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2021/01/28

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臭氧氧化+改良AO工艺应用于工业园区污水处理厂的提标改造 - 广州国际工厂维护技术及设备展览会

广州国际工厂维护技术及设备展览会即将于2021年3月3-5日在中国进出口商品交易会展馆B区举行。邀您关注广州工厂维护展今日新资讯:

       污水处理厂内部设置了大量处理设备,不同设备拥有不同的功能,需要结合污水处理需求,设计出一条科学合理的工艺流程路线,才能顺利去除污水中的各项污染物,达到国家要求的污水排放标准。该文对某项目污水处理工艺展开研究,原有A/O工艺存在一定的限制,借此选用改良O/A工艺,增加曝气池面积,配合臭氧催化氧化环节,快速转化难降解物质,提高可生化性的同时降低生物毒性。同时在设计工艺流程时,需考虑不同污染物的去除标准,最终该项目顺利完成,并取得良好效益。

       0 引言

       近些年投入大量资金建设污水处理厂,保护周边水环境体系,取得了不小的成就。工业园区每天都会产生大量的工业污水,常规的污水处理厂并不能满足工业园区的污水处理需求,需要结合实际情况对污水处理厂进行升级改造,才能达到预计处理效果。具体以某工业园区污水处理厂的提标改造工程为研究实例,明确废水水量、水质及排放需求,设计出科学合理的工艺流程,引入臭氧氧化+改良AO工艺,合理设置构筑物,希望为今后的污水处理厂提标改造提供一定的参考借鉴。

       1 项目背景

       该工程为污水处理厂一期提标及二期扩建工程,具体位于樟树市演化工业基地污水处理厂,在扩建结束后,可以达到3000m3/d 的日处理规模,预计在远期达到6000m3/d的总规模,总投资额约为17664.57万元。二期扩建项目改进污水处理厂工艺流程,引入臭氧氧化+改良A/O工艺,可以通过臭氧氧化的方式转化难降解物质,提高废水可生化性,减少生物毒性,同时改良后的A/O生化池可以转化有机物,回流后进行反硝化处理,达到脱氮的目的,处理后的污水达到一级A标准,完全符合国家污水处理要求。

       2 废水水量、水质及排放要求

       污水处理厂位于化工基地,在进行提标改造工程前,先确定污水废水水量、水质及排放要求,为后续的废水处理奠定良好的基础。首先,要确定废水水量,结合处理厂实际能力及周边化工基地的污水排放需求,预计废水处理规模可以达到10000m3/d。

       对污水水质进行经过实地考察研究后统计各项数据,确定污水处理厂进水pH值在6~7,水质偏酸性一些,内部含有大量的污染物:CODcr≤500 mg/L;SS≤400 mg/L;NH3-N≤35 mg/L;磷酸盐≤8.0 mg/L;Cr≤2 000 mg/L。

       根据国家规范制定合理的排放要求,污水处理厂遵循《污水综合排放标准》新改扩二级标准,同时提标改造以后,还需要增加芬顿氧化深度处理单元,要求污水处理厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准,对各类污染物含量做出明确的规定:CODcr≤60 mg/L;SS≤20 mg/L;NH3-N≤15 mg/L;磷酸盐≤1.0 mg/L。

       污水处理厂提标改造工程对出水水质有明确的要求,结合污水实际情况,设计出合理的路程工艺,才能满足污水处理厂每天10 000 m3的处理任务。为此,该项目引入多种新型处理工艺,同时对整个流程工艺进行优化改造,利用臭氧氧化原理处理难降解物质,利用A/O生化池处理有机物,同时达到脱氮的目的,浮滤一体化工艺可以去除悬浮物,为后续的臭氧氧化提供良好的反应环境,使出水水质达到预计标准[1]。

       3 工艺流程

       该项目污水处理工程改良工艺流程如图1所示。

       首先,污水处理厂收集到的原水会先进入到细格栅内,主要是为了去除大颗粒物质、长纤维悬浮物等,可以为后续污水处理环节减轻负担。格栅属于一种辅助设备,由平行栅条构成,倾斜放置在集水池的入口位置,一般保持60°~80°的倾斜角度,可以实现固液分离。接下来,还要配备适合的配水井,主要用于分配污水,可以让下一级构筑物得到均匀的污水[2]。

