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Abstract: Major pollutants are suspended solids and organic matter in sewage, modern wastewater treatment technology, according to the degree of processing, can be divided into primary, secondary and tertiary treatment process. Applied physics of level of sewage treatment methods, such as screen, remove insoluble suspended solids in wastewater such as precipitation and floating material. Mainly is the application of biological treatment of secondary sewage treatment method, namely through the microbial metabolism process of material transformation, complex of organic matter in wastewater oxidation degradation into simple substances.
Key words: Domestic sewage; Chemical reinforcement; Biofortification; Primary treatment
中圖分類號: S273.5 文獻標識碼A 文章編號
引言
一級處理工藝投資小、能耗低,但主要污染物去除率低,達不到控制有機污染的目的。解決生活污水處理問題的根本途徑是普及二級處理設施,但二級處理投資較大,在短時期內難以普及。因此,強化一級處理工藝得到了廣泛的關注。研究結果表明,強化一級處理工藝可有效地降低污水中的主要污染物,明顯改善出水質,減輕后續工藝的工作負荷。
強化一級處理可分為化學強化一級處理,生物強化一級處理和化學- 生物聯合強化一級處理。
一、化學強化一級處理
化學強化一級處理( CEPT,ChemicallyEnhancedPrimaryTreatment)是通過化學沉淀方法強化一級處理效果的處理工藝。化學絮凝沉淀方法早在1870 年就開始在英國應用,但很快被生物處理所取代,到了20 世紀80 年代,隨著新型高效混凝劑的不斷問世,同時為了進一步提高污水中有機物和磷的去除率,化學沉淀法又被重新重視,開始應用于實際工程。
最簡單的CEPT 的工藝流程見圖1。
混凝劑
進水 —— 反應池——沉淀池——出水
∣
∣污泥
圖1CEPT工藝流程
工作原理為: 污水中的大多數污染物是以顆粒或膠體的狀態存在的,對于小粒徑的( 0.1 ~ 54μm) 不能以自然沉淀方法去除的污染物質通過投加混凝劑使其脫穩,聚集成能夠沉淀的大顆粒的礬花,提高沉淀速度和處理效果。因生活污水中粒徑大于0.1μm 的顆粒占到了全部顆粒的60%以上,所以采用CEPT法一般可去除COD50% ~ 60%,BOD550% ~ 70%,細菌80% ~90%,較常規的一級處理效果好。
近年來對因污水排放引起的水體富營養化問題引起關注,去除污水中的磷顯得十分重要,投加化學混凝劑可引起磷的沉淀,達到較好的除磷效果。挪威的小規模污水處理廠采用了混凝沉淀工藝,使污水中的TP 去除率達到了90.6%。
CEPT 法的投資和運營費用較傳統的生物二級處理低。北歐因氣候寒冷,生物處理所需泥齡和水力停留時間較長,生物處理費用較高,因而CEPT 法在該地區應用較經濟。按該地區的情況進行評估,CEPT 的基建費用和年運轉費用大約分別為傳統生物處理的55%和65%。
因為具有以上優點,所以近年來CEPT 法得到了廣泛的研究和應用。
1997 年5 月香港建成了世界上最大的CEPT 工藝污水處理廠,最大處理能力40m3/s,與傳統一級處理工藝的比較表明,SS 去除率自71% 提高到91%,其構筑物的尺寸也大大減少,處理同樣的水量,CEPT 的沉淀池體積只需傳統一級處理工藝的70.4%。內地的一些研究機構對此也進行了一些研究,并開始實施試驗工程。
清華大學做了CEPT 法處理生活污水的實驗室試驗,結果表明,在試驗的3 種混凝劑中,COD 去除率最低也在52% 以上。
文獻[2]對城市市政污水用聚合氯化鋁進行混凝試驗,現場小試的結果表明,當進水有機物濃度較低時,采用CEPT 法可使出水達到二級排放標準,其運行費用僅為常規活性污泥法處理工藝的23%左右。
文獻[3]中介紹了采用CEPT 法處理華南縫紉機公司的生活污水治理工程實例,認為該法比常規的生化法可降低投資成本1/2 以上,減少占地面積2/3 以上,處理效果也較好。
二、生物強化一級處理
生物強化一級方法包括投加微生物絮凝劑和生物絮凝法等。
微生物絮凝劑是由微生物產生的具有高效絮凝作用的天然高分子物質,其化學本質是微生物代謝產生的各種多聚糖類、蛋白質等,通過投加微生物絮凝劑,達到去除水中污染物的目的,具有效果好、投加藥量少等優點。但在城市污水處理的應用尚未見報道,其原因在于目前微生物絮凝劑的研究尚處于實驗室研究階段,生產成本高,無法適應處理生活污水的要求。
生物絮凝法強化一級處理是將污泥進行曝氣,提高污泥中的溶解氧,恢復活性,同時提高反應池的污泥濃度,利用活化后污泥的凝聚和吸附作用,凝聚吸附水中的有機物,沉淀后予以去除。
其工藝流程為:
進水——反應池—————沉淀池
∣
∣ ∣——污泥
∣活化污泥
——— ———— 污泥充氧池
圖2 生物絮凝法強化一級處理工藝流程
和CEPT 法比較,生物強化一級處理尚處在實驗室研究階段,技術不夠成熟,距實際應用尚有距離。
三、化學- 生物聯合強化一級處理
工藝流程為:
∣
∣混凝劑
進水 ———化學生物絮凝反應池———沉淀池———出水
∣
∣∣空氣混合∣
∣∣∣
∣回流污泥∣
-————————————————— —污泥排放
圖3化學生物聯合強化一級處理工藝流程
該工藝是化學強化一級處理和生物強化一級處理中的生物絮凝法的結合。由絮凝反應池、沉淀池、污泥回流系統和空氣混合系統組成。污水進入絮凝反應池后,通過投加混凝劑并曝氣,實現生物- 化學聯合絮凝,形成沉降性能良好的污泥絮體,在沉淀池內完成固液分離,沉淀后的上清液排放,部分污泥回流至絮凝反應池,通過曝氣,恢復活性并部分吸附降解有機物,和化學混凝劑共同作用,去除水中的懸浮物和有機物。
本工藝可以單獨化學絮凝、單獨空氣生物絮凝和化學- 生物聯合絮凝3 種方式運行。
和化學強化一級處理工藝比較: 本工藝增加了污泥回流和曝氣。回流的污泥增加了絮凝反應池的污泥濃度,曝氣恢復了污泥的活性,吸附有機物并加速污泥沉降,提高了有機物的去除率,并可大大減少混凝劑的用量。和生物絮凝法比較,由于投加了少量的混凝劑,提高了污泥的混凝沉淀性能,沉淀時間減少,沉淀效果好,出水水質也得到進一步的提高。
文獻[4]對該工藝進行了實驗研究,結果表明,COD 和BOD5的去除率均達到了60% ~ 80%。
四、 結語
近年來,關于強化一級處理工藝進行了許多研究,也取得了一些成果,但仍有許多研究工作要做,主要有: ( 1) 繼續研制高效、廉價的化學絮凝劑; ( 2) 研制可應用于處理生活污水的廉價的生物絮凝劑; ( 3) 進一步開展生物強化一級處理和化學- 生物聯合強化一級處理的工藝研究,并應用于工程實踐。必須說明,雖然強化一級處理工藝可取得較高的污染物去除率,但該工藝是以一級處理為基礎的,實質上是一級半處理,其處理效果遜于二級處理。因此,該工藝一般僅適宜于作為前置處理工藝。采用強化一級工藝處理鐵路中小站區生活污水,出水水質可達到GB 8978 - 1996《污水綜合排放標準》( 二級)。
參考文獻
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[2]姜應和,李玲玲. 混凝法強化城市污水廠一級處理的試驗研究〔J〕. 中國給水排水,2000,16( 3) : 12 - 15.
