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    EBIS(改良AO)工藝在高寒地區(qū)市政污水廠的研究及應(yīng)用

    2021-05-22 03:09:06王昭峰曠月林韓寧波
    綠色環(huán)保建材 2021年5期
    關(guān)鍵詞:溶解氧低氧處理廠

    王昭峰 曠月林 韓寧波

    邁邦(北京)環(huán)保工程有限公司

    1 引言

    近些年,隨著我國(guó)環(huán)保形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻,我國(guó)對(duì)污水處理領(lǐng)域的排放標(biāo)準(zhǔn)一再提高,市政新建污水廠均執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),已建成的污水處理設(shè)施也在陸續(xù)提高到這一標(biāo)準(zhǔn),而傳統(tǒng)的污水處理工藝在應(yīng)用過程中體現(xiàn)出了相當(dāng)?shù)木窒扌浴?/p>

    2 高寒地區(qū)污水處理的特點(diǎn)及處理現(xiàn)狀

    高寒地區(qū)污水處理的特點(diǎn),進(jìn)水溫度低,生化池內(nèi)水溫一般在8℃~9℃左右,甚至更低,使脫氮效率受到嚴(yán)重抑制,因此生化池往往需要很大的池容及占地面積;而已建成的污水處理廠受到占地的限制,無法提供充足的建設(shè)用地,此矛盾幾乎不可調(diào)和,同時(shí)帶來過高的投資給建設(shè)單位也帶來了很大的難題,這一現(xiàn)象給污水處理技術(shù)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

    常見的傳統(tǒng)污水處理工藝(如:CASS、CAST、CWSBR、AO、AAO氧化溝等)在應(yīng)用過程中存在的以下主要問題。

    (1)脫氮效率低。

    (2)脫氮過程中對(duì)碳源的要求高。

    (3)為徹底脫氮往往需要增加后續(xù)三級(jí)生化處理單元(曝氣生物濾池等工藝),導(dǎo)致投資大,運(yùn)行成本高。

    (4)需要較大的生化池池容,占地面積大。

    (5)運(yùn)行能耗高。

    (6)工藝運(yùn)行不穩(wěn)定。

    (7)出水超標(biāo)。

    以上問題在污水處理廠建設(shè)過程中普遍存在,特別在高寒地區(qū);因此,針對(duì)高寒地區(qū)進(jìn)行廢水處理技術(shù)、工藝的研究和開發(fā),對(duì)當(dāng)前污水處理領(lǐng)域是極其重要的。

    3 工程介紹

    3.1 蘭西縣城鎮(zhèn)污水處理廠(市政、擴(kuò)容提標(biāo)改造)

    3.1.1 項(xiàng)目概況

    蘭西縣污水處理廠位于黑龍江綏化市蘭西縣綏蘭路,為了解決蘭西縣污水對(duì)環(huán)境的污染,于2012年新建處理規(guī)模為1.0萬/d,采用預(yù)處理+CASS生化工藝的污水處理廠一座,出水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)B;隨著城市的發(fā)展,人口的不斷增加,導(dǎo)致污水流量的急劇增加,外加原有CASS工藝的設(shè)備老化,現(xiàn)有的污水處理能力已無法滿足現(xiàn)有污水量的處理要求,因此對(duì)原有污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)容提標(biāo)改造,將污水處理能力由日處理將1.0萬/d提升至2.0萬/d,出水標(biāo)準(zhǔn)由一級(jí)B提標(biāo)為一級(jí)A;將原有CAST池改造為EBIS反應(yīng)池(包含厭氧區(qū)、低氧曝氣區(qū)、二沉池),該項(xiàng)目沒有新增用地,生化系統(tǒng)池體總占地面積3075.6m(2包含厭氧區(qū)、低氧曝氣區(qū)、二沉池的全部構(gòu)筑物占地面積)。

