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農(nóng)村生活污水處理地埋式設(shè)備
污水設(shè)備生產(chǎn)、定制、批發(fā)、代理找濰坊魯盛水處理設(shè)備有限公司。
流水線生產(chǎn)、自動檢驗設(shè)備質(zhì)量,型號1-2000噸每天。 處理水質(zhì)類型:生活污水、醫(yī)療污水、養(yǎng)殖污水、屠宰污水、洗滌污水、景區(qū)污水及各種加工污水。
我國特大型污水處理廠存在運行壓力大、負(fù)荷率高、運行管理難度大等問題。同時,隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高,污水處理廠需應(yīng)對工程擴建和提標(biāo)改造,其擴建規(guī)模的確定需要兼顧經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。美國已有幾座建設(shè)與運行相對較長時間的特大型污水處理廠,其運行效果較為穩(wěn)定,具有一定的借鑒價值。本文對鹿島污水處理廠和亥伯龍污水處理廠兩座特大型污水處理廠的處理規(guī)模、運行維護(hù)經(jīng)驗等進(jìn)行梳理,為我國特大型污水處理廠今后的發(fā)展需求和運行管理提供參考。
美國污水處理廠的建設(shè)和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了相當(dāng)長的時間,在水污染控制方面已頗具成效,并在社會和經(jīng)濟上取得了一定效益。在往期介紹了美國底特律污水處理廠和斯蒂克尼污水處理廠兩座特大型污水廠成熟的運行管理模式。現(xiàn)對美國另兩座處理規(guī)模超100萬m3/d的特大型污水處理廠——鹿島污水處理廠(Deer Island Sewage Treatment Plant)和亥伯龍污水處理廠(Hyperion Water Reclamation Plant)進(jìn)行分析介紹,對其處理規(guī)模、運行維護(hù)經(jīng)驗進(jìn)行梳理,旨在為我國特大型污水廠升級改造工程的規(guī)模設(shè)計、雨季運營和日常運行維護(hù)提供可借鑒和參考的信息。
1、鹿島污水處理廠
1.1、工程概況
鹿島污水處理廠位于波士頓港,投資逾38億美元,于1995年開始部分投入運行,初期僅進(jìn)行初級處理,二級處理工藝于1997年起正式投入使用,2000年隨著處理尾水排放管渠的建成,建設(shè)工程全部完工。該廠現(xiàn)由馬薩諸塞州水資源局管理,處理污水主要來自于波士頓及周邊43個社區(qū)分流制污水收集系統(tǒng)的市政污水和工業(yè)污水,設(shè)計zui大處理量為492萬m3/d,設(shè)計日均處理量為141萬m3/d。
1.1.1污水處理工藝
該廠污水處理采用純氧曝氣活性污泥工藝,進(jìn)水經(jīng)過提升泵站從深層隧道提升后分別經(jīng)過沉砂池和初沉池,再進(jìn)入純氧曝氣池進(jìn)行二級處理,隨后分別通過投加次氯酸鈉和亞硫酸氫鈉進(jìn)行消毒和脫氯,zui后通過處理尾水排放管渠排放至馬薩諸塞港。該廠有48座體積為5 299.6 m3的初沉池(56.7 m×12.5 m×7.3 m),純氧供應(yīng)量為130~220 t/天,54座體積為5 148.2 m3的二沉池,2座容積為151.4萬m3的消毒池。處理尾水排放管渠位于海平面下30.5 m,長15.3 km,直徑為7.3 m,管渠上分布著50個單獨的排放管道,每個排放管有8個小孔,確保處理尾水與海水混合均勻,從而得到有效稀釋。
1.1.2污泥處理工藝
由一級處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和浮渣采用重力濃縮,由二級處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和浮渣采用離心濃縮。離心濃縮過程中投加聚合物,提高濃縮效率。濃縮后污泥由12座蛋形消化器進(jìn)行厭氧消化,每座消化器直徑27.5 m,高42.7 m。經(jīng)過厭氧消化的污泥體積大大減小,通過島內(nèi)的隧道運送到造粒廠,進(jìn)一步加工制成農(nóng)業(yè)化肥,每日產(chǎn)量為75 t。消化過程中產(chǎn)生的沼氣用于熱電聯(lián)產(chǎn),發(fā)電用于污水處理廠運行,余熱用于辦公室取暖和設(shè)備加熱等。
1.2、處理規(guī)模分析
馬薩諸塞州水資源管理局(Massachusetts Water Resources Authority,MWRA)負(fù)責(zé)波士頓及周邊社區(qū)共250萬人口的供水和排水系統(tǒng)服務(wù),老城區(qū)排水體制以合流制為主,周邊社區(qū)排水體制則以分流制為主。排水系統(tǒng)收集的污水由鹿島污水處理廠和*污水處理廠(Clinton Wastewater Treatment Plant)進(jìn)行處理。據(jù)MWRA統(tǒng)計,2016年該市原水需求量為79.1萬m3/d,自來水銷售量為76.1萬m3/d,污水產(chǎn)生量為107.5萬m3/d,而鹿島污水處理廠的日均處理量為98.8萬m3/d,1~6月的月均進(jìn)廠污水水量明顯高于7~12月。
