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排水系统构成情况如下:-300m水平各处裂隙水、施工用水经各巷道水沟自流,汇入-300m水平出口后,经管道自流进入-325m水仓。-300m~-350m水平之间的污水自流到-375m临时水仓沉淀后,经水泵排至-325m水仓。-400m污水经水沟自流至-425水平,与-425m水平污水一同水泵泵送至-375m临时水仓后,之后经水泵排至-325m水仓。-375m临时水仓处布置2台流量100m3/h,扬程120m水泵,-425水平布置2台流量50m3/h,扬程100m水泵,-375m水仓布置3台MD155-67×7多级泵。
2影响井下污水水质的主要因素
-350m水平施工期间的污水,在该水平炮后出渣期间,混有泥沙、小颗粒砂石等的污水经水沟,排至-375m临时水仓沉淀,此阶段经斜坡道右侧水沟流入-375m临时水仓,该段水沟水流速度较快,污水不能有效沉淀;-400m、-425m水平施工期间的污水,未经有效沉淀,经水泵泵送至-375m水平水仓,之后经-375m临时水仓水泵泵送至-325m水仓。但-375m临时水仓长度较短,清理不及时,导致该处污水不能有效沉淀,之后混有细泥沙的污水经水泵排至-325m水平水仓。该原因为影响-325m水平水仓水质的主要原因。除上述-350水平污水以外,-300m水平水质较好,未混入较多污水,对-325m水平水仓水质影响较小。
3.1-300m水平包括3#、4#、上、下盘沿脉等平巷。具体如图1。3.2井下沉淀池设计方案3.2.1水流、沉淀池、挡水墙具体方案在3#穿脉、4#穿脉上盘沿脉巷道设置4道挡水墙,挡墙墙高1.5m,墙厚度500mm,宽度4.8m(以巷道实际宽度设置,以填满全部巷道宽度为准)。将-300、-350、-400、-425所有污水通过水泵,泵送至3#穿脉1#挡水墙处,所有涌水经3#穿脉、上盘沿脉、4#穿脉流至4#挡水墙处,4#挡水墙顶端设置500mm×500mm开口,经沉淀完成的污水通过4#挡水墙开口自流进入4#穿脉,通过水沟流入下盘沿脉,至-300m水平斜坡道出口,随水沟进入-325水仓。3.2.2水流速计算水泵通过管路进入3#穿脉1#挡水墙处,水流速度v1=400m3/h=0.11m/s,排水管道断面积s3=0.02m2,沉淀池断面面积s3=7.2m2,假设水流进入沉淀池后,立刻转入平流状态,此时流速v3=v1•s1/s3=3.06×10-4m/s,经计算,在污水进入沉淀池平稳流淌后,水流速度变缓,且沉淀长度为781m,按照平流沉淀池沉淀效率,污水将会得到有效沉淀。3.2.3具体水泵、管道安装计划根据上述安排,需在-375m临时水仓布置2台流量150m3/h,扬程扬程250m潜水泵,-400m、-425m两个水平污水可通过现有潜水泵泵送至-375m临时水仓,-350m水平污水可通过水沟自流进入-375临时水仓,利用现有管道,将-375临时水仓污水泵送至-300m水平3#穿脉1#挡水墙处,但现有排水管路长度仅安装至-325m水平水仓,本着节约成本和对现有设备管路有效利用的想法,需再购买200m准159mm铸铁管,将-375水平所有污水泵送至挡水墙。-300m水平污水通过现有水泵和临时排水管道泵送至1#挡水墙处。经初次沉淀完成的污水,通过水沟汇入-325m水仓后,通过-325m水泵泵送至地面主井区沉淀池,二次沉淀后,达到排放标准后外排。
4效果分析
与常规设计方案相比,主要效果有以下几方面:(1)矿井涌水在进入主井区地面沉淀池之前,均进行了混凝沉淀预处理,去除了绝大多数悬浮颗粒,主井区地面沉淀池水质得以明显改善,地面沉淀池清淤周期大大延长,有效降低了清仓的费用。(2)由于初次沉淀后的水质明显改善,尤其是其中的矿粉和岩石粉末的去除,对排水泵叶轮和排水管材的磨损有了较大程度地降低,延长了排水泵及排水管材的使用寿命,降低了维修费用。
5结语
综上所述,该方案通过利用矿山已完工巷道作为井下临时沉淀池,有效缓解了井下污水泥沙含量超标的问题,解决了当前矿山生产中污水外排的重大问题,对环境保护有着极大的意义。
作者:谷林林 单位:河北钢铁集团滦县常峪铁矿有限公司
关键词:中小城镇污水处理厂除油微生物技术
1、污水除油的必要性
