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煤矿污水处理

煤矿污水处理

煤矿污水处理厂设计探讨

为了加强煤矿污水治理,保护水环境,新建矿井非常重视环保建设,并投入了大量的资金。设计部门也对生活污水处理进行了多工艺、多方案比较与探索。针对目前煤矿污水处理中有关建设规模和工艺技术谈一些个人的看法。

1合理确定建设规模

对一个矿井来说,需根据矿井总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。

(1)目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂,两处征地,重复建设,投资增加,运行能耗高,管理费用高,技术力量分散,吨水处理成本高。一般来说,矿井工业场地和居住区相距不是很远,合建一座一定规模的污水处理厂更合理,考虑从居住区向工业场地排水,管道埋设太深,可在中间设置污水提升泵站,或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式,不但可节省投资,且可大大降低运行成本。

(2)目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率,劳动定员数量较少,而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员,以及随着煤矿的发展,涌进大批的外来人员,使得煤矿的用水量增加,污水量也随之增大。因此,对于新建煤矿污水处理厂的设计,在建设规模时应考虑予留系数。

(3)由于煤矿污水水质水量变化较大,合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑,不使留余地过大,避免增加投资、使设备闲置或低效运行。

2煤矿污水处理设计常用流程

一般来说,不同煤矿对出水的要求差异较大,应根据我国环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。由于生活污水中的氮和磷对水体有富营养化的影响,污水处理要求有脱氮除磷的效果。

煤矿污水水质与一般城市污水性质类似,但不同于城市污水(城市污水中常包括部分工业废水)。其特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,处理难度小。

煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多,由于污水中有机物含量太低,在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质,形不成活性污泥,运转不起来。氧化沟污水处理工艺,也存在同样的问题,回流活性污泥回流不起来,致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池,达不到要求的处理目标。

90年代许多矿井采用二级生物接触氧化法处理煤矿生活污水,效果很好。此工艺的特点是能适应矿区低浓度、变化大的污水,同时投资省,操作维护也比活性污泥法简单,但该法对脱氮除磷效果较差。

90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就,许多新工艺应运而生,这些新工艺的共同特点是:高效、稳定、节能,并具有脱氮除磷等多功能。较典型的工艺有:

(1)A2/O工艺该工艺是厌氧,缺氧,好氧生物脱氮除磷工艺的简称,是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)的基础上开发的。

(2)SBR工艺序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。SBR实际上是出现最早的活性污泥法,70年代出现于美国,经过

20年的研究开发革新,将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合,成为改良型的SBR工艺。

(3)BAF工艺即曝气生物滤池工艺,是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术,能同时完成生物处理与固液分离,通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。

3BAF工艺处理煤矿污水

3.1工艺流程

曝气生物滤池是最先在欧美发展起来的在欧美和日本等发达国家广为流行,近些年来在我国已有数十家污水处理厂应用。如大连、慈溪、新会、杨凌,在山西的煤矿生活污水处理中也有应用。

该技术综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用。污水从滤池底部进入滤料层,滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气,气水为同向流。在滤池中,有机物被微生物氧化分解,NH3-N被氧化成NO3-N;另外,由于在堆积的滤料层内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境,在硝化的同时实现部分反硝化,从滤池上部的出水可直接排出系统。

3.2工艺特点

BAF作为一种膜法污水处理新工艺,与传统活性污泥法和接触氧化法相比,具有以下的优点:

(1)具有较高的生物浓度和较高的有机负荷。曝气生物滤池采用粗糙多孔的球状滤料,为微生物提供了较佳的生长环境,易于挂膜及稳定运行,可在滤料表面和滤料间保持较多的生物量,单位体积内微生物量远远大于活性污泥法中的微生物量(可达10~15g/l),高浓度的微生物量使得BAF

的容积负荷增大,减少了池容积和占地面积,使基建费用大大

降低。

(2)工艺简单、出水水质好。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用,使得出水的SS很低,一般不超过15mg/l。因进行周期性的反冲洗,生物膜得以有效更新,表现为生物膜较薄,活性较高。有时即使生物处理发生故障,在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。BAF的处理出水不但可以满足排放标准,同时可用于回用。

(3)抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物,其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感,同时无污泥膨胀问题。

(4)氧的传输效率高。曝气生物滤池中氧的利用率可达20%-30%,曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是:1因滤料粒径小,气泡在上升过程中不断被切割成小气泡,加大了气液接触面积,提高了氧的利用率;2气泡在上升过程中,由于滤料的阻挡和分割作用,使气泡必须经过滤料的缝隙,延长了其停留时间,同样有利于氧的传质;3理论研究表明,BAF中氧气可直接渗入生物膜,因而加快了氧气的传输,减少了供氧量。

