城市污水的深度处理工艺

公用工程设计【文章编号】1007-9467(2010)08007804城市污水的深度处理工艺■彭勃(广州市市政工程设计研究院,广州510060)【摘要】分析了城市污水二级生化处理后深度处理的进出水污水中的悬浮物,经过二级处理后,出水中残留水质特点,得到悬泽因体和深度处理的主要去处除对象。的悬浮物以颗粒从1m到1Qm的生物絮凝体和未根据深度处理去除的对象,探讨了适合于城市污水深度处理被凝聚的胶体颗粒为主,这些颗粒大部分都是有机的三种工艺。通过分析得到,新型的活性砂滤池和纤维滤池是城市污水二级生化处理后深度处理工艺较佳的选择性的,二级处理出水的BOD5中50%~80%都是来【关键词】城市污水;深度处理;滤池源于这些颗粒。去除水中的悬浮物,采用的处理技术【中图分类号】TU993.1【文献标志码】B要根据悬浮物的状态和粒径而定,颗粒粒径在ψm以上的可以采用混凝、沉淀、过滤工艺予以去除,粒前言径从几百A到几十m的颗粒,采用微滤加以去除城市污水处理厂的二级处理出水由于应受纳水而粒径从100A到几m的颗粒,则应采用反渗透体水域功能的要求而执行《城镇污水处理厂污染物等方法进行去除。因此,污水处理厂二级处理出水的排放标准》一级A标时,必须要对二级处理出水进行ss适合采用混凝沉淀过滤工艺去除深度处理。深度处理的方法有很多,但要选择一种既2)对COD指标的要求满足出水水质要求运行管理又方便的工艺是工程设根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级计面临的问题。B标准,确定深度处理的进水COD浓度≤60mgL,2深度处理的进出水水质及处理方法出水COD浓度≤40mgL,COD去除率≥33.3%进出水水质是影响处理工艺选择的重要因素水中的COD由非溶解性COD和溶解性COD因此,必须对进出水水质进行分析,以确定经济、合两部分组成,通常非溶解性COD占COD组成总量理、有效的处理工艺。深度处理的进水也就是污水厂的大部分,当Ss被去除时,绝大部分非溶解性CoD二级生物处理的出水,后者一般要满足城镇污水处同时被去除。而溶解性COD的去除需要采用活性炭理厂污染物排放标准》一级B标,所以深度处理的进吸附、反渗透、(高级)化学氧化等工艺进行去除。水水质一般为一级B标,而出水水质要满足一级A从深度处理的进出水的COD浓度指标看,深度标。现将各水质指标进行分析处理对COD的去除效率要求不高,通过混凝、沉淀、1)对SS指标的要求过滤等常规工艺,可以达到25%~35%的处理效率二级处理出水的浓度S要求≤20mgL,所以即可满足处理要求度处理的进水SS浓度为20mg/L,而《城镇污水处3)对BOD3指标的要求理厂污染物排放标准》一级A标的SS浓度要求≤10深度处理的进水BOD3浓度≤20mgL,出水mgL,因此深度处理的出水Ss浓度≤10mgL,在深BOD,的浓度≤10mgL去除率≥50%度处理中SS去除率需达到≥50%由于深度处理进水为污水处理厂二级生物处理公用工程设计Public Utilities Deion出水,所以水中的BOD3有一部分是由于SS的存在减了沉淀池的占地面积。它包括混凝、微砂投加絮而产生的,在深度处理中伴随物理化学过程对SS进凝(熟化)、高速斜管沉淀、微砂循环和污泥排放几个行去除时,将对水中BOD3产生一定的去除过程。深度处理对SS的去除为10mg,其中Ss为065×10=6.5mgL,对应的BODu=142×6.5=水力旋转923mgL(排放污泥中ⅤSS所需得BODu通常为vSS的142倍),对应去除的BOD3=068×9,23=滑清水628mgL。通过去除Ss而去除的BOD浓度值为62.8%。因此,如果采用物理化学法,则在去除SS的注冷成熟过程中可以满足BOD550%的去除率。聚合物沉淀4)对总N指标的要求图1快速斜板沉淀池的工作原理图根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》1)混凝(GB18918-2002)要求,深度处理进水的总N液度≤凝过程在 ACTIFLO前部的混凝池中进行,混20mgL,出水N度≤15mgL,去除率≥25%凝反应是整个处理系统的关键步骤,混凝剂投加后由于执行的排放标准对N、P有严格要求,污水不但去除S,而且与污水中的P反应形成沉淀去除处理厂二级生物处理工艺一般都采用生物脱氮除磷P,BOD或COD随着Ss的去除而去除。