随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到20__年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3/d,其中二级生化处理能力约750×104m3/d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。
以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自20__年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。
2污水的除油方法分析
目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。
2.1化学处理法
化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。
近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。
2.2物理处理法
物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。
2.2.1浮选技术
浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。
表1浮选处理方法的分类
方法名称
具体方法
浮选成因
主要优点
主要缺点
溶气浮选法
加压溶气浮选法
真空浮选法
在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。
在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。
气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高
上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小
流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦
溶气量小、操作及结构复杂
诱导浮选法
机械鼓气浮选法
叶轮浮选法
射流浮选法
让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。
叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。
依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡
能耗小、浮选室结构简单。
溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。
噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式
需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。
浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。
水射器要求高
电解浮选法
电解浮选法
电絮凝浮选法
选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。
选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子
气
泡小、除油率高。
气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高
极板损耗大、运行费用高。
同上
化学浮选法
化学浮选法
依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。
设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水
污泥量增加、劳动强度大。
2.2.2旋流技术
水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。
图1水力旋流器的工作原理示意图
国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚BWNVortoil公司,瑞典ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。
2.2.3膜技术
膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。
在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。
2.3生化处理法
生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。
3除油方案探讨
针对西科大污水厂的油类物质,20__年~20__年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。
在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。
由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。
4结论
4.1污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。
4.2中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。
4.3对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。
4.4微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。
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关键词:污水处理厂;运营管理;方案更新
中图分类号:R123文献标识码: A
引言
污水处理厂的建设和管理既是水污染治理和水环境保护的基础性高作,又是环境管理的“短板”,它关系到广大人民群众的切身利益,关系到经济社会环境的可持续协调发展。随着生态文明建设进程的加快,对于污水处理厂建设也驶入了快车道。因此,依据国务院《城镇排水与污水处理条例》,加强对污水处理厂建设运行管理迫在眉睫。
1、关于污水处理厂的出水水质管理模块的分析
在现阶段污水处理厂运作过程中,进行生产质量模块的控制是必要的,这不仅仅进行出水水质模块的检验及其记录,还要针对其实际变化情况,展开参数的分析,保证科学化的工艺运行参数的设计,进行水量及其水质的控制,保证其污水处理设施的有效运行,保证其出水模块的达标。这就需要进行污水处理厂水质管理体系的健全,进行水质变化规律的汲取,积极做好相关的实验,进行水质可生化性的分析,这也需要进行出水量的积极统计,并且做好相关的汇总工作,保证其水质的有效操作。
在日常污水处理厂的工作模块中,其水质管理涉及的范围是非常广泛的,比如针对水质正常时的管理模块及其水质异常情况的处理模块。在正常水质处理过程中,要针对水量情况、空气情况等展开分析,保证相关参数检测化验模块的有效开展,保证按照检测计划展开工作,积极做好记录,进行其变化情况的积极分析。在水质异常情况处理过程中,要进行水处理核心设备的应用,保证其生化反应池各项指标的正常性,保证其针对空气状况、污泥状况等展开积极管理,避免其异常情况的产生。这也需要引起相关技术人员的重视,进行符合操作标准的规范进行施工,保证微生物的状态维持在合理的水平上。
2、当前污水处理厂建设运行管理存在的问题
2.1、污染治理设施运营不规范
污染治理设施的非工业化、非社会化管理运行,运行效率低下,导致一些地区污染治理设施因缺乏资金而无力兴建,有的地方建得起也无力运行,污染治理设施经常处于半开半关状态,给监督管理增加了难度,造成建得越多、包袱越重的现象,严重影响污染治理效果。因此,急需创新模式。
2.2、资金短缺问题
随着社会的发展,我国的城市污水处理行业得到很大发展,同时也带来了严峻的挑战,该行业的资金短缺和技术设备落后是一大难点。国产化开发的问题在于污水处理厂建设和运行资金短缺,导致了大批规划中的污水处理厂迟迟不能运行,不能实现预期的环境目标,且已经建设的污水处理厂也不能正常运行。对于大部分地区而言,需要首先解决的问题是治理问题,近几年来,我国的城市水处理厂建设主要通过利用外资,引进国外技术设备,从而导致工程投资大、债务负担重,并抑制了国内污水处理技术设备制造产业的发展。
