南方某城镇污水处理厂改良型A2O工艺的处理效果及经济效益分析.pdf

给水排水福建建设科技 南方某城镇污水处理厂改良型 工艺的处理效果及经济效益分析出高阳(晋江市南港污水处理有限公司 福建晋江)摘 要 南方某城镇污水处理厂设计处理能为 万/处理工艺采用水解酸化池 改良型 高密度沉淀池 纤维转盘滤池 次氯酸钠消毒其设计的出水标准为城镇污水处理厂污染物排放标准的一级 标准 本文从该厂的工艺设计、水质特征、参数调节、运营管理等方面对 年至 年间的污水处理效果和运行成本进行综合分析 结果表明:该厂的出水水质指标远超设计标准且运营成本较低但是在生产运营及管理方面仍存在一些问题为进一步提升水质稳定性从污水处理厂设计及运营两方面提出优化措施 通过系统地总结旨在为相似工艺的污水处理厂提供经验借鉴和技术参考关键词 城镇污水处理改良型 处理效果经济效益运行分析 :/.:城镇化进程的加快伴随着城市生活污水的产生量与日俱增物质生活水平的提升使人们对生态环境的要求也日益严格生活污水的高效净化处理是美化城市环境、提升城市影响力和增强幸福感的重要举措 对此国家发展改革委住房城乡建设部关于印发“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划的通知(发改环资 号)对各地有序开展城镇污水处理和资源化利用工作做出部署且要求到 年城镇污水得到安全高效处理全民共享绿色、生态、安全的城镇水生态环境 处理工艺可充分利用微生物实现有机物降解和良好的脱氮除磷效果目前全国约有 的污水处理厂采用 处理工艺因此本文以我国南方某典型 处理工艺污水处理厂为研究对象通过对其多年的运行效果进行系统解析剖析其出水水质长期优于国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 标准的原因同时从污水处理厂的生产运营及管理两方面提出进一步优化措施以期为 处理工艺污水处理厂的运营及管理提供有益的借鉴 污水处理厂概况污水处理厂位于福建省南方某市一期工程建设规模为 万/于 年建成投产使用二期工程为 万/于 年建成投产使用主要处理城市生活污水远期规模为 万/设计总变化系数 处理工艺为:水解酸化 改良型 生物 高密度沉淀池 接触消毒池(次氯酸钠)其处理工艺如图 所示 由于出水标准要求较高该污水处理厂采用三级处理技术其中二级生物处理以改良型 为核心深度处理采用高密度沉淀池 纤维转盘滤池 次氯酸钠消毒所有水处理设施及臭气处理设施集成在三座除臭系统该污水处理厂的设计进、出水水质指标如表 所示作者简介:出高阳(.)男本科工程师研究方向:污水及饮用水处理技术图 污水处理厂的工艺流程图 福建建设科技 给水排水表 污水处理厂设计进、出水水质指标项目(/)(/)总磷(/)氨氮(/)总氮(/)(/)色度()执行标准进水 设计标准出水 一级 出水 地表水类四类 运行参数分析 工艺设计参数该污水处理厂处理工艺为水解酸化 改良型 高密度沉淀池 纤维转盘滤池 次氯酸钠消毒如图 可知生化阶段总停留时间约 传统的 工艺在缺氧和好氧阶段进行脱氮除磷而改良的 工艺一方面在厌氧区前置一段选择区确保厌氧区的微生物充分释磷另一方面将外回流部分回流到选择区与缺氧区提高了缺氧区的脱氮效率同时减少回流至厌氧区硝态氮的浓度减少其对厌氧段生物释磷的影响因此实施改良型 工艺可有效提升出水水质 此外改良型 工艺通过内回流和三段反应器集成化处理技术可最大限度利用有机物和氮磷等营养物质进而减少氧气和碳源的消耗通过控制曝气和混合速率可有效减少污泥的产生量 因此实施改良型 工艺可以通过节约能源、减少污泥产生、简化工艺流程和改善处理效果等方式降低运营成本同时提高处理效率具有重要的应用价值图 污水处理厂关键构筑物池容及其停留时间 实际运行调控参数表 为日常污水处理厂运行过程中的重要参数控制数据从污泥负荷值(/)可知污泥负荷相对较低污泥泥龄较短属于低负荷运行状态不容易发生污泥膨胀便于日常维护管理可见/的正确控制对于保持污水处理系统的高效运转和出水水质的稳定性具有重要意义 