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淺談幾種汙水處理技術

發布時間:2008-07-29

一、連續循環曝氣係統(CCAS)
A、CCAS工藝簡介
CCAS工藝,即連續循環曝氣係統工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續進水式SBR曝氣係統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型汙水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模汙水處理廠。進入60年代後,自動控製技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛采用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了“采用間歇反應器體係的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性汙泥工藝”。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控製的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對汙水預處理要求不高,隻設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的汙水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內汙水中的大部分可溶性BOD被活性汙泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照“曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水(Decant)”程序周期運行,使汙水在“好氧-缺氧”的反複中完成去碳、脫氮,和在“好氧-厭氧”的反複中完成除磷。各過程的曆時和相應設備的運行均按事先編製,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,汙水和汙泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反複運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控製幾乎不可能,全賴電腦控製,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市汙水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境汙染成了一大難題。城市汙水是目前江河湖泊水域汙染的重要原因,是製約許多城市可持續發展的主要原因之一。“環境保護”是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策製定的2000年治理目標,要求城市汙水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市汙水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活汙水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市汙水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標誌。近200年來,城市汙水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理汙水,並回用。處理工藝也從傳統活性汙泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市汙水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市汙水處理率隻有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市汙水處理係統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市汙水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控製總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是汙水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)占地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大麵積水體環境的富營養化,汙水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排汙單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準。這就意味著今後絕大多數城市汙水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控係統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的汙水處理廠大都采用先進的計算機管理和自控係統,保證了汙水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方麵還比較落後。計算機控製和管理也必將是我國城市汙水處理廠發展的方向。
C、幾種處理係統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市汙水處理係統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外汙水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市汙水處理廠處理工藝大都采用一級處理和二級處理。一級處理是采用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是采用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性汙泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度汙水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們麵臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市汙水變為城市供水水源。城市汙水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市汙水經淨化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市汙水再生回用工程包括汙水收集係統、汙水淨化處理技術及其係統、出水輸配係統、回用水應用技術和監測係統。其中汙水淨化再生技術及其係統是關鍵,汙水淨化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的“一級處理”及“二級處理”水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度汙水的淨化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線隻能進一步附加傳統的“三級處理”設備係統,既回避不了龐大複雜的傳統二級生化處理係統,也回避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理係統。這些恰恰是實現汙水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要淨化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標準並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的汙水處理新技術和新設備。