2.3、工艺简单,处理深度不够
目前,很多的污水处理厂大部分应用工艺简单,以人工快渗、人工湿地等工艺为主,少部分有接触氧化、A2/O、SBR等工艺。所以,大多污水处理厂脱氮除磷效果不佳,且末端未设置杀菌消毒工艺,出水中粪大肠菌群等指标长期出现超标现象。
2.4、运行负荷低,污水收集率不高
目前一些地区已建成的污水处理厂中,普遍存在一、二级管网建设滞后问题,大部分污水处理厂建成后运行负荷不足设计能力的60%,污水处理厂长期处于低负荷运行状态,既不经济也浪费资源,更不能充分发挥污水处理厂的环境效益。
3、污水处理厂污水处理系统体系的健全
3.1、进一步规范污水处理厂的运营管理
污水处理厂必须在指定位置安装进水、出水流量计和在线监测系统并确保其正常运行;建立严格的取样、检测和化验制度;建立完善检测数据的统计分析和报表制度、污水处理设施停运申报制度、突发事件应急制度,规范管理行为,保证污水处理厂正常运行。同时,污水处理厂应配套建设污泥处理设施,规范处理污泥;对操作人员进行培训,严格持证上岗制度,不断提高排水管网的管理水平。严格执行排水许可制度,建立并完善排水管网的巡查制度和应急处理预案。加大排水违法行为的查处力度,坚持从源头治理,杜绝排水管网处接、乱接,确保排水管网安全、畅通。加大排水管网管理、维护投入,提高排水管网管理的科技含量和信息化水平,建立排水管网监控信息管理系统。
3.2、推行绿色管理
污水处理作为一个行业的可持续发展,除了要优化建设、运行、管理体制,实现污水处理的资源化,搞好污水处理的规划,制定一系列支持污水处理的可持续发展的政策,还要大力发展污水处理的科学技术,研究污水处理的新工艺、新设备,把污水处理与水资源的再利用结合起来。面对新形势和新要求,实施绿色管理是创建社会环境与自然环境之间的和谐关系的有力保障,污水处理行业属于环保产业,在改善城市水体环境方面发挥着不可替代的作用。但是,我们同时也看到,随着污水处理厂的建设、运行,在这过程中不可避免的造成了一些臭气、噪声、固废等二次污染的问题。随着城市化进程的推进,污水处理厂的周边不断进行着开发、扩建,污水处理厂二次污染问题不但给周边居民生产生活造成了影响,而且也制约了周边土地的开发利用。近年来,市民对污水处理厂二次污染问题的投诉与日俱增。因此,必须依靠实施绿色管理,来有效解决污水处理厂的二次污染问题。政府管理部门必须将现有的污水处理厂行业管理模式与绿色管理紧密结合起来,才能使污水处理厂走上人与自然和谐发展的道路。
3.3、改革水资源监管(水污染治理)制度
目前水资源监管事实上是“九龙治水”体制,必须在尊重水资源自然规律前提下,从水资源保护和水资源开发利用的关系出发,为实现水资源可持续发展目标要求,建立统一监管体制。如整合(撤并)现有水资源监管机关职能,建立国家水资源监督管理委员会(水监会),全面统一实施水资源监督管理(保护)。在水监会直接领导下,建立七大流域(更多)的水资源监督管理局,实施真正意义上的流域水资源管理,在流域水资源监督管理局直接领导下,建立各江河、湖泊水资源监督管理处(分局),全面承担水资源的规划、开发、利用、管理、治理、节约、配置及保护的政府职责。只有这样,水污染治理制度(体制、机制)的运行(运营)才有国家水资源统一管理制度(体制)作为保障,水污染控制和治理的目标才有可能实现。
3.4、城市污水高效低耗成套技术、工艺与设备
污泥处理、处置及资源化技术:污泥堆肥技术的工程化和产业化,污泥厌氧消化成套工艺技术高效快速厌氧污泥稳定化工艺,高效好氧污泥稳定化工艺,中小型污水污泥生态利用技术及工程示范;污水深度处理及回用:城市污水的完全无害处置新技术,污水综合利用的集成化工艺技术与应用示范。
3.5、优化处理工艺,提高处理深度
对尚未建设的污水处理厂应在处理工艺上做好比选和优化,同时对已建成的污水处理厂加大深度处理投入,逐步完善后续脱氮除磷和杀菌消毒等处理工序,使各项出水指标能够真正长期稳定达标。
结束语
城市水污染治理与污水治理厂的建设运行及环境管理密切相关,所以需要积极在行动中落实有效的污水治理措施,保证城市水资源的可持续发展。污水治理厂建设与运营机制应充分考虑到城市污水治理过程中的实际问题,从水环境质量提高的角度体现城市污水治理的有效性。
