云南玉溪星源水务-南厂污水提标改造技术方案-20140902.md 41 KB
云南玉溪星源水务南厂。。污水提标改造项目。。技术方案。。金科环境股份有限公司。。2024年09月。。目 录。。1、 工程概述 3。。1.1 项目概况 3。。1.2 工作范围 3。。1.3 设计进出水水质 3。。1.3.1 设计进水水质 3。。1.3.2 设计产水水质 3。。1.3.3 排水水质 4。。1.4 技术方案亮点说明 4。。1.4.1 性能优良的膜产品 5。。1.4.2 膜防污染技术 6。。1.4.3 高效深度除氟吸附材料 7。。1.4.4 BIM设计 7。。1.4.5 数字化管理平台 9。。1.4.6 公司其他经验和技术优势 11。。2、 方案设计 12。。2.1 工艺流程图 12。。2.2 废水处理系统 13。。2.2.1 工艺说明 13。。2.3 回用膜系统 15。。2.3.1 膜系统工艺流程图 15。。2.3.2 超滤膜系统 16。。2.3.3 反渗透系统 18。。3、 数字化管理平台设计 22。。4、 主要设备清单 26。。4.1 废水系统主要设备清单 26。。4.2 回用膜系统主要设备清单 30。。5、 运行成本 35。。5.1 基础数据 35。。5.2 运行费用计算 35。。6、 占地面积 36。。工程概述。。项目概况。。项目名称：云南玉溪星源水务南厂污水提高改造项目。。项目背景：南厂污水全部为生活污水，污水处置采用工艺为CASS+D型滤工艺，污水厂出水主要指标达到污水《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，结玉溪市水污染防治工作对主要污染物的控制要求，污水厂排放标准从一级A提标到《地表水环境质量标准》( GB3838-2002)中（准）Ⅲ类标准，其中总氮≤10mg/L。。。设计范围。。本项目可提供的工作范围为废水提升泵进入提标系统范围之内的所有水处理设备及配套的水泵、阀门、管道、电气、自控仪表系统等完整的处理装置的设计、供货、安装、调试和整体交付，不包含土建、暖通、给排水等其他专业范围。。。设计依据。。编制依据。。(1)企业提供的原水水量、水质指标；。。(2)出水水质执行标准要求。。(3)其他相关资料。。工艺设计依据。。（1）在成熟、安全、可靠的基础上，采用先进的工艺及技术，并确保出水水质指标符合所要求的标准；。。（2）尽可能采用新技术、新材料、新设备以及先进的管理方法；。。（3）设计中选用合理的工艺流程，降低水处理系统的运营成本；。。（4）平面布置力求合理通畅，功能分区明确，使用便利，互不干扰，节省占地，竖向设计充分利用场区的地形高差，各构筑物之间尽量利用地形高差实现自流，并与全厂总体规划协调，同时符合国家有关绿化及环保、消防规定；。。（5）充分考虑当地水文地质特点和气候气象特点以及场址条件，降低处理系统的建设难度和保证系统正常运转。。。（6）系统设计自动化程度高，操作维护方便，减轻劳动强度；。。（7）尽量节约用水，节约水资源；。。（8）与全厂总体规划相适应，进行统一规划；。。（9）严格按照国家节能减排政策设计，避免产生二次污染。。。设备设计依据。。本项目设备为全新的、先进的、成熟的、完整的和安全可靠的。设计中选用节能、高效型设备，降低装置的运营成本；选用设备先进、合理，留有适当的裕量，保证能长期稳定运行。。。控制和仪表设计依据。。仪控设计采用技术先进、性能可靠、功能完备的自动控制系统和现场仪表，实现工业过程的整体性能控制、管理。通过综合自动化实现系统的全自动运行并遵循以下原则：。。（1）操作、管理水平先进，技术应用合理，系统性能价格比最优原则；。。（2）自控遵循“集中管理、分散控制、资源共享”原则；。。（3）仪表遵循“工艺必需、计量达标、实用有效、免维护”原则；。。（4）综合考虑配置的灵活性、易扩展性原则。。。电气设计依据。。电气设计遵循相关标准、规范的规定，以长期安全可靠的供配电为前提，保证所有的操作和维修活动均能安全和方便地进行。。。热和防腐设计依据。。对于装置中的设备、管道、桶罐或贮槽等，对系统内与包括工艺水等腐蚀介质接触的裸露金属部件，充分考虑防腐和防磨措施。。。“三废”处理和噪声控制设计依据。。（1）执行国家建设项目环境保护规定，设计满足国家、地方环境保护法律、规范、标准等要求；。。（2）贯彻达标排放、资源节约、预防为主、保护环境的总体原则；不因本项目的建设、生产所排放污染物而降低当地环境空气质量、水环境、声环境质量的等级；污染物防治措施切实可行，保证稳定达标；。。（3）外排污染物满足国家和地方排放标准的要求。。。设计执行的标准、规范。。根据以下主要标准、规范编制本技术文件：。。(1)《室外排水设计标准》（GB50014-2021）。。(2)《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）。。(3)《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。。(4)《电池工业污染物排放标准》(GB 30484-2013)。。(5)《低压配电设计规范》（GB50054-2011）。。