曝氣生物濾池—高效混凝沉淀工藝用于中度污染水質(zhì)處理地研究與應(yīng)用

1、PAGE1 / NUMPAGES7曝氣生物濾池高效混凝沉淀工藝用于中度污染水質(zhì)處理的研究與應(yīng)用摘要：本文采用曝氣生物濾池加高效混凝沉淀工藝處理城市污水處理廠二級出水或類似水質(zhì)原水回用于電廠的循環(huán)冷卻系統(tǒng)或其它工業(yè)生產(chǎn)，試驗(yàn)研究和工程實(shí)例證明本工藝處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，工藝流程簡單，而且運(yùn)行管理較為方便。1、概述隨著社會的發(fā)展，水資源緊缺的問題日益嚴(yán)重，水將成為制約社會發(fā)展的一項(xiàng)重要因素。目前我國缺水主要呈現(xiàn)水質(zhì)性缺水的特點(diǎn)，城市污水經(jīng)二級處理后出水直接排到水體，一方面增加了水體的自凈負(fù)荷，另一方面也是一種水資源的浪費(fèi)，所以保護(hù)資源除了從節(jié)約用水出發(fā)外，我們還要提高水處理技術(shù)水平，使得各種水

2、質(zhì)都能夠得到充分的利用，來解決目前的水資源緊缺問題。二級處理出水占不能直接利用的水資源的很大比例，如果得到進(jìn)一步處理，可以被應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)，這將對保護(hù)水資源、解決部分地區(qū)水質(zhì)性缺水問題會起到重要作用，為此本文介紹一種針對二級處理出水及相仿水質(zhì)原水的新型回用水處理工藝。2、工藝流程簡介2.1二級處理出水的一般水質(zhì)指標(biāo)如下：指標(biāo)名稱COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）磷（mg/L）NH3-N（mg/L）主要指標(biāo)1002020115以上各指標(biāo)為大多數(shù)污水廠的處理出水指標(biāo),不同水廠指標(biāo)略異。以上水質(zhì)一般可以用于灌溉等，但還不能滿足城市景觀水或工業(yè)用水的水質(zhì)要求。2.2工藝流程簡介：

3、針對以上及類似水質(zhì)，我們提出了一種能夠回用于電廠循環(huán)冷卻用水或其它一些工業(yè)用水的處理工藝，設(shè)計(jì)流程如下圖：二級出水調(diào)節(jié)水箱BAF高效混凝沉淀池出水回用混凝劑、液氯根據(jù)循環(huán)冷卻用水的水質(zhì)要求，把設(shè)計(jì)的工藝分為生物處理和物化處理兩部分。生物處理部分為曝氣生物濾池（BAF）。曝氣生物濾池實(shí)質(zhì)是生物膜的一種實(shí)現(xiàn)形式，是在曝氣池中填充生物陶粒，利用陶粒表面附著的生物膜降解水中污染物的處理單元。由于陶粒具有粒徑小，孔隙率大，堆積密度小，比表面積大等特點(diǎn)，陶粒表面容易附著生物膜。陶粒表面附著大量的生物膜，生物膜中生長著眾多種屬和數(shù)量的微生物，有好氧菌、兼氧菌、厭氧菌，所以曝氣生物濾池對水中的各種有機(jī)物都有一

4、個很好的去除作用，同時對氨氮也有很高的去除效率。物化處理法是通過向原水中投加混凝劑，經(jīng)過合理的反應(yīng)和沉淀來去除水中的懸浮物和膠體同時又可以去除水中的磷的一種物理化學(xué)處理方法。本次設(shè)計(jì)中采用高效混凝沉淀池作為物化處理單元，高效混凝反應(yīng)沉淀池是利用流體力學(xué)理論，通過折板和一些整流板來實(shí)現(xiàn)控制水的流態(tài)使得水在反應(yīng)池中的剪切力從大到小，使脫穩(wěn)膠體形成致密的污泥礬花，從而實(shí)現(xiàn)對絮凝合理控制，并保證絮凝反應(yīng)效果最佳且沉淀出水效果最好的一種反應(yīng)沉淀池。本單元特點(diǎn)：反應(yīng)時間短，沉淀池表面負(fù)荷高，沉淀池出水水質(zhì)好且出水穩(wěn)定，可以保證沉淀池出水濁度小于3NTU。曝氣生物濾池要求進(jìn)水中不能含有滅菌劑或影響生物活性的

