生物曝气流化池技术用于城镇生活污水回用的研究与示范工程

生物曝气流化池技术用于城镇生活污水回用的研究与示范工程
   
   
  摘要：生物曝气流化床技术是介于生物接触氧化工艺和生物曝气滤池工艺的一种新的水处理工艺，它吸取了生物接触氧化工艺和生物曝气滤池的优点，具有出水水质好、生物量大、处理负荷高、脱氮除磷效果好、无须反冲洗等优点。本文介绍生物曝气流化池技术用于城镇生活污水回用的工程实例及投资。关键词：生物曝气生活污水回用工程生物曝气流化床技术是介于生物接触氧化工艺和生物曝气滤池工艺的一种新的水处理工艺，它吸取了生物接触氧化工艺和生物曝气滤池的优点，具有出水水质好、生物量大、处理负荷高、脱氮除磷效果好、无须反冲洗等优点。目前，它已经开始在城市污水处理、小区生活污水处理、工业废水处理、微污染源水预处理、城市污水二级出水回用处理等方面。1、国内外相关研究现状及动态现在生物接触氧化工艺已经广泛应用于水处理中的各个方面，可以说是已经比较成熟的工艺。而生物曝气滤池工艺是近年来我国比较成功从国外引用并迅速推广的一种新型高效污水处理工艺。随着以上两种工艺在我国的推广和应用，国内各大高校和科研机构、环保公司开始了生物曝气流化池工艺的研究。其中清华大学、同济大学在这一方面进行了比较深入的研究，开始在一些工程中应用，并取得了较好的处理效果。其它一些科研机构也对此工艺进行可行性研究，也有不少成功的实例。我们公司是国内最早从事生物曝气流化池工艺研究的环保专业厂家。根据本工艺的特点，我们开发出了专利产品——LT型流化生物填料。我公司现在已经将本工艺成功应用于小区生活污水处理、工业废水处理、微污染源水预处理等工程中，现在正在致力于将生物曝气流化床工艺应用于老污水处理厂曝气池改造（北京市高碑店污水处理厂）、城市污水处理厂中水回用研究等项目。2、生物曝气流化池技术的特点及能解决的关键问题2.1生物曝气流化池的技术特点与其它好氧水处理工艺相比，生物曝气流化池工艺有以下技术特点：①生物量大。采用了新型的填料——LT型生物流化填料。这种新型填料具有比表面积大、挂膜容易、生物膜更新快等优点。由于具有较大的比表面积和挂膜容易等特点，因而生物量大，生物量可以达到10-20g/L以上，比普通活性污泥法高出5倍以上，同接触氧化工艺相当；而且由于生物膜更新比较快，因而微生物具有较高的活性，大大提高了处理效率和污水处理效果。②传质效率高。由于本工艺的特点，填料在池中一直处于流化状态，由于空气搅动使整个反应池内污水和填料充分接触，生物膜和水流之间产生较大的相对流速，加快了细菌表面的介质更新，增强了传质效果，加快了生物代谢速度。而接触氧化工艺由于填料是固定的，在池中出现了曝气区和非曝气区，因而降低了容积负荷。③充氧效率高。由于填料在水中一直呈流化状态，填料不断的与气泡进行接触并不断切割，因而其充氧效率高，动力效率在3kg/（kw.h）以上，相比其它工艺提高30%，充氧效率的提高有利于加快有机物的氧化速度。④具有较高的污染物处理负荷。在污水处理工艺中，其BOD负荷可以达到5-6kg/（m3填料。d）；如果要进行脱氮除磷处理，BOD负荷可以降低到1-3kg/（m3填料。d）。⑤脱氮效果好。由于填料表面含有较多的硝化菌和反硝化菌，因而本工艺具有良好的脱氮效果。如果配合A2/O工艺，其脱氮除磷效果更佳。⑥出水效果好而且稳定，特别适用于城镇污水二级出水的回用水处理工艺过程中。配合接触沉淀工艺，其出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，完全可以满足《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999）的限值要求。如果应用于冷却水的回用，可以作为生物处理预处理阶段，后续增加混凝—过滤—消毒等工艺阶段。⑦在应用方面。