(6)国家规定的其他相关标准及规范。。水质及工艺分析。。根据目前污水厂年运行情况，污水厂为全部生活污水，因此废水中的主要污染物质为CODCr、BOD5、SS、TN、TP、等。根据年污水厂水量水质分析，本项目工业废水水质具有以下特点：。。1）污水可生化性好，当地年平均气温较高，生化系统能够稳定运行；。。2）根据进出水水质设计指标，脱氮除磷要求高；。。综上所述，对于本系统，对于污染物的去除要求较高，，需要添加深度处理单元，本项目污水处理拟采用“BFA+气浮处理为主体的处理工艺”。。。本水处理系统中选择柔性填料流化生物滤池（HBAF），适合本项目出水要求高；且抗冲击能力强，处理效率高，尤其适合本项目进水为一级A，水质和水量波动相对较小的情况。。。本水系统有氨氮去除采用柔性填料流化生物滤池技术，高效生物滤池的工艺去除氨氮，同时可以通过高效生物滤池中溶解氧的控制，实现缺氧和好氧功能区，从而实现同时脱氮和去除COD的效果；再利用生物滤池的吸附及生物降解的协同作用，确保出水COD、氨氮稳定达标。由于本系统的来水是经过一段生化处理的出水，有机物及可沉降的SS很低，污水再经过生物滤池的进一步处理，有机物和SS得到进一步的降低，所以进入气浮产生的污泥量少而质轻，采用一般的沉淀工艺沉速低难度大，因此采用混合、絮凝、气浮处理较为合理，去除SS的同时进行化学除磷。。。以上工艺采用物化组合技术，确保水质稳定达标的同时有效降低系统运营成本。。。本项目系统外排水出水水质要求TP≤0.2mg/L，采用专用除磷药剂保证产水氟离子稳定达标。。。方案设计。。工艺流程图。。该设计方案根据废水特点，工艺流程详见下图：。。本工艺中污泥进入污水处理厂浓缩池，未考虑污泥处置系统设计及运行费用。本系统产生绝干泥量为0.7t/d。。污水处理工艺。。工艺说明。。氮的去除。。1）氨氮的去除。。污水去除氨氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在市政污水处理行业中生物法去除氨氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。物理化学去除氮主要有折点氯化法、选择性离子交换法、空气吹脱法等；生物去除氨氮工艺较多，但原理是一样的。下面介绍生物法去除氨氮：。。氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以NH4+-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮，合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示。而原污水中的NOX-N（包括亚硝酸盐和硝酸盐在内）含量很少，几乎为零。这些不同形式的氮统称为总氮（TN）。。。氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除。这部分氮量约占所去除的BOD5的5%，为微生物重量的12%，约占污水处理厂剩余活性污泥量的4%。。。在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，在溶解氧充足、泥龄较长的情况下，进一步被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，通常称之为硝化过程。。。因为硝化菌属于自养菌，其比生长率μN明显小于异养菌的生长率μh，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是θ≥θN，即系统的实际泥龄大于硝化要求的泥龄，也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。。。本污水处理厂设计进水氨氮浓度为1.5mg/L，要求出水氨氮浓度小于1mg/L，需要采用硝化工艺才能满足要求。。。2）硝酸氮的去除。。氮是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此，一般情况下总氮（主要为硝酸盐）也是污水处理厂出水的控制指标之一。。。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，其能量来源于污水或外加甲醇、乙酸、甲烷中的碳源，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及硝化碳源。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可使反硝化作用顺利进行。。。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备以下条件：硝化阶段：足够的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好20℃不能低于10℃，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.2mg/L左右，充足碳源（能源），合适的pH条件。。。