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选取研究对象为南方某污水厂,全面监测该污水处理厂进出水水质,通过其水质特点,在与调试运行的情况相结合,提出了相应优化的工艺运行方案,在原有的基础上,对增加生物和投加外碳源后混凝的优化方案进行了采用,其出水水质在系统优化运行后达到标准,东江水质因此而变得更好。
[关键词]外碳源优化运行强化反硝化
中图分类号:O613.71 文献标识码:A 文章编号:
广东某污水处理厂,拥有处理3000m3/d污水的规模,其处理污水主要是生活污水和生产污水。该厂因处于珠三角重要水源地,其排放标准更加严格,要求标准必须达到地表水三级。因而对该污水处理厂的进出水水质特点,本文针对性的选择了优化方案,通过与调试运行情况相结合,在运用必要的工艺优化措施,使出水达到排放要求得到实现。
一、工艺流程和主要构筑物设计运行参数
1.1工艺流程
改良A2/O工艺和砾石滤池加人工湿地深度处理组合工艺是该污水处理厂所采用的,其运转管理分为五个单元:一级处理单元和污水提升,其中包括提升泵房、细格栅、粗格栅、沉砂池;二级处理单元,其中是生物池;脱水处理单元;过滤池与湿地(人工)深度处理单元;消毒处理单元等.
1.2设计主要构筑物和运行参数
该污水处理厂拥有流量30000 m3/d的处理能力,设计污泥浓度MLSS:2.0 s/L的AVO工艺生物池,8~10 d的污泥龄,不高于0.097 5 kgBOD,/kgMLSS·d的污泥负荷,不高于0.195 kgBODs/m3·d的容积负荷,以石灰石为过滤池填料,以曝气氧化的方式,使硝化反应得到进一步加强。选择垂直流人工湿地。
二、进水水质与其特点分析
在2009年11月到2010年6月这七个月时间里,我们分析检测了污水处理厂进水量和其水质,该污水厂的进水有机物浓度较低,这主要是生产污水都是高科技低污染企业排出的,而雨水的收集合流处理也导致浓度降低.进水中BODJTN很低,这更加突出了污水生物脱氮和污水脱磷碳源不足的矛盾,进而影响到脱氮除磷的效果,这种处理特点(进水浓度低,出水要求高)在当代很有代表性。
三、分析工艺出水水质和处理效果
对COD、BOD、NH3-N的去除依靠A2/O工艺效果比较好,出水可以达到排放标准,再经人工湿地过滤去除率更高,均满足排放要求;TN和TP的去除依靠A2/O工艺效果并不明显,它们的去除率很低,硝酸盐氮的浓度在出水中比较高,TN和TP出水后不能达标。TN去除率不高的原因与系统碳源不足脱不了干系。当然,在该工艺中,生物池中的硝化作用进行的还是比较彻底,其中的大部分氨氮都转化为硝酸盐氮,但反硝化作用在缺氧区并没有太大显现。经过滤池和人工湿地出水水质中的硝酸根离子的去除并不有效,反硝化差和湿地内碳源不足都与其有关。TP去除率不高的原因是与系统污泥浓度低有关。进水有机物浓度低和实际进水量低于设计值,这就造成了系统有机容积负荷相对于设计值很低。生物池中污泥浓度始终很低,进而造成难以形成有效地絮体沉淀,造成污泥严重流失。而厌氧区中磷的释放受到严重的碳源不足的影响,系统的正常排放受到生物池污泥浓度较低的影响,这都对磷的去除率产生了影响,变得很低。
四、工艺优化和工程应用效果
在污水处理厂现有的前提下,对工艺灵活性和运行成本都进行了考虑,为了使出水水质达到排放标准,提出以下优化的方案。
强化反硝化,将部分外碳源投入A2/O工艺缺氧段。选用甲醇为碳源,合理投入。
将除磷的强化,终沉池污泥沉降效果的改善,污泥流失的降低和生物池污泥浓度的提高视为目标,采取有效地措施,将加药点选在生物池出水口,“反应器”选在配水井和生物池出水口之间的管道,利用现有水体流速,有效地混合生物池出水和絮凝剂,完成絮凝沉降。将硫酸亚铁、PAM、聚合硫酸铁和聚合氧化铝这四种絮凝剂进行试验研究,工程用药剂最终选择聚合氧化铝,这是充分考虑到TP的去除和沉降效果,同时对其最佳投加量进行了确定。
通过工艺流程,看出该优化方案有效地降低工程投资,不需要对土建进行改动,利用现有的构筑物,增加两套加药装置就可以了,这样使得工艺运转变得比较灵活,同时可依据实际进出水水质对加药量进行有效地调整。
设计并安装了加药系统来验证该优化方案,加药系统按污水处理厂现有的进水水量进行设计,该装置由两部分组成,加药泵和储药池。储药池设计成圆柱体,这样可以再有限的成本下拓展空间,选用意大利SEKO SPRI MS1系列机械隔膜计量泵为加药泵,装置不停地运转,加药量可通过调整流速来控制。
通过系统优化,持续运行一段时间后显示用该工艺出水水质达到排放标准。
