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倒置A2O+MBR 工艺的污水处理厂节能节药途径

来 源:中华水网   发布时间:2013-12-02 移动版

  随着城市污水的产生量日益增多,国家对污水处理率和出水水质的要求日趋严格,高能耗造成的高运行成本给污水处理厂带来了巨大的压力,节能降耗已成为城市污水处理行业亟待解决的问题。本文通过对石家庄高新区污水处理厂的节能节药措施的分析,提出对溶解氧进行调节、对碱洗池进行改造和减少脱水机的工作时间等节能途径及方案,以期为其他污水处理厂提供可借鉴的经验。

  1.工艺介绍

  A 0工艺是在厌氧一好氧除磷工艺的基础上加入缺氧池,并将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池,同时达到反硝化脱氮的目的的一种工艺方法,其污水处理机理完全同于活性污泥法。倒置A 0工艺系在常规A 0法基础上改进而成。即将常规A O法的厌氧区与缺氧区位置调换。理论上倒置A 0工艺因缺氧池位于厌氧池前,允许反硝化菌优先获得碳源,因而可以加强系统的脱氮能力。A/O工艺是在2O世纪8O年代初期开创的工艺流程,而倒置A 0工艺是A/0工艺的变形,为脱氮而增设了缺氧池,好氧池内富硝基液回流到缺氧池实现脱氮。A 0工艺中生物除磷是依靠回流污泥中聚磷菌的活动进行的,聚磷菌是活性污泥在厌氧、好氧交替过程中大量繁殖的一种好氧菌,虽然竞争能力很差,却能在细胞内贮存聚B羟基丁酸和聚磷酸盐。在厌氧一好氧过程中,聚磷菌在厌氧池中为优势菌种,构成了活性污泥絮体的主体,它吸收分子的有机物;同时,将贮存在细胞中聚磷酸盐中的磷通过水解释放出来,并提供必需的能量,同时,能从污水中摄取比厌氧条件下所释放更多的磷,在数量上远远超过其细胞合成所需磷量,将磷以聚磷酸盐的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥,通过剩余污泥系统排出,因而可获得相当好的除磷效果。采用倒置A 0的MBR工艺,不仅可以提高去除COD、脱氮除磷的效果,同时可以回收利用溶解氧,降低生物处理的能耗。厌氧区主要完成生物除磷过程。聚磷菌在厌氧环境下释放磷,提供能量吸收易降解的有机物并以聚羟基丁酸的形式贮存在细胞体内,在好氧环境中代谢体内的PHB产生能量,并以聚磷的形式过量吸收磷,形成高磷污泥排除。缺氧区主要完成反硝化生物脱氮的过程。分配的原水、回流的混合液和反硝化菌在缺氧环境下将硝酸根、亚硝酸根还原为氮气排除系统,从而达到除去TN的目的。好氧区主要完成有机物的降解,氮的硝化和磷的吸收过程。浸没式膜组件放在单独的膜池混合液中,在出水泵产生的负压条件下,水穿过膜而完成过滤处理。膜池取代了二沉池完成悬浮物与液体分离和颗粒滤料滤池的功能。在膜组件的底部采用大气泡曝气产生紊动来冲刷中空纤维的表面并使颗粒脱落膜的表面,对膜表面起到清沽的作用。每根产水干管上安装真空压力变送器,监测膜的污染程度,一旦由于不正常等原因造成膜污染,真空度超过某一设定值(一15KPa)后,PLC系统自动向抽吸泵发出停机信号,抽吸泵停止工作,避免造成膜的过度污染。石家庄高新区污水处理厂工艺流程为典型的倒置A O+MBR生物脱氮除磷工艺,污水处理构筑物主要有:粗格栅、细格栅、沉砂池、网板格栅、转鼓格栅、配水井、缺氧池、厌氧池、好氧池、鼓风机房、污泥回流泵房、污泥脱水间等。污水经粗细格栅、沉砂池过滤后进人生化池进行生物降解处理,污水经硝化、反硝化过程除氮,同时微生物吸附大量的磷,经二沉池沉淀脱泥排除。

