有設(shè)施不能滿足需要,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,對(duì)污水處理場(chǎng)改造勢(shì)在必行。
2現(xiàn)有污水處理工藝和流程
目前污水處理系統(tǒng)由隔油池單元、浮選池單元、均質(zhì)罐單元、氧化溝單元、合建式曝氣單元和污水回用裝置單元組成,工藝流程見(jiàn)圖1。生化池和氧化溝來(lái)水進(jìn)入絮凝沉淀池和氣浮池,通過(guò)投加混凝劑和絮凝劑,去除水中油類(lèi)污染物和懸浮物,絮凝沉淀池和氣浮池出水流入清水池,由提升泵提升至一級(jí)過(guò)濾器(纖維束過(guò)濾器),出水進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾器(石英砂過(guò)濾器),經(jīng)過(guò)管道泵送至除氨器中進(jìn)行除氨,在進(jìn)水管線中加入臭氧。除氨器出水重力進(jìn)入活性炭罐,出水流入凈水池,由外輸泵輸送至循環(huán)水廠做為循環(huán)水補(bǔ)充水。
3存在的問(wèn)題
目前煉油廠污水處理場(chǎng)面臨的主要問(wèn)題是部分設(shè)施老化,處理工藝相對(duì)落后,處理效果不理想,主要是排放濃度不能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著企業(yè)的發(fā)展,污水場(chǎng)水量不斷增加,進(jìn)水水質(zhì)成分不斷變化及國(guó)家及地方政府對(duì)外排污水水質(zhì)要求日趨嚴(yán)格等因素,原有污水處理場(chǎng)生化處理裝置已無(wú)法滿足發(fā)展的需要,現(xiàn)有污水處理場(chǎng)生化單元,無(wú)論氧化溝(包括其后續(xù)的澄清池)還是合建式曝氣池,實(shí)際處理能力均為300m3/h,而目前需要處理的水量約為800m3/h,隨著擴(kuò)建項(xiàng)目的開(kāi)工,處理水量將增加到1500m3/h。所以,目前污水處理場(chǎng)生化單元的處理能力不能滿足要求。2009年對(duì)已建成的企業(yè)排污開(kāi)始執(zhí)行新的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn),新標(biāo)準(zhǔn)中要求的排放濃度控制在50mg/L以下,標(biāo)準(zhǔn)的提高對(duì)企業(yè)的達(dá)標(biāo)排放是個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。近幾年來(lái)該煉油廠原油集中加工、煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)改造工程建成后,新增污水將依托煉油廠現(xiàn)有污水處理場(chǎng)進(jìn)行處理,污水處理總量將增加、污水組分更加復(fù)雜、污水場(chǎng)受沖擊幾率增加,現(xiàn)有污水處理場(chǎng)不能滿足要求,只有對(duì)污水處理裝置進(jìn)行大規(guī)模改造,才有可能解決。
技術(shù)性質(zhì)方案
1污水水質(zhì)特點(diǎn)
煉油污水的特點(diǎn)和性質(zhì)與原油組成特別是非烴類(lèi)組成、水中雜質(zhì)和煉油加工工藝等密切相關(guān),是一種集懸浮油、乳化油、溶解有機(jī)物及鹽于一體的多相體系。污水處理場(chǎng)生化單元進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。由表1及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)可知道生化單元進(jìn)水具有以下的特點(diǎn):進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)幅度相對(duì)較大;有機(jī)物含量高,表現(xiàn)為污水中的COD濃度高,且含有部分難生物降解的成分;碳氮磷比例不均衡,不易微生物生長(zhǎng)繁殖;氨氮濃度30mg/L,是生化單元去除的主要污染物之一。
2改進(jìn)污水生化處理
鑒于煉化污水煉化污水屬于高含油、高乳化、高氨、高氮、高懸浮物、難生物降解有機(jī)污水,因此生化處理時(shí)要求選擇的工藝必須滿足以下要求:加強(qiáng)污水場(chǎng)來(lái)水水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)功能,即增加均質(zhì)調(diào)節(jié)池;由于該部分水水質(zhì)可生化性差,且可能含有某些有毒有害物質(zhì),在好氧處理單元前增加前處理工段,即水解;所選擇的生化處理單元必須具有脫氮功能,即增加A/O處理工藝;在生化系統(tǒng)中需要投加營(yíng)養(yǎng)鹽,滿足微生物生長(zhǎng)的需要,增加加藥裝置;根據(jù)目前運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),要使出水COD穩(wěn)定小于50mg/L,需增加二級(jí)生化處理,即BAF工藝。
