澄清回流污水處理工藝在城鎮(zhèn)生活污水中的應(yīng)用——以延慶縣八達(dá)嶺污水處理廠為例

王亞平 王宗亮

(1.北京市自來(lái)水集團(tuán)縉陽(yáng)水業(yè)有限責(zé)任公司 北京 102100;2.北京市延慶縣水務(wù)局 北京 102100)

1 工程概況

延慶縣八達(dá)嶺污水處理廠位于八達(dá)嶺鎮(zhèn)東曹營(yíng)村,該工程采用澄清回流工藝 (圖 1),其污水處理規(guī)模為 5000m3/d,工藝占地 542 m2,總建筑物、構(gòu)筑物占地 670m2,工程總投資為 471.99萬(wàn)元。污水處理廠的出水按要求執(zhí)行北京市地方標(biāo)準(zhǔn) 《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/307—2005)一級(jí)限值 B,設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表 1。

表 1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn) 單位:mg/L

圖 1 工藝流程圖

2 澄清回流工藝原理

2.1 硅藻土特性

硅藻是一種單細(xì)胞藻類,它的形體極為微小,在水體中以驚人的速度生長(zhǎng)繁殖,它們的遺骸沉積形成硅藻土。經(jīng)過(guò)篩選,把硅藻富集到 92%以上成為精土。顏色為白色或灰色,緊堆密度 0.3～0.4 g/cm3,比表面積 50～60m2/g,數(shù)量 2億 ～2.5億個(gè)/g,孔體積 0.6～0.8cm3/g,孔直徑 7～125nm,吸水率能吸收自身重量的 3～4倍。具有體輕、質(zhì)軟、多孔、隔音、耐酸、比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在水處理中根據(jù)污水的類別在精土中加一定量的改性物質(zhì),改性配制成處理各種水質(zhì)的硅藻精土水處理劑。

2.2 澄清工藝

澄清工藝 (又稱硅藻水處理工藝)是利用硅藻水處理劑,配合高效水力循環(huán)澄清池來(lái)達(dá)到污水凈化的一項(xiàng)污水處理物化技術(shù)。

污水處理工藝要點(diǎn)是,硅藻在精選過(guò)程中把與硅藻共生的雜質(zhì)分離除去,這樣使硅藻表面本已平衡的電位形成不平衡電位。在水處理時(shí),硅藻精土處理劑被微量加入污水中后,再高速攪拌,或在抽吸污水的水泵葉片旋轉(zhuǎn)下,瞬間散于水體之中,硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮離子的帶電性,使膠體顆粒的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)的電位減小或?yàn)榱?從而達(dá)到膠體顆粒脫穩(wěn)作用的目的,促使水中的污染物快速絮凝、沉淀。加上硅藻巨大的表面積,巨大的孔體積和較強(qiáng)的吸附力,把細(xì)微和超細(xì)微物質(zhì)吸附到硅藻表面,形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。由非晶體活性二氧化硅組成的硅藻,具有在水體中相聚和自由沉降為硅藻餅的性能。再加上精土被改性后產(chǎn)生的絮凝作用加快硅藻等凝聚到水底形成硅藻餅的速度,使硅藻吸附時(shí)電位中和,污染物質(zhì)和細(xì)菌,瞬間下沉與水體分離,清水向前流出。

當(dāng)沉渣被排放在負(fù)壓脫水機(jī)上時(shí),負(fù)壓脫水部分的脫水過(guò)程可分為兩個(gè)階段,進(jìn)料隨濾布移動(dòng),污泥經(jīng)布泥擋板均勻分布到濾帶上,靠重力過(guò)濾脫水,隨后將污泥輸入上下層濾布之間,隨著上下濾布的間隙逐漸變窄和一系列壓輥的擠壓,以波形運(yùn)動(dòng)的方式壓榨脫水。沉渣被吸附著留在濾布上而水質(zhì)透過(guò)硅藻被過(guò)濾到濾布外,排出的水質(zhì)更為清凈,而沉渣成餅狀裝袋取走,從而達(dá)到污水處理為清水的目的。

2.3 回流工藝

回流工藝是在傳統(tǒng)的活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種污水處理方法,在處理池內(nèi)沒(méi)有明顯分厭氧—缺氧—好氧三個(gè)不同功能分區(qū),污水在流經(jīng)處理池的過(guò)程中,每個(gè)階段的給氧量是不同的,在污水剛進(jìn)入處理池的前段給氧量極少,隨著污水的向前流動(dòng)給氧量逐漸增加,至導(dǎo)流板前給氧量最大(DO值不低于 5mg/L),經(jīng)導(dǎo)流板流至分離區(qū),清水從上部流出,絕大部分活性污泥經(jīng)斜板回流到雙面導(dǎo)流池下部,多余的污泥由潛污泵抽出。