工艺中溶解氧()基本控制在 之间其主要目的是为了促进 池内存在的同步硝化反硝化过程进一步增强系统对总氮的去除能力 为了同时实现高效的有机物和氮磷的去除又能降低处理成本 浓度控制在 /左右过高的 浓度会降低 的浓度且导致污泥过量累积而过低的 浓度会导致 的浪费且处理效率降低过高或过低的 浓度均会影响微生物的生长和代谢从而影响氮磷的去除效果 依据进出水水质控制外回流比()在 之间根据生产实践得知当内回流比()控制在 之间时总氮的去除效果更理想同时也增加了反硝化去除总磷的效果污水处理中氧化还原电位()指标可用来反映污水中氧化还原状态该污水处理厂经多年运营调控发现当厌氧区 值控制在 之间有利于生产运行当 过低时可能会导致有毒气体如硫化氢等的产生对处理系统造成负面影响 缺氧区 建议控制在 之间在此范围内缺氧区的微生物可以利用氧化剂如 或 氧化有机物并将其转化为简单的无机盐污泥泥龄()的增加可以提高硝化菌、反硝化菌的生物量提高氮的去除效率 此外增加 可以增加磷的吸附和沉淀作用提高磷的去除效率 在污水处理过程中磷主要是通过与污泥中的生物物质结合、吸附和沉淀的方式去除而增加 可以提高污泥中生物物质的生物量和吸附能力从而提高磷的去除效率 为应对该污水处理厂进水 浓度逐年升高的趋势生产实践中控制 在 内可实现 的有效去除此外在生产管理中发现当进水 较低时生物池需要外部补充碳源当进水 较高时需在缺氧区进口处补加碳源并控制/比大于 以确保 的去除率当进水 较高时则要在厌氧区进口处外加碳源并控制/比大于 以确保 的去除率表 污水处理厂实际运行参数调控表项目(/)(/)外回流()内回流()()(厌氧区)()(缺氧区)/泥龄()控制值 运行效果分析 年至 年的月处理水量如图()所示 月处理水量从 年至 年呈增长趋势运行初期 年处理水量 日均处理水量为 年处理水量 日均处理水量为 运行 年来水量增长率达 倍且在 年度达到设计负荷的 从图()、()可知进水 和 浓度呈逐年递增的趋势出 水 和 的 平 均 浓 度 分 别 为/和/平均去除率分别为 和 出水 和 的浓度值远低于一级 出水水质标准达到类四类标准 从图()、()、()可知进水 平均浓度为/出水 平均浓度为 /平均去除率给水排水福建建设科技 为 进水 平均浓度为 /出水 平均浓度为 /平均去除率为 进水 平均浓度为/出水 平均浓度为 /平均去除率为 、和 的出水水质均达到类四类标准综上分析可知近 年的进水水质均在设计标准范围内波动出水水质均能稳定在类四类标准这说明优化生产调度、参数调控及提升应急处理能力是保证水质安全的重要前提()月度处理水量()进出水 及去除率()进出水 及去除率()进出水 及去除率()进出水 及去除率()进出水 及去除率图 污水处理厂 年月度处理水量、和 的进出水浓度及其去除率 生产成本分析 药剂及电耗以最近一年(年)为例从药耗及电耗、设备维护与保养两个方面进行成本分析其结果如图 所示 从图()、()可知电耗成本为污水处理厂第一大成本电耗与水量呈正相关进水 及 浓度值对电耗影响最大综合计算电费成本约为 元/碳源(糖浆:元/乙酸钠:元/)平均费用均约为 元/药剂单耗包括:聚合氯化铝平均单耗约为 元/平均单耗约为 元/次氯酸钠平均单耗约为 元/药耗与供水量呈显著正相关精细化管理、精准化控制和专业化的人才队伍使该污水处理厂的药剂成本一直控制在较低水平此外 年污泥总量约 污泥处置费为 元/()进水水质 ()药剂及电耗成本图 污水处理厂 年的进水水质和药剂及电耗成本 设备维护与保养设备维护与保养是一项综合性的工作对设备进行定期维护保养、定期巡视、定期检测认真按设备安全操作规程执行对污水处理厂的稳定运行起着至关重要的作用 为减少设备故障率降低停产损失该污水处理厂在设备的日常清洁、润滑维护、电气维护、机械维护、校准和调试、定期检查、备件更换、故障排除等方面形成一套系统化的管理操作流程使设备维护做到有迹可循有效延长了设备使用寿命、提高了设 