d氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用.doc

氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用1、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理工藝概述生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化。這種處理法使細(xì)菌和菌類(lèi)的微生物、原生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤(pán)境料載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物性污泥生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)中，微生物代謝所需的溶解氧通過(guò)設(shè)在生物轉(zhuǎn)盤(pán)下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤(pán)表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)空氣罩使轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)離開(kāi)污水時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)由接觸反應(yīng)槽、填料、轉(zhuǎn)軸、空氣罩等組成。一般填料為蜂窩狀塑料，由鋼結(jié)構(gòu)支撐，中心貫以轉(zhuǎn)軸。填料四周的空氣罩由環(huán)氧玻璃鋼構(gòu)成。轉(zhuǎn)軸兩端安放在半圓形接觸反應(yīng)槽(即氧化槽)的支座上。轉(zhuǎn)盤(pán)的40一50浸沒(méi)在槽內(nèi)污水中，轉(zhuǎn)軸高出水面1025cm。一般情況下，三到四只轉(zhuǎn)盤(pán)串聯(lián)成一個(gè)系列，多個(gè)系列轉(zhuǎn)盤(pán)之間并聯(lián)布置。氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)有：轉(zhuǎn)盤(pán)級(jí)數(shù)(一般三到四級(jí))；容積面積比(可介于59之間)：BOD面積負(fù)荷(20gm2d)；水力負(fù)荷(200Lm2d)；浸沒(méi)率(一般介于4050之間)；轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度(一般每分鐘0.83轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣線(xiàn)速度以每分鐘20m左右為宜)。2、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法的特征(1)微生物相方面特征a.參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)有適于微生物生長(zhǎng)棲息、繁殖的穩(wěn)定環(huán)境，宜于生長(zhǎng)繁殖。生物膜固定在填料上，其污泥齡較長(zhǎng)。在生物轉(zhuǎn)盤(pán)上能夠生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)，生物轉(zhuǎn)盤(pán)上有時(shí)還出現(xiàn)絲狀菌，而且沒(méi)有污泥膨脹之虞。在日光照射的部位，還出現(xiàn)藻類(lèi)。b.每級(jí)都有優(yōu)占微生物氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法分級(jí)處理，在每級(jí)都有生長(zhǎng)繁育與進(jìn)入本級(jí)污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并自然地成為優(yōu)占種屬，這種現(xiàn)象對(duì)有機(jī)污染物的降解是十分有利的。c.微生物濃度高 特別是最初幾級(jí)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)盤(pán)上生物膜如折算成曝氣池的MLVSS，可達(dá)4000060000mgL，F(xiàn)M比為0.050.1。而活性污泥法的MLVSS一般在15003000mg/L之間，F(xiàn)M值在0.2一0.4之間，這是氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)效率較高的一個(gè)主要原因。 (2)處理工藝方面特征a.對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理工藝，對(duì)人流水量、水質(zhì)的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。即使中間停止一段時(shí)間進(jìn)水，對(duì)生物膜的凈化功能也不會(huì)帶來(lái)明顯的障礙，能夠很快地得到恢復(fù)。b.易于固液分離，即使產(chǎn)生大量的絲狀菌，在二沉池中也無(wú)污泥上浮現(xiàn)象發(fā)生c.能夠處理低濃度污水活性污泥法處理系統(tǒng)，如進(jìn)水BOD5在5060mg/L以下，絮凝體形成惡化，處理水質(zhì)低下，但是，氣動(dòng)生物盤(pán)法處理系統(tǒng)對(duì)濃度低的污水，也能夠取得較好的處理效果，可使BOD5為20mg/L的污水降至5-10mg/L。