生化處理技術(shù)。生化處理是凈化污水和降低COD濃度的關(guān)鍵階段,在污水回用深度處理中應(yīng)用非常廣泛,能夠降解多種污染物,處理成本低,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,抗沖擊能力強(qiáng)。目前現(xiàn)行的生化處理工藝主要有普通活性污泥法、SBR、前置厭氧氧化溝法(Carrousel2000氧化溝)、CASS法、水解+A/O工藝、三溝式氧化溝工藝。其中,前置厭氧氧化溝法(Carrousel2000氧化溝)、CASS法及水解+A/O三種處理工藝在煉廠污水處理中最為常用。
“水解+A/O”工藝。水解工藝?yán)盟夂彤a(chǎn)酸微生物,改變了污水中污染物的結(jié)構(gòu),提高污水可生化性并有效部分的降解了有機(jī)污染物,再經(jīng)過(guò)好氧處理最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。水解+好氧工藝做為一種組合的處理工藝,在總的停留時(shí)間和能耗等方面比傳統(tǒng)的單純使用好氧工藝技術(shù)節(jié)約了能耗及投資,是現(xiàn)代污水處理廠廣泛應(yīng)用的成熟工藝。水解工藝特點(diǎn)為:(1)水解酸化工藝啟動(dòng)容易,靈活性強(qiáng);(2)水解池可取代初沉池;(3)水解池有較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力;(4)水解過(guò)程可改變污水中有機(jī)物、含氮污染物形態(tài)及性質(zhì),提高污水的可生化性,有利于后續(xù)好氧處理;(5)在低溫條件下,仍有較好的去除效果;(6)有利于后續(xù)好氧處理,可以同時(shí)達(dá)到對(duì)剩余污泥的穩(wěn)定;(7)對(duì)原水中的有毒有害物質(zhì)有去除作用。
CASS工藝。CASS是序批式間歇曝氣活性污泥法(又稱序批式反應(yīng)器)SBR工藝的一種變形,它是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)。循環(huán)式間歇曝氣活性污泥法——CASS工藝按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行,CASS工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程,亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的循環(huán)周期包括如下五個(gè)階段:(1)進(jìn)水期(或稱充水期);(2)反應(yīng)期;(3)沉淀期;(4)排水排泥期;(5)閑置期。在一個(gè)運(yùn)行周期中,各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運(yùn)行功能要求等靈活調(diào)整。CASS工藝具有如下特點(diǎn):(1)工藝流程簡(jiǎn)單。CASS污水處理工藝與普通的活性污泥法相比,它不需要另設(shè)二次沉淀池。(2)構(gòu)筑物少、占地省。無(wú)需二沉池及污泥回流泵房等設(shè)備,還可以不設(shè)初次沉淀池,減少了相應(yīng)土建工程量和設(shè)備。(3)自控要求高,運(yùn)行管理復(fù)雜,故障率高。CASS反應(yīng)器需形成良好的缺氧、好氧環(huán)境,全部依賴先進(jìn)的自控系統(tǒng)。同時(shí)潷水器潷水及池內(nèi)的污泥回流也需要較高的自控水平。(4)設(shè)備利用率不高。這是間歇周期運(yùn)行的必然結(jié)果,因而設(shè)備費(fèi)用和裝機(jī)容量都要增大。
前置厭氧氧化溝法(Carrousel2000)氧化溝。氧化溝最初于二十世紀(jì)五十年代出現(xiàn)于荷蘭,主要由環(huán)形曝氣池組成,具有出水水質(zhì)好、處理效率穩(wěn)定、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也能滿足生物脫氮要求。氧化溝布置有多種形式,除了常用的轉(zhuǎn)刷型氧化溝外,還有采用垂直軸表面曝氣葉輪的卡羅賽爾氧化溝以及轉(zhuǎn)碟型曝氣器的奧貝爾氧化溝。同時(shí),在運(yùn)行方法上又可分為連續(xù)流及分渠式氧化溝。Carrousel2000型氧化溝工藝的特點(diǎn)可以歸結(jié)為:(1)有極強(qiáng)的混合攪拌與耐沖擊負(fù)荷能力;(2)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單;(2)氧化溝負(fù)荷相對(duì)較低,使氧化溝占地面積較大;(4)土建費(fèi)用較高;(5)氧利用率較低,相應(yīng)的能耗較高。根據(jù)上述三個(gè)方法的綜合比較可以看到,方法一在耐沖擊負(fù)荷、節(jié)能及管理經(jīng)驗(yàn)方面優(yōu)于其它方法;方法二在運(yùn)行管理方面優(yōu)于其他二個(gè)方法;方法三在占地和自動(dòng)化方面優(yōu)于其他方法。