       调节池主要是用于调节水流量的构筑物,可以减少流量变化对于污水处理厂的影响,设置在细格栅后面,在完成对污水的固液分离处理以后,流入调节池,在池内混合均匀,为后续的污水处理环节提供设计水量。

       臭氧预氧化反应池可以攻击难降解基团,对其结构产生彻底破坏,使废水具备更强的可生化性,同时还可以通过氧化反应转化出大量的长分子物质,通过降解处理后得到小分子物质,减少生物毒性。根据臭氧氧化处理工艺特点,将该工艺用于生化预处理阶段,污水进入到臭氧反应池后会经历一系列的变化,提高整体的生化性,同时也会产生一些污泥物质,同时设置中间沉淀池,主要是为了用于消化回流细菌。

       该工程采用了改良型A/O生化池,污水进入生化池以后,可以将有机物转化为二氧化碳及水,同时回流混合液还可以发生反硝化反应,达到脱氮的目的,还原水中的氮氧化物。改良型A/O工艺仍然采用原来的池型,系统固体停留时间在50d~100 d以内,甚至可以生长更长的时间,系统处理的微生物数量更多,并且产泥率较低。A/O改良池与缺氧池和好氧池合建到仪器,中间合理设置挡板装置,可以更好改造曝气池,结合实际的处理需求适当增加曝气池容积,可以有效减轻有机负荷。较原有A/O工艺相比,改良后的A/O工艺对曝气强度提出更高的要求,可以达到85%以上的去除率,为此将A/O池设置在生化处理段[3]。

       在污水完成生化处理以后,进入到二沉池内,实现对淤泥和污水的分离处理,在这个过程中,还可以去除一定的SS及COD。二沉池主要在沉淀期发挥作用,在曝气和搅拌结束以后,活性污泥就会在重力作用下逐渐沉降到下方,上清液则处于池子的上部位置,污泥沉降基本处于靜止状态,不会受到外界的干扰,可以快速沉淀,并且沉淀效率相对较高。在A/O工艺运行期间,污水先进入缺氧池及好氧池,处理后进入二沉池,产生一部分的污泥物质。

       污水进入二沉池以后可以分离污泥及清水,出水则会进入到中间水池,暂存在池内一段时间,等待后续对污水的深度处理,结合实际的出水需求,提供稳定连续的进水,确保污水处理工艺可以正常运行,避免受到出水量的影响[4]。

       臭氧催化氧化反应池主要是利用臭氧+催化剂技术,让臭氧和有机物充分反应,提供固相催化效率,在污水环境下,臭氧催化剂会激发羟基自由基,在强氧化性的环境下化学键断链,容易降解的有机物,逐渐被氧化为二氧化碳及水资源,达到COD排放标准。

       4 主要构筑物及参数设计

       4.1 细格栅及配水井

       细格栅及配水井构筑物结构类型为地下钢砼结构矩形池,设计参数:设计水量为1085m3/h,外形尺寸为12.9m×3.7m×2.35m。主要设备有2台宽1.6m、长505m、栅隙1mm的机械细格栅、2只集渣桶、4只尺寸为600mm×600mm的铸铁镶铜闸门、3条尺寸为1200mm×300mm的出水堰。

       4.2 调节池

       调节池结构类型为地下钢砼结构矩形池,设计参数如下。1)设计水量:835m3/h。2)停留时间:12h。3)有效容积:10000m3。4)有效水深:5.5m。5)外形尺寸:50m×36m×6.0m。主要设备为4台双曲面搅拌器、3台调节池提升泵(2用1备)。其中双曲面搅拌器叶桨转速:20r/min~30r/min,叶轮直径: 2800mm,电机功率: 11kW;调节池提升泵为卧式离心泵,流量: 415m3/h,扬程: 11m,功率: 22kW。

       4.3 臭氧反应及A/O池

       4.3.1 臭氧反应池

       臭氧反应池结构类型为半地下钢砼结构矩形池,设计参数如下。1)设计水量:835m/h。2)停留时间:1.2h。3)有效容积:1030m3。4)总容积:1108 m3。5)外形尺寸:53m×3m×7m。主要设备为臭氧发生器,还有90个口径为φ200,服务面积为 1.13m2,氧利用率为 30%的钛板曝气器。