工艺,对总N有很好的处理效果,另外,若采用投加2)微砂投加混凝剂的物化处理则可以去除部分总N,深度处理该工艺投加粒径在125μm-150um的微砂并不部分可以不再单独考虑对总N的去除。断循环更新,以提供大的接触面积而强化絮凝,并起5)对总P的指标要求压载作用以提高絮体沉淀的速度。二级生物处理一般能将总P浓度降至1.0mgL3)絮凝但要达到0.5mgL的要求,需采用化学辅助法。深度絮凝是一种物理机械过程在这一过程中,由于处理进水的总P浓度≤1mgL,出水总P浓度≤0.5物理搅拌作用和分子间的作用力使絮凝体增大以利mgL,去除率≥50%,深度处理可以采用化学法除于沉淀。投加阴离子高分子助凝剂作为混凝剂的助磷。凝剂,起到吸附架桥作用以提高絮凝效果3深度处理工艺及其选择4)沉淀经过对二级生物处理后深度处理进出水水质分由于有微砂作为加载物,而且应用异向流斜管,析,可以看出,深度处理工艺选择的方针为:在保证沉淀作用得以提高。SS去除的同时运用化学除磷方式控制出水TP,按照在沉淀过程中,来自絮凝池的水从斜管下部进入这一原则,可以选择混凝、沉淀、过滤或澄清等物化沉淀池并上向流通过,颗粒和絮体沉淀在斜管表面法。最近用于深度处理的新型的物化工艺有快速斜并由于重力作用下滑跌落到池底。刮泥机上的栅条板沉淀池、活性砂滤池和纤维滤池。可以提高污泥沉淀效果,刮泥机慢速旋转并把污泥3.1快速斜板沉淀池连续地刮进中心集泥坑快速斜板沉淀池( ACTIFLO的工作原理如图1澄清水通过集水槽收集。为了有利于在小水量所示。它是一种紧凑型的沉淀池,利用了微砂作为絮时水流的分配,集水槽上的出水堰可以采用梯形或凝体的内核。微砂使絮凝体的比重增大从而使絮凝矩形的形状更容易沉淀,这样就大大地提高了絮凝的效果而缩5)微砂循环和污泥排放微砂随污泥沉淀在沉淀池中,循环泵把徽微砂和公用工程设计Aubkc Utilities Design污泥输送到水力分离器中。在离心力的作用下,微砂水量少,过滤水头损失小。和污泥进行分离:微砂从下层流出直接投加到投加表1活性砂滤池的运行参数池中,污泥从上层流中溢出然后通过重力流流向反理前积四体运行参数≥600m1餐冲洗废水池。滤砂气提所需空气量/Lmin·套)140微砂的粒度系数和水力分离器的选择性能保证压缩空气压力Pa水头损失/了微砂的分离和循环。微砂和污泥的循环量与进水过漶介质m天然均质石英砂,有效粒径12~20量之比为3%12%沉淀池的微砂浓度为2000g3.3纤维转盘滤池700omg。运行中存在砂的损失,典型的微砂损失1)纤维转盘滤池构造如图3所示。它由用于支量为处理lm2水量损失1g-3g微砂,这个损失可以撑滤布的垂直安装于中央集水管的平行过滤转盘串每周进行投加补充。联起来组成。一套装置过滤转盘数量一般为2个~ACTIFLO沉淀池虽然沉淀效果好但由于加药20个每个过滤转盘是由6小块扇形组合而成。每片量大,设备多,工程造价比较高。过滤转盘外包有纤维毛滤布,它是纤维转盘滤池的3.2活性砂滤池过滤介质,由有机纤维编织而成,而其绒毛状表面由活性砂滤池系统由锥型滤砂导向装置,内部过滤尼龙纤维编织,同时以聚酯纤维做为支撑体。在干燥单元,进水管道,水流分配器,滤液出水管道,冲洗水状态下,纤维毛呈直立状态(见图4),浸湿后纤维毛出水管,空压机和控制系统等组成。其工作原理如图便会耷拉下来,形成滤布介质为3mm-5mm的有效2所示。待滤水由原水入口,经进水管道和水流分配过滤深度,且当量孔径只有10μm,可以使固体粒子器流出,通过砂层时Ss被截留,滤液通过集水槽收在有效过滤厚度中与过滤介质充分接触,将超过尺集。在活性砂滤池过滤过程中可以同时反冲洗。反寸的粒子俘获。滤布的深度能够存储俘获的粒子,减冲洗是由压缩空气进入池中心的空气提升泵,将砂小反冲洗流量同时还可减少正常运行时水头损失。提到洗砂器,在波浪形的洗砂器中砂相互摩擦,将砂反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成,排表面的污物摩擦下来污物从废液排除口排出。