同接触氧化工艺相比，省却了填料框架，填料投加方便；同曝气生物滤池相比，不用进行反冲洗，降低了投资费用和运行费用，运行连续稳定。2.2能够解决的关键问题在现在的城镇污水回用技术研究过程中，一般较多采用的是直接将二级出水进行物化处理，即加药、混凝、过滤、消毒等工艺。在这套工艺中，由于二级出水中有机污染物浓度依然比较高，因而需要消耗大量的絮凝剂和消毒剂，而且产生了大量的化学污泥，造成了二次污染；同时操作复杂，特别是加药程序比较难以控制。如果城镇污水厂没有进行脱氮除磷处理，还要面临一个脱氮除磷的问题。如果采用生物曝气流化池工艺+物化处理的工艺，可以解决以下几个难题：①保证了出水的稳定性和出水质量。配合接触沉淀工艺，生物曝气流化池出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，再经过消毒工艺完全可以满足《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999）的限值要求，也就是说不需要后续的物化处理即可达到生活杂用水水质标准，可以直接应用于城市绿化、冲厕、洗车、扫除等。②减少了投药量。由于以上原因，可以大大降低混凝剂的投加量，降低了运行成本。③减少了污泥量的排放。由于本工艺中产生的剩余污泥非常少，所以大大降低了污泥量的排放，降低了处理成本。④能够有效的进行除磷脱氮处理。配合A2/O工艺，可以进行有效的进行脱氮除磷。3、生物曝气流化池技术与其他技术效果对比现在将生物曝气流化池技术与活性污泥工艺、生物接触氧化工艺、曝气生物滤池的处理效果做一下对比。项目生物曝气流化池活性污泥工艺接触氧化工艺曝气生物滤池出水水质SS浓度和BOD浓度小于10mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS浓度小于30mg/l，若要达到15mg/l，需深度处理。TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS浓度和BOD浓度小于10mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于50mg/lSS浓度和BOD浓度小于15mg/l，TKN小于15mg/l，COD小于40mg/l产泥量产泥量比较小，污泥相对稳定产泥量比较大，污泥相对稳定产泥量比较小，污泥相对稳定产泥量比较大，污泥稳定性比较差污泥膨胀无可能发生无无流量变化影响有较强的耐水力冲击负荷有一定的耐水力冲击负荷有较强的耐水力冲击负荷受过滤速度限制冲击负荷影响承受冲击负荷能力较强承受冲击负荷能力较差承受冲击负荷能力较强可承受日常的日冲击负荷温度变化影响有一定影响受低温影响比较大受低温影响比较大水温波动较小，低温运行稳定除磷脱氮能力很强可采用专门工艺较强很强水头损失1-1.5m随工艺1-1.5m3-3.5m污泥回流无随工艺无无曝气量较小随工艺，较大较大最小出水消毒消耗较小消耗最大消耗较小消耗较小总运行成本最低较大较低较低4、用于中水回用的工艺流程与技术参数4.1如果将出水回用于城市绿化等目的，其主要工艺流程如下：城镇污水处理厂二级出水→生物曝气流化池→接触沉淀池→接触消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系统。生物曝气流化池（具有除磷脱氮功能）主要技术参数如下：BOD负荷：2kgBOD/（m3填料。d），水力停留时间：1-1.2h，气水比：4：1，污泥回流比：无悬浮填料填充率：30%.4.2如果将出水回用于工业冷却用水等目的，其主要工艺流程如下：城镇污水处理厂二级出水→进水提升泵→生物曝气流化池→接触沉淀池→混合反应池→纤维球过滤器→接触消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系统。