最新發明的“SPR高濁度汙水淨化係統”(美國發明專利 )將汙水的“一級處理”和“三級處理”程序合並設計在一個SPR汙水淨化器罐體內,在30分鍾流程裏快速完成 。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度汙水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機汙水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。隻需用相當於常規的一 、二級汙水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市汙水的再生和回用。
SPR汙水處理係統首先采用化學方法使溶解狀態的汙染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界麵的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機汙染物、色度等從汙水中分離出來;然後采用微觀物理吸附法將汙水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度汙水淨化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;汙泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於汙泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的汙泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次汙染。
最新發明的SPR汙水淨化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、占地少、淨化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市汙水的再利用開創一條新路。城市汙水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
SPR汙水處理係統與眾不同的技術特點
1 。城市生活汙水和處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管道 、汙水泵 葉輪、蛇形反應管和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合時間 、和水力學結構數據設計 ,得以十分充分的混合 ,為取得最佳混凝淨化效果和最大限度地節省藥劑創造了前提條件。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的 。
2 。SPR係統處理城市汙水時,采用五種以上汙水處理藥劑及其最佳配方組合使用 ,靠化學反應使汙水中溶解狀態的有機汙染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界麵的微小顆粒 (它包含有汙水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機汙染物和色度 。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸杆菌 。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團。這樣發揮各藥劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用藥方式是與常規的物理化學法不相同的 。而且SPR係統使用的組合藥劑配方,隻能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR汙水淨化器及其係統裏才能充分發揮作用 ,在常規的水工係統裏是無法使用的。
3 。SPR係統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方,借助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑 ,不致因加藥過量而造成藥劑殘留在淨化後的出水中,而且動力消耗很少 。
4 。SPR汙水淨化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的,形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數 ,並且有凝聚吸附所需的最佳流速環境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規水工裝置無法比擬的。
5 。根據混凝形成的絮團實際狀況 ,準確確定了SPR汙水淨化器內部的水動力學數據 ,使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分致密的懸浮泥層 。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾,才能升流到罐體上部的清水匯集區 。它十分成功地起到了汙水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。
這個致密的懸浮泥層是由汙水中的汙泥及混凝藥劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動,使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ;同時 ,隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動,引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ,上表層不斷減少 、變薄 。這樣,懸浮泥層的厚度達到一個動態的平衡 。當混凝後的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ,此絮體濾層靠界麵物理吸附和電化學特性及範德華力的作用 ,將懸浮膠體顆粒 、絮體、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ,使出水水質達到三級處理的水平 。由於泥層是由絮體組成 ,致密度高 ,過濾效率遠遠高於常規的沙粒層過濾 ;由於是處於懸浮狀態的絮體泥層作濾層,其過濾的水頭(阻力)損失非常小 ,所以動力消耗遠遠低於常規的砂層過濾 、微孔過濾 、或反滲透膜過濾;又由於過濾泥層是淨化過程中由汙水中的汙泥自動補充添加 ,又自動被引走,即過濾泥層自身在不斷地更新 ,過濾泥層總是保持著穩定的厚度,而且總是保持著穩定的物理吸附和電化學吸附性能 ,因此能獲得穩定的過濾效果 。而且完全免去了常規係統中必不可少的過濾層的反衝洗以及反衝洗帶來的眾多麻煩。這種結構和原理與常規的三級汙水處理的過濾裝置是完全不同的 ,這裏沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ,投資省 、動力消耗小、運行費用低是SPR係統的必然優勢。
6 。SPR係統選用的絮凝劑,同時也是良好的汙泥助濾劑 ,所以 ,係統最後排出的汙泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑 ,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以製成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次汙染的問題。它沒有傳統的生化法產生的汙泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。