  2. 节能节药措施

  污水厂生物处理中曝气阶段的供氧电耗是最具节能潜力的环节。通过控制曝气强度来控制DO浓度,使其在保证出水水质的同时最大限度地降低供氧电耗是污水处理厂节能降耗的重要途径。通过实际生产表明,对A O+MBR组合=r艺采用较低的曝气量,将好氧段DO从2-3mg/L降低到1.5mg/L左右,既可以降低曝气量减少能耗,同时又可促成同步硝化反硝化作用的发生,使TN的去除率提高约6.6%,是一种处理效果更好、更节能的运行方式。鼓风机将压缩空气通过管道送入曝气池,使空气中的氧溶于污水中,供给活性污泥中的微生物。鼓风机的风压一定,风量只能靠出气阀调节。实际生产运行中出气阀开度一般在50%一70%,采用变频调速系统控制风量,既可满足工艺要求又可达到节能效果。大多污水处理厂运营人员仅能采用插板或阀门节流来增加阻力以求减少曝气量,使之符合实时工况要求。但由于人为的阻力增加,致使风机使用效率低,导致浪费大量电能。研究表明,风机风量与电机转速功率相关,风机的风量与电机的转速成正比,风机的风压与风机f电机)的转速的平方成正比,风机的轴功率等于风量与风压的乘积,故风机的轴功率与风机(电机)的转速的三次方成正比f即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比)。因此,在工艺允许的范围内尽可能地降低转速才能取得最佳节能效果。现代变频器有许多先进的功能,合理地选择利用会取得更好的效果。在实际应用当中,发现如果变频器运行于41Hz左右时,系统就会发生严重的震荡,电流大幅变化,电动机发出刺耳的噪音。由于负载转矩与转速的三次方成正比,如果实际转速高于额定转速,负载转矩就可能大大超过额定转矩。另外变频器一般具有转差补偿功能,当变频器显示50Hz时,其实际转速一般高于50Hz,从而引起电动机过载、轴承加速损坏等问题,故设定上限频率为49Hz。如风机电机功率为250kW,实际测量改造前电流为220—230A,采用ACS510变频器改造后电流为70-80A,频率基本稳定在43Hz。经计算月节电12000OkWh。以每年运行l2个月,0.7元/kwh计算,每年可节约电费100万余元。采用变频调速后,电动机转速下降,轴承等机械磨损减少,寿命延长,维修工作量减少,电动机可以软启动,启动电压将减少,对电网的冲击大幅减小。

  3.将储泥池变为沉淀池

  污水厂升级改造后,采用倒置A O+MBR工艺,此工艺没有污泥沉淀的过程,剩余污泥只能在膜池进行排放,由于膜池一直处于曝气状态,没有沉淀时间,因此,经污泥泵输送到储泥池的污泥浓度较低。在以往,只要储泥池的泥达到一定的液位,就开脱水机开始工作,因污泥浓度较低,所以出厂污泥含水率较高。这样既增加了脱水机的开机时间,又浪费了原材料(絮凝剂)和外运成本。所以在储泥池离底部3.7米处安装一潜污泵。首先将剩余污泥量通过污泥泵回流到储泥池,上升到一定高度,静沉30分钟后,将上清液通过安装的潜污泵抽出,等上清液抽完后上泥,反复几次直到污泥浓度能达到10000mg/L左右后,再打开搅拌器、脱水机,选择合适的泥药比开始污泥脱水。采用这种方法有四大优点:第一,工艺运行决定剩余污泥排放量。改造前,污泥排放量由脱水机的开机时间决定。改造后,根据工艺需要可随时调整排泥量。第二,缩短了脱水机的运行时问。改造前,一台脱水机需连续运行24小时,现只需开8—10小时即可,节约了电费。第三,降低了污泥含水率。改造前,出厂污泥含水率为86%左右,经过改造,出厂污泥含水率为83%左右,脱水效果非常明显,降低了外运成本。第四,降低了絮凝剂的用量。改造前,每天需要25公斤的絮凝剂,现在每天只需l4~15公斤即可,在用药量降低的情况下,脱水效果还非常好。 转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-60277-1.html

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