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1、第 1 页 污水处理厂升级改造 摘要:随着我国对重点流域环境治理的要求,对城镇污水处理厂进行 深度处理及升级改造工作。 本文结合江苏省宜兴市清源污水厂升级改造扩建工作。该污水厂峰值 流量 60000m 3 /d, 工艺流程为 A 2O法,生产运行 3 年多,出水达到一 级标准的 B 标准。 2007 年根据太湖流域环境治理要求,污水处理厂 的出水要求达到一级标准的A 标准。所以对污水厂进行升级改造工 作,增加深度处理内容。 升级改造方案采用平流式微絮凝反应池(改建)+三套转盘式微过 滤器+消毒。 通过实际生产运行,可以达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002 )一级标准的
2、A标准。满足中水回用或出水引入稀释 能力较小的河湖作为城镇景观用水。 关键词:深度处理,升级改造,转盘式微过滤器 1,概况 随着社会经济的快速发展, 工业化和城市化水平的不断提高,水体 污染问题越来越严重, 致使我国水环境污染和水质富营养化问题更加 突出,水质富营养化会导致水体中藻类大量繁殖,引起赤潮和水华等 第 2 页 问题,使水体大面积产生蓝藻,造成水体发臭,不但会引起严重的生 态环境危害, 污染城市和工业给水水源, 直接影响到广大人民饮水的 安全,而且造成十分惨重的经济损失。 在我国很多地区,水环境污染和水质富营养化已经成为社会经济可 持续发展的重要制约因素。 实现工业企业清洁生产, 污
3、水全面治理和 各种污染物有效控制,已经成为当前非常紧迫和艰巨的任务。 多年来,党中央和国务院领导对污水综合治理十分重视,将其作为 当前和今后一段时间在城市、 工业企业基本建设和环境保护领域中重 点支持的产业之一,制定产业技术经济政策,加大投资力度,使污水 处理领域出现了前所未有的发展, 许多适合我国国情的切实可行高效 低耗的污水处理技术、工艺和设备得到开发和应用。 在今后环保工作中必须坚持节约资源,保护环境,把推进现代化和 建设生态文明有机统一起来, 把建设资源节约型、 环境友好型社会放 在工业化、现代化发展战略的突出位置。 切实加强节能减排和生态环 境保护成为国家战略, 成为执政理念, 将有
4、力地促进中国走向全面小 康。 为适应水环境保护工程新的要求, 国家对城镇污水处理厂污染物排 放标准(GB18918-2002 )重点工程实现一级标准的A标准和一级标准 的 B标准,详见表 1. 表1最高允许排放浓度(日均值) mg/l 第 3 页 备注: 括号外数值为水温12时的控制指标,括号内数值为 水温 12时的控制指标。 根据城镇污水处理厂污染物排放标准:一级标准的 A标准和一级标 准的 B标准其适用条件和环境要求如下: (1) 一级标准的 A 标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本 要求。 当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水 和一般回用水等用途时,执行一级标准的A
5、 标 准。 (2) 城镇污水处理厂出水排入GB3838 地表水类功能水域(规定的 饮用水水源保护区和游泳区除外) GB3097 海水二类功能水域和湖、 库 等封闭或半封闭水域时, 执行一级标准的 B 标准。 从目前我国城镇市政污水以县级以上的城市污水处理厂一般都按 序号基本控制项目 一级标准 A 标准B 标准 1化学需氧量( CODcr )5060 2生化需氧量( BOD 5)1020 3悬浮物( SS )1020 4动植物油13 5石油类13 6阴离子表面活性剂0.51 7总氮 (以N计)1520 8氨氮(以 N计)5(8)8(15) 9 总磷 ( 以P 计) 2005 年12 月31 日前
6、建设的11.5 2006年 1 月 1 日起建设的0.51 1 0 色度(稀释倍数)3030 1 1 pH 6-9 1 2 粪大肠菌群数(个 /L )10 3 10 4 第 4 页 一级标准的 B标准作为设计要求。但在我国的三河三湖(如太湖、巢 湖、滇池),松花江水系的辽河流域,南水北调的重点区域,以及北 方缺水地区(如河北省、山西省、内蒙古自治区)等地,应根据国家 环保总局的文件关于严格执行城镇污水处理厂污染物排放标准 的通知(环发【 2005】110 号文件)中明确阐述“北方缺水地区应 实行中水回用”城镇生活污水处理厂执行标准中一级标准的A标 准。其他地区若将城镇污水处理厂出水作为回用水或
