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糞便濾后液處理混凝+兩級(jí)A/O+MBR技術(shù)

糞便濾后液處理混凝+兩級(jí)A/O+MBR技術(shù)

2024-10-31 17:02:32 0

糞便濾后液是糞便經(jīng)過固液分離之后,經(jīng)加藥離心脫水產(chǎn)出的廢水,其特性如下:COD、TN、TP等濃度較高;②可生化性較好。若該廢水直接排入污水處理廠,會(huì)對(duì)污水處理系統(tǒng)造成沖擊負(fù)荷,甚至直接影響后端納管污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。以杭州市某糞便無(wú)害化處理廠糞便濾后液處理工程為例,介紹了工藝流程、設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行效果,以期為國(guó)內(nèi)同類廢水的處理提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1、工程概況

該糞便無(wú)害化處理廠設(shè)計(jì)糞便處理規(guī)模為100m3/d,糞便無(wú)害化處理生產(chǎn)線主要設(shè)備包括卸糞系統(tǒng)、固液分離機(jī)系統(tǒng)、絮凝脫水系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、泵房系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、自控及中控系統(tǒng)。糞便無(wú)害化處理工藝流程為糞便經(jīng)粗格柵和一體化固液分離機(jī)處理后,泥漿經(jīng)加藥混凝,隨后進(jìn)入離心脫水機(jī),進(jìn)行脫水處理。三道工序產(chǎn)生的糞渣輸送到焚燒廠進(jìn)行焚燒處理,糞便濾后液經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理后排至附近污水處理廠統(tǒng)一處理。

糞便濾后液的污染物成分簡(jiǎn)單,水質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定。廢水處理工藝以去除有機(jī)物、氨氮和總氮為主。該廢水處理后排放水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),總氮與總磷執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)的C級(jí)限值要求。該廠糞便濾后液水量較小,且考慮到場(chǎng)地緊張,因此,采用一體化鋼制設(shè)備進(jìn)行處理。

2、設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)

2.1 設(shè)計(jì)水量

該糞便無(wú)害化處理廠設(shè)計(jì)糞便處理規(guī)模為100m3/d,考慮變化系數(shù)和日后區(qū)域發(fā)展,污水處理站設(shè)計(jì)水量為100m3/d

2.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)參照糞便處理廠現(xiàn)有基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),該濾后液處理后排放的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),總氮與總磷執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)的C級(jí)限值要求。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

3、處理工藝

該工程糞便濾后液的進(jìn)水B/C=0.5,可生化性好,主體工藝可采用缺氧-好氧生物處理工藝。考慮到糞便濾后液主要污染物為COD、TP、TNNH3-N且進(jìn)水污染物濃度較高及用地緊張等因素,故主體工藝采用兩級(jí)A/O+MBR生物脫氮法,這是一種傳統(tǒng)活性污泥法與高效膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型高效污水處理工藝。兩級(jí)A/O工藝具有脫氮除磷效果好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),MBR將生化降解作用和膜分離作用的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合,同時(shí),MBR采用有機(jī)平板膜,平板膜具有抗污染性高的優(yōu)點(diǎn),可減少清洗次數(shù)。

糞便濾后液處理工藝流程如圖1所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

廠區(qū)產(chǎn)生的糞便濾后液進(jìn)入現(xiàn)有調(diào)節(jié)提升池,調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,隨后經(jīng)泵提升到混凝反應(yīng)池。投加混凝劑(PAC)、助凝劑(PAM)并進(jìn)行攪拌,與廢水中的雜質(zhì)、懸浮物反應(yīng)形成膠體絮團(tuán)。混凝反應(yīng)池處理出水自流進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離,沉淀池出水進(jìn)入生化系統(tǒng)。

在兩級(jí)A/O處理系統(tǒng)中,利用生化池內(nèi)環(huán)境條件的串聯(lián)變化,強(qiáng)化了脫氮除磷作用,并去除大量有機(jī)物。出水進(jìn)入MBR池,由于MBR膜對(duì)活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)具有截留作用,使反應(yīng)池內(nèi)活性污泥濃度大大提高,水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間可以得到控制,而難降解的物質(zhì)在池中不斷反應(yīng)、降解,同時(shí),MBR池的混合液分別回流至前端1#缺氧池與2#缺氧池,以保證反硝化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和前端生化處理系統(tǒng)有足夠且穩(wěn)定的生物群體。MBR膜池出水進(jìn)入儲(chǔ)水池,可達(dá)標(biāo)排放。

