每天處理150噸地埋式一體化污水處理設(shè)備
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針對(duì)我國(guó)國(guó)情，污泥干化焚燒工藝雖然成熟穩(wěn)定、減量效果明顯，且占地少，但其工程投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高，且各污水處理廠(chǎng)污泥的泥質(zhì)和熱值也不盡相同，因此必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，而不能不加分析的無(wú)限制的推廣應(yīng)用，在大城市、大型城鎮(zhèn)群以及用地緊張地區(qū)比較適用；污泥堆肥必須結(jié)合用戶(hù)的需求，在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，可以考慮推廣應(yīng)用；污泥厭氧消化與污泥好氧消化相比，能耗小、能源可回收利用、經(jīng)濟(jì)性較好，可以實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無(wú)害化，應(yīng)該大力推廣應(yīng)用；我國(guó)土地資源比較多，多種形式的土地利用是適合我國(guó)國(guó)情的污泥處置技術(shù)，在有條件的地區(qū)可以加以推廣應(yīng)用。
技術(shù)政策基本空白
技術(shù)政策是技術(shù)路線(xiàn)的有效實(shí)施的重要保障。我國(guó)污泥處理處置的技術(shù)政策現(xiàn)在仍屬空白，需要從以下幾方面著手解決：
◇ 建立污泥處理處置的評(píng)估體系。立即開(kāi)展我國(guó)污泥產(chǎn)量、污泥質(zhì)量、污泥處理處置及再利用現(xiàn)狀的調(diào)研與評(píng)價(jià)工作；加快城市污水處理廠(chǎng)污泥處理、處置技術(shù)政策的編制工作；抓緊建立污泥處理處置技術(shù)的評(píng)價(jià)體系和方法。
◇ 鑒于目前用于污泥處理處置的資金不足，須制定有關(guān)建設(shè)和運(yùn)行的保障性鼓勵(lì)措施，污泥處理處置應(yīng)與污水處理同等重視。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際狀況，制定合理的污水收費(fèi)政策和體系（應(yīng)包括污泥處理處置運(yùn)行費(fèi)用）。
◇ 需要財(cái)稅政策的傾斜。國(guó)家應(yīng)對(duì)污泥處理處置過(guò)程中的資源化工程給以政策性引導(dǎo)。通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等經(jīng)濟(jì)杠桿來(lái)引導(dǎo)企業(yè)積極采用能量回收和物質(zhì)回用的工藝技術(shù)。
◇ 建立接納和鼓勵(lì)外資、民營(yíng)資本積極參與污泥處理處置投資和運(yùn)營(yíng)的相關(guān)政策體系，因勢(shì)利導(dǎo)的發(fā)展和探索適合我國(guó)國(guó)情的污泥處理處置工藝，促進(jìn)污泥處置的市場(chǎng)化發(fā)展。
污泥問(wèn)題必將成為中國(guó)下一階段重要的環(huán)境問(wèn)題，本文期望通過(guò)以上的討論引發(fā)各界對(duì)污泥處理處置問(wèn)題的重視，并使污泥處理處置的若干認(rèn)識(shí)誤區(qū)得以澄清，進(jìn)而幫助和促進(jìn)有關(guān)技術(shù)路線(xiàn)和技術(shù)政策的制定，使城市污水處理行業(yè)得以健康發(fā)展。

1.污水換熱器
利用未經(jīng)處理的污水作為水源進(jìn)行采暖制冷，是水源熱泵的一種方式，由于污水中懸浮物、污垢沉淀物較多，而且污水的酸堿度較大，極易對(duì)換熱器產(chǎn)生腐蝕，結(jié)垢、堵塞等現(xiàn)象，從而嚴(yán)重地影響傳熱效率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，城市原生污水動(dòng)力粘度（15℃）較清水動(dòng)力粘度（15℃，1.14×10－6m2/s）；大40倍左右，即4.56×10－5m2/s。
如此高的粘度、腐蝕性和懸浮物對(duì)換熱器的材質(zhì)、表面粗糙度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都提出了很高的要求。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)換熱器行業(yè)的考察，目前國(guó)內(nèi)還很少有能夠滿(mǎn)足如此惡劣工作條件且價(jià)格適宜的換熱器，因此，zui終作為項(xiàng)目參與方的北歐相關(guān)專(zhuān)家組根據(jù)實(shí)地污水采樣檢測(cè)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，確定了 該污水換熱器的材料，采用各種新型材料及表面處理技術(shù)，解決了防腐、堵塞和結(jié)垢等問(wèn)題。該換熱器部件采購(gòu)于芬蘭、瑞典、丹麥等國(guó)家，zui終由馬來(lái)西亞組裝成型。項(xiàng)目運(yùn)行三年以來(lái)，換熱器未出現(xiàn)任何腐蝕、堵塞和結(jié)垢的現(xiàn)象，基本能夠滿(mǎn)足污水熱泵系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要，證明這種換熱器比較適合中國(guó)國(guó)內(nèi)的污水水質(zhì)現(xiàn)狀。