7、“将出水引入稀 释能力较小的河湖作为城市景观用水”也应执行一级标准的A标准。 为解决这些重点地区的污水综合治理、污水回用或城市景观用水的 需求:对于新建的污水处理厂来讲必须在二级处理(脱氮除磷)的基 础上增加深度处理, 一次建成达到一级标准的A标准。对于城镇市政 污水已建的二级处理的污水厂要求升级改造,在解决脱氮除磷基础 上,也应增加深度处理, 由一级标准的 B标准升级改造达到一级标准 的 A标准。 目前常规的深度处理工艺流程主要有如下的处理方案: (1)混凝、沉淀、过滤处理 +消毒 (2)进行微絮凝反应 +过滤处理 +消毒 (或管道混合 +过滤处理 +消毒) (3)进行膜处理即微滤 +反渗透
8、双膜法处理 +消毒 (4)进行微絮凝反应 +转盘式微过滤器处理 +消毒 第 5 页 从以上四种处理方案均可达到深度处理要求,第(1)(2)处理方 案出水水质好,运行稳定,但占地面积大,投资较高,需增加一级水 泵提升,运行费用大,管理较复杂。第(3)方案出水水质好,占地 面积小,但投资较高,运行费用大,特别是更换膜材料时,经常费用 大。第( 4)方案是近几年来国外在深度处理采用的一种新工艺,该 工艺具有投资较省,污水不需提升,经常费用低,占地面积小,管理 简单,特别适用于目前城镇市政污水的深度处理及升级改造处理方 案,出水均可达到一级标准的A标准。 2,转盘式微过滤器 该过滤器由瑞典海爵分离技术
9、有限公司研制,从1992 年开始在工 程中应用,到目前已大批量在世界各国使用,投入运行的工程已超过 600多个项目,主要用于市政污水、工业废水深度处理和升级改造方 案。污水进行精细过滤,去除悬浮物SS ,CODcr 、BOD 5和总磷。处理 水量单项工程规模为1000m 3 /d-46.25万 m 3 /d 。 通过实际生产运行, 一致公认出水水质好、效果稳定、经常费省、管理简单。 第 6 页 2.1 设备组成和工作原理 HILLER HYDROTECH转盘式微过滤器是以聚酯或不锈钢网丝织物为介 质的过滤器。一般箱体和转盘框架为304或 316 不锈钢材料标准化装 配。 其构造和工作原理见图1
10、,箱体类型分为箱体型和无箱体型二种见图 2. 图 1 转盘式微过滤器构造和工作原理 第 7 页 图 2 箱体型和无箱体型 该设备均按转鼓过滤方式进行工作,是由一系列水平安装并可旋转 的过滤盘构成,转盘安装在中央管轴之上,最大水浸泡体积可达 65-70% ,每一转盘由各单一不锈钢组件组成,组件表面为网状结构, 污水从内向外穿流过滤, 然后过滤液体从机械的端部流出。每台设备 带一台 PLC控制柜和一台立式冲洗泵。 过滤期间,转盘开始处于静止状态, 重力作用之下固体物质沉积在 筛网之上。随着过滤时间延长,网状织物会被截留的固体物质所覆盖。 这一现象会导致压力差上升, 在到达预先设置的最大压力差时转盘
11、 开始慢慢旋转, 冲洗泵开始工作。 利用过滤后的水对过滤面上的沉积 第 8 页 固体物质进行冲洗, 冲洗水通过组件之下安装的滤渣收集槽将反冲洗 水排出箱体,在清洗过程时,污水过滤过程不会中断。 2.2 转盘式微过滤器优点 (1)转盘式微过滤器设备水头损失小,不需用水泵单独提升,可直 接利用水位差进行过滤,运行费用省。 (2)采用网丝作为机械过滤介质,可以有效降低悬浮固体SS浓度, 同时在转盘前投加铁盐(或铝盐)后也可降低SS ,CODcr 、BOD 5 和总磷的浓度。 (3)转盘过滤面积大、通过流量大、占地小、可以全封闭结构。 (4)过滤后的水直接用于冲洗滤网的悬浮物,可以连续运行,反洗 过程
12、通过液位进行自动控制。 (5)可以最优方式安装在混凝土池中或不锈钢箱体内,构造简单。 2.3 转盘式微过滤器主要技术数据 (1)每一组转盘式微过滤器,一般为20 片,最多为 24 片,过滤总 流量为 400-480l/s 。 (2)网格精度一般为 10 -20 m ,应根据 SS进出水浓度决定。如 作为污水的预处理,网格精度可放宽到20 -100 m.。 (3)进水悬浮物 SS浓度 25mg/l,最大不超过 30 mg/l ,出水悬浮 第 9 页 物 SS浓度为 5-10 mg/l 。 (4)在正常的运行条件下通过过滤介质的水头损失为50-200mm ,操 作允许的水头损失为300mm 。 (
