污水处理厂提标改造案例ppt课件

污水处理厂提标改造案列 污水厂提标改造案例污水厂提标改造中A2 O工艺的应用和发展趋势污水厂提标改造中MBR工艺应用争议问题及改进污水厂提标改造中滤池的应用 污水厂提标改造案例 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 回流污泥反硝化段 填料 滤布滤池 膜过滤池 加氯消毒 紫外消毒 改造案例一 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 悬浮填料 DN生物滤池 纤维转盘滤池 改造案例二 加药 加氯消毒 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 混凝沉淀池 V型滤池 改造案例三 紫外消毒 UCT 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 混合液回流 缺氧液回流 污泥回流 剩余污泥 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 初沉池 厌氧 缺氧 好氧 缺氧 MBR池 改造案例四 臭氧消毒 出水 混凝沉淀池 过滤 加氯消毒 填料 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 氧化沟 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 氧化沟 BIOFOR生物滤池 V型滤池 改造案例五 臭氧脱色 出水 加氯消毒 二沉池 BIOFOR生物滤池 加氯消毒 碳源 加药 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 DE氧化沟 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 DE氧化沟 反硝化滤池 活性砂滤池 改造案例六 出水 加氯消毒 二沉池 曝气生物滤池 加氯消毒 碳源 加药 加药 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 Orbal氧化沟 二沉池 污水 粗中格栅 细格栅 沉砂池 出水 水解池 外沟 盘片式微过滤池 改造案例七 出水 中心导沟 紫外消毒 碳源 混凝剂 初沉池 中沟 内沟 出水区 污水 细格栅 沉砂池 水解池 氧化沟 二沉池 出水 混凝沉淀池 改造案例八 出水 一级压滤 助滤剂 初沉池 二级压滤 混凝沉淀池 紫外消毒 加药 污水 细格栅 沉砂池 水解池 氧化沟 二沉池 初沉池 加药 粉末活性炭 紫外消毒 污水厂提标改造中A2 O工艺的应用和发展趋势 A2 O工艺的应用与挑战 据统计 A2 O及以其为基础的脱氮除磷工艺目前在我国已占据50 以上的市场 然而 A2 O工艺自身特点注定了其将面临硝化菌 反硝化菌和聚磷菌在有机负荷 泥龄以及碳源需求上存在着矛盾和竞争 因此难以同时实现碳 氮 磷的高效去除 并满足日益严格的排放限值 1 1基于一级B达标排放的A2 O工艺典型问题污水处理厂从GB18918 2002二级排放标准提升为一级B的难度相对较低 采用A2 O工艺需解决的技术问题也较为明确 一般通过对溶解氧 DO 混合液回流比 RN 污泥回流比 R 和水力停留时间 HRT 等各参数优化控制即可达到 1 2溶解氧 DO 控制好氧池过高的DO不仅会抑制硝化菌的硝化作用 而且破坏厌氧池和缺氧池的低DO状态 过低的DO会限制硝化菌的生长率 严重影响污水的脱氮效果 缺氧池DO变化可通过抑制硝酸盐还原酶的合成和活性 影响反硝化过程 早期研究者对A2 O工艺各阶段DO的控制总结得出 好氧池DO控制在2 0mg L左右 缺氧池DO在0 2 0 5mg L 厌氧池DO在0 2mg L以内为宜 1 基于一级B达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 1 3混合液回流比 RN 和污泥回流比 R 的影响与选择选择合适的混合液回流比 RN 和污泥回流比 R 对污水脱氮效果至关重要 RN过大时增加能耗 过小时脱氮效率降低 R过小时 厌氧池污泥负荷增加 将影响各段的生化反应效率 R过大则抑制聚磷菌释放磷的效果 降低总磷去除率 李明等人通过对A2 O工艺的研究对比得出 一般R 50 100 最低不可低于40 李银波等人采用A2 O脱氮除磷工艺中试试验表明 RN为200 时系统处理效果最佳 1 4水力停留时间 HRT 的影响与设定一般来说 延长HRT时间有利于提高COD去除效果 但对于厌氧池 