在硝酸盐还原为氮气的反硝化过程中，反硝化菌利用硝酸盐作为电子受体，而以污水中的有机物作为碳源提供能量并使之氧化稳定。每转化1gNO3-N为N2时，需要消耗有机物（以BOD5计）2.86g，即反硝化1g硝酸盐可以回收2.86g氧。。。硝化过程有H+产生，要消耗水中碱度，当碱度不够时，污水的PH值将下降至维持硝化反应正常进行所需的PH值之下，从而使硝化反应不能正常进行。每氧化1g NH4+-N为NO3--N时要消耗碱度7.14g。而反硝化反应则伴随有OH-产生，每转化1gNO3--N为N2时要产生3.57g碱度，即可以回收3.57g碱度，使硝化过程消耗的部分碱度得到补充。。。因此，从降低能耗（利用NO3--N作为电子受体氧化有机物）、回收碱度保证硝化进行过程以及改善生物除磷效率的角度来看，在本工程采用反硝化生物脱氮工艺是有利的，这也符合排放标准（GB18918-2002）的要求。。。按照上述原理，要进行脱氮，必须具有缺氧/好氧过程，可组成缺氧池和好氧池。 本项目为深度处理工艺，故选择后置生物膜法工艺进行脱氮。。。磷和SS的去除。。污水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。。。（1）化学除磷。。化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离使磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可在初沉池或和终沉池内进行。按工艺流程中化学药剂投加点的不同，磷酸盐沉淀工艺可分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点在原污水进水处，形成的沉淀物与初沉污泥一起排除；协同沉淀的药剂投加点在曝气池进水或出水位置，形成的沉淀物与剩余污泥一起在终沉池排除；后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理（终沉池）之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离，包括澄清池或滤池。。。化学除磷的主要药剂有石灰、铁盐和铝盐。。。1）投加石灰法。。向污水中投加石灰，污水碱度所消耗的石灰量常比形成磷酸钙类的沉淀物所需的石灰量大几个数量级。石灰法除磷所需的石灰量取决于污水的碱度，而不是污水含磷量，满足除磷要求的石灰投加量为碳酸钙碱度的1.5倍。。。石灰法除磷的PH值通常控制在10以上，过高的PH会抑制微生物生长，并破坏微生物酶的活性。因此，石灰法不能用于协同沉淀法除磷，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷，并且需要进行PH值调节，使排放污水的PH值符合排放标准。。。2）投加铁盐和铝盐。。以硫酸铝和三氯化铁、硫酸亚铁混凝剂为例，金属盐与水中的磷酸盐的反应可以表示如下：。。A、硫酸亚铁混凝：。。3Fe2++2PO43-=Fe3（PO4）2↓。。B、三氯化铁混凝：。。主反应：FeCl3+PO43-→FePO4↓+3Cl-。。副反应：2FeCl3+3Ca（HCO3）2→2Fe（OH）3↓+3CaCl2+6CO2。。C、硫酸铝混凝：。。主反应：AL2（SO4）3•14H2O+2PO43-→ 2AlPO4+3SO42-+14H2O。。副反应：AL2（SO4）14H2O+6HCO3-→2AL（OH）3↓+3SO42-+6CO2 +14H2O。。可见，铁盐和铝盐均能与磷酸根离子（PO43-）作用生成难溶性的沉淀物，通过去除沉淀物而去除水中的磷。。。化学除磷方法的产泥量将增加，仅由沉淀剂与磷酸根和氢氧根结合生成的干泥量为2.3kgDS/kgFe或3.6kgDS/kgAl，此外，还要考虑附带的其它沉淀物。因此，在实际应用中应按每kg用铁量产生2.5kg污泥或每kg用铝量产生4.0kg污泥来计算产泥量。。。化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施。其缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，浓度降低，体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。在初沉池投加化学药剂，初沉池产泥量将增加50~100%，如设后续生物处理，则全厂污泥量增加60~70%；在二沉池投药，活性污泥量增加35~45%。因此，在二级生物处理工艺中，一般在进水含磷量高或出水含磷要求较严时，才考虑以化学法辅助除磷。。。（2）生物除磷。。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，同时产生ATP，并利用ATP将污水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以PHB（聚β羟丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。。。