砂又泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成,排泥泵与反洗重新落入砂层,成为千净的砂水泵为同一水泵。在反洗状态下,与反抽吸装置相靠压缩空气近的纤维毛又会直立起来,方便纤维毛中的杂质排原水入口出,可以清洗彻底废液排除口滤液(产出水2)纤维转盘滤池的运行状态包括:过滤、反冲洗洗砂器排泥状态。①过滤:外进内出,即污水重力流从外面进入滤流动砂床池,使滤盘全部浸没在污水中。污水通过滤布过滤进水布水器过滤液通过中空管收集后,重力流通过出水堰排出滤池。整个运行过程中过滤均为连续的,即便在清洗过程中,过滤仍在进行提升泵②清洗:过滤中部分污泥吸附于纤维毛滤布中图2活性砂滤池的工作原理图逐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚,滤布过滤活性砂滤池的运行参数见表1。阻力增加,滤池水位逐渐升高。通过设置在滤池内的活性砂滤池与普通砂滤池相比,它能够在反冲压力传感器监测池内液位变化,当该池内液位到达洗时连续过滤,而普通砂滤池在反冲洗时必须停止清洗设定值(高水位时,PLC即可启动反洗泵,开始过滤,过滤不能连续进行。此外,活性砂滤池的冲洗清洗过程。反洗时间和周期可以调整。滤布上的污泥公用工程设计Publc Utilities De通过反抽吸装置,经由反洗水泵,排出进入厂区排水与传统的深层过滤单元不同的是:传统过滤设系统。清洗时,滤池仍可连续过滤。备内水流一般从上至下,或从下至上流动,属于平面出水槽动装置方向过滤纤维转盘滤池则将过滤面竖直起来,水流从左右方向流动,因此很多过滤面可以并排布置,可进水管以在保证过滤面积足够大的前提下减少占地面积③设备闲置率低,总装机功率低反抽吸装置所有滤盘几乎总处于过滤状态,设备闲置率低排泥电动阀门整个过滤装置需要用电的只有驱动电机、反洗水泵和电动阀,驱动电机功率仅为055kW~075kW反水泵反洗电动阀门洗水泵功率仅为2kW总装机功率很低,例如对于图3纤维转盘滤池图处理量为4×10md的纤维转盘滤池总装机功率约为10kW。这个优点对于改造项目尤其突出,对污水处理厂来说用电方面可以不用扩容。④清洗彻底,无需预加氯现有的滤布结构及反冲洗频率和强度使得本过滤设备的运行基本不受藻类溢生问题的影响。首先,干燥状态b浸湿状态c过滤状态d反洗状态滤布结构为大孔隙支撑层及纤维毛层,反抽吸时,在图4纤维毛滤布工作状态反抽吸口处纤维毛会完全直立起来,清洗比较彻底,过滤期间,过滤转盘处于静态,有利于污泥的池残留很难累积。再次,本过滤设备的反冲洗频率一般底沉积。清洗期间,过滤转盘以05min~ Ir/min的为60min-次,比较密集,且反冲洗强度较大,为速度旋转。反洗水泵负压抽吸滤布表面吸除滤布上333L(m2·s),使得藻类滋生非常困难,因此不需要积聚的污泥颗粒,过滤转盘内的水自里向外被同时在滤池前预加氯。抽吸,并对滤布起清洗作用以上三种可用于污水深度处理的物理(物化)方③排泥:纤维转盘滤池的过滤转盘下设有斗形法中快速斜板沉淀池由于投药量大,设备多,造价池底,有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积减少了和运行费用都高,不具备明显的优势,活性砂滤池可滤布上的污泥量,可延长过滤时间,减少反洗水量。以按照模块设定单元数组合建设,构筑物为一整体,经过一设定的时间段,PLC启动排泥泵,通过池底穿占地面积小。纤维转盘滤池也是模块化设计,可以按孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中排泥间照处理规模设备成型化、产品化,工程施工简单,使隔时间及排泥历时可予以调整。用方便。后两种滤池的过滤都是连续的,反冲洗水头3)纤维转盘滤池的独特设计使其具有诸多优损失少,反冲水量小,建议在污水深度处理中根据具点体工程的实际情况选用。①出水水质好,耐冲击负荷纤维转盘滤池截留效果好,在进水SS浓度不4结语大于20mg的情况下,出水SS浓度可小于5mgL。通过对城市污水二级生化处理后尾水的水质特过滤与反冲洗同时进行瞬时只有池内单盘的1%面点分析可知SS和P是深度处理的重点处理对象。