摘要:水处理厂属于能源密集的高能耗产业,将产生大量的电能和药剂消耗,不符合城市节能减排要求。从行业可持续发展角度来看,引入绿色市政理念实现再生水处理厂的工艺改进和节能改造,能够在加强污水回收再利用的同时,减少能源和资源消耗,促使再生水厂节能环保效益得到进一步提升。因此,还应加强新型污水处理厂的绿色市政理念实践研究,以便使城市污水再生利用水平得到提升。本文基于不同水处理工艺在污水处理厂中的应用展开论述。
关键词:不同水处理工艺;污水处理厂;应用
引言
早在2015年4月,国务院正式发布《水污染防治行动计划》(又称“水十条”),要求到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。要求全面实施城镇生活污水处理“提质增效”行动,到2020年底,城镇生活污水处理厂尾水排放达到上述新标准的要求。污水处理厂既是污染物总量减排的关键工程措施,又是消除城市黑臭水体的中坚力量。某城镇污水处理厂占地约152×103m2,主要处理辖区内的生活污水和工业废水,生活污水比例约90%,污水管网覆盖面积48.96km2,污水管网敷设长度349.6km,总服务人口约20万人。污水处理总规模为75×103m3/d,分四期建成,其中一二期、三期、四期工程设计规模均为25×103m3/d,分别采用循环式活性污泥法(CAST)工艺、倒置A2/O工艺、一体化MBR工艺,出水执行GB18918-2002一级A出水标准;剩余污泥经浓缩调理后,进入隔膜式板框压滤机进行压滤,泥饼外运焚烧和综合利用处置。
1绿色市政理念概述
在民生重点工程建设中,为满足环保要求,绿色市政理念得以被提出。运用该理念,需要在工程设计中实现资源最大限度节约,确保使用的物料能够在全生命周期内发挥最大价值,尽可能地减少环境受到的影响,以确保民生计划能够得到可持续开展。在城市建设过程中,运用绿色市政理念需要完成市政设施低碳环保布局,通过建设清洁能源系统、实现低影响开发等措施对资源和能源利用进行合理规划,实现环境的美化,继而完成市政生态工程建设。对绿色市政工程展开评价,需要确认能否实现能源集约利用和可再生循环利用,要求采用节能降耗技术减少二次污染产生,促使工程经济效益和生态效益能够得到提升。而在城市水环境管理方面,同样应当加强绿色市政理念运用,以便完成绿色、节能、高效的新型污水处理厂建设,满足城市环境的可持续发展要求。
2水力停留时间
控制尾水进水的pH值皆处在6.20~7.00范围内,尾水进水流量为7m3·d-1、电流密度为32.67mA·cm-2以及进水TN平均值为26.42mg·L-1,对15min、30min、60min以及90min的水力停留时间进行试验分析,结果发现,随着水力停留时间的增加,电极板中固体催化颗粒填料和尾水中的污染杂物充分接触,导致尾水在电场中的驻留时间增加,最终提高了电化学脱氮技术TN含量的去除率,TN的氧化分解性能增强也是由于该原因。需要注意的是,即使增加水力停留时间会加强电化学脱氮技术的TN去除率,但水力停留时间过长,会引发一些副反应,副反应会对电化学脱氮技术的电流效率起到一定的干扰,通过对某城市污水尾水进行试验发现,当水力停留时间超过60min后,电化学脱氮技术的TN去除率变化幅度减慢,同时也会加大副反应的出现频率,为了加大尾水的除氮效率,通常选取30min为最佳水力停留时间。
3CAST