(5)易挂膜、启动快。BAF调试时间短,一般只需7~12天,而且不需接种污泥,采用自然挂膜驯化。由于微生物生长在粗糙多孔的滤料表面,微生物不易流失,使其运行管理简单。BAF在短时间内不使用的情况下可关闭运行,一旦通水并曝气,可在很短时间内恢复正常运行,这一特点说明曝气生物滤池非常适合一些水量变化大的地区的污水处理。

(6)菌群结构合理。传统活性污泥法中,微生物分布相对均匀,而在BAF中从上到下形成了不同的优势菌种,因此使得除碳、硝化/反硝化能在一个池子中发生。

(7)自动化程度高。由于相关工业技术的发展,一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器及微电脑等产品的出现,使得曝气生物滤池系统运行管理自动化得以顺利实现。

曝气生物滤池系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测,并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短,控制风机的供氧量,做到优化运行,PLC系统对滤池进行自动反冲洗。

(8)脱氮效果好。通过不同功能的滤池组合或同一滤池中的不同功能区分布,使滤池在除碳的同时可进行硝化和反硝化。其原理是通过对两组滤池或同一座滤池内分别人为地造成好氧、兼氧的生物环境,不仅能去除一般有机物和悬浮固体,而且具有较好脱氮功能。

在一级滤池(C/N池)和二级滤池(N池)中的曝气阶段需要不断调节溶解氧水平,使溶解氧达到较高水平(约2~3mgO2/l),而在DN池中使溶解氧达到较低水平(约0.2~0.5mgO2/)。

BAF工艺的缺点是需要定期反冲洗:

随着过滤的进行,滤料表面新产生的生物量越来越多,截留的SS不断增加,在开始阶段滤池水头损失增加缓慢,当固体物质积累达到一定程度,使水头损失达到极限水头损失或导致SS

发生穿透,此时就必须对滤池进行反冲洗,以除去滤床内过量的微生物膜及SS,恢复其处理能力。

4BAF工艺的出水回用

众所周知,水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。污水再生利用是提高水资源综合利用率、缓解水资源短缺矛盾、减轻水体污染、实现有限水资源的可持续利用的有效途径之一。煤矿污水经过处理消毒后,可用于绿化、冲洗、工业用水。采用BAF工艺处理煤矿污水,出水水质稳定,优于一般传统生物处理工艺,其出水消毒处理后,就可以作为中水回用。

5结论

曝气生物滤池工艺具有体积小、占地省、效率高、出水水质好、流程简单、操作管理方便等特点,实际运行中可以实现中央集中控制和现场手动自动控制,经过多个工程实际应用,日趋已经成熟,其出水经消毒处理后可以达到中水回用的标准。据了解,目前我国每处理

,1m3污水直接投资在1000元左右,而采用BAF工艺处理则可控制在500元左右,且能节省近4/5的占地面积。煤矿污水水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,BAF

工艺比较适用。

作者简介

殷同伟,高级工程师,1964年出生,女。1986年7月毕业于中国矿业大学煤化工专业。现任中煤国际工程集团南京设计研究院环保所所长,主要从事煤矿、电厂环境影响评价及煤矿矿井水、生活污水处理等环保工程设计。

我污水处理厂简介

/日,收水范围包括经济开发区、肥西县上派镇、桃花工业园、长安工业园、高新区科学城、柏堰工业园等区域,服务面积约191平方公里。 

该厂一期工程设计处理规模10万吨/日,总投资2.59亿元,采用氧化沟工艺,出水水质达到GB18918-2002一级B排放标准,于2006年底建成投产。 

该厂现由安徽国祯环保节能科技股份有限公司负责运营。     5、蔡田铺污水厂 

    蔡田铺污水厂位于合肥市庐阳产业园内,规划总规模20万吨/日,收水范围包括庐阳产业园、双凤工业区、双墩镇及新站片区等部分地区,服务面积约86平方公里。其近期设计为5万吨/日,分两步建设。一期工程设计处理规模2.5万吨/日,概算投资9687万元,采用氧化沟工艺,于2007年11月建成投入试运行;一期续建工程设计处理规模2.5万吨/日,概算投资3338万元,于2009年8月建成投产。5万吨/日规模出水水质全部达GB18918-2002一级A标准。 

该厂现由北京建工环境发展有限责任公司负责运营。     6、职教城小型污水处理厂 

    职教城小型污水处理厂位于合肥市瑶海区磨店乡职教园内,规划总规模1万吨/日,收水范围为文忠大道、少荃湖街、大众路、关井路合围的职教园区域,服务面积约8.4平方公里。 

