生活污水再生處理設(shè)備介紹

　1 廢水狀況及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　生活污水來自宿舍、食堂、辦公樓和廠區(qū)衛(wèi)生間，根據(jù)該廠規(guī)模，預(yù)計(jì)廢水水量約為300 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水量按15 m3/h計(jì)。根據(jù)當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)和中水用途，處理后的水質(zhì)應(yīng)滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920—2002)、《黃河流域(陜西段)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 61/224—2011)的要求。進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測和出水指標(biāo)要求如表 1所示。

　　2 工藝介紹

　　2.1 工藝選擇

　　該污水處理系統(tǒng)與小區(qū)處理廠具有相似特征，如：污水量小于4 000 m3/d〔1〕;水質(zhì)、水量小時(shí)變化系數(shù)較大;污染物濃度比城市污水低;污水可生化性好;處理難度較小等。常見的小區(qū)生活污水處理工藝有：氧化溝技術(shù)、序批式活性污泥法(SBR工藝)、周期循環(huán)曝氣活性污泥法(CASS工藝)、缺氧/好氧工藝(A/O工藝)等。回用要求高可采用生物活性炭技術(shù)、膜生物反應(yīng)器、膜技術(shù)等深度處理技術(shù)〔2〕。通過對水質(zhì)狀況、氣候條件、運(yùn)行費(fèi)用等諸因素的綜合考慮，并參照國內(nèi)外污水處理運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本工程選擇A/O接觸氧化法作為主要處理工藝。此工藝技術(shù)成熟、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、工藝穩(wěn)定、投資省，并可保證處理后回用水達(dá)標(biāo)。

生活污水再生處理設(shè)備介紹

　　2.2 A/O接觸氧化法工藝

　　A/O接觸氧化池是一個(gè)缺氧反應(yīng)池和一個(gè)好氧反應(yīng)池組成的聯(lián)合系統(tǒng)，如圖 1所示。

 圖 1 A/O接觸氧化池

　　O池底部均勻布置有曝氣管路，通過鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備引入氧氣與污水充分接觸混合。在缺氧反應(yīng)池異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些在缺氧條件下水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧反應(yīng)池中，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化(有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3(NH4+)氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無害化處理。與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，A/O系統(tǒng)無需外加碳源，可利用原污水中的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時(shí)去除BOD和脫氮的目的;反硝化中增加的堿度可以補(bǔ)償硝化過程中對堿度的消耗〔3〕。

　　2.3 工藝流程

　　生活污水處理及回用系統(tǒng)工藝流程見圖 2。

 圖 2 工藝流程

　　生活污水經(jīng)格柵分離其中較大的漂浮物和顆粒物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池具有調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)的作用，可減少原水水量和水質(zhì)波動(dòng)對處理系統(tǒng)的影響。經(jīng)過調(diào)節(jié)后的生活污水首*入A/O接觸氧化池通過缺氧/好氧反應(yīng)對有機(jī)污染物和氨氮等進(jìn)行生化降解，隨后在二沉池進(jìn)行泥水分離，出水通過投加PAM和PAC進(jìn)行混凝沉淀處理，降低水中的懸浮物?；炷恋沓氐某鏊?jīng)水泵提升后進(jìn)入流砂過濾器，在此進(jìn)行深度處理，出水進(jìn)入回用水池，投加二氧化氯消毒后即可回用于廠區(qū)景觀水池、綠化和廁所沖洗等。二沉池的污泥一部分回流至A段進(jìn)行生物脫氮，剩余污泥和混凝沉淀池的污泥通過疊片壓濾機(jī)脫水至泥餅狀，外運(yùn)填埋。

　　3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

　　(1)集水井。1座，工藝尺寸3.3 m×0.5 m×4.1 m，有效容積2.3 m3。內(nèi)設(shè)細(xì)格柵1座，柵寬0.45 m，柵條間隙3 mm，柵前水深1.3 m。格柵可在現(xiàn)場手動(dòng)開啟，也可通過自控系統(tǒng)定時(shí)運(yùn)行。

　　(2)生活污水調(diào)節(jié)池。1座，工藝尺寸6.3 m×6.6 m×5.6 m，有效容積120 m3，水力停留時(shí)間為8 h。池內(nèi)設(shè)曝氣系統(tǒng)(采用鼓風(fēng)曝氣)，提升泵2臺(tái)(1用1備)，電磁流量計(jì)1套，超聲波液位計(jì)1套。

　　(3)A/O接觸氧化池。2座，工藝尺寸8.0 m×7.0 m×6.0 m，A、O段體積比為1∶3，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為28 h。兩池均懸掛有組合填料供微生物附著生長，填料層高度4 m，填料比表面積為200 m3/m2。O池底部均勻布置有曝氣管路，通過微孔將鼓風(fēng)機(jī)引入的空氣切割粉碎為微細(xì)氣泡，與污水充分接觸混合。A池和O池安裝有DO在線分析儀，一般控制A池DO不大于0.2 mg/L，O池DO為2～4 mg/L。在O池內(nèi)設(shè)置回流泵4臺(tái)(2用2備)，混合液回流比*～200%。二沉池至A池的污泥回流比50%～*。

　　(4)二沉池。2座，采用輻流式沉淀池，工藝尺寸8.00 m×3.85 m×6.00 m，每座二沉池分兩格。水力停留時(shí)間為24 h，表面負(fù)荷為0.24 m3/(m2·h)。池內(nèi)配有導(dǎo)流桶4套，溢流堰2套，污泥氣提裝置16套。

