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電廠生活污水處理工藝流程分析

  • 發(fā)布日期:2018/3/20      瀏覽次數(shù):1524
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    我國(guó)火力發(fā)電廠的水資源供求矛盾十分突出,減少火力發(fā)電廠污水排放,提高污水處理水平,增大水資源重復(fù)利用率是保證環(huán)境,提高生產(chǎn)率的重要舉措?;痣姀S生活污水中的污染物主要為COD、BOD5、SS 和氨氮的有機(jī)污染。國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)電廠生活污水處理方法包括污泥曝氣、地埋式一體化處理、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法。污泥曝氣方法運(yùn)行、管理比較復(fù)雜,需通過(guò)有機(jī)負(fù)荷和污泥產(chǎn)率確定污泥回流比,保證活性污泥在曝氣池中的濃度,這增加了電廠運(yùn)行管理的難度。地埋式一體化處理設(shè)備原理基于污泥曝氣或生物膜,將初沉池、二生化處理和zui終沉淀池集中安排在一套設(shè)備中埋入地下。存在著設(shè)備修理、維護(hù)困難的致命缺點(diǎn),生物轉(zhuǎn)盤(pán)受制于轉(zhuǎn)盤(pán)質(zhì)量,影響其運(yùn)行。

    接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點(diǎn)的一種新的廢水生化處理法。這種方法的主要設(shè)備是生物接觸氧化濾池。在不透氣的曝氣池中裝有填料,填料被水浸沒(méi),用鼓風(fēng)機(jī)在填料底部曝氣充氧,空氣能自下而上,夾帶待處理的廢水,自由通過(guò)濾料部分到達(dá)地面,空氣逸走后,廢水則在濾料間格自上向下返回池底?;钚晕勰喔皆谔盍媳砻?,不隨水流動(dòng),因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng),不斷更新,從而提高了凈化效果。從國(guó)內(nèi)外的研究情況來(lái)看,接觸氧化法具有處理時(shí)間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn),在含表面活性劑類(lèi)污水、含油污水及其它生活、工業(yè)污水的處理中都得到了廣泛應(yīng)用。山西京玉火力發(fā)電廠生活污水包括來(lái)自生活區(qū)產(chǎn)生的生活污水、辦公樓衛(wèi)生設(shè)備的排水、部分車(chē)間的雜用水。生活污水 的處理與回用是有效緩解北方電廠水資源緊缺的重要途徑之一。為了實(shí)現(xiàn)生活污水回用的目的,設(shè)計(jì)了厭氧- 接觸氧化工藝處理生活污水,處理后污水做為廠區(qū)綠化用水。

    1 生活污水處理工藝設(shè)計(jì)

    1.1 處理工藝

    生活廢水處理工藝如圖1 所示。

     1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

    設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。

    由于生活污水存在排放不均勻性,所以設(shè)置調(diào)節(jié)池,收集來(lái)自生活區(qū)生活污水,辦公樓衛(wèi)生設(shè)備排水、部分車(chē)間雜用水。在調(diào)節(jié)池底部設(shè)計(jì)了曝氣孔,起到預(yù)曝氣的作用。調(diào)試池還設(shè)計(jì)了pH 自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

     經(jīng)過(guò)預(yù)曝氣的廢水經(jīng)過(guò)泵提升后進(jìn)入?yún)捬醭兀闺y于處理的大分子有機(jī)物得到降解,降低后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。厭氧池出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池。接觸氧化是整個(gè)處理工藝的核心部分,池內(nèi)安裝彈性組合填料。水進(jìn)入接觸氧化池,在壓縮空氣的攪動(dòng)下,與填料上附著的微生物不斷接觸,由于吸附作用,生物膜表面上附著一層滯流薄水層,空氣中的氧通過(guò)滯流層進(jìn)入生物膜,在有氧條件下有機(jī)物不斷被微生物吸附、氧化分解,從而使污水得到凈化。生物接觸氧化池出水自流進(jìn)入沉淀池。經(jīng)過(guò)厭氧、好氧生化處理的生活污水,在沉淀池內(nèi)沉淀凈化,具有良好沉淀性能的雜質(zhì)在沉淀池內(nèi)沉淀下來(lái),上部清水進(jìn)行消毒處理。

    沉淀池產(chǎn)生的污泥部分回流進(jìn)入生物接觸氧化池,保持生物菌群的數(shù)量和活性,部分排入污泥濃縮池,污泥濃縮池上清液回流至進(jìn)水調(diào)節(jié)池,繼續(xù)處理。濃縮池內(nèi)的污泥定期外排。