过长的HRT容易产生污泥膨胀 过短水流速度较大 易导致活性污泥流失 相对于好氧池 过长的HRT则使SRT缩短 影响污泥释磷效果 增加污泥排放量 较短的HRT使污水中硝化过程不充分 不利于脱氮 李永峰等与林琳等人研究结果对比表明 HRT对TN TP和NH3 N的去除率影响较大 对COD去除率影响相对较小 HRT控制在5 8h时 系统整体功能性较好 1 基于一级B达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 2 1针对一级A达标排放的A2 O工艺难点出水水质进一步从一级B标准提标至一级A标准回用时 COD TN 氨氮和TP要求均有所提高 在合理C N比以及非低温环境下 通常采用A2 O工艺进行优化调试能够达到一级A标准要求 但对于C N比较低或低温环境等不可控问题 仅通过简单工艺调试很难达到一级A水质要求 2 2低C N比问题及其技术措施根据住建部 全国城镇污水处理信息系统 数据显示 我国大部分城镇都面临着C N比偏低的现象 多数城市污水中C N比在3 4之间 在采用A2 O工艺处理低C N值污水时 一般脱氮除磷效率不高 因此较难达到一级A标准 目前常用的解决措施主要从外加碳源和内碳源两方面着手 2 针对一级A达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 2 2低C N比问题及其技术措施 投加碳源 能够快速有效提高C N值的最简单办法 为反硝化过程提供足够的碳源 如甲醇 葡萄糖 乙酸钠等 能够有效地提高脱氮效率 但长期投入增加污水处理成本 投加垃圾渗滤液 陈杰明等人对重庆市某大型污水厂投加垃圾渗滤液补充碳源方法进行了研究 当垃圾滤液的投配率为0 1 时 活性污泥不会受到垃圾滤液的毒性干扰 同时可为系统增加约15 的碳源 一方面可以解决垃圾滤料的排放问题 另一方面投入成本低 是一种较经济实用的借鉴 增设单元 池年平等人通过在传统A2 O工艺前端增设预缺氧池形成A A2 O 预缺氧 厌氧 缺氧 好氧 工艺得出相较于A2 O工艺脱氮除磷效果有显著的提升 A A2 O工艺脱氮主要在预缺氧池和缺氧池完成 且两者脱氮量相当 厌氧池则可专注于除磷 是一种克服低C N比的有效方法 2 针对一级A达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 2 2低C N比问题及其技术措施 工艺优化 通过对倒置A2 O研究 黄理辉 张杰等人发现缺氧段之前能够优先得到碳源 单位容积反硝化能力增强 反硝化效果能够得到有效地保证 同时 回流污泥经过完整的吸磷和释磷过程 除磷效果也较好 分段进水 通过分段进水的形式可有效强化系统对原水中碳源的利用 提高对污染物的去除能力 青岛城阳污水处理厂 5万吨 日 通过分段进水的方式提高系统对原水中碳源的利用率 强化了脱氮除磷能力 并成为中国环保产业协会评出的城市污水处理达一级A标准的示范工程 改良后的生物池出水水质达到一级A标准基础上 每天可节省电耗约672kW h 2 针对一级A达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 2 3低温问题及其解决措施目前 低温低碳是我国大部分污水处理厂面临的最棘手的问题 温度对微生物细胞的繁殖 生物种群的组成 活性污泥的絮凝性能 曝气池对氧的利用效率以及水的粘度等都有较大的影响 低温显著降低硝化菌和反硝化菌的活性 严重影响脱氮除磷效果 针对低温问题 倒置A2 O工艺也可作为缓解手段之一 张智等人对重庆市鸡冠石污水处理厂的倒置A2 O工艺在低温脱氮除磷效果不稳定的问题进行了研究 表明低温条件下将污泥浓度提高到5500 6000mg L 好氧池DO控制在1 2mg L左右时 出水能够达到国标一级A标准 A2 O BAF 曝气生物滤池 是目前克服低碳氮比下的低温问题最常用工艺之一 通过后置BAF工艺 王建华等人得出A2 O BAF工艺在低温条件下脱氮除磷能够同时取得良好的效果 不仅出水达到国家一级A标准 而且A2 O段活性污泥的平均SVI为85 4mL g 具有良好的沉降性 萧县城北污水处理厂 5万吨 日 于2015年采用水解酸化 A2 O BAF工艺处理市政污水 强化了脱氮除磷效果 出水满足国标一级A排放标准 2 针对一级A达标排放的A2 O工艺的难点与主要技术措施 3 1对于地表水IV类及以上回用要求的A2 O工艺采取的主要措施一般来说 将污水通过A2 O工艺处理至地表水IV类回用要求时 不仅要具有较高的脱氮除磷水平 还要求具有很高的有机污染物去除性能 在进水满足要求基础上 可采取的总体策略是 一方面 采用现有的二级强化 