7 。本類型汙水淨化器曾開機運行處理過養豬場汙水 、養雞場汙水 、煤礦礦井坑道汙水、生豬屠宰場汙水 、高粱釀酒廠酒糟汙水 、紡織印染汙水、再生紙造紙汙水和城市生活汙水等等含有大量有機汙染物和氨氮的汙水;也成功應用於陶瓷廠汙水、牆地磚廠汙水、大理石水磨拋光汙水、洗煤汙水、燃煤鍋爐濕法除塵汙水、石英砂洗砂汙水等懸浮物含量極高的汙水的淨化和回用。各地權威檢測部門測試了汙水淨化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 :氨氮去除率可以達到85%,總氮去除率可達95% ,有機氮去除率可達96% ,BOD去除率可達95% ,懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ,出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本淨水係統在低投資、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規的物化法和生物化學法的一級 、二級處理係統都無法達到的 。
除發達國家有專門的城市生活汙水管路係統外,實際的城市汙水往往混入有許多工業汙水,可生化性差和汙染物成分不規則地快速變化是我們麵臨的現實,而針對降解某種有機汙染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長,所以,傳統生化係統難以適應當今愈來愈工業化了的城市的汙水。SPR係統已擁有處理眾多工業汙水的適應能力和物化法具有的快速應變能力,容易通過自動化的手段應付係統入口汙水水質的變化,保持穩定的淨化效果。
8 。在SPR係統中投放殺菌消毒藥劑時,隻要增加一些投氯量(無需另外增加設備)就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ,進一步提高汙水處理係統去除氨氮的效率 。
9 。假如經過SPR係統處理後的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求(如某些發達國家或發達地區將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下) ,也可以後續再串聯設置一級離子交換裝置 ,靠斜發沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標。
因為斜發沸石離子交換係統要求進口水質的懸浮物含量要低於35毫克 / 升 ,否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ,從而大大增加離子交換的運行費用。過去 ,常規的一 、二 級汙水處理裝置是難以長期穩定地達到這樣的前處理水平的 ,因而限製了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 。現在 ,SPR汙水處理係統絕對可以保證淨化後出水的懸浮物含量低於3毫克 / 升(實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升) ,使得後續的斜發沸石離子交換係統去除氨氮的負荷減輕很多 ,交換柱的使用壽命會大大延長 ,即離子交換的運行費用會大大降低,將使離子交換法除氨氮技術的優點得到更充分的發揮 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒汙水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活汙水的 ,其工藝流程是:化學混凝----沉澱----過濾和活性炭吸附----斜發沸石離子交換。其最後出水水質標準為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升 ,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升,pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市汙水在技術上是可行的 。現在 ,依靠新發明的SPR淨水技術 ,將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。
10 。其實 ,經過SPR汙水淨化係統處理後的出水,其懸浮物的含量小於3 毫克 / 升 ,濁度也小於3 度 (毫克 / 升 ) ,達自來水標準 ,不再會堵塞輸水管路 ,並且已經經過了良好的消毒。將此出水回送到城市各地 ,作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的 。經過SPR係統處理後的出水中,殘存的氮含量已經很低 ,氮作為植物生長的營養物是不必去除 、或不必去除得那麽幹淨 的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ,既保證了環境質量 ,又為社會節省了大筆資金。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水 ,將大大節省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發展定會產生十分巨大的效益 。這是城市汙水回用的新概念。
11 。這種純粹的物理化學法汙水處理係統 ,受天氣 、環境 及人為因素的影響少,操作人員控製處理係統的能力和靈活性都大大優越於生物化學法 ,這是眾所周知的 。
城市生活汙水處理廠的工藝流程可采用下列新模式:
方案〔1〕:一般的城市:汙水經SPR係統處理後 ,回用於城市綠化 、澆灌草地樹木,或作為工業用水 。
城市生活汙水儲存調節池:SPR汙水處理係統 ----汙泥脫水------ 汙泥製成人行道地
出水回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活汙水經SPR係統處理後 ,再進行離子交換除氨氮 ,最後排海 ,或回用。
城市生活汙水儲存調節池:SPR汙水處理係統 ------ 汙泥脫水 ------ 汙泥製成人行道地磚
斜發沸石離子交換除氨氮,出水排入近海、或回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水。
如果有關部門能協助創造一些現場表演的簡易條件 ,將可以運送一台處理水量為10 ~ 20 立方米 / 日的SPR汙水淨化器及其完整的配套係統到現場作城市汙水淨化處理的連續開機運行操作表演 ,並通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的淨化機理,同時請當地水質檢測的權威部門進行淨化效果的水質測試 。全套裝置輪廓最大尺寸為長3米 ,寬1.4米 ,高2.4米 ,總重量為一噸以下 。
在技術展示成功的基礎上 ,與當地的環保部門及環保產業密切合作 ,依靠當地自身的科技力量和自身的製造能力,建造城市生活汙水處理廠 。 另外,SPR係統也可用於市區內的公園湖水的淨化及自循環 。希望將要興建的城市汙水處理廠采用SPR汙水處理技術後,能成為全球城市生活汙水處理技術的典範 。 如果在已有的城市汙水一級和二級處理係統的基礎上,附加采用SPR汙水處理係統作為最後的深度處理裝置,使出水達到工業自來水的標準,以實現最後出水回用的目標,也是現有城市汙水處理係統升級換代的極佳方案。
三、BIOLAK汙水處理技術
l、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性汙泥汙水處理係統。它是由最初采用天然土池作反應池而發展起來的汙水處理係統。自1972年以來,經多年研究形成了采用土池結構、利用浮在水麵的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性汙泥處理係統。
由於采用土池而大大減少了建設投資,采用曝氣鏈曝氣係統進一步強化了氧的磚移效率,並減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需複雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.
