污水处理厂工艺设计msbr工艺.docx
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1、污水处理厂工艺设计1 污水、污泥处理工艺1.1 污水处理工艺(1) 预处理及污水二级处理工艺选择污水处理厂的工艺选择应依据现状工艺条件、进水水质、出水要求、污水厂规模,污泥处置方法、气象环境条件及技术治理水平、工程地质等因素综合考虑后确定。依据本工程进水水质和出水水质,各项污染物的去除率如表 4-1 所示。表 4-1:设计进出水水质及去除率(单位:mg/L)项目BOD5CODSSNH -N3TNTP设计进水水质20038025035453设计出水水质10501058150.5去除率95%86.8%96%77.1%66.7%83.3%从已经批复的可研知,本工程工业废水量约占 60%,由于工业集中
2、区废水成分简单,可生化性较差,本工程承受混凝沉淀法+水解酸化,是否需要加药或者加药量的把握,依据后续水解酸化池的运行状况来调整。从表 4-1 可以看出,对TN、NH -N 及 TP 的去除率要求较高,因此为满足处3理要求,水解酸化池后续需承受脱氮除磷污水二级处理+深度处理工艺。1常用脱氮除磷处理工艺目前,用于城市污水处理、具有肯定脱氮除磷效果的污水处理工艺大致分为两大类: 第一类为按空间进展分割的连续流活性污泥法;其次类为按时间进展分割的间歇式活性污泥法。 按空间分割的连续流活性污泥法按空间分割的连续流活性污泥法是指各种处理功能如进水、曝气、沉淀、出水在不同的空间不同池子内完成。较成熟的工艺有
3、 A/O厌氧/好氧法、A2/O 法和氧化沟法等。 按时间分割的间歇式活性污泥法目前常用的间歇式活性污泥法有:传统 SBR 工艺、CAST 工艺、UNITANK 工艺、MSBR 法等。2可用于本工程的污水处理工艺常用的具有除磷脱氮功能的污水处理工艺都有其适用性及优缺点。依据城市污水处理及污染防治技术政策建城2023124 号,对于二级强化处理,“日处理力量在10 万立方米以下的污水处理设施,除承受A/O 法、A2/O 法等技术,也可选用具有脱氮除磷功能的氧化沟法、SBR 法、水解好氧法和生物滤池法等”。依据 XX 镇污水厂进出水指标的要求,污水处理工艺宜选择成熟、稳妥、易于维护治理、运行费用低的
4、工艺。我们选择 MSBR、A2/O 法作为工艺比选方案。1 A2/O对于 A2/O 法,其技术原理说明如下:A2/O 法即厌氧/缺氧/好氧活性污泥法。其构造是在 A/O 工艺的厌氧区之后、好氧区之前增设一个缺氧区,好氧区具有硝化功能,并使好氧区中的混合液回流至缺氧区进展反硝化,使之脱氮。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除,到达同时进展生物除磷和生物除氮的目的。该工艺是最简洁的除磷脱氮工艺,在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下,可抑制丝状菌的生殖,抑制污泥膨胀,使得SVI 值一般小于 100, 有利于泥水分别。由于厌氧、缺氧和好氧三个区严格
5、分开,有利于不同微生物菌群的生殖生长, 脱氮除磷效果好。目前,该法在国内外广泛使用,其运行效果稳定,脱氮除磷效果好。图 4.1典型的 A2/O 工艺流程框图A2/O 工艺具有以下优点:通过污水和回流污泥、混合液回流的合理布点,可以实现不同的工况;依据进水水质、水量的变化,通过调整实现不同的工况,对污水进展有针对性的处理;l 整个生物池布置简洁,分区明确,池数适中,对称布置,配水、配泥、配气机敏、均匀,总体布置合理清楚,便于维护治理。l 具有很强的耐冲击负荷力量及脱氮除磷功能,出水水质好,治理简便,操作运行简洁。在大型污水厂中应用运行费用较低。l 承受底部曝气方式,池深大,氧利用率高,能耗低。l
6、 自控系统简洁,运行操作简便,国内外应用广泛,技术成熟牢靠。依据环保部公布的 2023 年全国投运城镇污水处理设施清单,全国已建的 2739 座规模化污水处理厂中承受 A2/O 工艺共有 449 座,其规模有 1 万吨/日至 40 万吨/日之间不等。该工艺在我国如此广泛的应用,证明其在污水处理领域,该工艺设计中有着强盛的生命力。2 MSBRMSBR 法是一种改进型序批式活性污泥法,是八十年月后期进展起来的技术。其实质是 A2/O 系统后接 SBR,是二级厌氧、缺氧和好氧处理过程,连续进水,连续出水,具有A2/O 生物除磷脱氮效果好和 SBR 的一体化流程简洁、不需二沉池、占地面积小和把握机敏等