       4.3.2 A/O池

       A/O池结构类型为半地下钢砼结构矩形池,设计参数如下。1)设计水量:835m2/h。2)MLSS:3500mg/L。3)停留时间:26.4h。4)外形尺寸:53m×65m×7m。4台双曲面搅拌器、24台潜水推流器、4台消化液回流泵、1660只管式微孔曝气器以及3台鼓风机为主要设备。

       4.4 二沉池

       二沉池池结构类型为半地下钢砼结构圆形池,设计参数如下。1)设计水量:420m3/h。2)表面负荷:0.68m3/m2·h。3)有效容积:2250 m3。4)总容积:2480m3。5)外形尺寸:φ28 m×4 m。主要设备有3个。1)2台全桥周边传动刮泥机。设备参数:池体尺寸φ28 m×4 m。周边线度2m/min~3m/min。电机功率2×1.1kW。2)3台污泥回流泵(2用1备)。设备参数:Q=415 m3/h; H=3m; N=7.5 kW。3)3台剩余污泥泵(2用1备)。设备参数:Q=50 m3/h;H=15m; N=5.5 kW。

       4.5 中间水池

       中间水池结构类型为半地下钢砼结构矩形池,设计参数如下。1)设计水量:420 m3/h。2)(2)有效容积:90m3/h。3)总容积:105m3。4)外形尺寸:6m×5m×3.5m。主要设备为3台中间水池提升泵,类型为卧式离心泵,设备参数:Q=415m3/s; H=7 m; N=15 kW。

       4.6 浮滤一体化系统

       V型滤池在浮滤一体化系统中起到了重要的作用,结构类型为半地下钢砼结构矩形池,设计参数有6种。1)平均设计水量:0.0575 m3/s。2)设计滤速:8 m/h。3)过滤面积:30 m2。4)结构尺寸:10m×3.0m×4.7m。5)反洗水强度:5 L/m2·s。6)反洗气强度:15 L/m2·s。

       主要设备包括4台方闸门、3台反冲洗泵以及3台反洗风机。

       4.7 臭氧催化氧化反应池

       臭氧催化氧化反应池结构类型为地上式钢砼结构矩形池,设计参数如下。1)设计水量:1250 m/h。2)池数:6座。3)单池水量:240m3/h。4)空速1.5 m-l。5)上升流速:6 m/h。6)外形尺寸6.3m×6.3m×8m (单池)。主要设备有规格为3mm~5mm的多相催化剂、规格为8mm~32mm的催化剂粒子垫层、2台反洗风机、2台回用水泵、3台一期出水至催化反应塔提升水泵(2用1备)。

       5 运行效果

       5.1 污水处理效果

       结合樟树盐化工业基地污水处理厂的水质较复杂的特点,该文工程项目将调节池+臭氧预氧化+改良AO+二沉池+高效沉淀池+V型滤池+臭氧催化氧化作为处理工艺。投入运行后,运行效果较为明显。具体而言,运行结果为:出水氨氮浓度<5mg/L,出水含磷量<0.5mg/L,污泥含水率≤65%,臭气处理达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》中的一级A标准,此外在脱氮除磷时也能有效降解有机物,污水处理效果大大提高。

       5.2 综合效益

       由于采用改良后A/O工艺,运行费用有所减少,投资成本方面得到有效控制,实现经济效益的提高。通过采用改良工艺进行污水处理,避免出现较好的污染问题,而且工艺具有环保节能特点,环保效益也有所提高[5]。

       6 结语

       在工业园区污水处理厂提标改造过程中,最大的亮点就是应用臭氧氧化+A/O工藝,可以有效处理难降解有机物,结合污水处理要求设置大量的构筑物,包括细格栅、调节池、A/O池、二沉池、臭氧催化氧化反应池等,将这些构筑物合理设置在污水处理流程路线上,预处理阶段采用臭氧氧化预处理工艺,生化处理段采用改良型A/O工艺,深度处理段采用氧化催化氧化工艺,由于臭氧拥有良好的消毒灭菌效果,可以快速消灭细菌及病原体,所以不需要额外设置消毒工艺。通过一系列的设计改造,最终顺利制定护理工艺路线,出水水质完全达到预计目标,达到国家污水排放标准。

文章来源:中国新技术新产品


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