1.1低負荷活性汙泥工藝
百樂卡工藝汙泥回流量大,汙泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以汙泥負荷較低。龍田汙水廠BOD5汙泥負荷率為 0?05kgBOD/kgMLSS.d,汙泥濃度為400Omg/L,汙泥齡為29d,所以剩餘汙泥雖很少。
1.2 曝氣池采用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用於土建工程設施,而隻有36%用於設備,造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都采用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田汙水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對於許多種曝氣工藝來講,都不考慮采用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由於在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕汙水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易於開挖、投資低廉,而且完全能滿足汙水處理池功能上的要求,並能因地製宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏鬆地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
1.3 高效的曝氣係統
百樂卡曝氣係統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表麵逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸麵積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡並不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高於一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被鬆弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
采用百樂卡係統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由於百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很複雜的環境裏曝氣頭也不至於阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣係統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2?5kgO2/kW?h),而傳統的汙水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
1.4 簡單而有效的汙泥處理
百樂卡工藝的另一特點是回流汙泥量大,其剩餘汙泥比傳統工藝少許多。
在恒定的負荷條件下,百樂卡工藝的汙泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由於汙泥池中的汙泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比汙泥更容易處理的原因。而且汙泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
1.5 簡單易行的維修
百樂卡係統沒有水下固定部件,維修時不用排幹池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,並用聚合物充填,以達到防水和防髒物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表麵,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的麵積很小,並很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個汙水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都采用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何複雜的控製係統,而操作這些控製係統還需要專門的技術和昂貴的配件。
1.6 二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
1.7 二沉池
