目前,我國絕大多數(shù)污水處理廠執(zhí)行的是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級B 標(biāo)準(zhǔn),而執(zhí)行一級A 標(biāo)準(zhǔn)可以較大限度的對污水進(jìn)行“除磷脫氮”,減少對后續(xù)受納水體的污染,出水可作為回用水,解決我國部分地區(qū)水資源緊缺的問題。因此,進(jìn)行城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造是水環(huán)境保護(hù)的要求,也是國家提出的節(jié)能減排的要求。
污水處理廠經(jīng)過強(qiáng)化二級生物處理,僅需要去除SS時(shí),可設(shè)置過濾單元。應(yīng)用于污水處理廠深度處理的過濾工藝有多種形式,包括活性砂濾池、高效纖維濾池、纖維轉(zhuǎn)盤濾池以及高效磁混凝工藝,下面對這四種工藝作介紹,以供參考。
砂濾罐玻璃鋼石英砂過濾裝置
砂濾罐玻璃鋼石英砂過濾裝置
1.活性砂濾池
1.1工藝概況
活性砂過濾器是一種集絮凝、澄清、過濾為一體的連續(xù)過濾設(shè)備,廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、污水深度處理及中水回用處理領(lǐng)域。系統(tǒng)采用升流式流動(dòng)床過濾原理和單一均質(zhì)濾料,過濾與洗砂同時(shí)進(jìn)行,能夠24小時(shí)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行,巧妙的提砂和洗砂結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)大功率反沖洗系統(tǒng),能耗極低。
污水廠尾水通過進(jìn)水管進(jìn)入過濾器底部,經(jīng)布水器均勻布水后自上而下通過濾料層。在此過程中,尾水被過濾,去除了水中的污染物。同時(shí)活性砂濾料中污染物的含量增加,并且下層濾料層的污染物程度比上層濾料要高。此時(shí)打開位于過濾器*的空氣提升泵,將下層的石英砂濾料提至過濾器頂部的洗沙器中進(jìn)行清洗。濾砂清洗后返回濾床,同時(shí)將清洗所產(chǎn)生的污染物外排。
活性砂濾料在提升泵的作用下呈自上而下的運(yùn)動(dòng),對尾水起攪拌作用。過濾器內(nèi)濾料能夠及時(shí)得到清潔,抗污染物負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。活性砂過濾器特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其自身運(yùn)行特點(diǎn),使得混凝、澄清、過濾在同一個(gè)池體內(nèi)可全部完成。
1.2活性砂過濾器的技術(shù)特點(diǎn)
(1)石英砂濾料層較厚,濾池較深,土建費(fèi)用較高;
(2)過濾效率較高,過濾效果較好,無需停機(jī)反沖洗,運(yùn)行費(fèi)用低;
(3)水頭損失較高,一般需要設(shè)置二次提升泵房,增加了運(yùn)行費(fèi)用;
(4)活性砂過濾器可根據(jù)水量變化靈活增加或減少過濾器數(shù)量,主要適應(yīng)于小規(guī)模的污水處理廠。
2.2.高效纖維濾池
2.1工藝概況
高效纖維濾池是一種全新的重力式濾池,它采用了一種新型的纖維束軟填料作為濾元,其濾料直徑可達(dá)幾十微米甚至幾微米,具有比表面積大,過濾阻力小等優(yōu)點(diǎn)。微小的濾料直徑,*地增加了濾料的比表面積和表面自由能,增加了水中雜質(zhì)顆粒與濾料的接觸機(jī)會(huì)和濾料的吸附能力,從而提高了過濾效率和截污容量。
為充分發(fā)揮纖維濾料的特長,在濾池內(nèi)從上至下依次設(shè)有反洗排水槽、纖維密度調(diào)節(jié)裝置、纖維束濾料、濾板、布?xì)庋b置、布水裝置。設(shè)備運(yùn)行時(shí)水流經(jīng)纖維濾料層,軟性纖維濾料在水流阻力作用下被壓實(shí),濾層孔隙度沿水流動(dòng)方向逐漸縮小,纖維密度逐漸增大,實(shí)現(xiàn)了深層過濾。當(dāng)濾層截污到一定程度需清洗再生時(shí),在反洗水作用下纖維濾層被放松,使濾料恢復(fù)自由狀態(tài),對濾料進(jìn)行氣水混合反洗,可有效地恢復(fù)濾元的過濾性能。
2.2高效纖維濾池技術(shù)特點(diǎn):
?過濾速度快,一般為20~30m/h;
?占地相對較小;
?設(shè)備均國產(chǎn)化,有利于日后維護(hù)管理;
?設(shè)備費(fèi)用較高;
?濾池水頭損失較大,運(yùn)行費(fèi)用較高;
3.3.纖維轉(zhuǎn)盤濾池
3.1工藝概況
纖維濾盤過濾器是目前世界上的過濾器之一,主要用于廢水的深度處理與中水回用,目前在*已廣泛采用了該項(xiàng)技術(shù)。其主要特征為處理效果好,出水水質(zhì)高,出水穩(wěn)定,連續(xù)運(yùn)行,承受高水力及懸浮物負(fù)荷能力強(qiáng),全自動(dòng)運(yùn)行,操作及保養(yǎng)簡便,運(yùn)行費(fèi)用低,土建費(fèi)用低及占地極小等。