自1998年鹿島污水處理廠與堅果島污水處理廠(Nut Island Sewage Treatment Plant)合并后,鹿島污水處理廠的處理成本明顯降低,達(dá)到了規(guī)模經(jīng)濟效益。在運營管理方面,兩廠合并后工作人員適度縮減;在工藝優(yōu)化方面,由于堅果島污水處理廠被改造為鹿島污水廠的預(yù)處理系統(tǒng),該廠的能耗和化學(xué)試劑投加量明顯降低。
1.3、雨季運營策略
鹿島污水處理廠雨季運營時主要采取的措施包括:啟用6座初沉池、4座二沉池和備用泵等備用設(shè)施;調(diào)整二級處理的工藝參數(shù);調(diào)整消毒劑投加量等。當(dāng)進(jìn)水流量超出二級處理能力時,初級處理出水將直接超越二級處理,消毒、脫氯后排放。
1.4、出水指標(biāo)與運行狀況
鹿島污水處理廠的處理尾水僅有一個排放口,雨季超出一級處理能力的水量將由的合流制污水溢流(CSOs)排放口排出。旱季處理尾水水質(zhì)的主要濃度指標(biāo)及處理尾水的實際水質(zhì)情況如表1所示。
農(nóng)村生活污水處理地埋式設(shè)備運行維護(hù)經(jīng)驗
鹿島污水處理廠建廠伊始就著手設(shè)計輔助污水處理廠運行和維護(hù)的計算機系統(tǒng)。輔助運行的計算機系統(tǒng)包括工藝信息控制系統(tǒng)(process information control system,PICS)和運行管理系統(tǒng)(operation management system,OMS)。PICS提供全廠的實時工藝數(shù)據(jù)(包括處理系統(tǒng)狀態(tài)、流量等),OMS則根據(jù)實驗室測試數(shù)據(jù)對PICS數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn),從而跟蹤、分析全廠運行狀態(tài),保證出水負(fù)荷符合美國EPA和其他部門的有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),同時優(yōu)化處理成本。輔助維護(hù)管理的計算機系統(tǒng)則采用Maximo系統(tǒng)。該廠的長期維護(hù)策略是改善廠房設(shè)備狀況,必要時對設(shè)備進(jìn)行檢修和更換。MWRA對維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn),確保維護(hù)人員能夠在zui大程度上利用現(xiàn)代計算機系統(tǒng),提升工作效率。 調(diào)試與運行
(1) 改造前,在反應(yīng)池內(nèi)加堿即產(chǎn)生大量泡沫并溢出,采取加高反應(yīng)池保護(hù)高度、更換新型高溫活化微電解填料等改造措施后,問題得以解決。
(2) 生化調(diào)試初期,好氧池經(jīng)常產(chǎn)生嚴(yán)重泡沫,經(jīng)分析為表面活性劑所致。漫天飛舞的泡沫嚴(yán)重影響了現(xiàn)場環(huán)境,并造成菌種流失。通過采取控制負(fù)荷、增投微生物菌種與營養(yǎng)物等措施后,問題得以解決。尤其是MBR與ABR水解酸化系統(tǒng)微生物馴化成熟后,再未發(fā)生過大規(guī)模的泡沫現(xiàn)象。分析原因:污泥培養(yǎng)馴化是一個逐步有序的過程,微生物結(jié)構(gòu)隨反應(yīng)器內(nèi)不同時期環(huán)境的變化而調(diào)整,逐漸演變成適應(yīng)MBR及ABR水解酸化工藝的群落結(jié)構(gòu)。
(3) 調(diào)試后期,將微電解池進(jìn)水pH控制目標(biāo)從1.5~2.0升高至3.0~4.0,系統(tǒng)產(chǎn)泥量下降了約1/3,后續(xù)生化系統(tǒng)也未見到明顯沖擊跡象。
(4) 運行過程中,偶發(fā)污泥膨脹現(xiàn)象,此時SV30≥80%,好氧池表面漂浮一層灰褐色黏稠浮渣。一般通過加大污泥與混合液回流量,即可自動恢復(fù),恢復(fù)時間一般為3~5 d。
(5) MBR膜的日常清洗維護(hù)主要有3種:清水反洗、加藥反洗和浸漬清洗。日常運行中應(yīng)充分重視清水反洗工序,嚴(yán)格控制清水水質(zhì)、反洗水量與反洗頻次。實踐證明,清水反洗工序設(shè)備簡單、操作自動化,在維護(hù)到位的情況下,可免除加藥反洗的硬件投資和繁瑣操作,且浸漬清洗周期可延長至4~6個月。
運行結(jié)果表明,盡管進(jìn)水水質(zhì)波動極大,甚至超出設(shè)計值,但出水COD<74 mg/L,Cu2+<0.38 mg/L,SS<14 mg/L,石油類<1.8 mg/L,均優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)要求,且耐受水質(zhì)沖擊能力強。在投入運行近3 a后,處理出水水質(zhì)依然穩(wěn)定。
此外,顯而易見的是,MBR工藝對COD的達(dá)標(biāo)起到了關(guān)鍵作用;物化工藝(微電解+二級反應(yīng)沉淀)則去除了絕大部分的Cu2+,使出水Cu2+接近達(dá)標(biāo)。
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