硅藻精土處理技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用

王占良

(上海一環(huán)環(huán)保工程有限公司，上海 201612)

?

硅藻精土處理技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用

王占良

(上海一環(huán)環(huán)保工程有限公司，上海 201612)

針對江蘇無錫某綜合污水處理廠污泥排放量較大和運行費用較高問題，在原工藝流程的基礎(chǔ)上，利用硅藻精土污水處理技術(shù)進行升級改造，以中試試驗為基礎(chǔ)，提出改造方案。實施改造后，出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)，污泥排放量和運行成本減少一半。

硅藻精土；升級改造；中試

1　工程概況

無錫某綜合污水處理廠污水來源為70%印染工業(yè)廢水及30%生活污水，采用厭氧-缺氧-好氧-深度處理工藝，處理規(guī)模為4萬t/d。工藝流程如圖1所示。

為降低運行費用，現(xiàn)需對污水處理廠進行升級改造，在保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo)的情況下減少污泥排放量。

2　工程改造規(guī)模及設(shè)計水質(zhì)

無錫某綜合污水處理廠處理規(guī)模為4萬t/d，現(xiàn)實際處理規(guī)模約2.6萬t/d。設(shè)計進、出水水質(zhì)如表1所示。

圖1　改造前的工藝流程

表1　設(shè)計進、出水水質(zhì) (單位mg/L,pH除外)

3　改造方案設(shè)計

3.1改造方案的選擇

依托現(xiàn)有場地及設(shè)施，在原工藝流程的生物處理單元中，植入硅藻精土水處理工藝進行改造。

硅藻精土處理劑由不導(dǎo)電的非晶體二氧化硅硅藻殼體和超導(dǎo)的硅藻納米微孔組成，可在硅藻表面形成不平衡電位和外墻電位。硅藻精土處理劑按一定量投入到原工藝初沉池前的配水井中，攪動后，硅藻精土處理劑與污水充分混合。硅藻表面的不平衡電位能破壞污水中電離子圈，并中和懸浮離子的帶電性，促使水中的污染物快速物理絮凝、沉降。同時，硅藻具有巨大的比表面積，巨大的孔體積和較強的吸附力,把超細微粒物質(zhì)吸附到硅藻表面，形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，瞬間下沉與水體分離[1]。在配水井中，連續(xù)投加硅藻精土處理劑，污染物進行靜電吸附、絮凝、沉淀，污泥從原工藝初沉池回流至缺氧池。硅藻的比表面積為60 m2/g，使生物池的濃度達到0.7%～1%時，每立方米的水體中由硅藻納米微孔形成的比表面積能達到60萬m2。在巨大的比表面積中，微生物附著在硅藻表面，無須在水體中捕捉碳源，以硅藻表面富集的污染物為食料迅速繁殖。使微生物對污染物的硝化與反硝化在較短時間中以較快速度完成，更有效地去除有機物和氨氮[2]。

圖2　中試設(shè)備

3.2中試試驗

中試實驗自2015年8月30日至9月15日進行17 d。用于試驗的中試設(shè)備模擬污水處理廠工藝流程，即取厭氧池出水進入生化處理階段，由初沉池出水。停留時間和污水處理廠基本一致，缺氧池停留時間6 h，好氧池停留時間14 h，初沉池停留時間2.5 h。在好氧池出水口投加硅藻精土處理劑，并通過污泥回流將投加的硅藻精土回流至生化池，提高生化池去除效率。中試設(shè)備如圖2所示。

3.2.1COD處理效果

從圖3可以看出:在相同進水和停留時間條件下，中試設(shè)備的出水COD基本穩(wěn)定在70～80 mg/L，去除效果優(yōu)于污水廠的初沉池出水，終沉池最終出水COD低于60 mg/L，能夠穩(wěn)定達標(biāo)排放。