[3]曹姝文,梅作漢,袁啟順,等. 強化一級方法處理生活污水技術〔J〕. 中國環保產業,2001( 3) : 36 - 37.
中圖分類號:X5 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)01(a)-0059-01
隨著科技的發展和技術的成熟,污水處理廠的生產工藝和生產技術也在不斷的革新和發展,但具體還是要通過粗格柵、污水泵、細格柵、沉沙池、生化池、終沉池和過濾池等環節,通過各個程序的連續操作,采用一系列的處理方式來達到凈水的目的。
1 污水處理
1.1 污水處理
污水處理主要是指通過采用合理有效的處理手段,采用有效的設備和空間對收集的污水進行過濾和消毒等,排出后可以供再次使用,或者排入到某個特定的區域,不構成環境和生態的污染。
1.2 污水處理等級
通常按照污水處理的等級將污水處理分為三個等級,分別一級、二級和三級處理等。(1)一級處理主要是消除污水中的懸浮顆粒物和固體物質等,一級處理可以采用物理處理法進行處理,通過可以達到30%的處理,滿足不了排放的標準和要求,一般為二級處理的前奏。(2)二級處理主要是消除污水中的有機污染物或者溶解狀態的物質,包括BOD.COD物質,消除90%以上的污染,滿足排放要求。(3)三級處理屬于高等級的污水處理,將污水中的可溶性無機物和氮磷等元素消除掉,具體的可以采用砂率法、混凝沉淀法和活性炭吸附法等,另外還可以使用電滲分析法和離子交換法等技術來處理。
1.3 污水處理方法
污水處理的一般過程是通過廠區獲取一定量的待處理污水,然后通過截流井讓污水進入到廠區處的粗柵格中,去除過大的渣滓,經過污水泵后經污水提升到一定高度,然后在流入到細格柵,去除掉較小的渣滓,利用重力分離的原理在沉沙池將污水跟沙分離,排除較大的顆粒物,然后再轉到生化池,此時采用活性強的污泥將水中的SS、BOD5和其他的氮和磷等消除掉,通過終沉池排除剩下淤泥后進入到D型過濾池,徹底消除掉SS,最后進行紫外線消毒來消滅水中的大腸桿菌等細菌,排除過濾后的水。
在進行污水處理時采用物理處理法、生化處理法和化學處理法等,通常生化處理法將被運用在城市生活污水的主流處理上,例如具體的方式可以采用mbr和活性污泥法等。
1.4 污水處理中各構筑物的作用和能耗分析
(1)污水提升泵房。污水提升泵房的耗能占據了污水處理廠生產環節的很大比例,當污水通過粗格柵流入到提升泵房時,在提升泵房將污水轉移到高處的沉砂池的前池,在該過程中需要耗費大量的能量,其中耗能的多少也跟污水流量有關系。
(2)沉砂池。沉砂池主要分為多爾沉砂池、曝氣沉砂池、平流沉砂池和鐘式沉砂池等類型,通常可以將沉砂池安置在泵站之前,避免污水中的顆粒對管道和水泵的磨損等。沉砂池主要為砂水分離器和吸砂機供應能量。
(3)初次沉淀池。初次沉淀池一般分為豎流沉淀池、平流沉淀池和輻流沉淀池等,對于一級處理來說非常重要,設置在生物處理構筑物的前方,可以消除掉BOD5和SS等物質,減少了BOD5的負荷。該構筑物的能耗主要是在排泥裝置上,其中涵蓋了刮泥撇渣機、鏈帶式刮泥機和吸泥泵等設備,因為這種能耗受到周期性的影響,能耗程度較小,所以可不予考慮其能耗。
(4)生物處理構筑物。污水的污泥處理和污水生物處理過程中能耗占據了整個污水廠直接能耗的60%,例如在進行曝氣處理時需要消耗很大部分的電能,在處理曝氣問題時可以采用生物膜法處理設備進行,同時搭配活性污泥法,但生物膜法耗能較小,可以大規模的使用。
(5)二次沉淀池。二次沉淀過程中主要是涉及到污水表層上的漂浮物的消除,同時還會進行污泥的抽吸等過程,但兩者對能量的消耗較少。
(6)污泥處理。污泥處理時整個污水處理流程中較為重要的過程,主要包括污泥脫水、干燥等過程中的能量消耗,這些處理設備都需要做很多的功,所以設備的電耗很大。
2 污水處理的工藝流程
污水處理是現代社會發展的重要課題,有利于改善生態環境、節約能源、維持生態平衡等過程,其中通過有效的污水處理方式可以將污水中的污染物分離,將污染物轉化為對環境沒有危害的物質,達到凈水的目的。其中污水處理的方法有:
1)物理化學法,例如可以在處理污水時采用混凝沉淀法。2)物理處理法,在污水處理過程中采用沉淀法和過濾法等,有效的將污水的雜質去除掉,達到凈水的效果,提高水源質量。3)采用生物處理法,該方式主要是通過經微生物放置于污水中,將微生物來分解和吸附污水中有機物等,將有害的、不穩定的有機物等消除掉,或者將其轉化為無害的物質,污水得到凈化的目的,其中活性污泥法就屬于生活處理法的范疇。
預處理階段:由格柵間來處理污水中的懸浮顆粒物,進入曝氣沉砂池,將無機顆粒物進行沉淀,在配水井中處理從曝氣沉砂池流出的污水,經過緩沖和分配,穩定性處理,利用傳動刮泥機等工具來去除大部分的泥渣。
生化處理階段:在A/O生化池,通過微生物來消滅掉水中的磷和有機物等,進入二沉池,將底部的泥渣跟水分離開,進入鼓風機房達到處理污水的效果。然后通過水的排放系統將水排放到河道中,在由污泥處理系統將污泥進行處理。
3 結語
社會的不斷發展和進步,使得社會中的污水排放量逐漸增加,不但破壞了社會環境和生態平衡,還影響了人們的生活質量。所以要想提高社會生態環境的質量,就需要加大對污水的處理問題進行研究和探討。污水處理主要是通過對污水進行集中、過濾、消毒等一系列的程序進行,最后得到達標的處理水。由于在處理中會涉及到很多個環節和處理工藝,再加上條件的復雜性等,降低了污水處理廠的工作效率和工作質量。所以,針對目前污水處理的情況進行分析,研究污水處理中存在的一系列問題,然后指定有效的應對措施,提高污水處理的效率和質量。
參考文獻
[1] 趙振.活性污泥數學模型在天山污水處理廠工藝優化改造中的模擬研究[D].東華大學,2004.