结语
进水碳源不足普遍存在脱氮除磷效率低是当前我国南方大部分污水处理厂面临的问题,通过分析该污水处理厂的进出水水质和对优化方案的试验研究,得出以下结论和建议:
污水处理厂可通过补充外碳源强化反硝化来脱氮,在以化学办法来辅助,这样可以避免因进水有机负荷较低,而很难达到脱氮除磷,当然,可以通过进一步研究絮凝剂和碳源来降低污水处理费用和提高处理污水的能力,减小成本。通过对污水处理厂的污水处理系统的优化使得出水水质变得更好,进而达到排放标准,有效地降低了污水对环境的污染。同时污水处理厂优化运行应结合自己污水厂的现状,针对污水厂现有工艺流程、现有构筑物、进出水水质和可改造条件,同时考虑水厂的日常的维护和管理,确定最适合本厂的优化方案,走出困境。同时应及时完善城市配套污水排放管道,对现有管道进行改进,对雨水和污水进行分离,降低污水处理难度。当然,有关部门应对当地污水处理厂进行扶持,对污水处理厂的各方面进行有效地帮助,提高其有效处理能力和排污能力,为子孙后代留下一个环境优美的城市。
参考文献
[关键词] 污水处理厂 噪声源 工艺流程 控制方案
随着城市建设的快速发展,原地处城市边缘的污水处理厂面临着居民住宅区的包围,目前污水处理厂各噪声源的噪声值远超国家环保部最新公布的《社会生活环境噪声排放标准》,影响周边居民区。我公司应某污水处理厂的邀请,对某污水处理厂扩建工程噪声控制进行了小规模实验性治理,取得了基本技术数据,经过多次的深入分析讨论,确定如下方案。
1 从厂区及工艺流程布局设计上着手
1.1 合理布局工艺设施、道路、绿地位置
污水处理厂占地面积宽广,噪声源繁多且分布较为分散,主要噪声源有:主要生产设备工作噪声;沉砂池、初沉池、氧化沟曝气机转蝶声、二沉池、分配井、风机、水泵氧化沟曝气机转蝶声、沉淀池、分配井、风机、水泵(以点声源、线声源为主);水的噪声;转蝶的击水声、水溅声,流水声、泻水声(以面声源为主);辅助设备工作噪声;变电站、格栅除污机、刮砂机、排砂设备、刮泥机、渣装置、阀门、污泥脱水间、刮油设备、办公及生活等噪声。
根据污水处理厂的工艺流程,动静分离,合理布局噪声源设施、厂区道路、绿化地的位置,利用噪声在空气中的传播衰减,减少噪声控制工程量,使得污水处理厂内的主要噪声源应尽量远离现有及将来可能的居民住宅区,减缓噪声对居民住宅区的影响。
1.2 利用声源的指向性控制噪声
将污水处理厂的工艺建筑物、办公楼设置在主要噪声源传播路径,利用其与污水处理工艺设施的高低差形成阻挡噪声源传播的声屏障,降低噪声控制成本。利用氧化沟挖出的泥土堆放在厂区边,在靠居民区的围墙内建设人造小山坡,并在上面种植乔木、灌木、草坪形成立体绿地,能形成新的声学介质屏障,吸收噪声声能,也有利于厂区的绿化美化。
1.3 封闭氧化沟
对污水处理厂内主要的噪声源,如氧化沟的水流噪声,属于面广声大的面声源,经与该设计单位某建筑设计院共同研究,将氧化沟的上部以混凝土结构进行覆盖封闭,仅预留满足曝气机的供氧需求的进、出风口、检修口,隔绝氧化沟的流水声向外扩散的途径(由于优化了氧化沟整体结构设计,实际的土建成本持平)。氧化沟覆盖的上部种植草地,它可达到一定程度的噪声在空气中传播衰减的效果。
2 控制工艺流程中的主要噪声源
2.1 从声源上控制噪声源
改进工艺和操作方法,从声源上降低噪声。可以向业主建议尽量选用加工精度高、装配质量好的低噪声优质产品及采取低噪声工艺设备;同时建议完善设备维护保养制度,杜绝由于设备运行状况不佳导致噪声增大等。
2.2 氧化沟设置进、出风消声器
在氧化沟由于工艺需要,应有氧气进入。为保证曝气机氧气的稳定供给,设置进、出风消声器。根据设计方案,采用专用成型的吸声板做成阻性折板式消声器。该吸声板厚度小,能保证通道宽度,能在恶劣的工作环境下使用。折板式消声器是由片式消声器演变而来的,可以增加声波在消声器通道内的反射次数,即增加声波与吸声材料的接触机会,可改善中、高频的消声性能。当声波连续通过折板间的通道时,可改善低、中频的消声性能,减少噪声逃逸量。
2.3 转蝶电机、沉淀池电机等设备设置隔声罩
隔声罩是抑制机械噪声的较好办法,特别是对于低噪声的小型移动的转蝶电机,效果显著。转蝶电机上使用的隔声罩由隔声罩板、罩壳内贴吸声材料,以提高隔声量。隔声罩不能与电机有任何刚性相连,隔声罩靠地面部分应有弹性减震材料,防止隔声罩震动及噪声泄漏。为了隔声罩操作、维修的方便及通风散热需要,罩体上需开观察窗及散热消声器,由于隔声罩不宜安装排气扇,散热消声器设置位置要把握空气动力学原理,做到低进风、高出风,确保隔声罩内的通风合理顺畅。