    该厂计划分二期建设。一期工程并入陶冲污水处理厂,设计处理规模0.5万吨/日,总投资1640万元,采用生物膜工艺,出水水质达

GB18918-2002一级A标准,于2009年10月建成投产。     该厂现由安徽省正大环境工程有限公司负责运营。     7、十五里河污水处理厂一期 

    十五里河污水处理厂位于十五里河下游北岸,晓翻村以西、古城圩以北。规划总规模30万吨/日,收水范围为高新技术开发区、政务文化新区、望湖城、包河工业园等区域,服务面积约86平方公里。     其一期工程设计处理规模5万吨/日,项目概算2.11亿元(其中亚行贷款1700万美元),采用氧化沟工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准,于2009年10月建成投产。 

    该厂现由阜阳创业水务有限公司负责运营。     8、野生动物园小型污水处理厂 

    野生动物园小型污水处理厂位于大蜀山南麓,312国道边,收水范围为野生动物园、蜀南庭苑区域,服务面积约为3.5平方公里。     该厂设计处理规模0.2万吨/日,总投资977万元,采用ETS生态处理工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准,于2009年8月建成投产。 

    该厂现由安徽沃特星水处理运营有限公司负责运营。     9、创新示范园区污水处理厂(科学城小型污水处理厂) 

    科学城小型污水处理厂位于示范区燕子河路与石林南路交口,规划总规模1万吨/日,收水范围为长江西路,南望江西路,创新大道,学田路等区域,服务面积约5.4平方公里。 

    该厂分二期建设。一期工程设计处理规模为0.5万吨/日,总投资

930万元,采用DA-HAO处理工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准,于2008年4月建成投产。     10、塘西河小型污水处理厂 

    塘西河小型污水处理厂位于滨湖新区庐州大道与方兴大道交叉口西北侧,塘西河南岸,收水范围为老大义路、万泉河路,方兴大道,玉龙路,庐州大道合围的经开区和滨湖新区部分区域,服务面积约7.9平方公里。 

    设计处理规模为0.5万吨/日,总投资1400万元,采用ETS生态污水处理技术,于2008年4月建成投产,出水水质达GB18918-2002一级A标准。 

    该厂现由上海福城机电设备成套公司负责运营。     11、小仓房污水处理厂 

    小仓房污水处理厂位于繁华大道以北、巢湖路以西、哈尔滨路以南、泰山路以东合围范围内,规划总规模60万吨/日,收水范围为当涂路以东、新站铁路编组站以南、二十埠河以西等区域,服务面积约160平方公里。 

    其一期工程设计处理规模10万吨/日,概算投资3.9亿元,采用氧化沟工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准。该厂于2009年6月开工建设, 2010年9月竣工,9月20日通水试运行。     该厂现由合肥王小郢污水处理有限公司负责运营。     12、肥东县污水处理厂一期 

    肥东县污水处理厂位于肥东县环城南路南侧,规划总规模15万吨

/日,收水范围为肥东县城区域,服务面积约18平方公里。                       其一期工程设计处理规模2.5万吨/日,总投资3100万元,采用氧化沟工艺,出水水质达GB18918-2002一级B标准,于2006年7月建成投产。 

    该厂现由安徽国祯环保节能科技股份有限公司负责运营。     13、长丰县污水处理厂一期 

    长丰县污水处理厂位于长丰县水湖镇岗陈村,规划总规模4万m3/d,收水范围为长丰县城区域,服务面积约13.6平方公里。     该厂分二期建设。一期工程设计处理规模2万吨/日,总投资4945万元,采用氧化沟工艺,于2008年8月建成投产。出水水质达GB18918-2002一级B标准,于2008年8月建成投产。 

    该厂现由安徽国祯环保节能科技股份有限公司负责运营。     14、三河污水处理厂 

    三河污水处理厂位于肥西县三河镇,收水范围为三河镇老城区及新城区区域,服务面积约4.7平方公里。 

    一期设计处理规模0.5万吨/日,总投资4049万元,采用氧化沟工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准,并于2009年4月建成投产。     该厂现由肥西县三河镇自来水公司负责运营。     15、紫蓬山污水处理厂 

    紫蓬山污水处理厂位于肥西县紫蓬镇堰湾,收水范围为紫蓬山大堰湾片区、紫蓬山北大门地段及紫蓬镇等区域,服务面积约17平方公里。

    一期设计处理规模0.5万吨/日,总投资5000万元,采用硅藻土处理工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准,于2009年11月建成投产。 

    该厂现由合肥紫蓬水务运营有限公司负责运营。 

    16、合肥化企搬迁工程污水处理厂(循环经济示范园污水处理厂)     循环经济示范园污水处理厂位于肥东县撮镇以东,桥头集以西,规划总规模8万吨/日,收水范围为合马路以西、店中路以东的循环经济示范园区域,服务面积约21平方公里。 