7、特点。MSBR 工艺最大优点是占地较小,布置紧凑。缺点是需要污泥回流和混合液回流,所需潜污泵较多,设备较多,运行治理简单,对设备性能要求高,要求自动化运行。MSBR 系统原理示意图如下:图 4.2MSBR 工艺简图图中单元 1 和单元 7 是 SBR 池,单元 2 是泥水分别池,单元 3 是缺氧池,单元 4 是厌氧池, 单元 5 是缺氧池,单元 6 是好氧池。MSBR 系统的运行原理为:污水进入单元 4 厌氧池,回流活性污泥在这里进展充分放磷,然后污水进入单元 5 缺氧池进展反硝化。反硝化后的污水进入单元 6 好氧池,有机物在这里被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的 SBR 池,澄
8、清后的污水被排放。此时另一边的 SBR 在肯定回流量的条件下起反硝化、硝化,或起静置预沉的作用。回流污泥首先进入单元 2 浓缩区进展浓缩, 上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥则进入单元 3 缺氧池,一方面可以进展反硝化,另一方面消耗掉了回流污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后的厌氧放磷供给了更为有利的条件。在好氧池与缺氧池之间有肯定的回流量,以便进展充分的反硝化。MSBR 系统各单元的运转是周期性的,每一个运转周期为 6 个时段,共 240min,由 3 个时段组成一个半周期,时段 1 为 40min,时段 2 为 50min,时段为 3 为 30min,共 120min,在两个相邻的半周期内,除 S
9、BR 池的运转方式不同外,其余各单元的运转方式完全一样。由其工作原理可以看出,MSBR 是具有同时进展生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺。其布置紧凑。但是,也正由于该工艺特别的构造,使得工艺本身存在着诸多缺陷,如:a. MSBR 工艺各池传动机械设备多,相互之间回流泵多,对把握系统依靠性大,假设某一设备或自控系统中某一局部出故障时,将导致全厂运行困难。b. 池子每池有 7 个局部和设备多,治理麻烦简单,对操作工人素养要求高。c. 承受简单的 MSBR 工艺同样不能保证 TP 达标,也必需增设化学除磷设施。和相对简洁的同类工艺相比,在本工程水质条件下,MSBR 工艺不具优势。d. 设备的利用率较低
10、, MSBR 工艺虽经屡次改进,设备的利用率仍仅有 74%。e. MSBR 本身蕴涵了多种运行调整的机敏性的同时也对生产治理者提出了肯定的要求 ,需吃透其设计原理才能找到 MSBR 的最正确运行状态。但是目前 MSBR 工艺尚无成熟的设计和运行参数。f. 空气堰出水是 MSBR 工艺的一大特色,使 MSBR 反响池始终保持满水位、恒水位运行,反响池的容积利用率高。空气堰对自控的要求比较高,由于 MSBR 单元在交替反响和出水 ,空气堰必需保证在设定的周期内准确动作,因此直接关系到系统运行的稳定性,是运行治理的重点和难点。空气堰需不断进展进气 /放气的操作 ,即使在不出水时段也需不断补气以满足液
11、位把握要求 ,因此触点开关动作频繁,需要经常检查和维护。在空气堰内以气压把握液位是通过三根电极实现的, 电极易因外表的绝缘层腐蚀、破损、被纤维状杂物缠绕等产生误信号,所以需要定期维护。另外空气堰最大的问题是简洁产生虹吸 尤其是在水量大时,造成出水水量不均,池面液位变化以致影响回流量,虹吸完毕时造成空气堰罩的震惊等,甚至会造成跑泥,影响出水水质。依据环保部公布的 2023 年全国投运城镇污水处理设施清单,全国已建的 2739 座规模化污水处理厂中承受 MSBR 工艺仅有 1 座,该厂位于陕西省榆林市的榆林城区污水处理厂,承受酸化-MSBR 工艺、于 2023 年 9 月投入运行,设计规模为 4