3.2.2TN處理效果

從圖4可以看出:中試運行穩(wěn)定后出水TN已逐漸接近污水處理廠初沉池出水，并優(yōu)于污水處理廠初沉池出水，終沉池最終出水TN低于15 mg/L，能夠穩(wěn)定達標(biāo)排放。

圖3　COD處理效果

圖4　TN處理效果

3.2.3聚鐵投加量及產(chǎn)泥量

該中試依照廠方的思路，加入硅藻精土處理劑后，初沉池出水需要投加的聚鐵比例及產(chǎn)生的污泥量需進行預(yù)判斷。

論“多元文化教育”對邊疆民族地區(qū)舞蹈教育的意義——以云南藝術(shù)學(xué)院舞蹈教學(xué)為例………………………………………李 華，農(nóng)布七林（85）

表2　聚鐵投加量及產(chǎn)泥量檢測數(shù)據(jù)

從5 d的試驗中抽出與污水處理廠出水最接近的聚鐵投加比例整合結(jié)果如表3所示。

表3　中試出水聚鐵投加比例及產(chǎn)泥量

從表3可以看出：中試出水在加入0.08%左右的聚鐵后，出水即可達到污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)，且污泥產(chǎn)量相對減少了約50%左右。

3.3改造方案

此改造方案在以目前中試實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)的情況下修改。按設(shè)計水量4萬t/d計，改造后的工藝流程如圖5所示。

圖5　改造后的工藝流程

3.3.1主要構(gòu)筑物

(1)生化池：污水處理廠原生化池分為厭氧池、缺氧池、好氧池，各構(gòu)筑物參數(shù)為：厭氧池分兩組，設(shè)計尺寸75 m×30 m×11 m，有效水深9 m，總有效容積40 500 m3，停留時間24 h；缺氧池分兩組，設(shè)計尺寸40 m×30 m×6.5 m，停留時間約6 h；好氧池分兩組，設(shè)計尺寸82 m×32 m×5 m，有效容積23 400 m3，停留時間14 h。

硅藻精土水處理工藝按無錫市所在的經(jīng)度(溫差線)，污水COD≤400 mg/L，氨氮≤20 mg/L，總磷≤3 mg/L，生物池處理停留時間：缺氧池停留時間4 h，好氧停留時間8 h?，F(xiàn)缺氧池停留時間6 h，好氧池停留時間14 h，生化池停留時間滿足改造所需條件。

(2)初沉池：有兩個初沉池，每個初沉池直徑40 m，初沉池上升水流速度為0.184 mm/s，滿足改造條件。改造需增加硅藻精土加藥設(shè)備，在生化池出水段進行硅藻精土處理劑的投加，投加硅藻精土水處理劑后初沉池產(chǎn)生的污泥回流至缺氧池前端。

(3)終沉池：有兩個終沉池，每個終沉池直徑40 m，終沉池上升水流速度為0.184 mm/s，終沉池前按2‰的比例投加聚鐵。改造后，終沉池前聚鐵投加量減少為0.08%，如初沉池出水已穩(wěn)定達到污水處理廠出水指標(biāo)，則可取消聚鐵的投加。

3.3.2經(jīng)濟效益分析

從目前中試情況和實驗數(shù)據(jù)來看，在植入硅藻精土工藝后，可以將污水處理廠初沉池出水COD穩(wěn)定在70～80 mg/L；污水處理廠聚鐵投加比例將降低至0.08，污泥產(chǎn)量將減少50%左右。隨著污水生化處理系統(tǒng)內(nèi)硅藻精土含量的升高，處理效果進一步提升，則初沉池后端聚鐵投加可取消。

根據(jù)目前中試情況和實驗數(shù)據(jù)以及廠方提供的資料，按實際水量2.6萬t/d計，對污水處理廠污水處理的藥劑成本和污泥處置成本進行經(jīng)濟效益分析。