　　(5)混凝沉淀池。2座，反應(yīng)池分兩格，工藝尺寸2.1 m×1.0 m×6.0 m，在此投加PAC和PAM進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)，混凝時(shí)間為1 h。沉淀池尺寸8.4 m×2.1 m×6.0 m，沉淀池停留時(shí)間為9 h，沉淀池表面負(fù)荷0.5 m3/(m2·h)。內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)4臺(tái)，污泥氣提裝置6套，加藥裝置2套。

　　(6)流砂過濾器。2座，外形為圓柱型罐，直徑2.8 m，集混凝、澄清、過濾為一體，由進(jìn)水管、濾液排放堰板、洗砂水排放管、布水器和放空管等組成。進(jìn)水通過位于設(shè)備底部的入流分配管進(jìn)入處理系統(tǒng)，經(jīng)砂床過濾后由頂部出口溢流出水。吸附時(shí)砂床截留的雜質(zhì)被空氣提升泵輸送到濾罐頂部的洗砂器，通過機(jī)械摩擦作用和紊流作用使污染物從濾砂表面分離出來，雜質(zhì)經(jīng)洗砂水出口排出，凈砂利用自重返回砂床。每座處理水量15 m3/h，濾速2.5 m/h，空氣提砂泵壓強(qiáng)為160 kPa，空氣流量1~2 m3/h，清洗水流量為總進(jìn)水流量的1%~3%，濾料為粒徑1.2~2.0 mm的石英砂。

　　(7)回用水池。1座，工藝尺寸2.9 m×3.2 m×6.0 m，水力停留時(shí)間為3.6 h，設(shè)潛水泵2臺(tái)(1用1備)，二氧化氯發(fā)生器2臺(tái)，超聲波液位計(jì)1套，并安裝COD在線分析儀、pH在線分析儀、氨氮在線分析儀、SS在線分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)。

　　(8)污泥濃縮池。1座，工藝尺寸2.8 m×2.4 m×6.0 m，內(nèi)設(shè)溢流堰、導(dǎo)流筒各1套，配污泥進(jìn)料泵2臺(tái)(1用1備)和疊片壓濾機(jī)1臺(tái)。所有構(gòu)筑物均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　4 監(jiān)控系統(tǒng)功能

　　本系統(tǒng)的監(jiān)測控制由監(jiān)測儀器儀表部分和自動(dòng)控制部分組成。監(jiān)測儀器儀表包括COD在線分析儀、pH在線分析儀、DO在線分析儀、氨氮在線分析儀、SS在線分析儀、電磁流量計(jì)、超聲波液位計(jì)等在線測量裝置，其功能為對整個(gè)工藝流程進(jìn)行在線監(jiān)測，記錄關(guān)鍵工藝點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)并在其超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警。自動(dòng)控制部分由下位機(jī)、上位機(jī)及軟件組成，可實(shí)現(xiàn)操作人員對生活污水再生處理系統(tǒng)運(yùn)行情況的有效監(jiān)控，并在上位機(jī)對某些自控設(shè)備(泵、閥等)進(jìn)行切換、開停等操作。另外，軟件還提供用戶管理、系統(tǒng)趨勢、報(bào)表打印等輔助功能。

　　整個(gè)污水處理系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行，又能實(shí)施人工操作?，F(xiàn)場操作箱可于現(xiàn)場直接對設(shè)備進(jìn)行起停。在中控室上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制任何一臺(tái)設(shè)備的狀態(tài)，并且通過模擬量模塊采集的數(shù)據(jù)，直觀地監(jiān)視到現(xiàn)場的各種信息，如水位、流量、pH等。正常情況下，運(yùn)維及管理者通常只需要在中控室即可*掌握現(xiàn)場的運(yùn)行狀況，并且可控制現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行，調(diào)整參數(shù)設(shè)置，或做出相應(yīng)的對策。此模式下，大大精簡了人員配置，提高了運(yùn)行效率。

　　5 運(yùn)行效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　該系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月后，對進(jìn)水、出水各隨機(jī)取樣10次，其污染物濃度平均值如表 2所示，檢測依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行〔4〕。

　　由表 2可知，該生活污水的pH穩(wěn)定，主要污染物COD、BOD、NH3-N、SS的去除率分別達(dá)到85%、96%、83%、94%，且它們出水的平均濃度大大低于設(shè)計(jì)出水指標(biāo)，可達(dá)到雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。可見該系統(tǒng)處理效果較好，回用水水質(zhì)安全可靠。

　　該廠平均每月處理生活污水約9 500 t，每月工程折舊按1.07萬元計(jì)，每月消耗水電約0.95萬元，藥劑約0.2萬元，人工工資約1.91萬元，運(yùn)行成本為4.34元/t

　　該廠的生活給水成本為4.66元/t，生活污水再生處理后用于景觀水池、綠化、沖廁等每月可節(jié)省水費(fèi)約4.43萬元。

　　除了緩解水資源緊缺的矛盾，本系統(tǒng)的運(yùn)行可以大量削減污染物，其中削減COD、BOD5、NH3-N、SS分別為24.7、18.1、2.1、15.7 t/a，環(huán)境效益明顯。

　　6 結(jié)論

　　該生活污水再生處理系統(tǒng)工藝*、設(shè)備高效、自控監(jiān)測系統(tǒng)安全可靠、操作維護(hù)管理方便，回用水質(zhì)檢測指標(biāo)符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)可廣泛用于低濃度生活污水的再生處理。