[2] 朱勇.城市污水處理工藝方案的層次分析和工程設計實踐[D].重慶大學,2004.
抗生素的工業產生的廢水它的最大特點就是污染物濃度高、殘留的抗生素大都具有很強的生物毒性,加上它的色度大、組成成分比較復雜,很多年以來一直困擾著工業廢水處理行業,它屬于典型的難以處理的污水類型。本文總結了北京萬邦達環保技術股份有限公司在一些重大污水處理工藝中的具體案例,采用氣浮-水解酸化-UBF-SBR工藝處理高濃度抗生素廢水,分析了在不同的工藝處理條件下的處理效果。
1 工藝流程
在工藝流程中為了確保生物處理環節的有效性,再加上工業污水的水質復雜不均以及pH值變化過大,所以在工藝設置上,多采取中和調節-沉淀-氣浮預處理的工藝流程來降低SS濃度和調節pH值的大小。通常還根據工業廢水的污染物雜質的濃度過高,導致了可生化性逐漸降低的趨勢,我們選擇了水解酸化的工藝流程以便有效地提高廢污水的可生化性,為提高后繼的處理環節中污染物的除去率目的。
2 工藝選擇
2.1 氣浮藥劑用量
經過一些學者的實驗和研究,目前已經出現了很多種的氣浮藥劑,據試驗的數據顯示,這些藥劑處理高濃度的抗生素工業廢水的能力都得到了很高的SS與CODCr去除率,國內的有些學者才用分散型水介質陽離子PAM處理SS濃度68500mg/L,CODCr濃度50000mg/L硫酸慶大霉素制藥廠所產生的廢水,SS與CODCr的去除率分別高達到98.7%和75.9%。與它不同的是本工藝流程處理中對氣浮藥劑的選用是采用聚合氯化鋁和陽離子型的PAM。聚合氯化鋁配制濃度為1%,PAM配制的濃度為0.03%,將配置好的聚合氯化鋁分別加入濃度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg,把PAM分別加入濃度為10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后進行氣浮藥劑的實驗,測定出、進水中SS和CODCr濃度。
2.2 水解酸化
中圖分類號X7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)86-0095-02
MBR也稱為膜生物反應器,是種膜分離及生物處理單元所結合的新污水處理技術,與傳統活性污泥技術相比,MBR作為高效短流程的優點較多,尤其是在污水處理廠面積受限狀況下,急需有效短流程工藝進行解決,對傳統活性污泥工藝進行升級改造,可有效解決污水處理廠的面積受限問題,減少工藝流程,提高污水的處理質量。
1短流程工藝
我國污水處理廠多是二級的生物處理技術,并采取傳統的活性污泥處理,像氧化溝與SBR等工藝,通過大量工程表明,二級生物處理對有機污染物具有良好處理效果,不過在氮磷處理上效果有所差別,大部分污水處理廠對于氮磷處理僅能達一級的B標準,難以達到所要求的一級A標準,在二級生物處理基礎上,為了讓氮磷碳等含量符合一級的A標準,可加強污水處理廠的升級改造,實施短流程工藝,可有效節省污水處理的占地面積,減少工藝流程,提高污水處理質量的同時,降低污水處理廠的造價成本。SBR工藝是一種傳統的活性污泥處理工藝,SBR工藝采取時間分割操作方法,可代替空間分割,運行效果良好,處理設備少與構造簡單,但自動控制要求較高,后處理設備的要求大,接觸池的容積大,消毒設備也很大,容易出現浮渣等問題。而MBR工藝作為新型的污水處理技術,運用生化技術可將有機污染物進行降解,阻隔細菌,運用膜技術,可將水溶性的大分子與過濾懸浮物進行過濾,可減輕水濁度,符合排放標準,還具有污染物去除率高,不受場地限制,占地面積小,具有較大實用性與靈活性,以及操作方便等特點,將SBR工藝升級改造成MBR工藝,可有效解決污水處理廠面積受限問題,對氮磷排除能力強,縮短工藝流程同時,還能提高污水處理的自動控制能力,MBR工藝作為新型短流程工藝,可向其升級改造。
2 SBR工藝向MBR工藝升級改造分析
2.1系統構建
某污水處理廠的占地面積很小,一級與二級處理均由原來的2km2/d上升到5km2/d,對于污水處理廠來說,改造造成了很大用地壓力,并且此地區的冬季時間比較長,對生物處理工藝影響較大,根據此區域冬季溫度低與可運用面積小等特點,二級生物處理設備全建立在原SBR污水處理室內,運用原SBR生物處理室的前提下,充分考慮生物的除磷脫氮功能與污泥分離等功能,將原SBR工藝,升級改造成MBR處理的工藝,由于利用空間小,需要考慮膜分離拆解的操作空間,把處理室分成A2/O生物處理與膜分離,其中A2/O生物處理,包含厭氧、缺氧與好氧三階段,膜分離具有鼓風機鼓風的能力,并有好氧曝氣的功能,整個系統的好氧處理能力得到加強,生物處理部分占據處理室面積為一半,需要達到所要求的功能,膜池的池深是4m,生物處理池的深度可達11m。
2.2工藝運行
在該污水處理廠當中,進入原水多為生活污水,所監測的原水水質pH值為6.5~8.5,TP范圍為50mg/L~100mg/L,COD為300mg/L~450mg/L,SS為50mg/L~100mg/L,BOD5為250mg/L~300mg/L,將SBR改造為MBR工藝后,所采用的工藝為A2/O類型MBR工藝,反應器主要是由厭氧池、缺氧池與好氧池等構成,其膜組件安置于好氧池當中,厭氧池的污泥濃度是5g/L,而好氧池與缺氧池的污泥濃度全為8g/L,在實際操作當中,好氧池中的DO控制為3mg/L,缺氧池的DO控制濃度約為0.5mg/L,好氧池的供氣量是(10~13)m2/min,而水氣比是1:8-1:6,依據原水當中的N濃度變化,好氧池到缺氧池污泥的內回流比調節為100%~250%間,為將膜池的污泥濃度進行控制,膜池中的回流污泥進入缺氧池與好氧池各占一半,其回流污泥的比例是300%,膜組件為中空的纖維微濾膜,中空纖維膜為PVDF膜,膜組件為480個,膜孔徑是0.1um,總的過濾面積為12km2。反應器采取的是膜底部曝氣,對膜污染進行控制,并能向曝氣池供氧,膜過濾為泵連續抽吸方式,為避免膜堵塞,應每半年實施一次離線的化學清洗,清洗劑主要是檸檬酸與NaClO,當吸壓力在-3kPa的時候,可實施NaClO溶液的在線清洗,以確保裝置能夠周期性操作。
2.3 污水處理效果
污水處理廠的原水是生活污水,通過MBR工藝處理,COD去除率較高,出水的COD濃度較為穩定,出水的NH3-N也均達標,對于NH3-N去除效率與原水溫度是有很大關系的,原水的溫度在15℃以下時,去除率下降明顯,尤其是水溫小于10℃時,去除率降到最低,但當水溫回升至15℃以上后,NH3-N去除率就會明顯上升,經過MBR工藝處理后,原水NH3-N含量90%以上得到去除。該污水處理廠的出水需要回用,其再生水主要用于綠化、沖廁與景觀補水等,對于水質指標具有一定要求,水景補水的要求是最嚴格的,污水處理廠的出水,在冬天氨氮含量是不符合景觀回用要求的,但其他指標是符合要求的,并且污水能用于沖廁與綠化。因污水處理廠面積受限,需要采取深水曝氣,氧利用率很高,其需氧量得到極大程度降低,和原SBR活性污泥的工藝比較,MBR工藝氧運用率得到很大提高,并且與傳統的SBR工藝相比,MBR所處理的污水能直接回用,而傳統的SBR工藝處理之后,出水要回用,還需要進行其他流程處理,要增加混凝與沉淀、過濾等深度的處理,采取MBR工藝,應用的處理費用,與原污水處理以及再生利用的處理費用大致相當,還能有效縮短流程,提高回用水的質量。