在厌氧段释放1mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收2~2.4mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.5~2%，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2~3倍，在设计中往往采用3~4%。。。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要避免pH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于pH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。。。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释放已甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mg P ，在好氧条件下可吸收2.0~2.4mg P，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mg P，所产生的好氧吸磷能力将降至1mg P以下，甚至达到0.5mg P。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要避免pH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于pH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。一般情况下，厌氧区的水力停留时间1~1.5h即可满足要求。一般情况下，厌氧区的水力停留时间1~1.5h即可满足要求。。。根据污水处理厂进水含磷量和出水含磷要求，磷的去除率要求达到35%，出水含磷量为0.2mg/L，采用“生物除磷工艺”的方式，控制出水SS含量，是能够满足除磷要求的。。。污水中SS的去除主要靠沉淀作用。污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与污泥絮体同时沉淀去除。。。污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、CODCr的指标也与之有关。这是因为组成出水悬浮物的主体是活性污泥絮体，其本身的有机成分就很高，因而较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、CODCr、氮、磷均增加。因此控制污水处理厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。。。因此，采用生物除磷技术时对出水的SS指标就有较高的要求，否则因出水中高含磷量的悬浮物浓度就会引起出水总磷超标。。。为了降低出水中的悬浮物浓度，应在工程中采取适当的措施，例如采用适当的污泥负荷、采用较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用等。在污水处理方案选用合理、工艺参数取值合理和单体设计优化的条件下，能够使出水SS指标达到10mg/L以下；用一般的沉淀工艺沉速低难度大，因此采用混合、絮凝、气浮处理较为合理。。。工艺选择。。后置生物膜法工艺。。后置生物膜法工艺目前常用的有普通曝气生物滤池和高效曝气生物滤池，现就两种工艺进行比选。。。(1)曝气生物滤池。。曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）是80年代末在欧美发展起来的一种新型污水处理技术。其独特的填料式设计，借鉴了生物滤池和生物接触氧化法的优点，综合了过滤、吸附和生物代谢等多种废水处理工艺，使其具有水力负荷高、抗冲击能力强、污泥产量少、无污泥膨胀等优点，是目前水处理的先进工艺，其主要应用于废水的深度处理，适应于处理低有机负荷废水，不同的填料尺寸对应不同的废水处理要求。但是，普通曝气生物滤池由于选用陶粒、火山岩、沸石等材料作为滤料，比重大，故在运行中遇到的最大难题是反冲洗较为困难。另外，在传统的生物处理中过高的氨氮将对微生物产生抑制作用，故普通生物处理工艺对于高浓度有机污水和高氨氮污水很难达到理想的处理效果。同时，传统的生物处理工艺普遍存在着投资大，运行费用高，占地面积大，操作管理复杂，处理效率低等不足之处。。。(2)高效曝气生物滤池。。高效曝气生物滤池工艺采用固定化微生物技术，该技术是用化学或物理手段将游离微生物活动限定于一定的空间区域，并使其保持活性、反复利用的方法，与游离微生物相比，固定化微生物明显地显示出微生物密度高、反应速度快、微生物流失少、产物分离容易、反应过程控制较容易等优点。。。高效曝气生物滤池（HBAF）是微生物、酶与载体自固定化技术的生物反应器，固定化微生物后的载体平均密度与水的密度十分接近，载体在水中呈悬浮状。固定池相比，该滤池具有比表面积大、单位体积内生物量高、接触均匀、传质度快、压损低等特点。。。