    1.3 主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)

    生活污水處理系統(tǒng)由配電系統(tǒng)、布水系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)、厭氧池、接觸氧化池、沉淀池、消毒池、排水系統(tǒng)及加藥系統(tǒng)組成。厭氧池面積為2.5m×3.0m,池深為3.0m,水力停留時(shí)間為2 h,水力負(fù)荷為1.33m3/(m2·h)。接觸氧化池面積為7.5m×3.0m,池深為3.0m。填料形式采用漂浮型,水力停留時(shí)間為6 h,水力負(fù)荷為0.44m3/ (m2·h)。二沉池面積為2.0m×3.0m,池深為3.0m。水力停留時(shí)間為1.6 h,采用周邊集水方式。消毒池面積為1.0m×3.0m,池深為3.0m。消毒劑投加量為10mg/L,水力停留時(shí)間為0.8 h,水力負(fù)荷為3.33m3/(m2·h)。污泥濃縮池面積1.0m×3.0m,高3.0m,有效容積為21m3。

    1.4 分析指標(biāo)及方法

    COD:重鉻酸鉀鹽法;BOD5:五日稀釋接種培養(yǎng)法;NH4+-N:納氏試劑分光光度法;SS:石棉坩堝法。

    2 調(diào)試運(yùn)行

    2.1 接觸氧化系統(tǒng)的啟動(dòng)

    接觸氧化池啟動(dòng)初期采用悶爆形式,DO 質(zhì)量濃度控制為2~4mg/L。生活污水按比例(COD:N:P 約為200:5:1)投加N、P 成分。

    2.1.1 COD 的去除效果

    接觸氧化池內(nèi)裝有適宜形狀和比表面積較大的彈性填料,在填料表面形成生物膜,由于內(nèi)部的缺氧環(huán)境勢(shì)必形成生物膜內(nèi)層供氧不足甚至處于厭氧狀態(tài),這樣在生物膜中形成了由厭氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生動(dòng)物和后生動(dòng)物形成的長(zhǎng)食物鏈的生物群落,能有效地將不能好氧生物降解的COD 部分厭氧降解為可生化的有機(jī)物。反應(yīng)器掛膜穩(wěn)定運(yùn)行期間COD 的去除效果如圖2 所示。

     由圖2 可知,掛膜穩(wěn)定運(yùn)行階段,進(jìn)水COD 在350~450mg/L 之間波動(dòng),但出水COD 相對(duì)平穩(wěn),基本上都在55mg/L 左右,系統(tǒng)表現(xiàn)出了良好的抗沖擊負(fù)荷變化的能力。在zui初3 d 時(shí)間內(nèi),可能由于系統(tǒng)還未*穩(wěn)定,微生物量相對(duì)較少,出水COD超過(guò)60mg/L;隨著系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,反應(yīng)器內(nèi)生物膜逐漸成熟,生物膜上的微生物能夠充分利用污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),出水COD 逐漸降低,并在第22 d 達(dá)到zui小值34.7mg/L。

    2.1.2 BOD5的去除效果

    穩(wěn)定運(yùn)行階段反應(yīng)器中進(jìn)出水BOD5的去除效果如圖3 所示。由圖3 可知,出水BOD5一直處于20mg/L 以下,去除率達(dá)到90%以上。該電廠生活污水具有良好的可生化性,平均BOD5/COD 比值到了0.37,能夠有效滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要,有利于好氧微生物快速降解水體中BOD5。

    2.1.3 SS 的去除效果

    生物接觸氧化反應(yīng)工藝對(duì)SS 的去除主要依靠填料上生物膜的接觸絮凝作用、微生物的吸附作用及生物膜生長(zhǎng)過(guò)程中分泌的酶和多糖類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生的絮凝作用。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段SS 的去除效果如圖4所示。

    由圖4 可知,進(jìn)水SS 質(zhì)量濃度在330 ~400mg/L 波動(dòng),出水質(zhì)量濃度穩(wěn)定在10mg/L。SS 去除率一直穩(wěn)定在96%以上。剛剛開(kāi)始運(yùn)行期間可能由于反應(yīng)器不太穩(wěn)定,導(dǎo)致去除率低一些,但是隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),去除率保持穩(wěn)定,表明反應(yīng)器中生物膜的生長(zhǎng)情況良好。