特别是新型生化强化工艺 尽可能提高二级处理段的脱氮除磷能力 另一方面 需引入深度处理工艺 尤其是以膜技术及其组合工艺为代表的深度回用水处理工艺 可将二级处理出水处理至地表水IV类或以上水质 3 针对地表水IV类回用要求的A2 O工艺的典型问题及主要技术措施 3 2对于地表水IV类及以上回用要求的A2 O工艺采取的主要措施 A2 O MBR及其改进工艺A2 O工艺脱氮效率很难进一步提高 为此 Adam等一批学者提出了将A2 O与MBR相结合的污水处理方式 不仅出水水质效果好 污染物指标去除率高 而且实现了HRT与SRT相互独立 很好地解决了传统活性污泥法同步脱氮除磷时两者所需污泥龄不同的矛盾 为提高A2 O工艺的脱氮除磷能力 可在一级A提标改造的基础上进一步形成倒置A2 O MBR和A2 O A MBR等组合工艺 张健君等人对倒置A2 O MBR中试表明 该系统具有高效的生物除磷效果 主要由于倒置A2 O段理想的释磷环境和MBR段膜分离对胶体形态磷的截留作用 董良飞等在A2 O基础上开展了A2 O A MBR工艺处理低碳源城市污水的中试研究 经过60天的调试运行 出水已基本达到地表水IV类的回用要求 进一步提高了脱氮除磷的水平 3 针对地表水IV类回用要求的A2 O工艺的典型问题及主要技术措施 3 2对于地表水IV类及以上回用要求的A2 O工艺采取的主要措施 A2 O MBR 膜分离工艺在A2 O MBR组合工艺及其改进工艺的基础上 进一步引入膜分离单元作为再生回用的三级处理单元 可以实现污水资源化高效回用 根据深度处理膜单元自身的特点 可将二级处理出水处理至地表水IV类或以上水质 A2 O MBR 人工湿地工艺对于氮磷等部分指标偶尔超标的A2 O MBR工艺 可后续采用潜流人工湿地 发挥植物根系吸收和富氧作用 基质填料截留及微生物的分解作用 进一步去除氮磷等植物营养物 可有效保障A2 O MBR工艺出水达到地表水IV类限值 3 针对地表水IV类回用要求的A2 O工艺的典型问题及主要技术措施 3 3基于再生水厂提标改造A2 O工艺未来发展趋势截止目前 A2 O及其改进工艺已在我国的大中型污水处理厂中广泛应用并对生态环境保护产生了积极的作用 然而 我国的污水处理工艺首要目标是 去除污染物 而不是 回收能源 造成了A2 O工艺和国内其他污水处理工艺类似 在实际应用中仍然表现出能耗高 能源自给率低和出水需深度处理等特点 随着污水处理厂的进一步发展 以实现 工艺能耗最小化 消化产能最大化 和 能源回收自给最大化 的可持续脱氮除磷将是A2 O工艺未来发展的主要趋势 这就要求未来污水处理厂除了做好节能降耗优化和水资源可持续循环利用以外 还需要集中消化水解污泥 最大程度回收有用资源和提高污水处理厂能源自给率 甚至包括在有适度外源有机废物协同处理的情况下 尽可能做到能源零能耗 3 针对地表水IV类回用要求的A2 O工艺的典型问题及主要技术措施 污水厂提标改造中MBR工艺应用争议问题及改进 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 近年来 我国MBR市场正在加速成长 至2014年底 我国已有近100座规模超1万m3 d的MBR工程投入运行 并出现了近20座超10万m3 d处理规模的MBR工程 据不完全统计 在市政领域中 2014年底投入运行的MBR工程累计处理能力近350万m3 d 预计2015年底投入运行或在建的MBR工程累计处理能力将超过600万m3 d 1 现状应用情况 2 1技术方面2 1 1产水量下降产水量下降的问题主要表现在以下3个方面 1 膜通量下降 2 膜清洗周期缩短 3 稳定性下降在膜池设计时宜每组预留一定的膜组件安装空间 或设置一些空置的膜池 以备在某些膜组件性能下降后 可以安装新的膜组件以保证维持正常的产水量 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 2 1技术方面2 1 2耐水量冲击负荷能力差当进水水量超过膜的极限通量时 跨膜压差急剧加大 导致抽吸出水量下降 但出水水质不受影响 传统活性污泥工艺中 峰值流量超过设计值会加大沉淀池的水力负荷 出水水质受到影响而导致处理效率下降 峰值水流通过适当加大沉淀池出水堰的堰上水头流出 因此与传统工艺相比 MBR工艺可以保证出水水质 但难以承受较大的水量冲击负荷 所以对于水量波动较大的污水处理厂应慎重使用MBR工艺 对于小型污水处理厂 建议通过加大生化池超高 加大抽吸泵的额定流量 适当增大膜片面积来解决 但是会增加投资费用 对于大型污水处理厂 建议与传统污水处理工艺配套使用 以应对水量冲击 而且MBR工艺的高品质产水 