微生物固定化载体是一种具有网状大孔结构的高分子合成材料，具有反应性水性、通透性、高比表面积等特点，并具有空间悬臂及网络交联结构，能与微物、酶形成共价键结合。网状大孔材料为固定在其上的微生物提供了不同于活污泥悬浮游离状态的生长环境，有利于微生物抵御水中较高浓度盐类和毒性物和一定范围内的水质波动；此外，网状大孔载体中大孔与微孔相结合，气、液、固三相在孔隙中进行高效传质，好氧、兼性、厌氧状态同时存在，载体内部与外不同的水、气条件为不同种类的微生物生长提供了良好的条件，使得反应器中生物种类提高，生物链增长，形成具有结构层次的生态系统。因此，高效曝气物滤池对废水中污染物降解速度快，耐盐和耐毒性好并有利于增值速度缓慢微生物（如硝化菌）的生长繁殖，抗冲击能力强，处理效率高，系统运行稳定并且污泥产生量少。。。A.工艺原理。。在高效曝气生物滤池反应器中投加占曝气池有效容积的10%-60%的功能化载体，特效微生物大量地附着并固定于其上，高效曝气生物滤池反应器实际上是综合传统活性污泥法与生物膜法优点的双生物反应器。各级高效曝气生物滤池反应器中，通过培养不同特效菌种，提高目标污染物的降解效果；载体材料表面所生长的生物量通常为18-25g/L（根据水质有变化），是普通生物膜法的1.5-2.0倍，是传统活性污泥法的10-20倍，并且微生物与载体结合牢固，不易脱落，不易流失，高负载的生物量保证了高效曝气生物滤池反应器去除污染物的高效和稳定；运行过程中载体内部存在着良好的厌氧区微环境，使其内部形成无数个微型的反硝化反应器，故而造成在同一个反应器当中同时发生氨氧化、硝化和反硝化联合作用，有力的保证了氨氮的高效去除。。。B.构造。。高效曝气生物滤池工艺核心处理构筑物是曝气生物滤池，池体在形式上为压差翻板式的片水流方式，可根据实际情况设计成圆形或者矩形，曝气方式为鼓风池底曝气。高效曝气生物滤池池由池体、功能化生物载体、拦截网和曝气管等部分组成。具体结构见图5-4。。。高效曝气生物滤池构筑物结构图。。C.适用范围。。城市生活污水深度处理与回用、老旧污水厂脱氮除磷改造以及河湖微污染水体原位就地修复；工业废水及工业园区废水深度处理及回用。。。D.特点。。a.可筛选出高效专用微生物，对有机物降解速度快，氨氮去除效果独特；。。b.生物量高，反应速度快，出水水质好，抗冲击负荷效果较好；。。c.可在现有构筑物上直接改造，无需新建；。。d.基建投资及运行费用低，占地面积小；。。e.好氧和厌氧反应同时进行，氨氮和总氮同时去除；。。f.微生物呈现分层和分群的现象，生存环境最优；。。g.载体与微生物紧密结合，微生物流失量少；。。h.可耐受废水中较高浓度的微生物抑制性物质；。。i.可高效、经济地处理低B/C值、低C/N比废水；。。j.生物链长，污泥量极少；。。k.无臭味；。。E.高效微生物载体。。固定化微生物-曝气生物滤池高效污水处理工艺所采用的微生物固定化载体是一种具有网状大孔结构的高分子合成材料，具有反应性、亲水性、通透性、高比表面积等特点，并具有空间悬臂及网络交联结构，能与微生物、酶形成价键结合。。。a.特点：载体材料带有氨基、羧基、环氧基等活性基团，在污水中具有良好的稳定性和物化性能，其空隙率为96%以上，固定化微生物后的密度接近于水的密度，故在水中呈悬浮状。这种载体微生物的负载量大，高达18-25g/L（40%装填量），比表面积为80-120m2/g，载体中大孔与微孔相结合，气、液、固三相在孔隙中进行高效传质，好氧、兼性、厌氧状态同时存在。故有污染物降解速度快，抗冲击能力强，处理效率高，系统稳定并且脱氮除磷效果好等特点。。。b.使用损耗。。通过对污水处理系统正常运行过程的现场考察，最终确定运行5年后微生物载体的年损失率不超过8%、固定化后的微生物年流失不超过10%。。。c.微生物载体图片。。高效微生物载体结构图。。根据上述比较可知，高效曝气生物滤池与常规BAF比较具有如下特点：。。运行过程中类似于普通好氧曝气池，仅需正常运行曝气即可，不需要设置气和水的反洗系统。因而系统配置简单，无需反洗水泵、反洗风机和相应的自控系统，设备投资低。曝气系统采用穿孔管曝气，减少曝气系统的运行维护；。。池型结构简单，仅需设置进出水渠即可，无需设置反洗水池、反洗废水池、反洗进出水渠等，因而基建投资低；。。不仅有机负荷高，而且不需要设置反洗系统，可节省空间，占地面积小；。。水头损失小，重力流进水即可，运行过程中动设备仅有曝气风机，运行；。。能耗低，节能效果好；。。生物填料使用寿命长，五年内无需补充，五年后根据实际运行效果，每年的补充率不超过5%；。。运行过程中，不仅可以高效地去除COD和氨氮，同时可降解部分总氮。综上所述，污水处理工艺拟推荐“臭氧+高效曝气生物滤池”作为有机物降解处理工艺的最佳选择。。。气浮工艺。。气浮法是一种高效、快速的固液分离或液液分离技术，它是通过某种方式产生大量微气泡，使其与水中密度接近于水的固体或液体杂质微粒粘附，形成密度小于水的气浮聚合体，在浮力作用下上浮至水面形成浮渣而进行固液或液液分离。。。与沉淀法比较，气浮法具有如下特点:。。