2.格柵
污水在進(jìn)入沉淀池前先經(jīng)過(guò)一道粗格柵，以攔截污水中較大顆粒的漂浮物和懸浮物，攔截的柵渣由人工清除。污水從沉淀池出來(lái)后再經(jīng)過(guò)一道細(xì)格柵，以攔截污水中小顆粒的漂浮物和懸浮物，攔截的柵渣每隔大約半個(gè)小時(shí)自動(dòng)傳輸?shù)嚼?。?jīng)過(guò)兩道格柵的過(guò)濾，污水中的大小顆粒漂浮物和懸浮物已經(jīng)基本攔截，而后再進(jìn)入污水換熱器，這樣可以避免換熱器的堵塞。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析
該水源熱泵系統(tǒng)從2003年1月10日投入正常運(yùn)行后，經(jīng)歷了北京近年來(lái)zui寒冷的冬天，充分考驗(yàn)了污水源熱泵機(jī)組的性能。機(jī)組凍夏季運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。
為了更準(zhǔn)確的分析污水源熱泵的經(jīng)濟(jì)性，我們安排專(zhuān)職人員在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)記錄了兩個(gè)多月，每隔兩個(gè)小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)，包括電表數(shù)、溫度、壓力等。單級(jí)全程自養(yǎng)脫氮(CANON)工藝
1999年THIRD K A等首先提出，CANON是一種基于亞硝酸氮的單級(jí)全程自養(yǎng)脫氮工藝，其理論基礎(chǔ)是在一體化反應(yīng)器體系內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)半短程硝化與厭氧氨氧化反應(yīng)。在生物膜表面或顆粒污泥表面，由于處于低溶解氧環(huán)境，部分氨氮在氨氧化菌的作用下被氧化成亞硝酸氮;在生物膜內(nèi)部或顆粒污泥內(nèi)部，由于處于厭氧環(huán)境，產(chǎn)生的亞硝酸氮和剩余氨氮在厭氧氨氧化 菌的作用下反應(yīng)生成氮?dú)?，并產(chǎn)生很少量的硝酸氮，從而實(shí)現(xiàn)氨氮從廢水中的去除。
該工藝去除氨氮的影響因素有溫度、DO、ph值、水中游離氨(FA)、有機(jī)物、重金屬離子、重金屬沉淀物等。CANON工藝雖然革新了傳統(tǒng)生物脫氮的思路，但要大規(guī)模工程化還存在一些局限性。例如啟動(dòng)周期長(zhǎng)，厭氧氨氧化反應(yīng)階段的功能菌 AnAOB增殖緩慢，世代時(shí)間為7~14 d，是反硝化菌的幾十倍，因此富集培養(yǎng)困難，世界上個(gè)生產(chǎn)性裝置啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3.5年;其次溫度要求高，現(xiàn)已報(bào)道的CANON 工藝基本都是30 ℃以上，并不是所有廢水都能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)，若加熱勢(shì)必會(huì)帶來(lái)能耗增加，運(yùn)行易失穩(wěn)，由于亞硝酸鹽積累而進(jìn)行排泥，結(jié)果降低了反應(yīng)器的生物質(zhì)濃度 造成系統(tǒng)失穩(wěn);還會(huì)排放溫室氣體N2O。
每天處理150噸地埋式一體化污水處理設(shè)備CANON 工藝是迄今為止更為新型的生物脫氮方法，與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝相較有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而有廣闊的應(yīng)用前景，目前CANON已逐步向?qū)嶋H工程推進(jìn)，但作為一項(xiàng)新型脫氮工藝，其還存在一些問(wèn)題尚需改進(jìn)與解決。

1.1 工藝分析
城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)出水一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于城鎮(zhèn)污水再生處理要求，將污水二級(jí)強(qiáng)化處理、三級(jí)處理、深度處理和消毒工藝進(jìn)行組合與集成。而準(zhǔn)Ⅳ類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)在一級(jí) A 的基礎(chǔ)上提出了更高的要求。
1.2 一級(jí)處理工藝
一級(jí)處理工藝主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物，根據(jù)來(lái)水類(lèi)型及來(lái)水標(biāo)高，選用匹配的格柵類(lèi)型，常用的一級(jí)處理工藝如下：
原污水→粗格柵→集水池及提升泵房→細(xì)格柵→沉砂池→初沉池，當(dāng)二級(jí)處理采用 MBR 膜系統(tǒng)時(shí)，需要增加膜格柵工藝段。本文對(duì)沉砂池及初沉池工藝類(lèi)型進(jìn)行分析。
(1)沉砂池工藝。
平流沉砂池流態(tài)為平流，需保證適宜的水平流速，沉砂中約夾雜有 15% 的有機(jī)物，當(dāng)水質(zhì)水量波動(dòng)較大，去除效果難保證。