12、万吨/日。通过网络查找也仅查找到 4 家污水厂承受 MSBR 工艺,分别为:深圳盐田污水处理厂、无锡区污水处理厂、上海松江东部污水处理厂和太原钢铁厂生活污水处理厂。3方案比较为选择最正确方案,拟从多方面对上述方案进展比较,详见污水处理方案综合比较表。综合比较表序号比较工程A2/O 工艺方案一MSBR 工艺方案二1工艺优点(1) 工艺先进成熟、流程简洁、运行稳定;(2) 生物脱氮除磷效率较高,出水水质好; 耐水质上的冲击负荷。(3) 承受鼓风曝气,充氧效率较高。(4) 构筑物容积的利用率较高。(1) 结合 A2/O 工艺和 SBR 工艺优点,BOD 及氨氮去除率高,运行稳定。耐冲击负荷,出水水质
13、好。(2) 承受一体化的构造设计,构筑物少,(5) 连续进水、连续出水,自控系统简洁, 运行操作简便。(6) 二沉池承受周进周出辐流式,出水效果好,且有效削减占地面积。占地少;3自动化程度高,MSBR 系统具有多种运行模式,依据进、出水水质可按倒置 A2/O 工艺或改进 A2/O 工艺机敏运行。1流程简单、治理要求高、运行维护难度大2对设备性能要求高,如空气堰对自控的要求比较高 ,触点开关动作频繁 ,简洁2工艺缺点(1) 反响池容稍大,占地面积较大。(2) 构筑物较多、土建费用较高。产生虹吸,造成出水水量不均,影响出水水质。3MSBR 池是集生化池和沉淀池为一体的集约型池,不带刮渣功能,运行觉
14、察进水中浮渣一旦进入 MSBR 池就会富集在池面,影响观感及出水水质。3基建投资稍大,本工程投资 6953.20 万元小,本工程投资 6705.50 万元4应用业绩多、应用广泛。全国至少有 449 座,其中安少、安徽省内没有运行业绩徽省至少有 9 座。5设备数量少多6占地面积较大,但可在本工程用地范围内布置小7污泥量根本一样根本一样8维护和运行简洁简单治理9自动化程度低高序号比较工程A2/O 工艺方案一良好,适用于规典范围广,国内外使用业绩10综合评价多,技术成熟牢靠,运行治理简便,处理效果好,出水水质稳定达标MSBR 工艺方案二一般,适用于规模小的污水处理站,运行管理简单,对操作人员技术要求
15、高,技术尚未成熟,国内使用业绩很少。5结论基于以上工艺方案分析论证,MSBR 虽然具有占地较小,布置紧凑、土建投资低等优点。但是在其它相对简洁的工艺能够满足进出水水质要求状况下,没有必要承受流程和构筑物简单、治理要求高、把握简单、运行维护难度大、技术尚未成熟,国内使用业绩格外少的处理工艺。结合本工程的实际,不推举 MSBR 工艺作为 XX 镇污水处理厂的处理工艺。本工程处理工艺推举承受 A2/O 工艺。(2) 深度处理工艺为到达一级 A 的排放标准,深度处理推举承受混凝反响沉淀+滤池处理工艺。通过混凝沉淀和过滤,进一步去除悬浮物、BOD 、CODcr 及磷,去除生物过程和化学澄清中未能沉降的颗
16、粒和胶状5物质。1) 混凝沉淀混凝沉淀工艺在城市污水深度处理中主要起以下作用:l 进一步去除悬浮物、BOD5及 CODcr。l 除磷。因污水中的磷酸盐大部为可溶性,一级处理去除量很少,一般的二级处理也只能去除 20 40%左右,强化二级处理则可大幅度提高除磷率至 60%75%。混凝沉淀能除磷 9095%,是最有效的除磷方法。l 还能去除污水中的乳化油和其他工业水污染物。混凝沉淀更适合于本工程污水厂的处理要求,运行时能够依据二级处理状况适时投药,使出水水质获得保障。混合方式可分为水力和机械两大类,前者无需机械修理,后者能适应水质、水量的变化,本工程推举承受机械混凝反响,沉淀承受斜管沉淀。2) 滤
17、池滤池的种类依据其构造、运行方式、滤料等的不同,可以分为很多种。依据污水厂二级处理出水水质的特点,适合本工程的过滤滤池有滤布滤池、粗砂 V 形滤池及 D 型滤池。滤布滤池滤布滤池的过滤介质是纤维毛滤布,它是由有机纤维堆织而成,其绒毛状外表由尼龙纤维织而成,同时以聚酯纤维做为支撑体。在枯燥状态下,纤维毛呈直立状态,浸湿后,纤维毛便会耷拉下来,形成滤布介质有 3 到 5mm 的有效过滤深度,且当量孔径只有 10 微米,可以使固体粒子在有效过滤厚度中与过滤介质充分接触,将超过尺寸的粒子俘获。滤布的深度能够存储俘获的粒子,减小反冲洗流量,同时还可削减正常运行时水头损失。在反洗状态下,与反抽吸装置相靠近