3 結論
隨著我國城市化進程加快,生活污水量加大,因污水處理廠面積受限,短流程工藝受到青睞,與傳統SBR工藝相比,MBR工藝優點更多,在氮磷硫等污染物去除效果更好,運行成本也得到控制,不再受污水處理廠的面積限制,有效提高了污水處理回用的質量。
抗生素的工業產生的廢水它的最大特點就是污染物濃度高、殘留的抗生素大都具有很強的生物毒性,加上它的色度大、組成成分比較復雜,很多年以來一直困擾著工業廢水處理行業,它屬于典型的難以處理的污水類型。本文總結了北京萬邦達環保技術股份有限公司在一些重大污水處理工藝中的具體案例,采用氣浮-水解酸化-ubf-sbr工藝處理高濃度抗生素廢水,分析了在不同的工藝處理條件下的處理效果。
1 工藝流程
在工藝流程中為了確保生物處理環節的有效性,再加上工業污水的水質復雜不均以及ph值變化過大,所以在工藝設置上,多采取中和調節-沉淀-氣浮預處理的工藝流程來降低ss濃度和調節ph值的大小。通常還根據工業廢水的污染物雜質的濃度過高,導致了可生化性逐漸降低的趨勢,我們選擇了水解酸化的工藝流程以便有效地提高廢污水的可生化性,為提高后繼的處理環節中污染物的除去率目的。
2 工藝選擇
2.1 氣浮藥劑用量
經過一些學者的實驗和研究,目前已經出現了很多種的氣浮藥劑,據試驗的數據顯示,這些藥劑處理高濃度的抗生素工業廢水的能力都得到了很高的ss與codcr去除率,國內的有些學者才用分散型水介質陽離子pam處理ss濃度68500mg/l,codcr濃度50000mg/l硫酸慶大霉素制藥廠所產生的廢水,ss與codcr的去除率分別高達到98.7%和75.9%。與它不同的是本工藝流程處理中對氣浮藥劑的選用是采用聚合氯化鋁和陽離子型的pam。聚合氯化鋁配制濃度為1%,pam配制的濃度為0.03%,將配置好的聚合氯化鋁分別加入濃度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg,把pam分別加入濃度為10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后進行氣浮藥劑的實驗,測定出、進水中ss和codcr濃度。
2.2 水解酸化
水解酸化工藝流程主要是通過對控制污水的酸度、停留時間將厭氧消化反應控制在酸化和水解階段。它是利用產甲烷菌與產酸菌的世代周期、ph值以及生存環境等條件的不同,經過水解酸化的不斷處理,流出的工業污水中那些較為難以分解的一些大分子就會逐漸降解為一些比較容易分解的小分子顆粒,從而確保了抗生素生化毒性的降低,保證了廢水的可生化性提高的可能。本文闡述的水解酸化的工藝流程中設置了2個5m×5.3m×5.3m的反應器,他們的有效容積達到120m2;每一個反應器底部3.4m~1.5m處設有xy型彈性的藥劑填料層,填料占空間占整個反應器容積的40%左右,當水解酸化的反應器里面布設了填料,既可以通過掛膜的方法,進行廢水的上流過程中所產生的水解酸化程度的不斷提高;同時還可以阻留和過濾細小的輕質雜質污泥,從而大大降低了出水cod濃度、ss以及污泥的流失率。然后通過2臺抽水泵的運行,不斷地向2個反應器中注水,讓氣浮后的工業廢水能夠在水解酸化的反應器中長時間的停留,停留最佳時間為分別為26h、13h、6.5h。然后在測定出、進水中的nh3-n、bod5、codcr濃度以及出水中的所有的有機揮發酸(vfa)的濃度。
2.3 sbr負荷
sbr工藝流程具有厭氧與好氧兩個過程不斷交替進行,它的優點是耐沖擊負荷性能強、脫氮除磷處理效率高、各工序可根據水量、水質靈活調整,無須二沉池、占地省、工藝流程簡單、造價低等特點。它主要是用于那些間歇排放以及小流量污水處理工程。高濃度的抗生物廢水通常都是采用好氧-厭氧等多種方法進行聯合處理,好氧性反應器的主要作用就是進一步地處理那些在厭氧環節中出水,使其能夠達標排放標準。本工藝流程中對sbr采用了2個5.2m×6.3m×5.4m的反應器,他們中最大的有效容積為125m3;污泥的濃度高達2000mg/l;排出比為35%。排水1h,沉淀1h,進水1h,通過不斷地加入自來水或調節池的儲水,就可以調節進水cod濃度分別為1500mg/l,1000mg/l,通過調整操作的時間分別是8h,6h,4h,可以調整污泥負荷0.05kgbod/kgss·d~0.2 kgbod/kgss·d,測定在不同條件下出、進水的nh3-n、bod5、codcr濃度,以確定sbr對負荷的承受能力。
3 結論
運用氣浮-水解酸化-sbr工藝處理硫酸卷曲霉素是切實可行的,不同負荷處理結果表明系統抗沖擊性能較好。本工藝較適宜的運行條件為:氣浮工藝pam濃度5mg/kg、聚合氯化鋁濃度100mg/kg;水解酸化反應器廢水停留時間13h;sbr反應器污泥負荷為0.14kgbod/kgss·d。在此參數下運行,出水水質能夠達到cod<150mg/l、bod5<50 me,/l、nh3-n<20mg/l。
抗生素的工業產生的廢水它的最大特點就是污染物濃度高、殘留的抗生素大都具有很強的生物毒性,加上它的色度大、組成成分比較復雜,很多年以來一直困擾著工業廢水處理行業,它屬于典型的難以處理的污水類型。本文總結了北京萬邦達環保技術股份有限公司在一些重大污水處理工藝中的具體案例,采用氣浮-水解酸化-UBF-SBR工藝處理高濃度抗生素廢水,分析了在不同的工藝處理條件下的處理效果。
1 工藝流程
在工藝流程中為了確保生物處理環節的有效性,再加上工業污水的水質復雜不均以及pH值變化過大,所以在工藝設置上,多采取中和調節-沉淀-氣浮預處理的工藝流程來降低SS濃度和調節pH值的大小。通常還根據工業廢水的污染物雜質的濃度過高,導致了可生化性逐漸降低的趨勢,我們選擇了水解酸化的工藝流程以便有效地提高廢污水的可生化性,為提高后繼的處理環節中污染物的除去率目的。
2 工藝選擇
2.1 氣浮藥劑用量
經過一些學者的實驗和研究,目前已經出現了很多種的氣浮藥劑,據試驗的數據顯示,這些藥劑處理高濃度的抗生素工業廢水的能力都得到了很高的SS與CODCr去除率,國內的有些學者才用分散型水介質陽離子PAM處理SS濃度68500mg/L,CODCr濃度50000mg/L硫酸慶大霉素制藥廠所產生的廢水,SS與CODCr的去除率分別高達到98.7%和75.9%。與它不同的是本工藝流程處理中對氣浮藥劑的選用是采用聚合氯化鋁和陽離子型的PAM。聚合氯化鋁配制濃度為1%,PAM配制的濃度為0.03%,將配置好的聚合氯化鋁分別加入濃度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg,把PAM分別加入濃度為10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后進行氣浮藥劑的實驗,測定出、進水中SS和CODCr濃度。