(1)气浮法的表面负荷可高达40m3/ m2h，水在池中停留时间只需10-20min，并且池深在1.5-2.5m之间，故占地较小，节省基建投资；。。(2)气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣都含有一定量的氧，泥渣不易腐化;。。(3)对那些很难用沉淀法去除的低温低浊污水，用气浮法处理的时间短、效率高，甚至还可去除原水中的浮游生物，并且出水水质好；。。(4)浮渣含水率比沉淀污泥含水率低，比沉淀池污泥体积少2-10倍，有利于污泥的后续处理，而且表面刮渣也比池底排泥方便；。。(5)通过加入不同的浮选剂可以回收利用有用物质，沉淀则很难实现;。。(6)气浮法所需药剂量比沉淀法节省；。。(7)对细小颗粒及飘轻絮体捕获效率高（对微小絮体颗粒去除率可达80%-90%，对藻类去除率可达50%-80%）。。。本成套设备为一个单元包括快速混合、混凝、气浮过滤及辅助系统四部分组成：。。① 快速混合池。。快速混合是采用的机械搅拌混合方式,在快混池内安装搅拌机对加过药剂的原水进行搅拌，以达到药剂与原水均匀的目的。。。② 絮凝池。。絮凝池分为两格，每格安装可调速的絮凝搅拌机，有效水深为5.0m,有效絮凝时间16～22min。。。③ 气浮过滤。。a、系统组成。。气浮过滤子单元按功能划分为溶气释放、浮选过滤、气水反冲洗、污泥收集排放、反冲洗回收、产品水储存6部分组成。。b、工作原理。。气浮滤池是将气浮（DAF）和过滤（F）合建在一起的一体化处理单元，本工艺池体采用矩形。按其作用功能分为两部分，上部为溶气浮选区（0.8～1.0m），下部为双层滤料过滤区（1.2～2.5m）。DAF系统内，通过溶气和溶气释放系统，将产生的微气泡粘附于悬浮物体表面，使悬浮物混合体比重略小于水的比重，由此悬浮物被气泡带至水面形成浮渣，然后通过撇渣器将悬浮物浮渣撇除。工程实例表明，在正常运行状况下，经深度处理后的出水所含悬浮物的组份主体为轻质的絮体，比重轻，难以沉淀，采用浮选法去除效果好，能使出水浊度保持在5NTU以下。气浮池下部为双层滤料滤池进一步过滤去除水中细小的悬浮物质和浊度。。。DAF池构造前部为溶气释放混合区，为使生化池出水经快混、混凝后的水流和溶气水有效混合接触，生化池出水水流通过DAF池前部的混凝池稳流桶进入DAF池混合区。在混合区，溶气水和被混凝来水充分混合，由于溶气水突然减压，被溶入水中的气体呈微气泡释放，并很快分散粘附于水中悬浮的固体颗粒周围，气泡颗粒形成很轻的絮体浮至水面，形成漂浮污泥，在气浮区表面形成一层污泥层，通过刮泥机刮板将污泥刮入集泥槽，由集泥槽自流入污泥贮池。含水率为98%。贮池外设螺杆泵，可将污泥提升至集中场所进行处理。需要时，启动污泥回流泵可将部分污泥回流至生化池，以增加污泥浓度，适应异常情况下（高负荷）的原水生物处理。气浮后的净水，经投消毒剂后外排。。。溶气水泵不断的将经气浮过滤后的净水（产水量的1/10）加压输入压力溶气罐，溶气罐工作压力0.6MPa，同时空气压缩机将空气压缩，通过缓冲罐（工作压力0.8 MPa），并经过滤减压后从溶气罐的上部输入。加压的溶气水与压缩空气在压力溶气罐内充分混合溶气，在工作压力下，溶气罐的水形成过饱和空气水，再由溶气罐底部出水管输出进入气浮滤池前部的释放池底部，通过释放器减压释放。形成微气泡的混合液越过混合区堰墙进入浮选区，气泡的直径小于15µm，在浮选区由于絮体吸附气泡后比重发生变化，比重小于1的絮体上浮到水面形成泥渣层，通过设在池出水端的刮渣机去除；少量比重大于1的机械杂质和絮体进入过滤区被截留在滤层中，滤层中的截留污物定期通过气水反冲洗被去除。。。主要工艺参数设计。。反硝化生物滤池（DN池）。。反硝化生物滤池和除碳硝化生物滤池，达到去除总氮、COD、氨氮的目的。。。生物滤池是生物接触氧化法的一种特殊形式，具有生物降解、高过滤速度、截留悬浮物、需定期反冲洗等特点。其工艺原理为，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜，池内不曝气，呈缺氧状态，利用反硝化菌将硝态氮还原为氮气溢出，该反应需考虑外加碳源；同时，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜。反硝化生物滤池具有脱氮效率高，污泥量少，出水悬浮物低等特点。。。在缺氧情况下，存在于活性污泥中的异氧菌将硝酸盐还原为氮气，根据以下反应取得新陈代谢所需的能量：。。2NO3- + 2H+→ N2 + H2O + 5/2O2。。反硝化生物滤池。。本方案采用的滤料特点为：强度高、比表面积大、孔隙率高、粒径小、亲水性好、适合生物附着的特点。因此，可以采用较高污染物负荷和水力负荷。。。DN池设计参数。。| 参数 | 单位 | 设计值 |。。| --- | --- | --- |。。| 数量 | | 2 |。。| 单池处理能力 | m3/h | 210 |。。| 单池过滤面积 | m2 | 21 |。。| 平均滤速 | m/h | 10 |。。| 最大滤速 | m/h | 12 |。。考虑到滤池中反硝化菌正常运行下，碳源不足，因此需向其中投加甲醇等作为有机碳源。。。