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孙永利:碳源利 用和除磷是污水厂提标绕不开的两大问题

时间:2018-04-17  点击:486 次 字号+  字号-
在中国 国际贸易促进委员会建设行业分会、城镇污 水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室联合主办,《水工业市场》杂志、中关村 中科水环境保护技术创新推广中心承办的“2018(第13届)水处理 行业热点技术论坛”上,中国市 政工程华北设计研究总院有限公司城市环境研究院副院长孙永利作了题为《由几个 常见现象引发的污水处理系统“精细化”的思考》的报告。报告针 对污水排放提标催生的两个主要问题:如何有 效利用污水中的碳源以及化学除 磷和生物除磷之间的对接和耦合进行了分析。

中国市 政工程华北设计研究总院有限公司城市环境研究院副院长孙永利

近年来,各部委 以及地方政府都在陆续颁布新的污水排放标准,“提标”已经成 为业内广泛讨论的热点话题。日益提 高的污水排放标准催生了两个主要问题:一是如 何有效利用污水中的碳源。二是化 学除磷和生物除磷之间的对接和耦合。以下内 容为针对以上问题进行的研究。

一、碳源严 重不足和无效损耗等问题的解决

1.预处理 单元跌水复氧现象

环境研 究院研究组通过对江苏地区30座污水 处理厂进行调研,发现每 当处理厂的预处理单元有跌水情况发生时,便同时出现耗氧现象,碳源也随之消耗。研究对 此现象的成因进行了分析,提出污 水跌落瞬间复氧假说:污水跌 落过程中水柱带动周边空气形成旋流,旋流加 速渠道内气体与周边空气的流通;污水跌落瞬间,带动复 氧空气进入水渠;污水跌落瞬间,水珠的 表面张力被破坏;污水跌 落瞬间所形成的波浪,加速复氧;跌落过程,气体交 换加剧恶臭气体释放。

基于以 上假说分析得出:渠底空 气交换是污水厂跌水复氧的关键。研究针 对此结论进行工程实验,通过对 预处理单元进行加盖操作解决了此问题,在江苏 常州的工程案例中,仅花4200元(含材料和人工)的改造成本,便可节省碳源0.3 t/d。

2.内回流 混合液挟氧问题

经调查,目前许 多污水处理厂耗氧池后的末端溶解氧含量都在2mg/L以上,有些甚至达到6-7mg/L,这部分 溶解氧不能得到有效控制,缺氧池 将会无法达到真正缺氧的状态。研究利 用模拟公式对几个污水处理厂进行模拟实验,得到不 同工艺和条件下末端溶解氧的含量,结果如下:


 
研究针 对以上分析提出了解决办法:将好氧 池末端溶解氧的回流路径分为两条,使其达到两倍流量,其中一 条路径的溶液氧不进行曝气,通过搅 拌等方式进行回流,另一条 路径的溶解氧进行曝气后回流,两条路 径的停留时间一致。经过此方法,第一条 路径的溶解氧和ORP得到了有效控制,缺氧池 最终也实现了真正缺氧。

二、化学除 磷和生物除磷之间的对接和耦合

1.化学协 同除磷使得生物除磷功能受抑制

化学除磷是自2008年太湖 流域提标改造之后,行业内 一个重要的发展方向。经调查发现,目前许 多污水处理厂在进行化学除磷后,由于生物除磷影响,效果大打折扣。研究针 对此问题进行调研,发现很 多污水处理厂磷投加过量情况非常严重,其投加 量远远超过处理厂除磷所需用量。

研究通过模拟实验,对化学 除磷对生物系统造成的影响进行研究。首先将 污水源水跟剩余污泥混合,模拟厌氧池。之后加入优质碳源,对厌氧效果进行强化。最后在 耗氧池污泥中加入碳酸盐。通过实验结果发现,大部分 化学除磷污水处理厂已经无明显的厌氧释磷现象。因此,强化厌 氧释磷以及生物除磷是行业未来需要重点研究解决的问题。

课题组 对生物强化除磷进行研究,建立模拟实验,通过侧沟取厌氧池20%上清液,添加化学除磷药剂,将厌氧 池上清液中的磷提取后,最终磷 酸盐的浓度也得到降低。研究认 为该方法是未来实现除磷工作可以考虑的一个思路和模式。

2.反硝化除磷工程化

研究针 对耗氧池的成分以及各物质之间发生的化学反应进行分析,提出加 强反硝化功能的一种基于多点进水与一碳多用为核心的反硝化除磷技术路线措施,方案如图。


该技术 方案的核心是将与硝酸盐反应有关的其他反应抑制住,从而加 强硝酸盐之间的反应,加强反硝化除磷效果。首先在 消氧池中把回流混合液的溶解氧浓度降低,之后通过水调节,阻止碳 源进入到热系统中,最终实 现加强硝酸盐之间反应的效果。

未来,华北院 将对此技术方案进行进一步研究,包括工 艺单元及工程措施的控制等等,力求早 日实现反硝化除磷的工程化应用。
专题
期刊

主管:中华人 民共和国住房和城乡建设部
主办:中国国 际贸易促进委员会建设行业分会
国内统一刊号:CN11—4022/TU
国际统一刊号:ISSN1008—570X
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