沉淀池污泥與MBR膜池產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)入污泥儲(chǔ)池,隨后污泥與糞便處理廠內(nèi)經(jīng)第二道一體化固液分離機(jī)處理后的糞便一并處理,經(jīng)加藥處理后輸送到第三道脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理。污泥儲(chǔ)池內(nèi)的上清液回流到調(diào)節(jié)提升池。

4、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

該工程處理系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)提升池、一體化設(shè)備、儲(chǔ)水池以及風(fēng)機(jī)房構(gòu)成。調(diào)節(jié)提升池由廠區(qū)原有出水泵井改造而成,為全地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一體化設(shè)備采用全地上304不銹鋼設(shè)備,包含混凝反應(yīng)池、沉淀池、1#缺氧池、1#好氧池、2#缺氧池、2#好氧池、MBR膜池、膜清洗池、污泥儲(chǔ)池、泵房及配電間。儲(chǔ)水池采用全地上不銹鋼304,風(fēng)機(jī)房采用全地上鋼棚結(jié)構(gòu)。

主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

5、調(diào)試及運(yùn)行效果

5.1 調(diào)試情況

該工程于201911月底開始系統(tǒng)調(diào)試,生化系統(tǒng)接種的污泥采用當(dāng)?shù)厥姓鬯幚韽S脫水污泥。污泥馴化后,系統(tǒng)開始調(diào)試,至201912月底,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì),調(diào)試工作結(jié)束,系統(tǒng)投入運(yùn)行。

①物化系統(tǒng)

通過加藥系統(tǒng)向混凝反應(yīng)池內(nèi)投加10%PAC0.1%PAM,根據(jù)進(jìn)水水量確定投加量及投加比,從而達(dá)到良好的絮凝效果。

②生化系統(tǒng)

在調(diào)試階段,整個(gè)生化系統(tǒng)pH控制在7.0左右,水溫控制在20~30℃。1#缺氧池DO值控制在0~0.2mg/L,1#好氧池DO值控制在2~4mg/L,2#缺氧池DO值控制在0.2~0.5mg/L2#好氧池DO值控制在2~4mg/L,MBRDO值控制在2~4mg/L。經(jīng)過30d調(diào)試后,菌膠團(tuán)發(fā)育良好,污泥濃度(MLSS)保持在3500mg/L左右,標(biāo)志著活性污泥馴化完成。

在調(diào)試期間,缺氧池的DO值會(huì)出現(xiàn)偏高的情況,因此,需調(diào)節(jié)MBR池曝氣風(fēng)量以控制池內(nèi)DO值在規(guī)定范圍內(nèi),以降低回流對(duì)缺氧池的影響,從而保證脫氮效果。

5.2 運(yùn)行效果

調(diào)試完成后,該污水處理系統(tǒng)投入運(yùn)行,在為期3個(gè)月的性能考核期內(nèi),出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。

該工程對(duì)COD的去除效果如圖2所示。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

對(duì)NH3-N、TN、TP、SS的去除效果分別見圖3~6。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

進(jìn)水COD780~1580mg/L,大部分在1000mg/L左右波動(dòng),經(jīng)過混凝沉淀、兩級(jí)A/O處理,并輔以MBR平板膜處理,借助MBR平板膜的高截留特性,使污泥濃度保持在較高水平,提高了對(duì)有機(jī)物的去除效率,從而使出水COD穩(wěn)定在100mg/L以下,COD去除率可達(dá)到94%以上。