福建建设科技 给水排水备性能、降低故障率和停机时间、降低维护成本提高生产效率 在设备已使用 年的前提下虽然设备自然老化导致维修成本逐年递增但核算 年的设备维护成本约为 元/总体来看污水处理厂总运营成本为 元/运行成本在同行业中处于较低水平多数污水处理厂运营费用(达到 一级 标准)超过该值 存在问题及对策 存在问题虽然改良型 相对于传统的 工艺具有许多优点如较小的占地面积、更高的废水处理效率等但仍然存在一些问题:()设备投资成本高:改良型 需要用到多级生物反应器、污泥回流等设备设备的投资成本较高增加了处理成本()运行维护成本高:改良型 的设备需要进行周期性的清洗和维护增加了运营成本()对环境的影响:改良型 在处理废水时需要使用化学药剂这些化学药剂可能会对环境造成污染同时产生的污泥也需要妥善处理()处理效果受水质波动影响:改良型 处理效果会受到废水水质波动的影响一些难以降解的有机物质可能会影响处理效果导致废水处理不彻底()处理能力受到限制:改良型 对于处理含有高浓度有机物质的废水处理能力有限当处理量过大时可能会影响处理效果 建议与对策针对改良型 存在的问题以下是一些改进和优化建议:()优化设备结构和工艺:优化改良型 的设备结构和工艺参数如增加反应器的容积、改进进出水的管道设计等可以提高处理效率并减少能耗和运营成本()采用低成本的药剂:替换高成本的药剂采用低成本的药剂比如生物药剂可以降低处理成本并减少对环境的污染()加强污泥处理和利用:对处理过程中产生的污泥进行分类处理和利用如采用厌氧消化技术或者制成肥料等可以减少对环境的污染并降低处理成本()引入新型材料和技术:如利用生物质多孔材料代替传统的填料、使用纳米技术提高微生物的活性等可以提高处理效率减少污染物排放降低成本()加强水质前处理:如对高浓度有机物的预处理可减少难降解有机物质的影响提高处理效果()实行自动化控制:通过实行自动化控制可以提高处理效率降低运营成本避免人为操作误差和漏检情况 总之针对改良型 存在的问题可以采取不同的改进和优化措施以提高处理效率降低成本并减少对环境的影响 结论根据某污水处理厂 年间的运行调控结果本文从工艺设计、运行调控、运行效果分析、生产成本分析系统阐释了该污水处理厂出水水质长期达到地表水类四类标准的原因研究表明改良型 工艺是提升水质的重要工艺单元娴熟的应急处理能力和生产调度是保证水质安全的重要前提规范化的设备维护与保养及药剂的合理化投加是降低成本的重要举措改良型 工艺具有众多优点对脱氮除磷具有优越性但依然存在一些问题如投资、维护成本高出水稳定性受处理水质影响等针对此给出了一些解决对策和合理化建议参考文献 .:.:.贾涛.高 条件下/工艺处理低碳城市污水的研究.东北师大学报:自然科学版():.():.():.(上接第 页)()受天气条件限制:空中测量需要较好的天气条件如无风、晴天等否则可能会影响测量结果而且如果空中测量遇到恶劣天气地面人员的安全也会受到威胁()对数据存储要求高:空地一体化测绘技术所获得的数据量极大需要大容量存储设备进行存储和备份对数据存储的硬件要求较高 结束语由此可见空地一体化测绘技术是一种高效的建筑立面测量方法它可以提高建筑立面测量的精度和准确性为建筑立面的研究和设计提供更多的参考依据 但是在使用空地一体化测绘技术之前应该充分考虑它的优缺点以确保测量结果的准确性和可靠性参考文献杨敏 三维激光扫描结合无人机倾斜摄影在街区改造测绘中的技术应用 测绘与空间地理信息():马宏毓赵新 三维激光扫描技术及 技术在古建筑保护测绘中的应用 岩土工程技术():黄承亮向娟刘学思等.空地一体非接触式测绘技术在传统风貌街巷保护中的应用 城市勘测():.孙博白树海华远峰等 三维激光扫描仪在建筑立面测绘中的应用研究 山西建筑():牛井义 三维激光扫描技术在大比例尺地形图测绘中的一些应用 世界有色金属():金新平 三维激光扫描技术应用于城市建筑物外立面测绘 以云南省澄江县提质扩容建筑外立面改造项目为例 福建建筑():