(1)藥劑費。

改造初期按萬分之一的比例向缺氧池、好氧池內(nèi)投加硅藻精土處理劑,用以提高生化系統(tǒng)中硅藻含量，為加速改造進程，需一次性投加約3.5t硅藻精土水處理劑；采用硅藻精土水處理劑進行改造，改造期內(nèi)第一個月，為保證出水穩(wěn)定達標(biāo)，需根據(jù)初沉池出水水質(zhì)情況來相應(yīng)減少聚鐵的投加比例；改造完成后可根據(jù)初沉池出水水質(zhì)情況減少硅藻精土處理劑投加比例，同時根據(jù)出水水質(zhì)情況取消聚鐵的投加。根據(jù)以上情況，經(jīng)濟效益分析中取硅藻精土投加量為十萬分之五，聚鐵投加量不計。

(2)電費。

增設(shè)加藥設(shè)備后運行電耗有增加，但改造后污泥處理為一個半月到兩個月才排泥一次，并且污泥量減少50%，處理污泥所用電耗相應(yīng)減少，因此不考慮電費成本。

(3)人工費。

改造后不需要增加人工，反而可以減少污泥處理、藥劑投加的人工費。由以上分析可知，現(xiàn)污水處理廠每月藥劑成本和污泥處理成本(按實際水量2.6萬t/d計)約為100萬元。采用硅藻精土水處理技術(shù)對無錫某污水處理廠進行改造后，運行成本能減少50%，即每月減少50萬元。以上部分的費用需結(jié)合業(yè)主具體運營指標(biāo)參數(shù)進行核算。

4　結(jié)論

使用硅藻精土水處理工藝改造后，在不改變原有工藝基礎(chǔ)上，可降低原絮凝劑的投加量一半以上，甚至不投加絮凝劑。改造后，污泥產(chǎn)生量減半，污水處理廠能保證其出水穩(wěn)定達標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上運行費用相應(yīng)降低。

[1]王宗亮,段富平,王亞平.延慶縣新農(nóng)村澄清回流污水處理工藝典型設(shè)計[J].北京水務(wù),2010(5):34-36.

[2]劉輝,吳曉翔,施漢昌.硅藻精土技術(shù)在中小城鎮(zhèn)污水處理廠中的應(yīng)用[J].中國給水排水,2008,24(4):9-12.

[3]扶詠梅，王博，尚越，等.好氧-厭氧耦合技術(shù)處理平頂山市某礦區(qū)生活污水[J].河南城建學(xué)院學(xué)報，2015，24(2)：44-48.

[4]劉輝， 吳曉翔， 施漢昌.硅藻精土技術(shù)在中小城鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2015，24(4)：9-13.

[5]蘇國梁.關(guān)于我國中小城鎮(zhèn)污水處理適用工藝的研究探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015(9):70.

[6]中海,顧文柳,龍桂林,等.硅藻精土在污水處理中的應(yīng)用與分析[J].給水排水，2009(12)：44-47.

[7]任鵬宇， 楊秀敏，何正強.氧化溝工藝在某市污水處理廠設(shè)計中的應(yīng)用[J].河南城建學(xué)院學(xué)報，2012，21(3)：21-24.

[8]吳濟華，文筑秀.關(guān)于改性硅藻精土處理城市生活污水的探討[J].西南給排水，2015,37(6)：1-5.

Application of diatomite in engineering practice

WANG Zhan-liang

(ShanghaiYihuanEnvironmentalEngineeringCo.,Ltd.,Shanghai201612,China)

Aimed at the higher sludge emissions and operating costs in Wuxi Comprehensive Sewage Treatment Plant.On the basis of the original process,the sewage treatment process is upgraded by using diatomite wastewater treatment technology.The rehabilitation programs are proposed based on pilot scale experiment,and after reconstruction,the effluent quality could meet the emission standards,the sludge emissions and operating costs reduced by half.

diatomite;upgrade;pilot scale experiment

2016-01-17

王占良(1975-)，男，河南商丘人，碩士，工程師。

1674-7046(2016)02-0088-05

10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.02.016

X703.1

A