    一期设计处理规模3万吨/日,总投资1.05亿元,采用SBR处理工艺,出水水质达GB8978-96污水综合排放一级标准。该厂于2008年10月开工建设,2010年4月建成。 

    该厂现由联熹(合肥)污水处理厂负责运营。 

  

    五、在建污水处理厂    经开区污水处理厂二期 

    经开区污水处理厂二期工程设计处理规模10万吨/日,概算投资2.43亿元,设计采用氧化沟工艺,出水水质达GB18918-2002一级A标准。该厂于2010年9月开工建设,计划2011年上半年建成试运行。

污水处理厂有什么设备

城镇污水处理厂中有各种各样的污水处理设备,如粗格栅、 脱水机等。对污水处理段的设备选择国产还是进口进行比较,为污水处理厂的建设方在选择污水处理厂设备提供参考。

某城镇污水处理厂工艺流程按水力流程分为预处理段、 生物处理段、 污泥处理段、 除臭系统段四个处理段。预处理段包括粗格栅间、提升泵房、 细格栅、 旋流沉砂池;生物处理段包括高效沉淀池、 曝气生物滤池、 转盘滤池;污泥处理段包括污泥脱水机房;除臭系统段包括除臭车间。预 处 理 段粗格栅间、 提升泵房、 细格栅、 旋流沉砂池在国内外的污水处理厂预处理中得到广泛的应用。

预处理段

粗格栅的目的是拦截进入污水处理厂污水中粒径较大的颗粒物,避免损坏水泵的叶轮;沉砂池的目的是去除无机性泥沙,减少对后续生物处理的影响。

由于格栅和除砂设备原理简单,国内设备厂家采用不锈钢材质,设备性能和处理效果与国外进口设备差别不大。 由于设备重量大,从国外进口需要付出昂贵的运费和设备费用,故建议选用国产设备满足粗格栅间、 提升泵房、 细格栅、 旋流沉砂池的要求。

生物处理

高效沉淀池、 曝气生物滤池、 转盘滤池是法国威立雅水务的专利设计工艺。

它去除污染物的效果和性能得到了全世界污水处理厂的广泛认可,具有国内同等处理工艺不可比拟的优势。 虽然其价格比国内的产品要高许多,但是水处理效果是国内的处理工艺无法比拟的,它与国内处理工艺的技术经济比较如下:

投资和运行成本分析

国外滤池投资比国内的重质滤料滤池平均高 10%到 30%,但是看出水水质要求;关于运行成本分析,国内的重质滤料滤池由于反冲洗系统的能耗高,因此能耗要比国外的高 20%至 30%。

滤料寿命承诺期

国外承诺的是滤料寿命在 15 年,而其它重质滤料基本上要 3 至 5 年后进行全部更换,即使是进口滤料经过 10 年时间也开始逐步更换,由此带来大量的维修费用和维护费用。

土建投资成本

国外的滤池由于单格面积较大,因此国内的重质滤料滤池的土建费用要高一些,但是差距不大。

设备档次

滤池的关键设备全部是进口,否则寿命和性能都要差一些。风机、 旋流头、 气动蝶阀和控制仪表必须是进口的,水泵也是进口的好一些,空压机可以是合资的,电气和自控元件应该是国际著名品牌在国内组装的。通过上述的技术经济比较,生物处理段推荐采用法国威立雅水务提供的专利设备。

污 泥 处 理 段

脱水机用来处理高效沉淀池的污泥,带式脱水机和离心脱水机均可以达到要求。离心机相比带式机投资较高,考虑到离心脱水机具有脱水效果好、 操作环境好、 维护工作量少的特点,本工程采用离心脱水处理污泥。对国产和进口离心脱水设备进行技术经济比较:

材料

国内与国外设备中,主要部件都采用不锈钢制造,尤其是转鼓与螺旋部分全部采用不锈钢。

机型设计

国内仅有部分厂家拥有此项技术,技术主要来源于与国外公司技术合作、 引进,仅有少数厂家是对国外技术进行消化吸收、改进后的创新技术。但又各有不同:国内另有一少部分公司则吸收了阿法拉伐公司的 BD 挡板技术,或其他公司的压榨式螺旋设计;另一种设计是在螺旋筒体上设置横截面为阿基米德螺线形的压榨板。

国外离心机的设计除上述两种之外,还有 Lamella技术等。国外不同厂家的离心机在设计方面采用不同的技术,在实现的方式也各有差异,设计主要是通过改变转鼓与螺旋结构实现的,但也有部分厂家通过对速差的反馈控制实现。

驱动方式

在驱动方式上,国内与国外有较大的差异,同时进口设备又有多达 5~6 种不同的驱动方式。国内离心机驱动方式通常较为单一,采用最多的驱动方式为双电机结构,即一台变频电机通过皮带直接驱动转鼓产生转动,另一台电机通过减速器驱动螺旋。