2.2 水解酸化
水解酸化工藝流程主要是通過對控制污水的酸度、停留時間將厭氧消化反應控制在酸化和水解階段。它是利用產甲烷菌與產酸菌的世代周期、pH值以及生存環境等條件的不同,經過水解酸化的不斷處理,流出的工業污水中那些較為難以分解的一些大分子就會逐漸降解為一些比較容易分解的小分子顆粒,從而確保了抗生素生化毒性的降低,保證了廢水的可生化性提高的可能。本文闡述的水解酸化的工藝流程中設置了2個5m×5.3m×5.3m的反應器,他們的有效容積達到120m2;每一個反應器底部3.4m~1.5m處設有XY型彈性的藥劑填料層,填料占空間占整個反應器容積的40%左右,當水解酸化的反應器里面布設了填料,既可以通過掛膜的方法,進行廢水的上流過程中所產生的水解酸化程度的不斷提高;同時還可以阻留和過濾細小的輕質雜質污泥,從而大大降低了出水COD濃度、SS以及污泥的流失率。然后通過2臺抽水泵的運行,不斷地向2個反應器中注水,讓氣浮后的工業廢水能夠在水解酸化的反應器中長時間的停留,停留最佳時間為分別為26h、13h、6.5h。然后在測定出、進水中的NH3-N、BOD5、CODCr濃度以及出水中的所有的有機揮發酸(VFA)的濃度。
2.3 SBR負荷
SBR工藝流程具有厭氧與好氧兩個過程不斷交替進行,它的優點是耐沖擊負荷性能強、脫氮除磷處理效率高、各工序可根據水量、水質靈活調整,無須二沉池、占地省、工藝流程簡單、造價低等特點。它主要是用于那些間歇排放以及小流量污水處理工程。高濃度的抗生物廢水通常都是采用好氧-厭氧等多種方法進行聯合處理,好氧性反應器的主要作用就是進一步地處理那些在厭氧環節中出水,使其能夠達標排放標準。本工藝流程中對SBR采用了2個5.2m×6.3m×5.4m的反應器,他們中最大的有效容積為125m3;污泥的濃度高達2000mg/L;排出比為35%。排水1h,沉淀1h,進水1h,通過不斷地加入自來水或調節池的儲水,就可以調節進水COD濃度分別為1500mg/L,1000mg/L,通過調整操作的時間分別是8h,6h,4h,可以調整污泥負荷0.05kgBOD/kgSS·d~0.2 kgBOD/kgSS·d,測定在不同條件下出、進水的NH3-N、BOD5、CODCr濃度,以確定SBR對負荷的承受能力。
3 結論
運用氣浮-水解酸化-SBR工藝處理硫酸卷曲霉素是切實可行的,不同負荷處理結果表明系統抗沖擊性能較好。本工藝較適宜的運行條件為:氣浮工藝PAM濃度5mg/kg、聚合氯化鋁濃度100mg/kg;水解酸化反應器廢水停留時間13h;SBR反應器污泥負荷為0.14kgBOD/kgSS·d。在此參數下運行,出水水質能夠達到COD
1 污水處理概述
隨著環保意思的加強,我國對污水處理的關注度逐漸加強,城市污水污泥的排放關系到建設環保、生態社會的相關進程。由此城市污水的處理問題急需更加高效的解決。城市污水就是指生產和生活中產生的污水。污水中包涵尿素、蛋白質、碳水化合物等物質,還包含微生物。一般來說,城市污水在經過處理后,有3中處理方式:排入江河;灌溉土地;回收利用。參照物理形態、化學成分,對其污染物分成膠體物質、溶解性物質、固體懸浮物3類。
2 污水處理成本管理問題及控制措施
2.1 成本管理現狀及存在的問題
(1)成本管理意識薄弱。污水處理很多時候具有公益性,由當地政府承擔主要開支。所以在實際管理過程中,對成本管理的意思比較薄弱,進而導致成本較高。
(2)成本控制利益的分配不平衡。最近幾年,國內許多大、小城市的污水廠采用了BOT、TOT 等模式,體現出市場化投資模式,先由個人、企業投資、建設、運營,最后交給政府。對于企業或者個人,其主要為了利益最大化,在整個過程中追求利益最大化的過程中,不免會忽略其他方面,由此造成不合理的成本控制,很大程度上阻礙了污水處理廠長期發展。
(3)處理核心技術落后。隨著污水的排放量越來越多,大部分污水處理廠不及時更新處理技術和提高設備的配置,一直用的舊的技術和設備,這樣既達不到對污水處理的要求,反而增加了污水處理的代價。
2.2 提高成本管理質量的有效對策
(1) 提高對成本管理的重視。首先,管理人員要從意識上改變管理者對成本管理重視不足的觀念,這必然要求管理者必須要充分考慮污水處理廠成本與效益的比重,以求降低處理成本,從而提高經濟效益與社會效益。只有通過轉變傳統的成本管理觀念,采取有效的措施加強運行成本的管理,才能有效提高污水處理廠的社會效益與經濟效益。
(2)尋求新生產成本核算方式。在實際運營過程中,必須追求成本核算的時效性、科學性,現階段我國會計成本費用核算中,薪酬、管理費用及固定資產折舊不變,起重要作用的就是投資額與設計規模,此外,動力電費、藥劑費等卻是隨實際需求量波動的,由此看出,污水量越高,費用隨之越大。針對上述現象,我們必須加強對費用的重視,將各項成本納入合算,每個階段列支清單,為成本控制提供必要的依據。
(3)污水處理廠選擇及處理技術的更新。摒棄舊的污水處理技術和設備,積極引進新的設備和技術,引進專業的高層次人才,科研工作者,把科研技術投入到生產中,并逐步優化,節省人力、物力、達到高效處理,降低污水處理成本。
(4)制定成本管理制度、激勵機制。必須制定出一套管理機制,具有合理可行性。首先,必須把費用都控制在相對合理內,確定目標,逐步逐個降本,其次獎勵考核機制,激勵內部員工的積極性,全員主動關注,最后制定適合的內部控流程,對采購,質量等進行嚴格管控,逐月、逐個階段進行檢查,考核到部門,個人,對部門、個人進行進行獎懲分配,嚴格執行并落實制度,從而實現全過程管理。
3 污水處理工藝
污水處理是采用科學技術和措施,把有害物質轉化為無害物質,從而達到凈化水,從污水中分離污染物、回收利用的過程,一般有三種處理方法:物理法、化學法、生物化學法。生物化學處理通過細菌等微生物生長繁殖,形成膜狀活性生物污泥,生物膜去除污水中的有機物的處理方法,一般可以分為生物膜法和活性污泥法兩大處理方法。高濃度有機污水選前者,城市污水選擇后者。
城市污水的水質變化相對較小,一般分為3個處理階段:物理處理、生物處理、污泥處理。
第一階段,物理處理:主要用到粗格柵和沉砂池,此處理過程的目的是,把樹葉、較大顆粒物等進行去除,由污水提升泵將污水提升到細格柵,然后流入沉沙池,使得沙和水分開,為后續階段處理最好準備,清液回收到粗格柵。
第二階段,生物處理:主要由曝氣池和沉淀池,此過程是污水處理的關鍵部分,污水進入氧化溝,經生化處理后的污水隨后進入池沉淀、接觸池,經加氯加藥間消毒后,在接觸池的污水達到出水水質指標,最終才能達標排放,污水處理工藝過程如下圖1。污水處理系統包括:粗格柵提升泵房、細格柵沉沙池、配水井、曝氣池、貯泥池、接觸池、污泥回流泵房和加氯間等。