曝氣池中產生的汙泥在二沉池中被分離,並重新回到曝氣池參與汙水淨化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合並到一起,進一步節省了土建費用和占地麵積。二沉池沉澱汙泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入汙泥槽回流。
1.8 土地的利用
盡管百樂卡係統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大,但所需的總麵積並不大,有時甚至更小,這主要有以下原因:a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝氣池合建在一起;c\池的設計和布置的自由度大,對地形的適應性強。
2、龍田汙水處理廠工藝流程
汙水在廠內首先經過粗格柵去除大的漂浮物,然後自流入集水池。汙水經立式汙水泵提升至組合式旋轉細格柵,組合式旋轉細格柵可把雜物及砂粒從廢水中分離出來,並濃縮址理。旋轉細格柵處理出水先進入厭氧池,由推進器將進水和厭氧汙泥混合進行厭氧處理,然後自流入BIOLAK生化池,利用懸鏈式曝氣器曝氣充氧進行好氧處理,處理後的汙水,經沉澱後再進行曝氣充氧穩定,汙水自流入消毒池,消毒後排放。Bl0lAk反應池產生的剩餘汙泥用汙泥泵送入汙泥濃縮池,汙泥經濃縮後再由螺杆泵送人帶式壓濾機脫水。汙泥濃縮池產生的上清液和壓濾機產生的濾液自流入集水池二次處理。BlOLAK反應池需要的氧氣由風機供給,預處理設施產生的機械雜物外運填埋處置,產生的剩餘汙泥外運用作農肥。
3、山東招遠百樂卡工藝處理效果

    一位哲學家曾經說過:所有的技術都是由簡單到複雜,再由複雜到簡單,百樂卡技術正是這樣一種由複雜到簡單的工藝,但這種高效、簡單的工藝,是在傳統活性汙泥法的基礎上,集合了大量研究工作的先進成果,並在數百例工程實踐中不斷地完善改進提出的,它是一種較為成熟的工藝。
四、“WT--FG”生物法技術簡介
美國富美生物工程有限公司運用具有世界先進水平的“WT一FG”微生物技術成功地對中國的高濃度的工業汙水和城市汙水以及被汙染的河流進行了卓有成效的治理,這是生物工程在汙水治理中的實際運用。“WT--FG”生物技術,為中國環保事業走出一條投資省。見效快。運行費用低的路子作出了貢獻。最近,該技術得到中國一批著名的生物專家的一致肯定,被中國政府列為“中國政府采購技術。”
“WT--12”固體微生物具有高度濃縮和高度組合的特點,具備1200種微生物,可以針對不同的汙水組合為不同的微生物菌劑,這種高效的微生物菌群,每克中含有10億--60億個微生物。利用它治理汙水後,不會產生第二次汙染,不會有新的活性汙泥產生。“FG--12”專用助劑,它在水中具有吸收、蓄存。釋放氧氣的作用,因此“WT一FG”生物法完全拋棄了傳統的機械曝氣設備,采取了用電量極少的循環噴水裝置和”FG一21”專用助劑來增加水中的溶解氧,這就大大節約了投資成本和運行費用。
美國富美公司三年來在中國作了大量的實驗和實際工程,取得了突出的成績。首先在海南省環保廳的直接支持、領導下,用低成本的“WT--FG”生物法攻克了用生物法治理河流汙染的重大課題,開創了中國用生物法徹底治理被汙染河流的先例,達到既治標又治本的目的,這為中國的舊城鎮的改造有著重大的現實意義。
經海南省環保廳批準,1999年11月在萬寧市環保局監督下,還對興隆汙水廠進行了工程技術改造,即不用原有的曝氣設備和生化池而改用“WT--FG”生物法,對排放量為每天1200m3的城市汙水進行治理運行,此次技改試驗工程取得了成功,其汙水出水水質達到國家一級排放標準,  COD=40mg/L、B0D5 =8mg/L,  NH-N=4mg/L、運行費節約30%左右,沒有活性汙泥產生,其出水水質無色、無味、透明。該項工程的成功,在技術上是對傳統的汙泥法的挑戰,是一場技術革命,在經濟上走出了一條投資省、見效快、易操作的路子。由於興隆汙水廠的治理成功,海南省國家旅遊區三亞市亞龍灣汙水處理廠也馬上用“WT--FG”生物法對舊汙水廠進行了技術改造。一個月後,該廠處理成功,  COD從300mg/L降至15mg/L以下,  BOD從150mg/L降至5mg/L。P從2mg/L降至0.2mg/L,完全達到海南省對該汙水廠的要求,因該廠的汙水要排人風景區的大海,運行成本較舊廠降低了70%,經過半年的運行,汙水處理質量十分穩定,該廠現在要建造15000T/日的汙水處理廠。基礎建設投資與原活性汙泥法相比節約50%以上的資金。
我國的各大中城市都有被汙染的河流,因河水流動性大、變化大,采用常規的方法,即用人工和機械疏通河道,都不能根治河流的汙染問題,在世界上治理河流的汙染是屬於前沿技術。1999年10月經省環保廳的批準,在海口市環保局的大力支持下,於10月27日開始在海日市大同溝銀河路地段的30米長、20米寬,2.0米深的河段上進行生產性的工程試運行。該河流位於海口市區內,全長近5公裏,由於有大量的城市生活汙水排人河中,河水嚴重汙染,汙泥大量產主,海水倒流,蘭藻不斷繁殖,臭氣很濃,河水變黑,多年來老百姓稱之為“臭水溝”。近年來市政府對河流也多次清掏河床,但成效不顯著,治標未治本。這次運用“WT--FG”生物法處理後,三天內臭氣全部消除,經過二個月的處理,河水變成無味,無色。透明的河水,汙泥由45公分,減少至8公分,每天有2000--2400噸上遊被汙染的河水,通過該河段;汙水得到有效的治理,河水水質達到國家“地表水環境質量標準”4類標準,溶解氧為5--6mg/L,  COD=20--3Omg/L、BOD5=5--6mg/L,透明度為0.5--1.2米,目前處理後的河水已經可以養魚,有200多條紅金魚和紅鯉魚已在河中健康的生存了4個多月,海口市人民廣泛稱讚這為老百姓作了一件了不起的好事。