DN池需进行气、水反洗，因此，需配套反洗风机及反洗水泵，另外需配套产水池和反冲洗废水池。。。由于经过臭氧氧化后，污水性质会发生改变，以处加入碳酸钠调节污水PH值，并可为生物滤池提供无机碳源。。。除碳、硝化生物滤池(CN池)。。DN池出水进入除碳硝化生物滤池，用于去除可生物降解的有机物，并将氨氮转化成硝态氮，CN池通过回流将生成的硝态氮送到DN池中进行反硝化，去除总氮。。。图4.5除碳、硝化生物滤池。。本方案采用的是柔性滤料，这种滤料具有强度高、比表面积大、孔隙率高、亲水性好、更容易挂膜的特点。因此，可以采用较高污染物负荷和水力负荷。。。CN池设计参数。。| 项目 | 单位 | 设计值 |。。| --- | --- | --- |。。| 数量 | | 2 |。。| 单池处理能力 | m3/h | 210 |。。| 平均上升滤速 | m/h | 6.0 |。。| 最大滤速 | m/h | 9.0 |。。| 单格面积 | m2 | 34 |。。| 回流比 | % | 100 |。。气浮系统。。气浮处理法对水中污染物的主要分离对象，大体有两种类型即混凝反应的絮凝体和颗粒单体。气浮过程中气泡对混凝絮体和颗粒单体的结合可以有三种方式，即气泡顶托，气泡裹携和气粒吸附。显然，它们之间的裹携和粘附力的强弱，即气、粒（包括絮废体）结合的牢固程度与否，不仅与颗粒、絮凝体的形状有关，更重要的受水、气、粒三相界面性质的影响。水中活性剂的含量，水中的硬度，悬浮物的浓度，都和气泡的粘浮强度有着密切的联系。气浮运行的好坏和此有根本的关联。在实际应用中质须调整水质。。。气浮结构图。。气浮设计参数。。| 项目 | 单位 | 设计值 |。。| --- | --- | --- |。。| 数量 | | 1 |。。| 单池处理能力 | m3/h | 420 |。。| 混合停留时间 | min | 1.0 |。。| 絮凝停留时间 | min | 15~25 |。。| 气固比A/S | mL/mg | 0.008 |。。| 回流比 | % | 10~25 |。。| 分离室水停留时间 | min | 34 |。。主要设备清单。。污水系统主要设备清单。。| 序号 | 设备名称 | 设备规格参数 | 数量 | 单位 | 备注 |。。| --- | --- | --- | --- | --- | --- |。。| 一 | BAF系统 | | | | |。。| 1 | 进水泵 | Q=420m3/h H=15m N=45kW，叶轮材质：不锈钢，泵壳：铸铁，泵轴的密封采用机械密封，外侧1m处的噪音＜85dB（A），变频控制 | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 2 | BAF罐体 | 搪瓷瓶装灌，φ11.46*7.2m | 2 | 台 | |。。| 3 | 生物滤池反洗风机 | BK系列，Q=25m3/min，P=0.07MPa，N=45kW，材质铸铁，配套隔音罩，变频控制，IP55,F级，进出口消音器 | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 4 | 弹簧管压力表 | 0～1.0MPa，1/2"NPTM,隔膜式压力表，膜片TA，壳体SS316L,接液部分衬塑 | 2 | 个 | |。。| 5 | 压力变送器 | 0～1.0MPa | 2 | 个 | |。。| 6 | 空气流量计 | Q=0-50m3/min | 1 | 个 | |。。| 7 | 生物滤池工艺风机 | BK系列，Q=7m3/min，P=0.08MPa，N=15kW，材质铸铁，配套隔音罩，变频控制，IP55,F级 | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 8 | 压力变送器 | 0～1.0MPa | 2 | 台 | |。。| 9 | 空气流量计 | Q=0-20m3/min，DN125 | 1 | 台 | |。。| 10 | 反洗水泵 | 离心泵，Q=390m3/h，H=15m，N=15W，过流材质SS2205，变频 | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 11 | 隔膜压力表 | 0～0.6MPa，1/2"NPTM,膜片TA，体SS316L,接液部分衬四氟 | 1 | 台 | |。。| 12 | 滤头冲洗水泵 | 离心泵Q=200m3/h，H=30m，N=15kW，过流材质铸铁 | 1 | 台 | |。。| 13 | 整体浇筑滤板 | 150mm，厚度整体浇筑 | 170 | ㎡ | |。。| 14 | 生物滤池滤头 | 材质：PP，D=20，L=380mm | 12000 | 套 | |。。| 15 | 生物滤池滤料扑集器 | L=（7530+300）x150mm，厚2mm | 6 | 套 | |。。| 16 | 生物滤料 | | 360 | m³ | |。。| 17 | 单孔膜空气扩散器 | Φ65×45；0.20m³/个.h | 2100 | 个 | |。。| 18 | 三角进出水堰 | L=（2500+300）x150mm，厚2mm | 80 | m | |。。