d、動(dòng)力費(fèi)用低氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法去除單位質(zhì)量BOD5的耗電量較傳統(tǒng)活性泥法少。e、產(chǎn)生的污泥量少一般說(shuō)來(lái)，產(chǎn)生的污泥量比活性污法減少1/4。f、具有較好的硝化與脫氮功能氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)具有良好的硝化功能，如采取措施得當(dāng)，還有進(jìn)行脫氨水的功能。g、驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)單與普通生物轉(zhuǎn)盤(pán)法相比，氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，無(wú)需多臺(tái)電機(jī)及減速裝置，而且在相同轉(zhuǎn)速下，接觸反應(yīng)槽內(nèi)的溶解氧濃度比普通生物轉(zhuǎn)盤(pán)高。二、工藝流程以淮陰市北京新村污水處理廠(chǎng)為例，該廠(chǎng)日處理能力40000噸，其處理工藝流程如下：本流程中氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)采用直徑3m高效轉(zhuǎn)盤(pán)32臺(tái)，每臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)填料折表面積1500m2。每四臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)在鋼筋混凝土接觸反應(yīng)槽中，槽直徑3.5米，供氣由鼓風(fēng)機(jī)房送出，鼓風(fēng)機(jī)房裝有三臺(tái)LG300400-1羅茨鼓風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)配用電機(jī)功率15KW，設(shè)計(jì)二用一備，實(shí)際只開(kāi)一臺(tái)風(fēng)機(jī)。全部生物盤(pán)設(shè)在室內(nèi)，起保溫作用。轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度每分鐘2轉(zhuǎn)，接觸氧化槽內(nèi)溶解氧濃度大于2mg/L，容積面積比8L/m2。設(shè)計(jì)水力負(fù)荷86L/m2.d，BOD面積負(fù)荷9g/m2.d。說(shuō)明：由于廠(chǎng)外管線(xiàn)分流不完善，汛期污水有機(jī)物濃度較低。三、運(yùn)轉(zhuǎn)情況及有關(guān)問(wèn)題討論1、掛膜情況以南京鎖金村污水處理廠(chǎng)的活性污泥接觸掛膜為例，11月份運(yùn)行，當(dāng)時(shí)平均室溫11，水溫13，經(jīng)過(guò)1個(gè)月時(shí)間，生物膜生長(zhǎng)良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。轉(zhuǎn)盤(pán)生物膜形態(tài)如下表：輕盤(pán)級(jí)數(shù)一二三四生物膜厚度（mm）4321.5生物膜顏色灰淺褐黃黃氧化槽內(nèi)污水顏色褐黃淺黃微清轉(zhuǎn)速（r/min）22222、處理效果（1）低負(fù)荷時(shí)當(dāng)日處理量為2000噸時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)水力負(fù)荷為41.7L/m2d，BOD面積負(fù)荷為4.1g/m2d，末級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)出水DO濃度大于4.5mg/L，現(xiàn)以93年為例，全年進(jìn)出廠(chǎng)水質(zhì)情況如表達(dá)式：表1BOD5（mg/L)SS（mg/L）COD（mg/L）高值低值平均高值低值平均高值低值平均進(jìn)水227.2120.38140.59214.1250.96122.06450.4525.14364.16出水19.835.1310.6129.038.0214.3260.710.6720.71去除率（%）91.374.892.586.484.388.686.657.694.3（2）滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)當(dāng)日處理量為3900噸時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)水力負(fù)荷為81.2L/m2.d，BOD面積負(fù)荷為7.7g/mm2.d，末級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)出水DO值大于2mg/L，處理效果如下表2: 表2BOD5（mg/L)SS（mg/L）COD（mg/L）高值低值平均高值低值平均高值低值平均進(jìn)水183.1526.83135.61196.1742.34119.14364.5234.58298.43出水28.175.7125.2740.137.0620.5450.2516.5240.52去除率（%）84.678.781.479.583.382.886.252.286.