还可适当降低配套平行工艺的出水要求 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 2 1技术方面2 1 3存在技术壁垒由于各膜厂商的膜材料和膜组件差异较大 相关的技术参数多掌握在各个膜厂商处 存在较严重的技术壁垒 MBR工艺实际上是改进型或强化型的生物处理工艺 是膜与生物反应器的整合 目前 前端预处理 污泥和空气系统没有根据膜分离的特点加以优化调整 生化处理部分与后续膜分离系统之间的衔接缺乏优化设计经验 全流程设计经验和参数不全 忽视控制仪表和设备的选择 缺乏标准化的运行指导 影响了MBR工艺的运行效果 膜寿命和能耗 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 2 2经济方面2 2 1投资费用较高MBR工艺技术含量较高 自动化程度较高 一次性投资较高 据统计 市政领域MBR工艺的总投资费用为2100 7000元 m3 d 平均约3800元 m3 d 据统计 我国2012年所有市政污水处理厂的平均总投资费用是2200元 m3 d 比MBR工艺低很多 以生物处理和再生水处理两部分的费用之和与MBR工艺做比较 二级生物处理 滤布滤池的投资费用最低 但出水水质不如MBR工艺 考虑接近的出水水质 二级生物处理 浸没式超滤投资与MBR工艺相差不大 据不完全统计 用于市政领域的MBR工艺的占地面积为0 12 0 69m2 m3 d 而包含三级处理的传统工艺市政污水处理厂的占地面积为1 2 1 6m2 m3 d 在占地面积方面有明显优势 如果进一步考虑征地费用 投资差距会进一步缩小 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 2 2经济方面2 2 2能耗高根据数据 市政领域MBR工艺的电耗为0 5 0 8 kW h m3 其中 控制膜表面污堵的膜池擦洗占能量消耗的比例最大 约为25 生化段供氧曝气占比也较大 约为21 与传统工艺相比 膜池擦洗 膜抽吸系统及膜清洗系统是MBR工艺能耗增加的主要方面 总占比近40 MBR工艺比传统活性污泥法能量消耗高是其主要的劣势所在 近年来 各方也在研究并采用了多种有效的优化方式来减少能源需求 如通过多段氧平衡分析 重新设计生物曝气量 改善膜组件配置 调整膜擦洗曝气系统降低擦洗风量 通过模型模拟技术和自动化控制 寻求更有效的曝气模式来提高曝气效率 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 2 2经济方面2 2 3运行成本较高MBR工艺的处理成本主要是由电费 药剂费 人工费 污泥处理处置和膜组件设备的折旧费用 寿命 等组成 其中 电费和设备折旧费所占比例较大 成本分别约为0 3 0 5 0 15 0 30元 m3 运行成本的差异与项目规模 膜组件形式 进水水质 结构形式等均有较大关系 根据 2013中国环境状况公报 传统工艺的直接经营成本平均约为0 62元 m3 而MBR工艺的直接经营成本在0 5 0 9元 m3 较传统工艺高约0 15元 m3 加上设备折旧费要高出近0 4元 m3 节能降耗及运行成本的优化降低将是MBR工艺发展的主要方向 涉及到膜材质改性 膜材料价格 膜组件构造 曝气方式及参数的优化 项目水质特性的匹配性 项目自控水平和项目运行管理水平等方面 需要综合优化提升 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 2 应用中存在的争议问题分析 3 1提高膜的制造水平为了更好地发挥MBR工艺的优势 应提高膜的制造水平 开发新型的针对市政污水处理的膜材料及对现有的膜材料进行改性 制备出具有高通量 高强度 高亲水性能且价格低廉的膜材料 3 2改进膜组件膜组件的优化对于实际装置运行十分重要 是制约膜技术广泛运用的一个关键因素 开发研制性能优越 抗污堵能力强 节能的新型膜组件才能促进MBR工艺更广泛运用 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 3 改进措施与建议 3 3整体流程的优化既要保证MBR工艺的处理效果 又要保证其能长时间稳定运行 目前主要包括 1 膜与新型污水处理技术的组合 2 降低能耗的措施和技术 3 膜污染的控制及运行条件的稳定化 4 提升氮 磷的去除能力 5 反应器各段氧平衡分配技术 6 运行方式的控制与优化 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 3 改进措施与建议 3 4标准化虽然MBR工艺的应用已越来越广泛 