在海南省的治理成功後,該技術得到國家環保總局的肯定、得到不少省市環保部門的認可和支持,中央電視台、海南省電視台、上海電視台以及有關省市報紙均作專題報導。海南省治理成功後,接著,廣東、上海、北京的政府已決定用“WT--FG”生物法治理被汙染的河流。現已成功治理了上海同濟大學的校內河流,上海浦東新區的中槽港河流以及廣東東莞的河流,均達到地表水4類水的標準。
“WT--FG”生物法也能有效治理高濃度的工業汙水,如皮革廠、造紙廠、印染廠、石油化工廠的汙水和垃圾滲透液,經廣州市環衛局批準,對廣州垃圾滲瀝液作了10aT/日的生產運行,效果十分理想,進水水質十分惡劣,原水的COD為3000Omg/L,BOD為1531Omg/L,NH-N為200Omg/L,又黑又臭,我公司用“WT?FG”生物法輔之以物化法,使出水指標達到當地政府要求的二級排放標準。
COD為253mg/L,  BOD5為47mg/L,  NH--N為24mg/L,出水質的DO=5--6mg/L,色度從1230倍降為16倍,出水為無色,無味、無臭、透明的水體。特別指出,我們已將原有的曝氣設備,去NH--N的設備,全部停止,而用FG--21助劑,  DO>3mg/L。此結果得到市環衛局好評,已決定在廣州大田山垃圾場用此技術進行生產運行,日處理500T汙水,這是用生物徹底治理垃圾滲瀝液的典型。
1999年8月我們在三門峽市對口排放量為3000T的棉漿黑液進行了有效地治理,COD從2000mg/L降為150mg/L,BOD5從800mg/L降為10mg/L,黑水變成無色透明的出水。
1999年4月,我們對山西省黃河造紙廠的汙水進行了生產性試驗,取得完滿成功。COD由50000一2000mg/L降至150mg/L,達到二級排放標準。
五、EWP高效汙水淨化器在造紙汙水治理的應用
造紙汙水水量大,濃度高,可生化性差。傳統采用的生化法處理這類造紙汙水,投資大、運行費高,去除率低。近年的治理情況表明,較為經濟實用的是物化法[1],在一些國家,已把處理技術的重點轉到物化凝聚法的研究和開發[2]。EWP高效汙水淨化器是隻有一級物化處理工藝的設備係統,對利用廢紙再生槳料造紙的汙水進行治理,達到以汙染物去除率COD在90%以上;BOD在70%能上能下;SS在95%以上,經處理汙水還可回用到生產上。
1、試驗研究
1.1設備原理
造紙汙水經絮凝反應後能分離出大量的汙泥,這些含有纖維的絮狀泥有類似活性碳的很好的吸附能力,以往的沉澱或氣浮工藝,隻把這些固形物分離,沒有再充分發揮這些汙泥的隻附過濾作用。則EWP高效汙水淨化器就是利用這些絮凝反應後生成的絮凝沉澱物在淨化器內形成一個穩定的、可連續自動更新的隻附過港督流化床,令汙染物起到活性碳的作用,使進入的汙水除了得到平常混凝反應之後的固液分離效果外,還讓汙水得到過濾和吸附的淨化處理,即可達到比普通的氣浮或沉澱的物化處理工藝提高10-20%的去除率。由於EWP高效汙水淨化器沒有用任何的濾料或填料作為濾床,不會堵塞,所以免除了砂濾池或其他過濾裝置必需的反衝洗的麻煩和額外的動力消耗,更解決了處理裝置偶然停用後濾料幹涸板結造成的堵塞問題。EWP高效汙水淨化器是集汙水絮凝反應、沉澱、吸附、過濾、汙泥濃縮等功能於一體的設備。
1.2試驗效果
在試驗的五個月中,分六個階段進行測試,表1結果表明試驗達到要求目標。
2、工程應用
2.1處理規模
珠江紙廠治理工程中,采用兩台處理量100m3/h(高13 m)和兩台50 m3/h(高11 m),共4台淨化器,分別處理黃板紙和白紙的製槳、抄紙廢水。人民紙廠采用六台處理量100(高15)的淨化器,處理黃板紙和灰板紙的製槳、抄紙廢水。配有汙泥濃縮槽和加藥係統2套、調節池刮泥機、汙泥脫水機等設備。兩個工程處理量分別為7200和15000,總投資分別為590萬元和980萬元,占地1600和2800。廣州頭號城紙箱廠應用EWP高效汙水淨化器,汙水處理後回用到造紙生產中,使得該廠達到1噸水造1噸紙的先進水平。
2.2工藝流程
對比試驗流程增加了調節池刮泥李、泵後加藥係統、汙泥脫水機等設備。
2.3運行效果
EWP高效汙水淨化器的技術特點是沒有用任何的濾料或填料,而利用先進生產方式的汙水中的懸浮與絮凝劑反應後生成的絮凝沉澱物形成吸附過濾訂對連續進入的汙水進行淨化。其關鍵是EWP高效汙水淨化器能把汙水中的絮凝沉澱物形成穩定的流化,今汙染物起到活性碳的作用,並能由新鮮進入的絮凝沉澱物推動老的絮凝沉澱物排出,始終保持淨化器的治理效果。雖然隻是一級物化處理工藝,卻可比氣浮、沉澱等同類工藝提高效率10-20%。