18、的纤维毛又会直立起来,便利纤维毛中的杂质排出,可以清洗彻底。纤维毛在各种状态下的状况如图 4.3 所示。图 4.3纤维毛在各种状态下的状况滤布滤池构造如图 4.4 所示,它由用于支撑滤布的垂直安装于中心集水管的平行过滤转盘串联起来组成。一套装置过滤转盘数量一般为 220 个,每个过滤转盘是由 6 小块扇形组合而成。过滤转盘由防腐材料组成,每片过滤转盘外包有纤维毛滤布。反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装(a) 枯燥状态(b)浸湿状态(c)过滤状态(d) 反洗状态置及阀门组成,排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成,排泥泵与反洗水泵为同一水泵。(a)(b)出水槽驱动装置图 4.4 滤布滤池(a) 轴测图
19、(b)设备俯视进水管滤布滤池的运行状态包括:过滤、反冲洗、排泥状态。滤盘反抽吸装置过滤:外进内出,污水重力流进入滤池,使滤盘全部浸没在污水中。同时为了使各滤池布水均匀并且使进水尽量产生低扰动,需在滤池中设布水堰。污水通过滤布过滤,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,排泥电动阀门过滤仍在进展。清洗:过滤中局部污泥吸附于纤维毛滤布中,渐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚, 滤布过滤阻力增加,滤池水位渐渐上升。通过设置在滤池内的压力传感器监测池内液位变化,当水泵反洗电动阀门该池内液位到达清洗设定值高水位时,PLC 即可启动反洗泵,开头清洗
20、过程。反洗时间和周期可以调整。滤布上的污泥通过反抽吸装置,经由反洗水泵,排出进入厂区排水系统。清洗时, 滤池可连续过滤。过滤期间,过滤转盘处于静态,有利于污泥的池底沉积。清洗期间,过滤转盘以 0.51 转/ 分钟的速度旋转。反洗水泵负压抽吸滤布外表,吸除滤布上积聚的污泥颗粒,过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸,并对滤布起清洗作用。瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的 1%左右,反冲洗过程为间歇。正常清洗时,2 个过滤转盘为一组,每次清洗一组滤盘,通过自动切换抽吸泵管道上的电动阀把握,滤布滤池一个完整的清洗过程中各组的清洗交替进展,其间抽吸泵的工作是连续的。当进水水质突然恶化,反冲洗周期15 分钟时,
21、系统将启动应急措施,同时启动24 台反冲洗泵, 对 24 组过滤转盘48 个转盘进展反冲洗,直至反冲洗周期恢复正常。排泥:滤布滤池的过滤转盘下设有斗形池底,有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积削减了滤布上的污泥量,可延长过滤时间,削减反洗水量。经过一设定的时间段,PLC 启动排泥泵, 通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中,排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。另外,滤池前的处理系统消灭故障时,可启动排泥系统以发挥清空滤池的作用。滤布滤池的独特设计如下特点:A 出水水质好,耐冲击负荷滤布滤池截留效果好,在进水SS 不大于 20mg/l 的状况下,出水SS 可小于 5mg/l。进水堰设计独特
22、,可消能防止扰动。过滤与反冲洗同时进展,瞬时只有池内单盘的1面积在进展反冲洗, 过滤是连续的,抗冲击负荷力量强。B 占地面积小与传统的深层过滤单元不同的是:传统过滤设备内水流一般从上至下,或从下至上流淌,属于平面方向过滤,滤布滤池则将过滤面竖直起来,水流从左至右流淌,因此很多过滤面可以并排布置,可以在保证过滤面积足够大的前提下削减占地面积。另外,设备简洁紧凑,附属设备少, 依据布置状况,附属设备只需占用少量地方。C 设备闲置率低,总装机功率低全部滤盘几乎总处于过滤状态,设备闲置率低。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 0.550.75Kw,反洗水泵功率仅为
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