5、混凝劑，而出水中會有大量細(xì)菌、懸浮物。根據(jù)這一工藝特點(diǎn)在其后布置高效混凝沉淀池，水力流程合理，運(yùn)行靈活方便，而且不必考慮投加藥劑對微生物的影響。2.3中試模型設(shè)計(jì)參數(shù)中試模型主要處理單元及流程如下：1、曝氣生物濾池：外型設(shè)計(jì)尺寸為8008007500mm，由鋼板焊制而成，曝氣生物濾池內(nèi)濾層厚度3.5m（4.5m）。設(shè)計(jì)水量為2m3/h，曝氣生物濾池的有效停留時間為1.5小時。本次試驗(yàn)采用的曝氣生物濾池為上向流式，即下部進(jìn)水，上部出水，濾池設(shè)有進(jìn)水管、曝氣管、反沖洗進(jìn)水管、反沖洗氣管、生產(chǎn)出水管、反沖洗出水管，系統(tǒng)進(jìn)水、進(jìn)氣管路上均裝有流量計(jì)，以計(jì)量水量、氣量。2、混凝沉淀池：池型為800150

6、02200mm，設(shè)計(jì)水量為2m3/h。反應(yīng)池的反應(yīng)時間為12min，沉淀池上升流速為2.4mm/s。3、中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論試驗(yàn)的進(jìn)水為城市二級處理沉淀出水，開始運(yùn)行二十天左右進(jìn)行掛膜馴化等實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備，不對水質(zhì)進(jìn)行檢測，只是觀察生物膜的生物相，二十天后，生物相狀態(tài)基本穩(wěn)定，生物膜基本成型，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測分析。系統(tǒng)啟動快是此新工藝主要特點(diǎn)。BAF生物陶粒采用自然掛膜方式，當(dāng)陶粒表面生物膜中的生物相穩(wěn)定后，即可認(rèn)為掛膜成功，此過程僅需要1020天時間。肉眼觀察生物陶粒表面無明顯生物膜，但在顯微鏡下，可看到陶粒表面周圍有不連續(xù)的生物膜（菌膠團(tuán)為主體）存在。高效混凝沉淀池注水即可正常運(yùn)行，因此BAF掛

7、膜成功可認(rèn)為整體系統(tǒng)啟動完成。以下是處理水量穩(wěn)定在2m3/h時的進(jìn)、出水檢測數(shù)據(jù)：3.1本系統(tǒng)對有機(jī)物的去除從上圖可以看出：本次試驗(yàn)的進(jìn)水COD為60140mg/L，出水COD維持在3050mg/L之間，COD的平均去除率在50左右。其余未被降解的部分多數(shù)成分為難生物降解有機(jī)物，這種水質(zhì)一般可以應(yīng)用于電廠的循環(huán)冷卻或一般工業(yè)生產(chǎn)中，如印染行業(yè)等。本工藝對比其它處理工藝對COD的去除效率高，且運(yùn)行穩(wěn)定。進(jìn)水為二級出水，因此原水可生化性較差，進(jìn)水COD為60140mg/L，出水COD維持在3050mg/L之間。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，BAF對原水COD的去除率僅為3040%，物化法高效混凝沉淀池對COD的

8、去除率可達(dá)到30，整套系統(tǒng)COD的平均去除率在50左右。實(shí)驗(yàn)的COD的容積運(yùn)行負(fù)荷為：2.14COD/m3d。對于有機(jī)物濃度比較低的進(jìn)水水質(zhì)，COD的容積負(fù)荷不宜太高。3.2本系統(tǒng)對氨氮的去除如上圖所示，進(jìn)水中的氨氮在50mg/L左右，在此負(fù)荷下，出水的氨氮可以控制在3mg/L以下，經(jīng)過投加氯氣，氨氮在投加氯氣的氧化作用下，出水氨氮值小于1mg/L，達(dá)到一般循環(huán)冷卻水的指標(biāo)要求，氨氮的去除率在95以上。對于一般的城市二級出水，氨氮值較低，一般小于15mg/L，經(jīng)本工藝處理后很容易滿足循環(huán)冷卻用水標(biāo)準(zhǔn)。本次實(shí)驗(yàn)氨氮的運(yùn)行容積負(fù)荷為1.07氨氮/m3d。3.3本系統(tǒng)對濁度的去除新工藝出水濁度低且穩(wěn)