2.4 沉淀池、分配井等设备设置隔声房
隔声房采用砖混结构形式砌筑,它具有良好的隔音性能,内壁采用吸声结构,吸声材料选用新型高效吸声板,墙面与吸音结构保留空腔40~80mm,可达到设备房的吸声隔声要求。隔声房应设置采光观察窗、隔声门、进出风消声器。隔声门对隔声房来说是一个必不可少的构件,门的启闭性使它成为一个特殊要求的构件。它不仅依赖于门扇的隔声性能而且与门扇和门框、门框和墙体之间缝隙的大小密切相关。隔声房围护构件的隔声处理对墙面、屋顶及地沟上的开孔、留孔穿管、地下电缆沟、控制线缆、输油管等进行隔声处理。
2.5 对盖板进行隔声覆盖
对于氧化沟曝气机廊道及沉淀池的上半部,由于不便于用混凝土结构进行覆盖,使用可以吸收较高声能的材料或结构装饰在盖板进行隔声覆盖,盖板装置的侧面应接缝严密,有凹凸槽及螺拴进行结合,保证成为一种有效的阻断与减少声传播的措施。
3 氧化沟进、出气消声器设计分析
3.1 氧化沟曝气机所需空气量计算
曝气机工作时,应保证充足的空气量来提供氧气。曝气机的进气主要有两个途径:一是T型碟片在旋转时产生负压,吸入空气,进气的方向和碟片旋转的方向一致;二是碟片上的凹坑在旋转时带入空气进入水中,进气方向位于碟片的进水端垂直于水平面。
曝气机所需空气量为:
V = 66kg / h ÷0.2095 kg / m³×14%(m3/h)
式中:66kg / h为曝气机所需氧气量;14%为含氧空气进入水中的氧气转移率;0.2095 kg / m³为空气中的含氧气量。
3.2 进、出气消声器的气流流速
消声器气流流速的控制对消声器来说十分重要,如果消声器的流速过高,会产生气流的二次噪声,直接影响消声器的消声效果。消声通道的气流流速计算公式为 ν = V÷ƒ,式中:V指所需空气量,m³/ s;ƒ 为消声器消声通道的有效截面积,m²。
3.3 消声器产生的压降
由于氧化沟曝气机的进气为无动力自然进风(即产生负压,吸入空气)。为不影响进、出气的顺畅,应严格控制消声器压降。
消声器沿程的摩擦压力损失为:
∆Hm =(hm ×λ×ν²×ρ0×L)÷ (4 Rs×2 )
式中:hm ―在求比摩擦压力损失的线解图上可查得比摩阻,mm/mH2O;L ―消声器通道有效长度,m;ρ0―气体的密度,kg / m³;ν²―消声通道气体的平均流速,m/s ;Rs ―消声器单通道的流体半径。
摩擦阻力系数为:
λ= 1 .42 ÷(q Re 4 Rs /K)²
Rs = a× b÷ 2 ( a+b )(m)
式中:Rs ―消声器单通道的流体半径; a、b ―消声通截面积的边长;K ―阻性片壁粗糙度,mm;Re ―阻性片壁粗糙度(K)对摩擦阻力的修正系数。
消声弯头局部压力损失为:
∆Hλ=(λ×ρ0×ν²)÷ de×2(Pa)
式中:λ―局部阻力损失系数;ρ0―气体的密度,kg / m³;ν²―消声通道气体的平均流速,m/s;de―消声器单通道等效直径,m。
3.4 消声器噪声插入损失量
根据阻性折板式消声器的消声量计算方法,可将消声量按多通道片式的消声量及折板的噪声衰减量分别计算,再行相加。由于消声通道内气流速度ν
式中:α0―吸声板的吸声系数;Ψ(α0)―根据α0所确定的消声系数,由据α0和Ψ(α0)的关系表查得;nf―随频率不同的消声系数的常数项; P ―消声器通道断面的有效周长,m;I ―阻性消声插片的有效距离,m;S ―消声器通道横截面面积,。
消声弯头的噪声插入损失量为:
∆L2 = I×λ
式中:I―弯头管道有效宽度(消声插片的有效距离),m;λ―噪声的波长。
阻性片式弯头消声器的噪声插入损失量为:
LR = ∆ L1+ ∆ L2
式中:∆ L1―阻性片式消声器的消声量,dB;∆ L2―消声弯头的消声量,dB。
4 结语
鉴于污水处理厂的噪声控制问题目前尚属新的课题,在大规模实施后还可能产生新的问题。应在污水处理厂噪声控制工程实践上不断探索、调整,以达到最低的成本控制,最方便的污水处理工艺设施的操作应用,形成污水处理厂的噪声控制工程规范。
参考文献:
[1] 高红武.噪声控制工程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003.