由于滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，只開(kāi)一臺(tái)風(fēng)機(jī)，供氣量偏低，處理效果有所下降，但出廠(chǎng)水質(zhì)已達(dá)到GB8979-1996規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。3、與傳統(tǒng)工藝比較（1）處理效果以無(wú)錫蘆村污水處理廠(chǎng)為例進(jìn)行比較，蘆村廠(chǎng)采用傳統(tǒng)曝氣法，日處理能力5萬(wàn)噸。94年處理水量1778萬(wàn)噸，進(jìn)、出廠(chǎng)水質(zhì)情況如下表3：表3BOD5（mg/L)SS（mg/L)COD(mg/L)進(jìn)水253.57222.88340.75出水10.6723.8123.38去除度（%）94.2889.3292.33 與上述氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法處理效果相比，可以看出，二者處理效果相差不大。 可以看出，采用氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法的北京新村污水處理廠(chǎng)能耗最低，平均只有傳統(tǒng)活性泥法的一半。 （2）能耗 筆者在95年四月份參加了全省城市污水處理廠(chǎng)普查，現(xiàn)將普查中得到的幾座采用傳統(tǒng)活性污泥法的城市污水處理廠(chǎng)的能耗與淮陰市北京新村污水處理廠(chǎng)的能耗比較如下表4：表4廠(chǎng)名工藝處理能力（萬(wàn)噸/日）94年處理水量（萬(wàn)噸）耗電量（萬(wàn)度）噸水耗電量（度/噸）無(wú)錫蘆村污水處理廠(chǎng)傳統(tǒng)活性污泥法51778.00286.270.16蘇州城西污水處理廠(chǎng)同上1.25391.17116.870.30蘇州城南污水處理廠(chǎng)同上0.5114.9323.100.21蘇州城東污水處理廠(chǎng)同上2.5775.26106.470.14淮陰北京新村污水廠(chǎng)氣動(dòng)生物盤(pán)法0.4140.1515.240.11（3）投資現(xiàn)將上述幾座城市污水處理廠(chǎng)的工程的造價(jià)列表如下（表5）：表5廠(chǎng)名處理能力（萬(wàn)噸/日）建設(shè)年月總造價(jià)（萬(wàn)元）噸處理能力造價(jià)（萬(wàn)/噸）無(wú)錫蘆村污水處理廠(chǎng)51998.86753.01350.6蘇州城西污水處理廠(chǎng)1.251981.91300.91040.7蘇州城南污水處理廠(chǎng)0.51984.3114.8229.6蘇州城東污水處理廠(chǎng)2.51988.101081.4432.6淮阻北亦新村污水廠(chǎng)0.41986.7300.0750.0(備注：無(wú)錫蘆村廠(chǎng)還包括另有5萬(wàn)噸的一級(jí)處理投資)根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，氣動(dòng)生動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)法處理工藝與普通生物轉(zhuǎn)盤(pán)法相比，少了污泥回流系統(tǒng)，卻多了昂貴的生物轉(zhuǎn)盤(pán)，因而造價(jià)應(yīng)該是比較高的。 (4)運(yùn)行管理氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，生動(dòng)膜微生物吸附在轉(zhuǎn)盤(pán)填料上，與傳統(tǒng)活性污泥法相比，不需要污泥回流，即使在缺氧條件下，產(chǎn)生絲狀菌，也不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。如需停止運(yùn)行一段時(shí)間，重新運(yùn)行，處理效果很快得到恢復(fù)。在訊期，由于管網(wǎng)分流不完善，進(jìn)水BOD5小于40mgL時(shí)，仍能進(jìn)行處理，這是傳統(tǒng)活性污泥法無(wú)法企及的。長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在正常負(fù)荷下，只要初沉池、二沉池每天排泥一到兩次，生物轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速維持在每分鐘2轉(zhuǎn)左右，出廠(chǎng)水質(zhì)都能達(dá)標(biāo)。4、存在問(wèn)題 轉(zhuǎn)盤(pán)材質(zhì)轉(zhuǎn)盤(pán)支撐填料的鋼結(jié)構(gòu)骨架長(zhǎng)期在污水中浸泡，腐蝕嚴(yán)重，23年需進(jìn)行一次油漆，采用船用防水防腐漆，油漆一次要拆境料、空氣罩等。工作量很大，如采用不銹鋼骨架，每臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)的成本增至10多萬(wàn)元，一次投資太大。轉(zhuǎn)盤(pán)填料塑料，以及環(huán)氧玻璃鋼制成的空氣罩使用壽命不會(huì)超過(guò)10年，需要研制替代材料。風(fēng)量調(diào)節(jié)、小區(qū)的污水量時(shí)變化系數(shù)較大，在泵房停止供水時(shí)，為了維持氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)微生物的活性，羅茨鼓風(fēng)機(jī)仍需照常運(yùn)轉(zhuǎn)供氣，造成電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。