纖維轉(zhuǎn)盤濾池用于污水的深度處理,設(shè)計(jì)水質(zhì):進(jìn)水SS=20~50mg/L,出水SS≤5mg/L,濁度≤2NTU,實(shí)際運(yùn)行出水更優(yōu)質(zhì),一般出水濁度在1左右或更低。
3.2工藝運(yùn)行原理
污水重力流或壓力流進(jìn)入濾池,濾池中設(shè)有擋板消能設(shè)施。污水通過濾布過濾,重力流通過溢流槽排出濾池。過濾中部分污泥吸附于纖維濾布外側(cè),逐漸形成污泥層。隨著纖維濾布上污泥的積聚,纖維濾布過濾阻力增加,濾池水位逐漸升高。通過測壓裝置可監(jiān)測濾池與出水池之間的水位差。當(dāng)該水位差到達(dá)反沖洗設(shè)定值時(shí),PLC即可起動(dòng)反沖洗泵,開始反沖洗過程。
3.3纖維轉(zhuǎn)盤濾池技術(shù)特點(diǎn)
(1)設(shè)計(jì)新穎。重力運(yùn)行,根據(jù)水位差自動(dòng)反沖洗。反沖洗期間連續(xù)過濾,過濾期間濾池維持靜態(tài),濾盤僅于清洗旋轉(zhuǎn)。
(2)占地面積小,濾盤垂直中空管設(shè)計(jì),使小的占地面積即可保證大的過濾面積。
(3)運(yùn)行自動(dòng)化程度高。
(4)水頭損失小,纖維轉(zhuǎn)盤濾池進(jìn)出水水頭損失僅0.3m。
(5)采用水力反沖洗,反沖洗泵揚(yáng)程高;
(6)需更換濾盤濾布,年更換率約5%。
4磁混凝濾池
4.1工藝概況
磁混凝工藝在常規(guī)中混凝沉淀工藝中添加了磁粉,并使磁粉與混凝絮體有效結(jié)合。由于磁粉的比重大,因此大大增加了混凝絮體的比重,加快了絮體的沉降速度。磁混凝工藝同時(shí)設(shè)置了污泥回流系統(tǒng),使得污泥中磁粉及混凝劑循環(huán)使用,有利于節(jié)約混凝劑用量。剩余污泥中經(jīng)過磁粉回收后排出本系統(tǒng)。
4.2磁混凝工藝技術(shù)特點(diǎn)磁混凝工藝沉淀表面負(fù)荷可達(dá)20~40m3/m2h;同時(shí)具有優(yōu)良的沉淀效果,可與普通石英砂過濾相媲美。磁混凝工藝的技術(shù)特點(diǎn)是:
(1)極短的混凝與沉淀時(shí)間,總計(jì)HRT<20分鐘,占地面積??;
(2)沉淀出水SS<5mg/L,濁度<1.0NTU;
(3)優(yōu)異的除磷效果,TP<0.02mg/L;
(4)由于系統(tǒng)內(nèi)部具有5g/L以上的磁粉,因此耐受流量及固體負(fù)荷沖擊;
(5)磁粉損耗低,折合費(fèi)用0.005元/m3。
4.3主要優(yōu)點(diǎn)
磁混凝工藝雖然是混凝沉淀工藝,但是SS及TP可以直接達(dá)到一級A要求,因此比較適合污水廠SS和TP的一級A提標(biāo),同時(shí)可去除部分COD和BOD5。除了出水指標(biāo)SS及TP外,在工程上磁混凝還有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)磁混凝水頭損失較少,本質(zhì)上是混凝沉淀工藝,較過濾水頭損失很少,而出水達(dá)到過濾的效果。磁混凝低水位差約0.6m,主要體現(xiàn)在沉淀池出水槽跌水損失。
(2)磁混凝占地面積很小。10萬噸的雙組磁混凝占地面積約600m2,常規(guī)老污水廠一般能夠滿足此要求。對于新建污水廠,磁混凝較常規(guī)混凝沉淀過濾節(jié)約占地面積,非常容易布置。在現(xiàn)狀污水廠,往往有綠化等非生產(chǎn)富余面積,這些空余面積一般能夠滿足磁混凝的面積需求。在發(fā)達(dá)城市,土地成本越來越高,磁混凝工藝節(jié)約土地的價(jià)值將越來越突出。
(3)運(yùn)行費(fèi)較低。對于城市污水的深度處理,磁混凝的運(yùn)行藥劑費(fèi)很省,混凝劑PAC約5~10mg/L,PAM約0.5~1.0mg/L,磁粉損耗率約1.0mg/L,以上消耗品合計(jì)費(fèi)用約0.02~0.025元/m3。磁混凝電耗大約0.025kWh/m3,主要體現(xiàn)在攪拌機(jī)、污泥泵以及磁粉回收系統(tǒng)。
4.4主要缺點(diǎn)
(1)國內(nèi)應(yīng)用案例較少,磁混凝技術(shù)尚未全面推廣;
(2)與其他濾池相比,增加了磁粉投加費(fèi)用及混合液回流電耗。
5結(jié)論
(1)活性砂濾池過濾效率較高,運(yùn)行費(fèi)用低,水頭損失大,主要適用于小型污水廠的提標(biāo)改造。
(2)高效纖維濾池濾速快,占地小,但水頭損失大,設(shè)備費(fèi)用高。
(3)纖維轉(zhuǎn)盤濾池占地面積小,自動(dòng)化程度高,水頭損失小,但濾布維護(hù)費(fèi)用高。
(4)磁混凝濾池占地面積小,除磷效果佳,運(yùn)行費(fèi)用低,但技術(shù)尚未全面推廣。
(5)本文為污水廠提標(biāo)改造工程工藝選擇提供參考。