9、定。原水為二級出水濁度較低，在818NTU之間，BAF通過濾料的截留作用，是出水的濁度穩(wěn)定在10NTU左右，高效混凝沉淀通過脫穩(wěn)的膠體形成污泥礬花在沉淀池中沉淀去除原水濁度，沉淀池出水濁度小于3NTU，整套系統(tǒng)對濁度的去除率在80以上。4、工程實(shí)例我國江浙的大部分城市內(nèi)河水污染嚴(yán)重，一般水質(zhì)指標(biāo)與城市二級排放的水質(zhì)相仿（主要是由于內(nèi)河水流速度慢，很多加工企業(yè)超標(biāo)準(zhǔn)排放造成）。工程實(shí)例是采用本技術(shù)處理XX某地區(qū)的污染河水，處理后用于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本工程處理規(guī)模為600m3/h，原水污染嚴(yán)重，一般水質(zhì)為河水溫度140，懸浮物25350mg/l，CODMn9.520.0mg/l，氨氮2.08.

10、0mg/l，色度1550度，水呈現(xiàn)暗綠色，有藻類漂浮。要求處理后出水為濁度小于3NTU，CODMn小于5mg/l，氨氮小于1.0mg/L，滿足電廠的用水要求。處理工藝流程為曝氣生物濾池混凝沉淀池，曝氣池體積為1320049008000mm，反應(yīng)沉淀池體積為9000130005500mm，曝氣量為23m3/min，曝氣鼓風(fēng)機(jī)功率為45kw，曝氣池出水經(jīng)過投加聚鋁后，直接進(jìn)入混凝沉淀池，同時在反應(yīng)池首端設(shè)一根投加液氯管道，定期投氯滅藻殺菌，出水直接進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)或化水車間?，F(xiàn)已經(jīng)運(yùn)行一年多，運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)容易停運(yùn)和再次啟動，運(yùn)行管理方便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理出水的水質(zhì)指標(biāo)可以穩(wěn)定為：指標(biāo)CO

11、MDn（mg/l）氨氮（mg/l）濁度（NTU）色度數(shù)值251135、結(jié)論1)對于二級出水，曝氣生物濾池加高效混凝沉淀處理工藝對氨氮具有很好的去除效果，氨氮去除率達(dá)95以上，氨氮負(fù)荷為N=1.07kg/(m3.d)，在此負(fù)荷下，氨氮的處理出水可以達(dá)到循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（氨氮小于1mg/L）；2)二級出水經(jīng)過新工藝處理，COD可以達(dá)到再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T95-2000（CODCr小于50mg/L），接近地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GHZB1-1999）IV；3)新工藝的出水濁度可以達(dá)到循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。4)新工藝抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)，沖擊負(fù)荷影響過后，系統(tǒng)可以很快恢復(fù)。參考文獻(xiàn)：1

12、.王占生，X文君。微污染水源飲用水處理。：，19992.李汝琪，錢易，孔波等。曝氣生物濾池去除污染物的機(jī)理研究。環(huán)境科學(xué)，1999，20（6）：49523.X文妍，朱亮，薛紅琴。微污染水源生物預(yù)處理氨氮去除影響因素探討。給水排水，2002，28（11）：1 34.吳為中，王占生。水庫水源水生物陶粒濾池預(yù)處理中試試驗(yàn)研究。環(huán)境科學(xué)。1999，20（3）：25285.戴之荷。受污染水處理技術(shù)在我國的應(yīng)用。給水排水。2002，28（1）：8126.王紹文。慣性效應(yīng)在絮凝中的動力學(xué)作用。中國給水排水，1998，14（2）：13-167.赫俊國，等。微渦旋混凝低脈動沉淀技術(shù)處理低溫、低濁水。中國給水排水，1999，15（4）：17-198.Ursvongunrenetal.,By-productsformationduringdrinkingwaterdisinfection:atooltoassessdisinfectionefficiency?,Wat.Res.,2001,35(8):209520999.JorgPietschetal.,Polarnitrogencomp