經過三年多的運行,盡管進水濃度變化較大,但出水仍然比較好和穩定。表2監測結果表明,可達到去降率COD為92.5%,BOD78.5%,SS98.9%,達到項目的設計要求和國家標準。直接運行費用(藥劑費0.25元,電耗0.2度)為0.38元/噸水。
對以廢紙再生槳料造紙的廢水,采用一級物化處理工藝的EWP高效汙水淨化器治理,具有工藝簡單、設備可靠、管理方便、投資省、占地少、效率高、運行費用低、經處理廢水能達標排放並可回用等優點。
六、高效垂直流人工濕地係統水質淨化技術介紹
工藝原理
人工濕地係統水質淨化技術是一種生態工程方法,其基本原理是在一定的填料上種植特定的濕地植物,從而建立起一個人工濕地生態係統,當汙水通過係統時,其中的汙染物質和營養物質被係統吸收或分解,使水質得到淨化。
方法特點
人工濕地係統具有建造成本較低、運行成本很低、出水水質非常好、操作簡單等優點,同時如果選擇合適的植物品種還有美化環境的作用。但另一方麵具有占地麵積較大的缺點。
適用範圍
經過人工濕地係統係統處理後的出水水質可以達到地麵水水質標準,因此它實際上是一種深度處理的方法。特別適用於飲用水源和景觀用水保護,處理後的水可以直接排入飲用水源或景觀用水的湖泊、水庫或河流中。因此特別適合處理飲用水源或景觀用水區附近的生活汙水或直接對受汙染水體的水進行處理,或者為這些水體提供清潔的水源補充。
基建與運行費用
基建費用與很多因素有關:地形特征、地層結構、選用的前處理方法、進水水質情況、出水水質要求、外觀要求等等因素有關。因而根據情況的不同有很大差異,但比二級汙水處理廠低很多。人工濕地係統運行費用特別低,如果僅以電費計,通常不會超過0.05元/噸/天(主要用於提高進水水位,如果水位不需提升則沒有此項費用),另外需要工人進行簡單的操作和維護管理。
處理效果
出水水質可以因進水水質或停留時間的不同達到地麵水水質標準(GB3838- 88)II至V類標準。係統可以根據進水水質狀況和出水水質要求進行設計。
研究與應用實例
1.研究工作
1996年以來,深圳市環境科學研究所開展了熱帶和亞熱帶區域水質改善、回用與水生態係重建的生物工藝學對策研究(1996.9-1999.9)項目,此項目為為歐盟科學,研究與發展部主管的與第三世界國家和國際組織合作項目,是由中國、德國和奧地利的六個研究單位合作開展的。該課題研究的主導思想是利用能耗低、運行費用低的人工濕地係統和生態學方法淨化地麵水,可應用於飲用水、景觀用水的淨化和汙水處理。 1997年5月到11月,深圳市環境科學研究建成了人工濕地研究試驗點,修建了小試和中試試驗工程,不僅在理論上作了大量研究工作,同時在技術上積累了很多寶貴的經驗。對嚴重受汙染的超過地麵水標準GB3838-88 V類標準的水經係統處理後,出水可達到III類標準。

 
pH
SS
CODMn
BOD5
T-N
T-P
進水水質
7.73
33
15.76
11.93
7.67
0.700
出水水質
6.74
4.0
3.26
1.12
1.12
0.032

2.應用實例
2.1 洪湖人工濕地係統處理汙染嚴重的布吉河水
在上述小試和中試試驗取得了階段性成果後,深圳市環境科學研究所於1999年初開始設計和修建了洪湖人工濕地係統水質淨化工程,此項目為實現深圳市環境雙達標任務的汙染治理工程,受到市政府和市環保局各級領導的高度重視。洪湖冬季嚴重缺水,缺水量全部由周邊的生活汙水作為水量補充,因此長期以來洪湖水質一直不能達到景觀用水標準。 此項目宗旨是將高效滲濾人工濕地係統水質淨化技術應用到洪湖的汙染治理,從布吉河取水經係統淨化後為洪湖補充清潔水量,同時截去洪湖周邊的汙水排入,從而達到改善洪湖水質的目的。此項工程1999年9月建成,出水水質優於景觀用水標準,可補充洪湖公園湖麵的蒸發水量,緩解了洪湖冬季嚴重缺水的問題,可停止使用沿湖的汙水作水源補充,達到逐步改善洪湖水質的目的。

 
DO
CODMn
BOD5
TP
非離子氨
布吉河(係統取水口)
0.47
38.47
38.65
3.082
0.172
係統出水
6.82
6.71
5.47
0.361
0.030
去除率
-
82.6%
85.8%
86.2%
82.6%

2.2 人工濕地係統處理生活汙水
2000年五月至2000年八月中旬修建了深圳觀瀾湖高爾夫球會有限公司職工宿舍生活汙水人工濕地處理係統。生活汙水經過化糞池處理後直接進入人工濕地處理係統,出水水質同樣非常好,溶解氧大大增加,出水池中很快有魚出現。八月二十四日對進出水水質進行了化驗,汙染物的去除率在75-95%之間,出水水質能達到景觀用水水質標準。監測結果見表3。

 
PH
SS
DO
CODcr
BOD5
T-N
NH4-N
T-P
進水水質 (二次測定)
-
18
-
96
50
30.9
-
4.179
7.19
34
0.78
78.1
24.8
23.3
2.90
2.74
出水水質
7.85
25
4.44
6.4
4.98
5.37
0.810
0.089

 

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