由于不同驱动方式最终会导致不同的速差,国产设备的速差一般最低值都在数转/分钟,仅有少数厂家可达 0.5r.p.m,而国外的最低速差可达到 0.2r.p.m,相差十余倍,即污泥的停留时间可增加十余倍。 速差是影响泥饼含水率的关键因素,低速差可产生更干的泥饼,对螺旋的磨损也相应减少,从而可大大延长螺旋的使用寿命。

差速器

国内及国外离心机所采用的差速器结构形式基本相同,一般多为双级 2K-H、 3K、 K-H-V 等型式行星渐开线齿轮差速器,或采用行星摆线针轮及渐开线齿轮差速器的组合形式。由于差速器转速高,传递扭矩大,对各零件在组装过程中的间隙调整要求特别高、 公差要求非常精密,间隙太大或太小均不利于差速器的运行,离心机生产厂家往往需要专门设计及加工。

国内很多厂家进行过差速器的国产化尝试,部分厂家的的机械加工精度以及某些性能基本达到国际水平,但从整体来看,尤其是在装配精度和装配经验上仍存在一定差距,加之主要部件选用材质不当或受材料质量的制约,往往造成差速器达不到设计要求,效率较低,寿命短。目前国内很多厂家往往采用进口差速器来满足设备的性能。

螺旋的密封方式

螺旋的密封方式大多采用机械密封或迷宫式密封,这点在国产与进口离心机上是基本相同的。

磨损保护

国内外主要厂家的离心机在与污泥接触的螺旋叶片外缘采用了烧结耐磨合金片或陶瓷片镶嵌工艺,可方便更换,但整体更换成本相对较高。部分厂家对螺旋叶片外缘进行碳化钨热喷涂处理,成本相对较低。

自控方式

离心机的高效脱水性能必须通过完善的自控系统才能得以实现。

目前国内外的主流控制方式是 PLC 控制。国外部分厂家的离心机的控制技术目前比国内领先数年,近几年来,部分厂家已经在十年前开始使用工业计算机或 DCS 控制系统,可实现比PLC 系统更多、 更强大的控制功能。

通过整体的技术对比不难看出,国内只有为数不多的几个厂家可以生产小型离心脱水机,国内离心机制造行业的整体水平与国外的离心机制造、 新技术研发、 尤其在整机可靠性、 稳定性、 使用寿命、 装配精度、 操作的灵活性、 人性化、以及某些新技术的应用等方面还存在很大的差距,因此推荐选用国外的离心脱水机。

除 臭 系 统 段

对目前除臭的两种常用方法进行分析比较。

无机滤料生物过滤与有机滤料生物过滤相比,主要的技术优势为建设集中处理臭气的生物滤池占地面积较少,仅为 1/5,大大降低了征地费用。虽然其处理单位臭气的造价相对较高,但降低征地费用的优势能弥补造价相对较高的缺陷。而且年运行费用差别不大,还不受气候条件的影响。无机生物过滤除臭法在国际得到广泛的应用,技术成熟可靠。根据上述比较,对于目前环境越来越受到重视的情况下,推荐采用国外进口的无机滤料达到污水处理厂的除臭效果。

结语

城镇污水处理厂在各个处理段对设备有不同的性能要求,建议在预处理段采用国产设备,而在生物处理段、 污泥处理段和除臭系统段选择进口设备。

污水处理常用设备简介

污水处理设备能有效处理城区的生活污水,工业废水等,避免污水及污染物直接流入水域,对改善生态环境、提升城市品位和促进经济发展具有重要意义。今天小编就带你了解一些污水处理设备!

离心机

离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

污泥脱水机

污泥脱水机特点是可自动控制运行,连续生产,无级调速,对多种污泥适用,适用于给水排水,造纸,铸造,皮革,纺织,化工,食品等多种行业的污泥脱水。

曝气机

曝气机是通过散气叶轮,将“微气泡”直接注入未经处理的污水中,在混凝剂和絮凝剂的共同作用下,悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝,从而形成大的悬浮物絮团,在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣,利用刮渣机从水中分离;不需要清理喷嘴,不会发生阻塞现象。本设备整体性好,安装方便,节省运行费用与占地面。

微滤机

微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内,以径向辐射状经筛网流出,水中杂质(细小的悬浮物、纤维、纸浆等)即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时,被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时,转鼓2/5的直径部分露出水面,转数为1-4r/min,滤网过滤可采用30-120m/h,冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2,冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%,用于水库水处理时,除藻效率达40-70%,除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小,生产能力大(250-36000m3/d),操作管理方便,已成功地应用于给水及废水处理。