生化處理裝置技術(shù)改造。根據(jù)煉油廠污水的水質(zhì)特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn),經(jīng)以上研究論證本改造方案生化處理工藝采用“水解+A/O”工藝。同時(shí),由于本次改造要求出水COD小于50mg/L,故在上述一級(jí)生化處理工藝的基礎(chǔ)上,采用BAF(曝氣生物濾池)工藝作為深度生化處理工藝,從而保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。工藝路線如圖2所示。其中,水解工藝可以有效地改善生化進(jìn)水水質(zhì),將水中可溶性不易降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為容易被生物降解的有機(jī)物,同時(shí)對(duì)氮化合物進(jìn)行氨化,改變氮在污水中的存在形態(tài);脫氮選擇A/O工藝,通過(guò)A、O兩段的硝化-反硝化,達(dá)到對(duì)污水脫氮的目的;BAF工藝,進(jìn)一步氧化COD等有機(jī)物,同時(shí)過(guò)濾水中SS,使出水各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定小于排放標(biāo)準(zhǔn)。
水解+A/O工藝的技術(shù)特點(diǎn)。水解池是污水生化處理的預(yù)處理工段,能夠有效地去除懸浮物,改善水質(zhì),提高生化性。水解池處于缺氧的狀態(tài),集生物降解、物理沉降和吸附為一體,污水中的顆粒和膠體污染物得到截留和吸附,并在產(chǎn)酸細(xì)菌等微生物作用下得到分化和降解。通常水解池BOD5去除率為20~30%,CODcr去除率為25~40%,SS的去除率為50~80%,對(duì)大腸桿菌和蛔蟲(chóng)卵的去除率也有顯著提高,同時(shí)水解池改善了污水的可生化性,有利于后續(xù)的好氧處理,水解池的主要特點(diǎn)可概括如下:(1)新工藝由于采用厭氧處理技術(shù),在處理水的同時(shí),也完成了對(duì)污泥的處理,使污水、污泥處理一元化,簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)處理工藝流程;(2)新的處理工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比,具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,其基建投資、總運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)和總電耗比傳統(tǒng)活性污泥工藝分別節(jié)省了38%、35%和34%;(3)水解工藝有利于油水分離,由于水解的預(yù)酸化作用使污水的PH值有所降低,在酸性條件下,使油從水中析出,浮于水面,從而達(dá)到油水分離的效果。脫氮選擇A/O工藝,通過(guò)A、O兩段的硝化-反硝化,達(dá)到對(duì)污水脫氮的目的。作為主生化處理段的A/O工藝段,由兩段組成,A段是缺氧段,O段是好氧段。待處理污水經(jīng)過(guò)缺氧段后進(jìn)入好氧段,在好氧段內(nèi)硝化細(xì)菌在氧氣充足的情況下,把氨氮變成硝態(tài)氮。經(jīng)過(guò)內(nèi)回流(混合液回流)硝態(tài)氮又進(jìn)入缺氧段,在缺氧環(huán)境中生存的反硝化細(xì)菌,利用待處理水中的碳源,把硝態(tài)氮變成氮?dú)猓瑥亩拱钡獜南到y(tǒng)中去除掉。通過(guò)內(nèi)回流的方式實(shí)現(xiàn)脫氮所需碳源的自給自足,克服了后置反硝化需要外加碳源的缺點(diǎn)。這種工藝氮的去除率一般在85%-95%之間,它的主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)減少了曝氣量;(2)不需要外加碳源;(3)缺氧段在好氧段之前,可以起到生物選擇器的作用,有利于控制污泥膨脹;(4)由于反硝化產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)償硝化反應(yīng)所需要堿度,系統(tǒng)內(nèi)堿度易于平衡;(5)剩余污泥量小且易于脫水。
2曝氣生物濾池(BAF)工藝。為進(jìn)一步去除COD,在經(jīng)過(guò)缺氧生物系統(tǒng)(A)和好氧生物系統(tǒng)(O)之后,增加深度生化處理單元,即采用內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池(BAF)工藝,該工藝綜合了過(guò)濾、吸附和生物代謝等多種凈化作用,具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)氧傳輸速率很高,曝氣量小,供氧動(dòng)力消耗低;(2)過(guò)濾速度高,處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝;(3)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),耐低溫,正常負(fù)荷的2~3倍短期運(yùn)行,對(duì)出水的水質(zhì)影響很小,一旦掛膜成功,可在6~10℃的低溫下連續(xù)運(yùn)行;(4)易掛膜,啟動(dòng)快;(5)運(yùn)行管理方便,便于維護(hù);(6)曝氣生物濾池采用模塊化結(jié)構(gòu),便于分期工程的二期工程施工,也便于改建擴(kuò)建。經(jīng)BAF工藝深度處理后,出水COD濃度可達(dá)40mg/L左右,同時(shí)過(guò)濾水中SS,使出水各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定小于排放標(biāo)準(zhǔn)。