4 結語
通過對污水處理過程的管理問題分析及對策分析,并且進行工藝處理過程闡述,為污水處理降本增效、控制過程質量,建立科學可行的機制,提供了必要的依據。
參考文獻:
隨著的經濟的發展,水資源越來越貧乏,產生水危機的根本原因是水的社會循環超出了水的自然循環可承載的范圍。因此,我們必須充分尊重水的自然運動規律,合理地使用水資源,這就要求我們從“取水一輸水一用戶一排放”的單向開放型的用水模式轉變為“節制地取水一輸水一用戶一再生水”的反饋式循環流程,提高水的利用效率。實現這一重大用水模式的轉變,加強污水再生利用是關鍵。以下對幾種常見的污水處理方法進行了分析:
1.生物處理(活性污泥法)
生物處理中采用的處理工藝有:氧化塘法:Carrousel,交替式,Orbal.Phostrip法,Phoredox法,SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT-IAT法、CASS(CAST,CASP)法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、VIP法、UASB法、一體化生化法、好氧污水處理、生物流化床污水處理、固定化細胞技術污水處理、生物鐵法、投加生長素法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
2.化學強化生物除磷污水處理工藝
污水處理過程中,我國的主要河流和湖泊由于受磷污染,富營養化嚴重,國家環保局為控制磷污染,對磷排放制定了比較嚴格的標準。化學強化生物除磷污水處理工藝以除去污水中有機污染物和各種形態的磷為主,此污水處理工藝將化學除磷和生物除磷一體化,通過厭氧消化生物系統中活性污泥產生揮發性有機酸,作為聚磷菌生長的基質或稱之為營養物,使聚磷菌在活性污泥中選擇性增殖,并將其回流到生物系統中,使生物污水處理系統工作在高效除磷狀態;同時污泥在厭氧條件下產生的磷釋放,通過化學除磷消除。這是一種高效市政污水處理工藝技術,滿足了我國現階段,為解決水體富營養化,需要在常規二級污水處理基礎上進一步除磷的要求。
3.曝氣生物濾池生活污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介:曝氣生物濾池,就是在生物濾池處理裝置中設置填料,通過人為供氧,使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置采用配套專用曝氣頭,產生的中小氣泡經填料反復切割,達到接近微控曝氣的效果。由于反應池內污泥濃度高,處理設施緊湊,可大大節省占地面積,減少反應時間。
4.循環間歇曝氣污水處理工藝
我國經濟發展水平各地相差較大,經濟發展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污水治理,因此,怎樣利用有限的資金,降低環境污染,是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面,直到不久前,一些城市還采用一級或一級強化處理工藝技術,出水達不到國家二級排放標準對除去有機污染物的要求。循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點,又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點,保證了系統出水達到國家污水排放一級標準在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統降低30%左右,是適合我國現階段污水處理要求的工藝技術。
5.連續循環曝氣系統工藝
連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration System)是一種連續進水式SBR曝氣系統。污水處理工藝CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優勢:a曝氣時,CCAS污水處理的污水和污泥處于完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%;b“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格;c沉淀時,整個CCAS反應池處于完全理想沉淀狀態,使出水懸浮物極低,低的值也保證了磷的去除效果。
6.旋轉接觸氧化污水處理工藝
旋轉接觸氧化污水處理工藝技術是在生物轉盤技術基礎上,結合生物接觸氧化技術優點發展起來的新一代好氧生物膜處理技術。旋轉接觸氧化污水處理工藝技術和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統中的轉軸是唯一的轉動部分,一旦機器出了故障,一般機械人員都可以進行維修。系統生物量會根據有機負荷的變化而自動補償。附在轉盤上的微生物是有生命的,當污水中的有機物增加時,微生物隨之增加,相反,當污水中的有機物減少時,微生物隨之減少。所以這污水處理系統的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低,只有其他曝氣污水處理系統耗電的八分之一到三分之一。占地面積僅相當常規活性污泥法一半。由于生物系統中生長的微生物種類多,能夠高效處理各種難降解工業污水。
7.A/O生物濾池污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介:由于我國小城鎮居住點分散,污水源分布點多量少,城鎮級污水廠的規模多低于10000噸/日。目前國內大中型城市污水處理廠經常采用的污水處理工藝有傳統活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等,如果以這些技術建設小城鎮污水處理廠會造成由于居高不下的運行費用,無法持續運行。必須針對小城鎮的特點采用投資省,運行費用低,技術穩定可靠,操作與管理相對簡單的工藝。
8.MBFB膜生物流化床工藝
中圖分類號:U664.9+2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0135-01
1 機場現狀污水設施及存在的問題
(1)污水處理廠采用二段接觸氧化+深度處理工藝。設計日處理水量 5000 m3/d,現最高日處理水量 2000 m3/d,最高日中水回用水量為800 m3/d,處理水質能達到中水回用要求。其中中間水池150 m3。改造前工藝流程圖如圖1:
(2)存在的問題
中水回用水量不足飛機場沖廁及綠化的需求,經常出現中水停水的情況。