但是仍没有国家统一的标准规范 首先 膜产品的种类众多 形式多样 不同膜厂商的膜产品之间缺乏可靠的比较结果 在选择上缺乏可靠的依据 其次 各个膜厂商的自身数据库较完善 有自己的设计参数和规范 但彼此之间相差较大 对于全行业来说没有统一或综合的设计手册和规范 对于技术人员来说没有充分的设计依据 同时 MBR工艺对运行管理的要求较高 但是膜厂商大多只是提供膜组件 工程公司仅负责工程建造 对于后续维护和管理无相应的规范指导和标准 因此 建议应从膜组件 设计 运行操作3方面建立一整套合理的MBR工艺的规范和标准 有利于提高经济性和竞争力 促进其进一步广泛应用 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 3 改进措施与建议 3 5引入市场评估与准入机制膜厂商较多且在膜组件的设计上又形式多样 用户选择比较困难 许多膜产品在运行开始的1年内差别不是很大 但是在离线清洗后恢复性较差 运行1 2年后差别加大 因此 建议能建立统一的评估机构 对拟应用的各膜厂商产品做1年以上的运行评估 综合考虑膜通量的稳定性 冲击负荷的耐受性 清洗的恢复性 低温的稳定性等 通过整套的评估后 设定同等业绩或规模的准入许可 同时 目前在国内市政领域应用的主要膜组件绝大多数已超过5年 建议对其实际的运行情况进行跟踪核查评定 并设定逐步晋级制度 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 3 改进措施与建议 污水厂提标改造中生物滤池和滤池的应用 生物滤池与生物接触氧化法 生物滤池与生物接触氧化法 生物滤池 以土壤自净原理为依据 在污水灌溉的实践基础上 经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术 碳氧化滤池 DC生物滤池 硝化滤池反硝化生物滤池 DN生物滤池 碳氧化 硝化滤池前置反硝化生物滤池后置反硝化生物滤池 生物滤池与滤池 滤池 滤池是用于过滤的目的 有的用来去除水中的悬浮物 以获得浊度更低的水 有的是用来去掉污泥中的水 以获得含水量较低的污泥 快滤池 虹吸滤池 无阀滤池压力滤池移动罩滤池 1 活性砂滤池2 高效纤维滤池3 纤维转盘滤池4 磁混凝滤池5 盘片式过滤器 滤池 1 1工艺概况活性砂过滤器是一种集絮凝 澄清 过滤为一体的连续过滤设备 广泛应用于饮用水 工业用水 污水深度处理及中水回用处理领域 系统采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料 过滤与洗砂同时进行 即打开位于过滤器中央的空气提升泵 将下层的石英砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中进行清洗滤砂清洗后返回滤床 同时将清洗所产生的污染物外排 能够24小时连续自动运行 巧妙的提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统 能耗极低 1 活性砂过滤器 1 2技术特点 1 石英砂滤料层较厚 滤池较深 土建费用较高 2 过滤效率较高 过滤效果较好 无需停机反冲洗 运行费用低 3 水头损失较高 一般需要设置二次提升泵房 增加了运行费用 4 可根据水量变化灵活增加或减少过滤器数量 主要适应于小规模的污水处理厂 1 活性砂过滤器 2 1工艺概况高效纤维滤池是一种全新的重力式滤池 采用了一种新型的纤维束软填料作为滤元 其滤料直径可达几十微米甚至几微米 具有比表面积大 过滤阻力小等优点 微小的滤料直径 极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能 增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力 从而提高了过滤效率和截污容量 滤池内从上至下依次设有反洗排水槽 纤维密度调节装置 纤维束滤料 滤板 布气装置 布水装置 设备运行时水流经纤维滤料层 软性纤维滤料被压实 纤维密度增大 实现了深层过滤 当滤层需清洗再生时 在反洗水作用下纤维滤层被放松 使滤料恢复自由状态 对滤料进行气水混合反洗 2 高效纤维滤池 2 2特点 1 过滤速度快 一般为20 30m h 2 占地相对较小 3 设备均国产化 有利于日后维护管理 4 设备费用较高 5 滤池水头损失较大 运行费用较高 2 高效纤维滤池 3 1工艺概况污水重力流或压力流进入滤池 滤池中设有挡板消能设施 污水通过滤布过滤 重力流通过溢流槽排出滤池 过滤中部分污泥吸附于纤维滤布外侧 逐渐形成污泥层 随着纤维滤布