污水厂处理的工业废水中印染废水体积分数为50%。印染废水有机污染物种类复杂、可生化性差、水质波动大,因此处理起来较为困难。考虑到难降解COD、TN等去除困难,在CAST池前设置了水解酸化池,将厌氧处理控制在第1阶段,改善废水的可生化性,促进了后续生化处理,同时具有一定的脱色效果。CAST池内前端设置生物选择区(为总容积的15%),在进水加曝气阶段,主反应区回流的污泥与进水混合,此时为缺氧状态,沉淀及滗水阶段,为厌氧状态,因此该区域可兼顾反硝化脱氮及厌氧释磷。主反应区内曝气时,可去除有机物和NH4+-N,同时聚磷菌大量吸收磷,通过排泥将磷进一步去除。停止曝气后的阶段,系统内仍在发生反硝化反应,进一步脱氮。CAST池内交替的好氧-缺氧-厌氧循环,这些反应条件将有利于物生物的生长和累积、改善污泥的沉降性能、防止污泥膨胀,升级提标改造后,通过斜板沉淀+转盘过滤,有效去除了SS、COD、TP等,满足了达标要求。
4进水pH值
控制尾水进水流量为7m3·d-1、电流密度为32.67mA·cm-2以及进水TN平均值为26.42mg·L-1时,对尾水的进水pH值进行分析处理,可以得出,进水pH值和电化学脱氮技术TN含量去除效果之间存在直接性关联,但是进水pH值对电化学脱氮技术TN含量去除效果影响较小。污水处理厂的尾水在经过电化学脱氮技术处理之后,尾水进水的pH值皆处在6.20-7.00范围内,同时当尾水进水的pH5时,电化学脱氮技术处理后的尾水TN去除率发生较大下降,总的来说,在尾水进水pH值变化的前提下,电化学脱氮技术处理后的尾水TN去除率的变化程度都不显著,为了高效控制施工成本,避免资源浪费,通常在进行电化学脱氮技术的时候,不会过多调整尾水进水的pH值。
5PLC余氯的控制
水质净化的时候往往需要使用到氯,而氯很容易残留在水中,在活性炭进行吸附的时候反吸附在活性炭的表面,形成一层氯膜。这一层膜会降低活性炭的吸附能力,阻挡水中残余物质的吸附净化,也会降低活性炭的使用效率,因此需要通过PLC自动控制系统来统计过滤器产水量,定期做好反冲洗及数据监测作用。最好的办法就是去除残余氯,并实现无氯残留的脱盐水处理工艺。不过,就目前的脱盐水工艺而言,很难实现无氯处理净化,所以当前都是在活性炭滤池中加入次氯酸钠,降低残余氯对活性炭的影响。为了提高次氯酸钠的使用效果,水处理厂会使用PLC自动控制次氯酸钠的添加或者直接使用PLC在蓄水池中加入少量的氯,然后在活性炭池后处理过后再补加氯。虽然提高了脱盐水难度,但有利于摆脱残余氯对活性炭池的影响,增加活性炭池的工作效率和使用时间。
6活性炭改性研究进展
为提高活性炭对不同水体污染物的吸附能力,近几年关于活性炭改性技术的研究也日益发展。通过对活性炭表面物理结构的改性,如增加比表面积和孔隙结构比例,调整孔径大小、使其与被吸附颗粒物孔径相当等方式,从而改善活性炭材料的物理吸附能力。一般可用浸渍覆盖法气相热解、热收缩法等物理方法实现。另外也可对活性炭表面化学性质进行改性,通过丰富活性炭上的化学官能团,从而增加活性吸附点位或使其对吸附质产生特殊的吸附能力。常用方法有:表面还原改性、表面氧化改性、负载金属改性等。水体环境中污染物繁杂,想要利用活性炭进一步去除大部分污染物,还需对污染物及活性炭之间的作用关系进行深入研究,从而针对性地选择活性炭改性方法,增加其吸附种类及吸附能力。
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结束语
综上所述,新型污水处理厂的建设还应加强绿色市政理念运用,体现工程节能环保特性,从而满足现代城市建设发展要求。在实践应用的过程中,还应遵循可持续理念引进污水再生利用工艺,将废水回收利用与城市水循环管理结合在一起,使城市建设能够与水环境保持良好的互动关系,继而使污水厂为城市带来更多经济效益和社会效益。——论文作者:张经纶
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