气浮机

气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。

按溶气方式分为:充气气浮机、溶气气浮机和电解气浮机。其原理是将难以溶解于水中的气体或两种不同液体高效混合(产生微细气泡粒径20-50微米)。以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分离,达到固液分离的目的。

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一、连续循环曝气系统(CCAS)

A、CCAS工艺简介

CCAS工艺,即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功,但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后,自动控制技术和监测技术有了飞速发展,新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功,为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水,周期排水,延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。

CCAS工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。

经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池,在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行,使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮,和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制,并可调整的程序,由计算机集中自控。

CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势:

(1)曝气时,污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。

(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%,保证了出水指标合格。

(3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物(SS)极低,低的SS值也保证了磷的去除效果。

CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。

结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向:

(1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

(2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。

(3)占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

(4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。

(5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。

C、几种处理系统的工艺比较

为了选择出工艺上最可靠,投资上最经济,管理上最方便的城市污水处理系统,结合当地的实际情况,我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。

目前,国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟,差别不大。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前,这一处理工艺有多种方法,归结起来,有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前,这几种代表工艺在国内外都有实际应用。

二、SPR高浊度污水处理技术

最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利 )将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内 ,在30分钟流程里快速完成 。它容许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水,处理后出水的悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度);它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水,处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一 、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ,就能够获得三级处理水平的效果 ,实现城市污水的再生和回用。

SPR污水处理系统与众不同的技术特点

1 。城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道 、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的 ,依照紊流 、混合时间 、和水力学结构数据设计 ,得以十分充分的混合 ,为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件 。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的 。

2 。SPR系统处理城市污水时 ,采用五种污水处理药剂及其最佳配方组合使用 ,靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物 、重金属离子 和有害的盐类从水中析出 ,成为有固相界面的微小颗粒 (它包含有污水三级处理的作用)。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度 。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌 。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团 。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的 。而且SPR系统使用的组合药剂配方 ,只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用 ,在常规的水工系统里是无法使用的 。

3 。SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方 ,借助大气压力和流量计 ,十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂 ,不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中,而且动力消耗很少 。

4 。SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的 ,形成的涡旋流动和各部位恰当的水流 ,使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数 ,并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境 。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果 。这也是常规水工装置无法比拟的 。

5 。根据混凝形成的絮团实际状况 ,准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据 ,使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的 、十分致密的悬浮泥层 。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤 ,才能升流到罐体上部的清水汇集区 。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用 。

6 。SPR系统选用的絮凝剂 ,同时也是良好的污泥助滤剂 ,所以 ,系统最后排出的污泥浆 ,其脱水性能良好 ,可以不另外添加助滤剂 ,就直接泵入压滤机脱水 。泥饼可以制成人行道地砖再利用 ,不会带来二次污染的问题 。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。

7 。本类型污水净化器曾开机运行处理过养猪场污水 、养鸡场污水 、煤矿矿井坑道污水 、生猪屠宰场污水 、高粱酿酒厂酒糟污水 、纺织印染污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的污水;也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。 各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据 。测试报告单表明 :氨氮去除率可以达到85%,总氮去除率可达95% ,有机氮去除率可达96% ,BOD去除率可达95% ,悬浮物的去除率则高达98.3% ~ 99.6% ,出水浊度达到3 度(3 毫克 / 升)以下。这是本净水系统在低投资 、低运转费的前提下所获得的出水指标 。 这是常规的物化法和生物化学法的一级 、二级处理系统都无法达到的 。

8 。在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时 ,只要增加一些投氯量(无需另外增加设备)就可以起到用氯来氧化除氨的作用 ,进一步提高污水处理系统去除氨氮的效率 。

9 。假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到较严格的要求(如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克 / 升以下) ,也可以后续再串联设置一级离子交换装置 ,靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标 。

因挥 。

10 。其实 ,经过SPR污水净化系统处理后的出水 ,其悬浮物的含量小于3 毫克 / 升 ,浊度也小于3 度 (毫克 / 升 ) ,达自来水标准 ,不再会堵塞输水管路 ,并且已经经过了良好的消毒 。将此出水回送到城市各地 ,

三、BIOLAK污水处理技术

l、百乐卡(BIOLA)工艺特点

百乐卡工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来,经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。

由于采用土池而大大减少了建设投资,采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率,并减少运行费用,大大提高了处理效果。工艺设计简捷,不需复杂的管理,在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益.