如安裝變頻調(diào)速裝置，必要時(shí)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少供氣量，無(wú)疑對(duì)進(jìn)一步降低能耗是非常有意義的。偏重因無(wú)變頻調(diào)速裝置，有時(shí)為了節(jié)電，在停止供水時(shí)，風(fēng)機(jī)也停止運(yùn)行數(shù)小時(shí)，重新啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，原來(lái)浸在水中的部位，膜變黑且重，致使轉(zhuǎn)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻，均重時(shí)則不能運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是首級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)。解決偏重問(wèn)題的有效措施是給風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速。四、結(jié)論1、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理工藝運(yùn)行可靠，管理簡(jiǎn)便，無(wú)需污泥回流，無(wú)污泥膨脹之虞。2、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法較傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)能近12，從而大大降低了日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。3、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)法處理效果與傳統(tǒng)活性污泥法相近，但當(dāng)供氣量不足時(shí)，處理效果有所降低。4、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的材質(zhì)是影響該工藝推廣的關(guān)鍵因素，該工藝的造價(jià)也較傳統(tǒng)活性污泥法偏高。氣浮+過(guò)濾工藝處理礦井廢水礦井水在外排過(guò)程中，水中部分溶解性雜質(zhì)被氧化，有的物質(zhì)析出，化學(xué)性質(zhì)有所改變，如直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。本工程要求將處理后的礦井排水用于洗浴用水，這對(duì)節(jié)約水資源是十分有益一、水質(zhì)水量及處理要求1.水量處理水量2200m3/d,工藝本身自用水量取10%，設(shè)計(jì)水量為2400m3/d。2.水質(zhì)根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果以及處理要求，設(shè)計(jì)水質(zhì)見(jiàn)表。設(shè)計(jì)水質(zhì)懸浮物(mg/L)CODcr(mg/L)油(mg/L)細(xì)菌(個(gè)/1)凈化前1007010凈化后3201100二、工藝流程設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)家有關(guān)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范和適用單位要求，設(shè)計(jì)工藝流程如圖所示：礦井水處理與回用工藝流程如圖三、工藝流程設(shè)計(jì)說(shuō)明1.集水調(diào)節(jié)池污水經(jīng)格柵進(jìn)入集水池，在集水池內(nèi)設(shè)潛污泵，將污水提升到混合反應(yīng)器中。輸水干管上設(shè)有流量計(jì)，記錄污水流量。2.混合反應(yīng)器內(nèi)設(shè)機(jī)械攪拌器1臺(tái)，刮渣機(jī)1臺(tái)，溶氣釋放器10個(gè)(DN25),污水在混合反應(yīng)器內(nèi)與混凝劑充分混合反應(yīng)后，廢水中細(xì)小的懸浮雜質(zhì)逐漸形成較大絮體，進(jìn)入氣浮池。3.氣浮池混合反應(yīng)器污水中懸浮雜質(zhì)形成的礬花在氣浮器底部與溶氣釋放器的溶氣水相遇，溶氣水進(jìn)入底部后突然減壓，礬花與溶氣水中微小氣泡發(fā)生碰撞，當(dāng)?shù)\花吸附一定量氣泡后，逐漸上浮到水面。而下部的水變清流如水中間水箱。4.砂濾、短纖維過(guò)濾、精濾、超濾氣浮出水經(jīng)二次提升泵依次進(jìn)入砂濾、短纖維過(guò)濾、精濾及超濾，出水可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。四、設(shè)計(jì)造價(jià)估算設(shè)計(jì)造價(jià)估算表序 號(hào)名 稱(chēng)規(guī) 格單 位數(shù) 量單價(jià)(萬(wàn)元)總價(jià)(萬(wàn)元)1一次提升泵WQK100-7-4Q100m3/h,H7m,N4kw臺(tái)20.721.442氣浮凈水機(jī)SG-50型N9(0.37+0.75）kw套215.631.23溶氣罐SJ-800型臺(tái)23.46.84儲(chǔ)氣罐SA-1000型臺(tái)11.641.645小型空壓機(jī)D-0.6-7型 Nkw臺(tái)10.470.476溶