    2.1.4氨氮的去除效果

    系統(tǒng)中的填料促使水體中大量微生物得以附著,使系統(tǒng)中生物相更加豐富,形成了細(xì)菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物為主的微生態(tài)結(jié)構(gòu)。在生物處理過(guò)程中,亞硝化細(xì)菌將NH4+-N轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮,硝化細(xì)菌將亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,從而達(dá)到去除NH4+-N的目的。掛膜穩(wěn)定運(yùn)行階段反應(yīng)器對(duì)NH4+-N的去除效果如圖5所示。

     由圖5 可知,進(jìn)水NH4+-N質(zhì)量濃度一直穩(wěn)定在60mg/L 左右,出水NH4+-N質(zhì)量濃度均保持在10mg/L 以下,均符合出水排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行剛開(kāi)始一段時(shí)間NH4+-N除率出現(xiàn)下降的趨勢(shì),這可能是由于老化污泥的脫落使附著在填料上的微生物脫落,影響到了去除效果,但是由于老化污泥的量較少,所以影響不大。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),反應(yīng)器中世代較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌能夠較好的生長(zhǎng)與繁殖,使硝化細(xì)菌成為反應(yīng)體系中的優(yōu)勢(shì)菌種之一,從而對(duì)NH4+-N的去除達(dá)到了很好的去除效果。

    在掛膜過(guò)程中填料表觀特征變化如下:?jiǎn)?dòng)后,下部填料上出現(xiàn)少量淡綠色物質(zhì),可能為藻類(lèi);而后此種物質(zhì)有所減少。鏡檢后發(fā)現(xiàn)有漫游蟲(chóng)和個(gè)別鐘蟲(chóng)出現(xiàn),但數(shù)量均不多;填料及出水中的泥腥味較大,且鏡檢發(fā)現(xiàn)有大量的累枝蟲(chóng)和部分線蟲(chóng),這標(biāo)志生物膜已基本成熟[8]。

    2.2 消毒系統(tǒng)及污泥處理系統(tǒng)調(diào)試

    經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,當(dāng)有效氯投量為10mg/L 時(shí),出水總大腸菌群數(shù)<2 L-1,接觸40min 后清水池內(nèi)總余氯≥3.5mg/L。

    二沉池排出的污泥經(jīng)污泥泵打入污泥脫水機(jī)(電動(dòng)廂式壓濾機(jī))。生物接觸氧化池每40 天排泥一次,泥量約為2 t,污泥含水率為99%,經(jīng)濃縮脫水后,污泥含水率降至75%。

    2.3 調(diào)試結(jié)果及出現(xiàn)的問(wèn)題

    利用以接觸氧化池為核心部分的工藝可較好處理電廠生活廢水,系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的出水效果,表現(xiàn)出良好的抗擊能力,處理后的排放水符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

    接觸氧化池運(yùn)行一段時(shí)間后,部分孔道被老化脫落生物膜所堵塞,造成短流,影響處理效果。另外曝氣用的穿孔管為無(wú)縫鋼管也容易發(fā)生堵塞影響運(yùn)行,清理維護(hù)工程量大,費(fèi)用高,如能采用半微孔曝氣器即能解決上述問(wèn)題。

    3 經(jīng)濟(jì)性分析

    該系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行成本約為1.5 元/m3,實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用約為3.2 元/m3。這是由于處理水量為設(shè)計(jì)水量的45%左右,且電廠擴(kuò)建留有一點(diǎn)的發(fā)展余量,選用設(shè)備規(guī)格(如氧化風(fēng)機(jī))偏大,電耗增加。按當(dāng)前系統(tǒng)出力,約160m3/d 水回用于廠區(qū)綠化。按當(dāng)?shù)亟?jīng)營(yíng)服務(wù)業(yè)水費(fèi)為4.3 元/m3 計(jì),每月可節(jié)省水費(fèi)5 280 元。并且該污水處理工程實(shí)現(xiàn)了zui大程度地減輕對(duì)周?chē)h(huán)境的污染的目標(biāo),符合國(guó)家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。

    4 結(jié)論

    采用厭氧/ 接觸氧化/ 消毒工藝處理生活污水,對(duì)于COD、BOD5、SS、NH4+-N表現(xiàn)出良好去除率,并且提高污水的可生化性。消毒池內(nèi)消毒劑加藥量為10mg/L 時(shí),出水總大腸菌群數(shù)<2 L-1。經(jīng)過(guò)污泥經(jīng)過(guò)處理后含水率約為75%。

    設(shè)備選型偏大,運(yùn)行電耗高,還需進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

    采用相應(yīng)的措施可以防止運(yùn)行中堵塞的問(wèn)題。