P积在进行反冲洗,反冲洗过程为间歇,过滤是连续通过投加药剂混凝在随后去除SS的工艺中去的,抗冲击负荷能力强除,而SS的去除可以选择新型的活性砂滤池和纤②占地面积小维滤池。通过这些工艺,深度处理的出水可以满足水公用工程设计PabLe Utilities Detian【文章编号】007-9467(2010)08-008203建设小型生活污水厂的难点问题及对策初探■康壮武,张志2(1东莞市绿月环保工程有限公司,广东东莞523069;2广东建设职业技术学院机电工程系,广州510450)【摘要】根据小型生活污水处理厂的进水特征及其它的有关 ensuring the second- stage treatment technology, sludge treatment限制因素,分析了建设这类污水处理厂在工艺设计、污水厂运 technolog, the usual problems of operation, and the material行和管理上的难点问题,提出了结合具体工程的特点来确定 measures to improve the levelof management污水二级处理工艺和污泥处理方法,以及污水厂内建筑物和构筑物布置的基本方法和思路,污水厂运行常见问题的解决[Key wordsIsmall sewage plant; difficult problems: treatment方法以及污水厂如何提高管理水平的具体措施【关键词】小型污水厂;处理工艺;运行管理;难点;对策随着我国城市居民人口的增加,受市区内土地【中图分类号】X703【文献标志码】A面积的制约,许多工业企业、居民小区、大中专院校Elementary Study in Difficult Problems and等都纷纷转移至城市周边或远郊以扩大规模。由于Countermeasures of Constructing the small某些市政配套设施的滞后性,许多项目都位于市政Sewage Plant纳污范围以外,排放的生活污水不能收集到城市污KANG Zhuang-wu', ZHANG Zhi水处理厂进行处理。根据国家对各类建设项目环境(1. Dongguan Lvyue Environmental Engineering Co, Ltd.保护措施“三同时”(与主体工程同时设计、同时施Dongguan52069, China2 Dept, ofMachinery and Electricity工、同时投产使用)的要求,项目在主体工程建设的Engineering, Guangdong Construction Vocational Technology同时,必须建设生活污水处理厂。这类项目所排放的生活污水量一般较小,有的一天的污水排放量只有Abstract l According to the characteristics of the inflow and other几十到几百吨。由于受项目本身土地面积、建设资limiting factors of the small sewage plant, the paper analyses the金、管理水平以及项目运行管理要求的影响建设这Icult problems in craft design0 operation management,类小型的生活污水处理厂在设计和运行管理上会遇discuss problems from the following aspects, such as ensuring thecraft of wastewater treatment technology and sludge treatment到一些与大中型城市污水厂不同的难题technology. the operation and management of sewage plant. In1工艺设计上的难点问题及对策ition, the paper puts forward the thoughts and solutions to质要求。小【参考文献】e作者简介条】GB189182002城镇污水处理厂污染物排放标准S]彭勃(1968~),男,湖南祁阳人,高级工程师,从事市政工【收稿日期】201005-10程设计和水处理技术,(电子信箱)water@gdut.edu.cn