1.1低负荷活性污泥工艺

百乐卡工艺污泥回流量大,污泥浓度较高,生物量大,相对曝气时间较长,所以污泥负荷较低。龙田污水厂BOD5污泥负荷率为 005kgBOD/kgMLSS.d,污泥浓度为400Omg/L,污泥龄为29d,所以剩余污泥虽很少。

1.2 曝气池采用士池结构

根据国家环保局1992年《工业废水处理设施的调查与研究》,我国工业废水处理设施资金的54%用于土建工程设施,而只有36%用于设备,造成这 种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。而龙田污水厂土建工程造价500万元,仅占总投资的20%。

大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵,而且施工难度大。但对于许多种曝气工艺来讲,都不考虑采用土池,因为土池会造成地下水的侵蚀,同时也由于在土池基础上安装曝气头是十分困难的。

1.3 高效的曝气系统

百乐卡曝气系统的结构是,曝气头悬挂在浮链上,停留在水深4一5m处,气泡在其表面逸出时,直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。同时,因为气泡向上运动的过程中,不断受到水流流动,浮链摆动等扰动,因此气泡并不是垂直向上的运动,而是斜向运动,这样延长了在水中的停留时间,同时也提高氧气传递效率。运行表明:百乐卡悬挂链的氧气传递率,远远高于一般的曝气工艺以及固定在底部的微孔曝气工艺。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上,浮动链被松弛地固定在曝气池两侧,每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中,自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果,节省了混合所需的能耗。

采用百乐卡系统的曝气池中混合作用所需的能耗仅为15W/m3,而一般的传统曝气法中混合作用的能耗为l0一l5W/m3。由于百乐卡曝气头(BIOLAK)-Friox)特殊的结构,即使在很复杂的环境里曝气头也不至于阻塞,这意味着曝气装置可运行几年不维修,所需维护费用很少。

曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率,供氧能力为25kgO2/kWh),而传统的污水处理厂该值为lkgO2/lkWh)。鼓风机就设在池边,减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。

1.4 简单而有效的污泥处理

百乐卡工艺的另一特点是回流污泥量大,其剩余污泥比传统工艺少许多。

在恒定的负荷条件下,百乐卡工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的,它不会再腐烂,即使长期存放也不会产生气味,这就是它同传统工艺相比污泥更容易处理的原因。而且污泥池完全可以做成土池结构,节省厂土建费用。

1.5 简单易行的维修

百乐卡系统没有水下固定部件,维修时不用排干池中的水,而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明,曝气头运行几年也不用任何维修,这主要是因为曝气管是由很细的纤维(直径约0003mm)做成,并用聚合物充填,以达到防水和防脏物的目的。同时,曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面,和传统曝气头刚好相反。因此,微生物可生长的面积很小,并很容易被去除。当曝气头必须维修时,也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化部件都很少。在选择设备和材料时,都采用了可靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器,也不需要任何复杂的控制系统,而操作这些控制系统还需要专门的技术和昂贵的配件。

1.6 二次曝气和安全池

为了保证负荷变化时用水质量,百乐卡工艺利用一个相对独立的池来进行二次曝气,以保证出水清洁,保证水中有足够的溶解氧。

1.7 二沉池

曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离,并重新回到曝气池参与污水净化。有的百乐卡工艺的二沉池和曝气池合并到一起,进一步节省了土建费用和占地面积。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。

3、山东招远百乐卡工艺处理效果

一位哲学家曾经说过:所有的技术都是由简单到复杂,再由复杂到简单,百乐卡技术正是这样一种由复杂到简单的工艺,但这种高效、简单的工艺,是在传统活性污泥法的基础上,集合了大量研究工作的先进成果,并在数百例工程实践中不断地完善改进提出的,它是一种较为成熟的工艺。

四、“WT--FG”生物法技术简介

美国富美生物工程有限公司运用具有世界先进水平的“WT一FG”微生物技术成功地对中国的高浓度的工业污水和城市污水以及被污染的河流进行了卓有成效的治理,这是生物工程在污水治理中的实际运用。“WT--FG”生物技术,为中国环保事业走出一条投资省。见效快。运行费用低的路子作出了贡献。最近,该技术得到中国一批著名的生物专家的一致肯定,被中国政府列为“中国政府采购技术。”

“WT--12”固体微生物具有高度浓缩和高度组合的特点,具备1200种微生物,可以针对不同的污水组合为不同的微生物菌剂,这种高效的微生物菌群,每克中含有10亿--60亿个微生物。利用它治理污水后,不会产生第二次污染,不会有新的活性污泥产生。“FG--12”专用助剂,它在水中具有吸收、蓄存。释放氧气的作用,因此“WT一FG”生物法完全抛弃了传统的机械曝气设备,采取了用电量极少的循环喷水装置和”FG一21”专用助剂来增加水中的溶解氧,这就大大节约了投资成本和运行费用。