    3.1.2 工藝流程介紹

    隨著城市的發(fā)展,人口的不斷增加,導(dǎo)致污水流量的急劇增加,并且原有CASS工藝的設(shè)備老化,原污水處理廠已不能滿足新環(huán)境下的新水量和新標(biāo)準(zhǔn)的要求,需要對(duì)原污水處理裝置進(jìn)行改造,由于改造周期短、現(xiàn)場(chǎng)用地緊張;因此對(duì)原有污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)容改造,主要建設(shè)將污水處理能力由日處理將1.0萬/d提升至2.0萬/d,由于沒有空地去新建生化池,因此生化池的改造要求在現(xiàn)有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行,并要求改造工藝處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定,經(jīng)過多種工藝比選,業(yè)主最終選擇了EBIS(改良AO)工藝;工藝流程如圖1所示。

    圖1 蘭西縣污水處理廠工藝流程圖

    EBIS(Efficient Biological Integration System)一體化生物處理系統(tǒng)——基于先進(jìn)的污水處理理念,由技術(shù)專家團(tuán)隊(duì)研發(fā),經(jīng)過二十多年的工程實(shí)踐而形成的一套成熟的先進(jìn)污水處理技術(shù)。EBIS工藝以其節(jié)能高效、同步脫氮、耐沖擊性強(qiáng)的特點(diǎn),特別是對(duì)于高總氮、水溫極低等處理難度大的污水具有良好的處理效果。本次改造工程主要對(duì)生化池進(jìn)行改造后,污水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入EBIS(改良AO)系統(tǒng)的厭氧區(qū),強(qiáng)化脫氮除磷功能后,在厭氧區(qū)末端進(jìn)入低氧曝氣區(qū)前端,與空氣推流區(qū)產(chǎn)生的大比倍循環(huán)的泥水混合液迅速混合,在低氧的環(huán)境下,利用微生物對(duì)水中COD、氨氮、總氮等污染物進(jìn)行去除。反應(yīng)中利用溶解氧監(jiān)測(cè)儀自控回路調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量,從而控制溶解氧濃度,使反應(yīng)池內(nèi)溶解氧維持在較低(0.5mg/L)的水平,實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化過程。

    EBIS(改良AO)系統(tǒng)出水進(jìn)入深度處理單元,進(jìn)一步降低SS、TP等指標(biāo)后達(dá)標(biāo)外排。

    保留原工藝的預(yù)處理和深度處理,EBIS(改良AO)核心工藝示意圖,如圖2所示。

    圖2 EBIS(改良AO)核心工藝示意圖

    3.1.3 主要技術(shù)參數(shù)

    表1改造前后技術(shù)參數(shù)表(單池)

    3.1.4 運(yùn)行數(shù)據(jù)

    圖3 水污染物排放監(jiān)測(cè)日平均值折線圖

    3.2 主要控制參數(shù)(DO、MLSS)

    EBIS(改良AO)生化池主要控制參數(shù)包括以下幾項(xiàng)。

    3.2.1 低溶解氧

    EBIS(改良AO)生化池低氧曝氣區(qū)控制溶氧濃度為:0.5mg/L~1.0mg/L,低溶氧控制有利于培養(yǎng)生長(zhǎng)速率相對(duì)較小的兼性菌群,從而有效提高系統(tǒng)對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果。

    溶解氧控制通過在線溶氧儀—PLC—變頻懸浮風(fēng)機(jī)組成的溶解氧閉環(huán)控制回路,自動(dòng)完成溶氧和生化系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。

    3.2.2 大循環(huán)比

    EBIS(改良AO)生化池通過空氣推流區(qū)的推流作用控制池內(nèi)混合液循環(huán)比>15,進(jìn)行大比倍的循環(huán)稀釋,使得EBIS(改良AO)生化池進(jìn)水端至出水端的有機(jī)物濃度梯度大幅度縮小,一方面,可以降低污泥的沖擊負(fù)荷,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;另一方面,給微生物創(chuàng)造了相對(duì)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。