原因分析:由于原有污水處理站設計存在缺陷,中間水池沒有足夠的調節水量,活性砂過濾后也沒有設計中水調節池。當用水高峰時,出現中間水池水被抽空現象,但用水地縫時,中間水池水滿而溢流排走。現狀在用水高峰時,污水處理站工作人員在中間水池補充自來水,這樣自來水與中間水混合后再經過濾進入中水回用管網,造成了自來水的二次污染,并且加大了電能損耗。
鑒于該污水處理站規模較小,并且污水隨客流量和季節性變化較大的因素,并考慮原污水處理站用地緊張,沒有太多的空地作為本次改擴建的用地,因此本污水處理站改擴建采用先進的、占地面積較小的MBR工藝。
2 污水處理站改擴建工藝及簡要概述
(1) MBR工藝處理水量3000 m3/d,共計處理規模8000 m3/d。在當前乃至幾年之內污水處理站水量小于3000 m3/d時,原活性砂過濾設備暫時停用,MBR工藝起深度處理的作用;當水量大于3000 m3/d而在5000m3/d之內時,MBR工藝與原活性砂過濾設備均起深度處理的作用。污水處理站改擴建工藝采用如下流程一:
(2)工藝流程一簡要概述:
設提升泵從中間水池抽水進入MBR池,在膜下設有曝氣管,經曝氣通過微生物進一步去除BOD5及COD后經MBR膜過濾去除懸浮物后,經自吸泵提升至中水調節水池,同時加氯至中水調節水池(1000m3)消毒,而剩余污泥通過污泥泵提至污泥脫水機房,中水經中水回用泵送至中水回用管網供飛機場沖廁及綠化用水,當中水水量不足時,用自來水補足。
(3)若將來基本達到遠期規模(超過原污水處理站處理規模5000m3/d)時,污水處理站改擴建工藝采用如下流程二和改造前的工藝流程:
(4)工藝流程二簡要概述:
引言
水是人類賴以生存的重要資源,隨著我國工業的快速發展和人口的快速增長,對水資源的需求也急劇增加,部分地區水資源短缺問題明顯。
與此同時,隨著人們對生活質量要求的不斷提升,對環境保護意識的不斷增強,對于污水排放有了更加嚴格要求。
油田污水處理技術在油田持續開發、保護環境等方面發揮著重要作用。油田污水處理后用于回注,不僅可以對污水中的原油進行回收,同時可實現水資源循環利用、減少環境污染,且為注水開采提供了充足注水水源、節約了大量的水資源,帶來了顯著的社會效益和經濟效益。
1 油田污水處理技術現狀
不同油田污水因其開采方式、原油特性、地質等條件不同,其具有的水質特性也有所差異,且回注水的水質指標要求也不同,導致所采用的處理工藝也會不同。常見的油田污水處理工藝流程可分為常規污水處理流程、深度污水處理流程、聚驅污水處理流程和三元污水處理流程等4大類。
常規污水處理流程主要采用三段(除油沉降過濾)或兩段(除油過濾)處理工藝流程。深度污水處理流程是在常規污水處理流程的基礎上,采用兩級過濾處理工藝流程。常規污水處理流程和深度污水處理流程在水驅采出水處理系統中,獲得廣泛應用和認可。因聚驅采油和三元復合驅采油是油田三次開采所采用的新技術,其采出水處理流程仍然以三段處理技術流程為主,也是目前油田水處理領域面臨的新課題。
在各處理工藝流程中,主要的處理指標是油和懸浮物,因此在處理過程中的關鍵技術是除油技術和過濾技術。
除油技術和過濾技術都是基于物理法的分離的原理,針對處理指標的不同物理特性,而采取不同的處理方式。除油技術是根據油水密度的不同,分離污水中油。常用的除油技術包括自然除油、斜板除油、粗粒化除油和壓力除油罐。過濾技術是利用過濾介質截留污水中的油和懸浮物,完成污水中的油、懸浮物與水的分離。常用的過濾介質為石英砂、磁鐵礦、無煙煤、纖維球及核桃殼等。
2 油田水處理面臨的問題
隨著油田的發展,我國大部分油田已進入三次采油階段。聚合物驅油技術和三元復合驅油技術已成為成熟的三次采油技術,在全國各大油田得到廣泛應用。尤其是三元復合驅油技術是目前提高采收率幅度最大的方法之一。但隨著三元復合驅采油技術的推廣,也給油田采出水處理系統帶來了新的問題。
三元復合驅采出水與水驅采出水相比,水質特性發生變化、難于處理,主要表現為:(1)污水的粘度增加,使油水分離的能力下降;(2)污水中的油珠變小,油水界面水膜強度增大,界面電荷增強,導致污水中的油珠穩定地存在水中,難于分離;(3)由于陰離子型聚合物的存在,嚴重干擾了絮凝劑的使用效果,使絮凝作用變差,大大增加了藥劑的用量,同時產生大量的絮體。(4)由于聚合物吸附性較強,采出水中攜帶的固體顆粒物較多,采出水中懸浮固體含量大大增加。水質復雜化現象加劇,使水中含油及懸浮物的去除難度增加,處理效果差。
因此,針對目前污水水質狀態,開發出與之配套產品,且滿足油田水處理標準高要求處理工藝已迫在眉睫。
3 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合應用
針對三元復合驅采出水的水質特性,開發研制出的將氣浮分離技術和超濾膜技術術相結合應用于油田水處理工藝系統。其主要工作原理是利用氣浮分離技術和超濾膜分離技術處理工藝。來水先進入氣浮分離工藝處理段,去除水中的大部分浮油及少量懸浮物;再經過超濾膜分離技術工藝處理,水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除。處理后的水,可達到油田低滲透油藏回注水標準或回配標準要求。和已有技術相比較,其效果是積極和明顯的。
氣浮分離處理工藝設備為氣浮處理裝置,其工作原理流程為污水先進入加藥混合裝置,經加藥后的污水與溶氣系統產出的溶氣水在氣浮裝置內接觸、混合,微小的氣泡表面附著原水中油珠和絮體顆粒向水面上浮,在上浮到水面后會被收油系統中的刮油機及時收走,避免了氣泡破裂后浮油再次呈現懸浮狀態。氣浮處理裝置由加藥混合裝置、溶氣裝置、氣浮刮渣裝置、斜板填料裝置、氣浮排泥裝置、收油排油裝置和控制裝置等組成。溶氣裝置包括有溶氣罐、溶氣釋放裝置和溶氣泵;氣浮排泥裝置中設有排泥泵,可將裝置底部的淤泥去除,保證水質的穩定性;氣浮刮渣裝置中設有兩臺刮渣機,可將裝置分離出的油和懸浮物及時高效地排出。溶氣方式采用回流式壓力溶氣工藝。氣浮裝置設有粘度檢測裝置,可對水質粘度進行檢測和調節。可針對檢測出的污水的特性,在加藥裝置內加入相應的藥劑,降低污水的粘度,同時破壞油珠在污水中的穩定性。
超濾膜處理工藝設備為超濾膜處理裝置,其原理是利用其超濾過濾元件對采油廢水中進行深度過濾處理,經過氣浮處理工藝段除油后的采油廢水進入到超濾膜處理工藝段,多個超濾膜堆在自動化系統的統一控制下組成相對獨立的超濾膜處理主系統。帶壓采油廢水進入超濾膜處理主系統后,經過超濾膜的過濾處理,水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除,水質得到了凈化處理。超濾膜處理裝置由超濾膜過濾裝置、空壓機、膜反沖洗泵、堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置等組成。超濾膜過濾裝置主要由來水進水管、超濾產水出管、反洗水進水管、反洗水排水管和壓縮空氣進氣管等組成。壓縮空氣進氣管與空壓機連接,為裝置提供所需的氣源。反洗水進水管與膜反沖洗泵連接,為裝置提供所需的反洗水。膜反沖洗泵的進水管與堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置能過管路連接。