旋流沉砂池采用水力渦流，沉砂池中心處的旋流使得砂粒沉降。旋流沉砂池水力停留時(shí)間短，占地面積小，易設(shè)備化，但需保證前端細(xì)格柵柵條間距盡可能小，減少對(duì)葉輪及提砂裝置的磨損。
曝氣沉砂池采用鼓風(fēng)曝氣，通過(guò)砂水紊流碰撞去除，除砂率較穩(wěn)定。曝氣沉砂池耐沖擊性好，對(duì)于水量波動(dòng)較大的污水廠(chǎng)較為適用。但曝氣量無(wú)法實(shí)時(shí)控制，存在過(guò)度曝氣的問(wèn)題。
平流沉淀池對(duì)于粗砂的去除率高于曝氣沉砂池，對(duì)于細(xì)砂的截留率則遠(yuǎn)低于曝氣沉砂池。實(shí)際工程中，需針對(duì)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)及占地需求，選擇zui為合適的工藝類(lèi)型。
(2)初沉池工藝。
初沉池通過(guò)將非溶解性的有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的沉降，BOD5 和 CODCr 含量都能在不同程度上下降，從而減輕了后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，降低污水處理廠(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，在沉砂池后設(shè)置初沉池，用以緩沖SS 對(duì)污水系統(tǒng)的沖擊。初沉池經(jīng)過(guò)水解發(fā)酵的底泥也可引入?yún)捬醭?，為厭氧釋磷提供碳源。?zhǔn)Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)下，為保證總氮對(duì)碳源的需求，當(dāng) BOD/TKN ≤ 4 時(shí)，可不設(shè)初沉池，也可設(shè)置速沉池，有效去除無(wú)機(jī)物而保留非溶解性的有機(jī)物。
1.3 二級(jí)處理工藝
二級(jí)處理工段是整個(gè)污水處理系統(tǒng)的核心部分。目前廣泛使用的工藝為 A2/O 及其變形工藝，以及 MBR工藝。本文主要針對(duì)前者進(jìn)行闡述。
(1)A2/O 法及變形工藝。A2/O 工藝不僅具有較強(qiáng)的脫氮除磷功能，還具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。A2/O工藝可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、硝化脫氮、磷的過(guò)量攝取而被去除等功能，脫氮必須保證 NH3-N 應(yīng)*硝化，硝化產(chǎn)生的硝酸鹽才可進(jìn)行反硝化得以去除;缺氧池與好氧池聯(lián)合完成脫氮功能;厭氧池和好氧池聯(lián)合完成除磷功能。
常規(guī) A2/O 工藝存在以下缺點(diǎn)：①回流污泥中的硝酸鹽含量會(huì)造成厭氧區(qū)釋磷能力大幅下降;②缺氧區(qū)位于系統(tǒng)中部，進(jìn)水中的碳源已經(jīng)被上一工藝段微生物同化吸收，系統(tǒng)的脫氮效果受到碳源的制約;③由于存在內(nèi)循環(huán)，常規(guī)工藝系統(tǒng)所排放的剩余污泥中實(shí)際只有小部分經(jīng)歷了完整的放磷、吸磷過(guò)程，其余則基本上未經(jīng)厭氧狀態(tài)而直接進(jìn)入好氧區(qū)，系統(tǒng)除磷不利。A2/O 變形工藝在回流污泥點(diǎn)、多點(diǎn)進(jìn)水設(shè)置及生化功能區(qū)的組合等方面進(jìn)行優(yōu)化。
(2)UCT 工藝。A2/O 工藝的基礎(chǔ)上增加缺氧混合液回流，且二沉池外回流污泥回到缺氧池即為傳統(tǒng)的UCT 工藝。這樣在冬季水溫較低的情況下，確保系統(tǒng)達(dá)到較好的除磷效果。UCT 工藝流程如圖 1 所示。
(3)多點(diǎn)進(jìn)水倒置 A2/O。多點(diǎn)進(jìn)水倒置 A2/O 工藝是對(duì)倒置 A2/O 工藝的改進(jìn)，好氧區(qū)產(chǎn)生的硝酸鹽不再通過(guò)外回流系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醭兀亓魑勰嘣谌毖醭貎?nèi)進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氧，再進(jìn)入?yún)捬醵危ＷC了厭氧池的厭氧狀態(tài)，強(qiáng)化除磷效果。可根據(jù)不同進(jìn)水水質(zhì)，不同進(jìn)水水質(zhì)，不同季節(jié)情況下，生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化，調(diào)節(jié)分配至缺氧段和厭氧段的進(jìn)水比例，反硝化作用及除磷效果均能得到有效的保證
(4)二沉池池型選擇。二沉池大多采用輻流式沉淀池池型。根據(jù)進(jìn)出水布置方式可以分為中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水、周邊進(jìn)水周邊出水等形式;周邊進(jìn)水輻流式沉淀池是一種沉淀效率較高的池型，其設(shè)計(jì)表面負(fù)荷可明顯提高。項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段可根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模及占地造價(jià)等靈活選用。