    大比倍的循環(huán)稀釋是通過特殊的池形結(jié)構(gòu)與智能化控制的空氣推流裝置組成,其空氣消耗量相對(duì)于低氧曝氣區(qū)曝氣量的3%~5%。

    3.2.3 高污泥濃度

    EBIS(改良AO)生化池內(nèi)污泥濃度控制在6g/L~8g/L,EBIS(改良AO)池低溶解氧的控制,使得池內(nèi)微生物的生長(zhǎng)速率相對(duì)較慢,污泥齡增長(zhǎng),可以控制較高的污泥濃度。

    4 選擇EBIS工藝的原因

    4.1 對(duì)極寒地區(qū)處理效果有保障

    (1)高污泥濃度對(duì)應(yīng)生物量大,可以彌補(bǔ)低溫情況下硝化反應(yīng)速率低的不足。

    (2)低氧條件下同步脫氮,可以提高反應(yīng)效率,同時(shí)節(jié)省碳源。

    (3)高污泥濃度及混合液大比例循環(huán)稀釋,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,硝化系統(tǒng)不易遭受沖擊。

    (4)出水效果得到充分保障。

    (5)生化池溫度較傳統(tǒng)工藝高。

    (6)高污泥濃度帶來的高容積負(fù)荷,生物反應(yīng)放熱量大,可以提高生化池水溫。

    (7)工藝流程短,一體化的池形結(jié)構(gòu)有助于生化池水溫的保持。

    (8)低曝氣量條件下,對(duì)水面攪動(dòng)幅度小,散熱速度慢。

    (9)低占地面積(散熱面積)有助于生化池水溫的保持。

    (10)同等條件下,項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè):①CAST池水溫約6℃~7℃;②EBIS池水溫7℃~8.5℃,保溫效果明顯。

    4.2 占地面積小,投資低

    (1)高污泥濃度帶來的高容積負(fù)荷,大大降低了池容及占地,土建投資小,如果本項(xiàng)目采用傳統(tǒng)AO工藝進(jìn)行改造,則需要將原四個(gè)CASS全部改造并且新增二沉池,如采用EBIS工藝,則只需改造兩個(gè)CASS池,后期如有擴(kuò)容需求,可不必再新建生化池體。

    (2)同步脫氮,工藝流程短,較傳統(tǒng)工藝加后續(xù)深度脫氮工藝的組合工藝來講,占地節(jié)省。

    (3)對(duì)于改造項(xiàng)目,通常可以不用新增池體,節(jié)省土建投資,施工周期短。

    (4)尤其針對(duì)高寒部分地區(qū),地下水水位高,土建施工難度大或占地緊張的項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)更突出(高寒地區(qū)土建施工周期短,每年只有7個(gè)月左右的時(shí)間可以施工,土建的施工難度大)。

    4.3 運(yùn)行能耗低

    低氧運(yùn)行節(jié)省大量的供風(fēng)量,同時(shí)高效的曝氣系統(tǒng)可將充氧效率提高到35%以上,如此可將鼓風(fēng)機(jī)的能耗大大降低;同時(shí),由于是一體式結(jié)構(gòu),中間節(jié)省了傳統(tǒng)工藝的機(jī)泵設(shè)備,也為運(yùn)行節(jié)省了能耗,與傳統(tǒng)AO工藝對(duì)比節(jié)約30%左右的能耗。

    4.4 高寒地區(qū)相似案例應(yīng)用效果良好

    當(dāng)前EBIS工藝在東北高寒地區(qū)成功應(yīng)用案例較多,除了多個(gè)新建項(xiàng)目之外,在原有污水廠提標(biāo)改造的項(xiàng)目中利用將原CASS工藝進(jìn)行改造的項(xiàng)目也較多,將CASS改造為EBIS工藝后,在未新增占地的情況下,處理能力大幅提高而且出水水質(zhì)優(yōu)于原CASS池運(yùn)行效果,得到了業(yè)主方的普遍認(rèn)可。

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