4 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合處理系統的優點
氣浮分離技術和超濾膜技術術的結合,可保證最終出水含油率小于5mg/L,懸浮物小于1mg/L,粒徑中值小于1μm。氣浮處理工藝段和超濾膜處理工藝段各自采用可編程邏輯控制器完成本工藝段的自動控制,并連接到一個DCS集散控制系統,由DCS集散控制系統實現集中顯示并全面協調。
該套油田污水處理工藝系統不僅解決了現有技術中三次采油工藝過程中污水處理效果不理想的技術問題。還具有系統配置簡單、效率高、靈活性和適應性強、操作維護簡便等優點。
5 結束語
現在我們大部分油田已進入油田三次開采階段,油田污水處理難度也隨之加大。通過不斷改造油田水處理技術和開發研究的新的油田水處理技術,是解決油田污水處理問題和滿足油田水處理發展要求的有效手段,也是今后油田水處理技術發展的關鍵。
參考文獻
Abstract: with the continuous improvement of sewage treatment technology, wastewater treatment process is becoming more and more complex, the traditional manual control mode has been unable to meet the sewage treatment process is effectively controlled, automatic control has become the inevitable trend of the development of sewage treatment control. In this paper, a sewage treatment plant project as background, introduced the sewage treatment plant control system design requirements and design principles, focuses on the automatic control system of sewage treatment in the sub system of the specific design and implementation.
Key words: sewage treatment, automatic control, PLC, intelligent instrument
中圖分類號: U664 文獻標識碼: A 文章編號:
1引言
隨著城市經濟的發展和建設的加快,人民的物質生活水平不斷提高,城市污水的排放量也逐年迅速遞增,據統計,2011年全國廢水排放量為652.1億噸[1],大量未經處理的城市污水任意排放,不僅造成水環境的污染,加劇了水資源的緊張,同時制約了城市經濟的發展,危害了人們的健康[2]。
近年來國家對城鎮污水處理工作非常重視,不斷在各城鎮投建各種規模的水處理廠。在污水處理系統中,電氣自控系統的可靠、準確、穩定的運行是污水處理工藝正常進行的重要保證,在節約人力資源的同時,又能夠準確及時的反應各種工藝參數的變化情況[3-4]。本文結合某縣城污水處理廠工程實際,介紹了污水處理自控系統的整體方案設計及具體實現。
2工藝過程簡介
本工程主要針對城市生活污水進行處理,污水廠工程建設規模為10000m3/d。根據污水處理廠進水水質及出水水質要求,水處理工藝必須采用具有除磷、硝化和反硝化功能的二級生物處理和三級處理才能達到設計要求,因此,改污水處理的總體工藝流程包括預處理段、二級生物處理段、三級深度處理段、消毒處理段。本工程污水處理主體工藝采用“A2/O(二級生物處理段)+混凝沉淀+過濾法(三級深度處理段)”處理工藝,污泥處理主體工藝為采用“污泥濃縮池+高壓隔膜壓濾機”處理工藝,消毒工藝采用二氧化氯消毒工藝。廠內構(建)筑物主要包括:粗格柵及提升泵房、細格柵及沉砂池、A2/O生化池、沉淀池、二沉池、V型濾池、濃縮池、污泥脫水機房、加藥消毒間、鼓風機房、變配電室及綜合樓等。
3自控系統總體方案設計
根據污水處理工藝流程要求,廠內各主要用電設備均采用兩種控制操作方式,即就地手動開停控制和自動控制,兩種控制方式可由現場切換開關進行選擇切換。手動控制按鈕設于機旁,完成設備的單體動作,主要用于設備的檢修與調試,也可作為生產過程中臨時、應急操作手段。正常情況下,工藝流程控制方式為自動控制,本工程中自控系統的設計遵循“集中管理、集中控制、資源共享”的設計原則,使其符合工業自動化控制與信息化管理相結合的發展趨勢,實現工藝參數和設備運行的集中監測和生產過程的自動控制。
本自控系統采用縱向分層式控制結構,由上至下依次為生產管理層、生產監控層、現場控制層以及現場設備層,各層通過工業以太網、PROFIBUS-DP總線進行通訊,形成一個測控網絡,實現對生產現場參數(pH值、溫度、電導率)進行在線監測,根據監測數據對現場設備進行控制,并記錄管理信息、顯示報警信號等功能。
4各子系統的設計與功能分析
按照功能將本污水處理廠自控系統分為中央監控系統、生產控制系統和儀表系統。
4.1中央監控系統
中央監控系統由位于綜合樓中中央控制室的兩臺PC機、廠長室的一臺PC機、總工室的一臺PC機、化驗室的一臺PC機以及網絡交換機、打印設備、配套上位機監控軟件等構成。其中數據網絡為10/100Mbps快速工業以太網,傳輸介質為光纜或五類(或超五類)雙絞線,所有PC機以及下一級的PLC現場監控站均掛載于以太網上。
位于中央控制室的兩臺PC機作為互為備用的監測操作站,通過工業以太網向下采集現場PLC監控站上傳的各類數據和信息,建立數據庫并進行存儲,供給操作人員分析,根據分析結果對不同的現場設備進行控制,完成生產調度。作為監控操作站的PC機采用面向工作站的實時多任務、多用戶的WindowsNT網絡操作系統,兩臺PC機中的一臺兼作數據服務器,同時配置相應的實時分布式關系型數據庫軟件和生產組態監控軟件。本工程選用的生產監控軟件為FIXMMI-IX-2070C開發版,該軟件功能豐富、界面良好,可以顯示整個污水處理廠區的平面圖、各構筑物的相對位置、污水處理的工藝流程圖和電氣系統圖、現場設備的運行狀態、工藝過程中的各種參數值等,它可以實現工藝流程趨勢分析、參數調整、維修記錄、故障報警、設備材料管理、能耗及物流統計、自動生成報表等功能。此外,監控軟件還可以配合打印機實現生產報表定時打印,事故狀態實時打印的功能 。