13、5)污水中总氮和磷利用活性污泥法进行脱氮除磷过程,剩余的磷 投加铁盐(或铝盐)经絮凝反应池或沉淀池再经转盘式微过滤 器过滤,出水总磷可 0.5mg/l 。 (6)冲洗水为过滤后的清水,耗水量为总出水量的1-2%,利用转盘 式微过滤器端头附设的立式冲洗泵,冲洗水量29.9m3 /h ,冲 洗压力为 7.5bar ,电机功率 11Kw 。 第 10 页 3,转盘式微过滤器国内外工程实例 转盘式微过滤器在国外投入生产运行已有10 余年,在世界上使用 的工程已超过 600 多个项目。但在国内还仅仅开始, 下面从国外和国 内工程应用情况叙述如下: 3.1 国外工程 丹麦 Hilleroed中心污水处理厂
14、,其工程规模小时流量2300m 3/h , 每天污水处理量 55200m 3 /d 。 3.1.1 污水处理工艺流程:主要有格栅、除砂、一沉池、活性污泥曝 气池(包括去除氮和磷)、二沉池,在二沉池加药除磷,二沉池后面 加转盘式微过滤器。 1997 年安装 5 台,2003年又安装 1 台,转盘式 微过滤器布置见图3 第 11 页 图 3 转盘式微过滤器布置图 3.1.2 转盘式微过滤器规格和网丝精度 (1) 5 台 HSF2110-3F(DN2100) ,过滤面积 225,网丝精度 20m 不锈钢材料 (2) 1 台 HSF2212-3F(DN2200) ,过滤面积 67 ,网丝精度 10mP
15、E 聚酯材料 3.1.3 设计数据 (1)最大进水流量 2300m 3/h (2)进转盘式微过滤器 SS浓度25mg/l (3)出水 SS浓度5mg/l 第 12 页 3.1.4 处理效果 转盘式微过滤器出水, 根据 2000年 21 个取样点分析达到了预期的效 果,详见表 2 和图 4 表 2 2000 年转盘式微过滤器出水效果表 m g/l 项目 BOD SS TP 备注 平均值 1.7 1.6 0.29 取样点频率 95% 3.0 2.7 0.46 图 4 2000 年转盘式微过滤器出水效果图 第 13 页 3.2 国内工程 3.2.1 概况 该项目为江苏省宜兴市建邦环境污水处理厂,峰值
16、设计规模 60000m 3 /d,主要工艺流程 A 20 法,出水已达到一级标准的 B标准。2007 年 根据太湖流域环境治理要求, 污水处理厂的出水要求达到一级标准的 A标准,所以必须进行升级改造处理。 3.2.2 升级改造处理方案 在原有污水处理厂二级处理的基础上进行升级改造处理,加强脱氮 除磷设施,增加深度处理方案。根据污水厂现场条件,由宜兴市建邦 环境投资有限公司和德国独资海乐分离设备工程有限公司通过技术 经济比较,共同研究确定升级改造方案,峰值流量60000m 3 /d 。主 要方案为微絮凝反应池 (由消毒接触池改建) 和新建三组转盘式微过 滤器组成,设备型号 3 台 HSF2220
17、-2F (DN2200 ),网丝精度为 10mPE 聚酯材料,升级改造方案见图5: 转盘式微过滤器由德国独资海乐分离设备工程有限公司提供设 备、现场安装、调试和初步运行。 第 14 页 污水处理升级改造处理方案,原污水厂二沉池出水首先通过平流式微絮凝反应 池投加药剂,再流入三组新建的转盘式微过滤器过滤,初步运行效果见表3: 图 5 升级改造方案平面图 上图为清源污水厂转盘式微过滤器外貌 第 15 页 表 3 升级改造方案初步运行效果表 mg/l 项目原污水厂二沉 池出水 转盘式微过滤 器出水 备注 PH 7.0-8.1 7-8.5 CODcr 32-62 25-50 BOD57-13 5-7 SS 6-18 3-6 TP 0.49-1.02 0.3-0.47 TN 7-15.34 6.5-15.0 N-NH31.34-6.45 1.25- 4.9 综合以上初步运行数据分析,采用平流式微絮凝反应池+转盘式微过滤器 +消 毒,可以达到升级改造方案的如期效果,出水可达到城镇污水处理污染物排放 标准( GB18918-2002 )一级标准的 A标准。
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