用“WT--FG”生物法,对排放量为每天1200m3的城市污水进行治理运行,此次技改试验工程取得了成功,其污水出水水质达到国家一级排放标准, COD=40mg/L、B0D5 =8mg/L, NH-N=4mg/L、运行费节约30%左右,没有活性污泥产生,其出水水质无色、无味、透明。该项工程的成功,在技术上是对传统的污泥法的挑战,是一场技术革命,在经济上走出了一条投资省、见效快、易操作的路子。由于兴隆污水厂的治理成功,海南省国家旅游区三亚市亚龙湾污水处理厂也马上用“WT--FG”生物法对旧污水厂进行了技术改造。一个月后,该厂处理成功, COD从300mg/L降至15mg/L以下, BOD从150mg/L降至5mg/L。P从2mg/L降至0.2mg/L,完全达到海南省对该污水厂的要求,因该厂的污水要排人风景区的大海,运行成本较旧厂降低了70%,经过半年的运行,污水处理质量十分稳定,该厂现在要建造15000T/日的污水处理厂。基础建设投资与原活性污泥法相比节约50%的资金。

“WT--FG”生物法也能有效治理高浓度的工业污水,如皮革厂、造纸厂、印染厂、石油化工厂的污水和垃圾渗透液,经广州市环卫局批准,对广州垃圾渗沥液作了10aT/日的生产运行,效果十分理想,进水水质十分恶劣,原水的COD为3000Omg/L,BOD为1531Omg/L,NH-N为200Omg/L,又黑又臭,我公司用“WTFG”生物法辅之以物化法,使出水指标达到当地政府要求的二级排放标准。

COD为253mg/L, BOD5为47mg/L, NH--N为24mg/L,出水质的DO=5--6mg/L,色度从1230倍降为16倍,出水为无色,无味、无臭、透明的水体。特别指出,我们已将原有的曝气设备,去NH--N的设备,全部停止,而用FG--21助剂, DO>3mg/L。此结果得到市环卫局好评,已决定在广州大田山垃圾场用此技术进行生产运行,日处理500T污水,这是用生物彻底治理垃圾渗沥液的典型。

1999年8月我们在三门峡市对口排放量为3000T的棉浆黑液进行了有效地治理,COD从2000mg/L降为150mg/L,BOD5从800mg/L降为10mg/L,黑水变成无色透明的出水。

1999年4月,我们对山西省黄河造纸厂的污水进行了生产性试验,取得完满成功。COD由50000一2000mg/L降至150mg/L,达到二级排放标准。

五、EWP高效污水净化器在造纸污水治理的应用

造纸污水水量大,浓度高,可生化性差。传统采用的生化法处理这类造纸污水,投资大、运行费高,去除率低。近年的治理情况表明,较为经济实用的是物化法[1],在一些国家,已把处理技术的重点转到物化凝聚法的研究和开发[2]。EWP高效污水净化器是只有一级物化处理工艺的设备系统,对利用废纸再生桨料造纸的污水进行治理,达到以污染物去除率COD在90%;BOD在70%能上能下;SS在95%,经处理污水还可回用到生产上。

1、试验研究

1.1设备原理

造纸污水经絮凝反应后能分离出大量的污泥,这些含有纤维的絮状泥有类似活性碳的很好的吸附能力,以往的沉淀或气浮工艺,只把这些固形物分离,没有再充分发挥这些污泥的只附过滤作用。则EWP高效污水净化器就是利用这些絮凝反应后生成的絮凝沉淀物在净化器内形成一个稳定的、可连续自动更新的只附过港督流化床,令污染物起到活性碳的作用,使进入的污水除了得到平常混凝反应之后的固液分离效果外,还让污水得到过滤和吸附的净化处理,即可达到比普通的气浮或沉淀的物化处理工艺提高10-20%的去除率。由于EWP高效污水净化器没有用任何的滤料或填料作为滤床,不会堵塞,所以免除了砂滤池或其他过滤装置必需的反冲洗的麻烦和额外的动力消耗,更解决了处理装置偶然停用后滤料干涸板结造成的堵塞问题。EWP高效污水净化器是集污水絮凝反应、沉淀、吸附、过滤、污泥浓缩等功能于一体的设备。

1.2试验效果

在试验的五个月中,分六个阶段进行测试,表1结果表明试验达到要求目标。

经过三年多的运行,尽管进水浓度变化较大,但出水仍然比较好和稳定。表2监测结果表明,可达到去降率COD为92.5%,BOD78.5%,SS98.9%,达到项目的设计要求和国家标准。直接运行费用(药剂费0.25元,电耗0.2度)为0.38元/吨水。

对以废纸再生桨料造纸的废水,采用一级物化处理工艺的EWP高效污水净化器治理,具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行费用低、经处理废水能达标排放并可回用等优点。

六、高效垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍

工艺原理

人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法,其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统,当污水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。

方法特点

人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。

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