回流工藝污水處理除氮的原理和普通的活性污泥法除氮是相同的,但在回流池中回流污泥不經(jīng)任何抽吸 (回流泵),自然流回處理池,這樣活性污泥中大量的菌膠團(tuán)不會(huì)受到破壞,對(duì)污水中脫氮的反硝化過(guò)程效果非常明顯,增強(qiáng)了脫氮的功能。再加上回池的特殊結(jié)構(gòu),在潛污泵、導(dǎo)流板、斜板的作用下,對(duì)污泥具有自主選擇的功能。

經(jīng)過(guò)澄清回流工藝處理過(guò)的水再通過(guò)過(guò)濾和消毒,即可使出水水質(zhì)達(dá)到回用水指標(biāo),循環(huán)使用。

3 主要構(gòu)筑設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 格柵

格柵寬 0.8m、深 1.5m、長(zhǎng) 3m。格柵柵隙10mm,過(guò)柵流速 0.8m/s,采用機(jī)械格柵,污水經(jīng)格柵自流至調(diào)節(jié)池。

3.2 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池用來(lái)調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量,采用地埋式,有效容積為 490.84m3,停留時(shí)間為 2.5h,調(diào)節(jié)池中的污泥可根據(jù)實(shí)際情況每年定期清挖一次。

調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)兩臺(tái)潛污泵 (一用一備)、一臺(tái)攪拌設(shè)備和自動(dòng)浮球裝置,可根據(jù)污水的液位高低自動(dòng)控制打入回流池的進(jìn)水量。

3.3 回流池

回流池是曝氣池和沉淀池合建的,采用的是地埋式,有效容積為 1515.42m3,有效水深為 5.5m,停留時(shí)間為 7h,回流池與沉淀池之間靠導(dǎo)流裝置使水產(chǎn)生的壓力和污泥自身的重力回流,其反應(yīng)池中有機(jī)負(fù)荷為 0.6kgBOD5/(m3?d),MLSS約為5000mg/L,污泥回流比為 100%。

3.4 集水池

集水池起到均質(zhì)的作用,能滿足后續(xù)的工藝流程。采用地埋式,有效容積為 99.68m3,停留時(shí)間為25min。

3.5 澄清池

澄清池是高效澄清池的一種,與硅藻水處理劑配合使用,其外形與水力澄清池相似,經(jīng)管道泵將集水池中的污水打入到澄清池中。池體采用鋼結(jié)構(gòu),φ=13.6m、h=7.6m,1座。設(shè)備從進(jìn)水到出水停留時(shí)間約 2h。

3.6 中間水池

采用鋼結(jié)構(gòu),有效容積為 32.29m3,停留時(shí)間為10min。

3.7 污泥池

池體采用鋼結(jié)構(gòu),其有效容積為 100m3,停留時(shí)間為 30min,并設(shè)螺桿泵兩臺(tái) (一用一備)。

3.8 過(guò)濾消毒設(shè)備

采用砂濾罐過(guò)濾,設(shè)備放置在澄清池下部,過(guò)濾設(shè)備兩套,尾水消毒采用紫外線消毒設(shè)備,兩套,每套兩個(gè)排架,共 12只燈。

3.9 設(shè)備房和控制室

壓濾機(jī)房設(shè)置在回流池上部,可以減少占地面積;風(fēng)機(jī)和硅藻土水處理劑加藥設(shè)備一并設(shè)置在澄清池下方。

4 工藝運(yùn)行效果及成本

八達(dá)嶺污水處理廠自投產(chǎn)運(yùn)行至今,100%以上時(shí)間出水達(dá)到了北京市地方標(biāo)準(zhǔn) 《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》 (DB 11/307—2005)一級(jí) B標(biāo)準(zhǔn)。在工程運(yùn)行初期,經(jīng)延慶縣環(huán)境檢測(cè)中心檢測(cè)達(dá)到了北京市地方標(biāo)準(zhǔn) 《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》 (DB 11/307—2005)一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)。表 2為污水處理廠出水經(jīng)延慶縣環(huán)境檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果。該工程污水處理成本大約在 0.4元 /m3。

表2 污水處理廠的檢測(cè)結(jié)果 單位:mg/L

5 結(jié)語(yǔ)

澄清回流工藝與傳統(tǒng)工藝相比,集吸附、混凝、過(guò)濾和生化于一體,工藝非常簡(jiǎn)單,易于運(yùn)行、操作簡(jiǎn)便,且占地面積少、投資小、運(yùn)行成本低,出水效果清澈透明,可使污水達(dá)到循環(huán)再生使用之目的,可用于多種工業(yè)廢水和城市生活污水的處理,具有良好的應(yīng)用前景。

1 蔣小紅,曹達(dá)文,等.改性硅藻土處理城市污水技術(shù)的可行性研究 [J].上海環(huán)境科學(xué),2003,22(12).

2 唐麗虹.A/O硅藻土污水處理工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行 [J].給水排水,2009,(1).