| 19 | 支撑及固定件 | 材质：SS304，支架，8#槽钢，L=4000mm，材质SS304，单池3层，每层40m，共6格,220m | 300 | m | |。。| 20 | 池内曝气及反洗系统支管 | 曝气管， 公称外径de63，HDPE | 180 | m | |。。| 21 | 溶解氧测定仪 | DC24V,4~20mA，带二次表，安装座，量程0-15mg/L | 1 | 台 | |。。| 22 | BAF池出水液位计 | 1、超声波液位计，测量范围0~6m，一体式 2、4~20mA，DC24V 3、附带安装支架、10米长线缆 | 1 | 台 | |。。| 二 | 气浮机系统 | | | | |。。| 1 | 进水泵 | Q=420m3/h H=15m N=45kW | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 2 | 回流水泵 | Q=52m³/h，57mm H=17m N=15kW | 2 | 台 | 1用1备 |。。| 3 | 空压机 | 0.3m³/min，0.8MPa，2.2kW | | | |。。| 4 | 排渣机 | 主要材质，碳钢防腐，7rpm转速：7rpm,N=0.4kW,防护等级IP54，规格形式：链板式，主轴托架材质：碳钢，链条：尼龙材质， 刮板：夹布橡胶刮板+不锈钢材料固定加强。 | 1 | 台 | |。。| 5 | 混合搅拌机 | N=1.5kW，电机防护等级IP54，59rpm 搅拌轴及桨叶材质：碳钢防腐 | 1 | | |。。| 6 | 絮凝搅拌机 | N=0.75kW，减速机品牌：锡减，电机防护等级IP54， 搅拌轴及桨叶材质：碳钢防腐,5.35rpm | 1 | | |。。| 7 | 气浮机（主体设备） | 配套扶梯走道板，材质：碳钢，δ=10mm,结构形式：与气浮分体配置，机械搅拌 | 1 | | |。。| 8 | 泥斗 | 材质：碳钢，δ=10mm,V=20m3 | 1 | | |。。| 9 | PAC加药系统 | 整体撬装, 一箱2泵，机械隔膜泵，170L/h，3.5Bar，防护等级IP55，泵头材料：PVC，隔膜材质：PTFE，接收4~20mA信号，药箱材质：PE，含搅拌器，配套静压式液位计，带低液位报警，4～20mA信号输出，支架碳钢防腐，管材/管件/阀门UPVC | 1 | 套 | |。。| 10 | PAM加药系统 | 整体撬装, ,一箱2泵，机械隔膜泵，416L/h，3.5Bar，配套阻尼器，安全阀，背压阀，防护等级IP55，泵头材料：PVC，隔膜材质：PTFE，冲程手动调节，变频控制，药箱材质：PE，含搅拌器，配套静压式液位计，带低液位报警，4～20mA信号输出，支架碳钢防腐，管材/管件/阀门UPVC | 1 | 套 | |。。| 11 | 排泥泵 | 螺杆泵Q=20m3/h,H=30m, N=5.5kW， ,转子材质SS304，定子：EPDM，带防干运行保护器 | 2 | 台 | |。。| 12 | 出水调节 | 堰板式，堰板材质：不锈钢304，调节方式：手动， 截留器材质：不锈钢304 | 1 | 套 | |。。| 13 | 容气释放器 | PVC | 1 | 套 | |。。| 14 | 压力表 | 量程：0～1.0MPa,2台 | 2 | 台 | |。。| 15 | 液位计 | 接夜部分不锈钢304，0～6m,4～20mA，1台 | 1 | 台 | |。。| 三 | 动力与控制系统 | | 1 | 套 | |。。| | 电气控制系统 | 与工艺配套 | | | |。。| 四 | 其他 | | | | |。。| 1 | 管道管件及阀门 | 与工艺配套 | 1 | 套 | |。。| 2 | 管道管件 | 与工艺配套 | 1 | 套 | |。。| 3 | 阀门 | 与工艺配套 | 1 | 套 | |。。运行成本。。基础数据。。药剂按市场价格计算；。。动力消耗按0.6元/kwh考虑。。。运行费用计算。。| 序号 | 名称 | 单价（元/吨） | 单位 | 年消耗 | 单位 | 运行费用（万元/t） | 吨水费用（元/t） |。。| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |。。| 1 | 药剂费 | | | | | 71.09 | 0.20 |。。| 1.1 | PAC | 1200 | 元/t | 511 | t/a | 61.32 | |。。| 1.2 | PAM- | 20000 | 元/t | 3.72 | t/a | 7.45 | |。。| 1.3 | 碳源 | 2300 | 元/t | 10.11 | t/a | 2.32 | |。。| 2 | 电耗 | 0.6 | 元/kWh | 186 | 104kwh | 111.63 | 0.3 |。。| | 合计 | | | | | 182.72 | 0.50 |。。说明：1、吨水直接运行成本包括电耗、药耗费用，暂未考虑取水系统及外排系统。。。2、运行费用随进水浓度变化及药剂价格波动相应调整。