進(jìn)水NH3-NTN偏高且波動(dòng)較大,分別在80~160mg/L以及140~260mg/L范圍內(nèi),但該系統(tǒng)的脫氮效果顯著,出水NH3-N基本穩(wěn)定在10mg/L以下,出水TN基本穩(wěn)定在15mg/L以下,去除率均可穩(wěn)定達(dá)到90%以上。糞便濾后液進(jìn)水TP濃度較設(shè)計(jì)水質(zhì)偏高,但出水TP穩(wěn)定在3mg/L以下,去除率可達(dá)91%以上。系統(tǒng)進(jìn)水SS穩(wěn)定在設(shè)計(jì)水質(zhì)范圍內(nèi),經(jīng)過混凝沉淀以及MBR平板膜的截留作用,出水SS基本穩(wěn)定在20mg/L以下,去除率可達(dá)92%以上。該系統(tǒng)主要產(chǎn)生物化污泥和生化污泥,含水率為98%的濕污泥量排放量約為3.0m3/d

根據(jù)對(duì)運(yùn)行水質(zhì)的分析,該工程工藝流程設(shè)計(jì)合理,各處理單元均發(fā)揮了污染物處理效果,系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,對(duì)COD、NH3-N、TNTP以及SS均有較好的去除效果。

該系統(tǒng)中各處理單元對(duì)主要污染物的去除效果見表3。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

兩級(jí)A/O可去除大量有機(jī)物,并結(jié)合MBR平板膜,將生化降解和膜分離的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合,可使COD去除率得到保障。在該系統(tǒng)中,對(duì)NH3-NTN去除率可達(dá)90%以上,主要依賴兩級(jí)A/O的強(qiáng)脫氮作用。在1#好氧池的亞硝酸菌和硝酸菌的作用下,將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮及硝態(tài)氮,回流至1#缺氧池內(nèi),反硝化菌將硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成N2,從而達(dá)到脫氮的效果。隨后又通過2#缺氧池及2#好氧池進(jìn)一步保障脫氮效率。在一級(jí)A/O對(duì)NH3-NTN去除率達(dá)到80%以上的情況下,二級(jí)A/O進(jìn)一步進(jìn)行硝化、反硝化作用,同時(shí)MBR平板膜有利于增殖緩慢的硝化菌、反硝化菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖,從而達(dá)到高效的脫氮效果。該系統(tǒng)TP去除率也較高,通過加藥混凝沉淀去除大量磷酸鹽,去除率可達(dá)80%,并輔以微生物的同化和生物除磷作用以達(dá)到除磷效果。通過加藥混凝沉淀以及MBR平板膜的截留特性,出水SS穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。MBR的高效截留特性,將活性污泥截留在處理系統(tǒng)內(nèi),保持系統(tǒng)內(nèi)較高污泥濃度,提高了對(duì)有機(jī)物的去除效果,進(jìn)一步保證了出水水質(zhì)??梢?,經(jīng)過該系統(tǒng)處理后,各出水指標(biāo)均可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

6、投資及成本分析

該糞便濾后液新增污水處理系統(tǒng)占地面積為130m2,處理量為100m3/d,總投資為260萬(wàn)元,總裝機(jī)功率為47kW,使用功率為25.5kW。根據(jù)運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),電費(fèi)約1.364/m3,藥劑費(fèi)約0.255/m3,人工費(fèi)約2.667/m3,直接運(yùn)行成本為4.286/m3(不含設(shè)備折舊費(fèi))。

7、結(jié)論

①針對(duì)杭州市某糞便無(wú)害化處理廠產(chǎn)生的100m3/d糞便濾后液,采用混凝+兩級(jí)A/O+MBR工藝進(jìn)行處理。該系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷較強(qiáng),對(duì)CODNH3-N、TNTPSS均有良好的去除效果。系統(tǒng)出水COD<100mg/L,NH3-N<25mg/LTN<45mg/L,TP<5mg/L,SS<30mg/L,滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)的C級(jí)限值要求。

②該工程采用MBR平板膜工藝,可將微生物截留在系統(tǒng)內(nèi),保持較高的污泥濃度,有利于菌種的生長(zhǎng)與繁殖,提高系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效果。同時(shí),平板膜抗污染性高,可減少清洗次數(shù),節(jié)約運(yùn)行成本。

③該工藝具有占地小、操作簡(jiǎn)單、管理方便、運(yùn)行成本較低、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在糞便濾后液處理中具有重要作用,可為國(guó)內(nèi)同類廢水的處理提供工程經(jīng)驗(yàn)參考。(來源:浙江省環(huán)境工程有限公司)

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