水处理

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践

2018-01-04 10:06:00 给水排水 作者:卢东昱

1.项目介绍及技术背景

北京市房山区良乡污水处理厂一期、二期工程由中冶集团下属企业北京恩菲环保股份有限公司进行投资、建设和运营,这个污水处理厂被称为综合性的环保节能项目,集中了污水处理、再生水回用、污泥处置、光伏发电、水源热泵等和能源相关的项目,所以是一个综合体,一个集成。首先污水处理达到地标A的标准,是高品质再生水,可以直接用到各个领域,另外在整个水池上方利用上方空间建了一个光伏电站,设计了多晶硅的硅板,装机容量672千瓦,年发电量可以到污水处理厂总的用电负荷的20%左右,这个光伏发电和污水处理的结合污水处理厂能耗降低了。

工程名称:北京市房山区良乡污水处理厂一期、二期工程

工程规模:8×104m3/d(两期各半)

投产时间:一期工程2003年 (一级A)

二期工程2015年(京标A)

建设模式:BOT模式 于2019年将形成10万吨/天规模的京标A污水厂

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践
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准地表Ⅲ类水质(市政回用)

(1)污染物削减量提高,对改善受纳水体水质有较大贡献。

(2)直接可作为高品质再生水应用于多个领域,无需另建中水处理设施。

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践

光伏发电:

利用上方空间建成光伏电站,与污水处理有机结合,充分体现了节能环保新理念,既节约了污水处理能耗,又实现了绿色低碳循环发展。

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污泥处置资源化利用:

城市污水处理厂剩余污泥不含重金属,通过好氧堆肥处理,进行土地利用,减少二次污染的同时产生一定效益,缓解污泥处理处置压力。

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污水源热泵:

(1)环保效益显著:冷暖一体,供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统。

(2)高效节能:平均能效比可达4左右,取暖费用是燃油锅炉的1/3,是电供暖费用的1/2。

北京市房山区良乡污水处理厂二期工程(4×104m3/d)项目技术背景:

设计水质:

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践

项目需要:

1.改善水环境质量的需要

主要接纳城镇污水处理厂出水的城市中下游水体基本为劣V类水质,达不到功能区水质要求,提高城镇污水处理厂水污染物排放标准,是改善北京市水环境质量的重要措施。

2.水污染持续减排的需要

北京的城镇污水比重大,污水厂排放的有机物、氮磷等污染物仍是地表水体污染物的重要来源,要实现水污染物进一步减排的目标,需要制定与地表接纳水体相匹配的城镇污水处理厂水污染物排放标准。

3.水资源保护和可持续利用的需要

北京是严重缺水城市,作为城区内循环水系补充水重要来源的城镇污水处理厂排放水质低于功能区水质,是造成城市水环境质量得不到改善和水质恶化的主要原因。因此,制定功能区水质相应的排放标准,可以为水体提供合格的补充水源,对恢复水体环境和改善水质,缓解水资源压力具有重要意义。

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重点关注指标:

TN:通过生物硝化反硝化进行深度脱氮:

(1)主要措施:充分利用原水中的碳源,挖掘潜力;

(2)保障措施:外加碳源。

COD:从运行效果看,前面生化的效果到二沉池出水已经达到20以下了,也就是说生化对COD贡献最大,后面的物化及最后的臭氧氧化贡献率是很小的,实际上运行了两年多臭氧基本上对于去除COD来说是没有用的。

去除方式:

(1)主要措施:生物降解;混凝沉淀、过滤;

(2)保障措施:臭氧氧化。

SS:

去除方式:

(1)主要措施:生物处理,混凝沉淀;

(2)保障措施:超滤膜稳定达标。

色度:

深度处理:超滤联合臭氧氧化。

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2.六段法工艺及优化运行

六段法实际上是前面的预缺氧区,后面是A2 O+AO这样六个区域,进水是采用分点进水,主要是预缺氧区、厌氧区、缺氧区,预缺氧区是6%左右,厌氧区是3%左右,缺氧区是2%左右,把水源充分利用,外加碳源不是经常投加的,基本上进水碳氮比2.9以上水温13.5以上的时候,基本上可以保证无碳源的投加就可以运行。混合液回流设置了两点,为了在运行当中灵活的把握,回流到厌氧区末端和缺氧区的前端,混合液回流对总氮影响不大,而且会带来氧的作用,可能会破坏缺氧区的缺氧环境。污泥回流回流到预缺氧区,夏天高一些,冬天低一些,夏天60-80,冬天80-100左右。

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两张图,左边是氨氮的变化曲线,右边是硝态氮的变化曲线,氨氮的进水不是大家看到的7-10是30-45左右,主要原因是回流和稀释的作用,从这两个图来看基本上在进水分配的沉积下是符合整体沿程的变化的。从预缺氧区来看很低的硝氮,另外在厌氧区氨氮也有明显的下降,有可能发生厌氧氨氧化的条件,这个只是定性看一下,没有做定量分析。

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践

进水的C/N外加碳源的影响,以年度为周期进行的数据来看,在2.9左右的时候,2.9以上基本上是可以无碳源的就可以使总氮达到10以下,基本上占到一年当中的1/3的时间。另外为了优化运行设置了两个平行运行的两套中试装置,是一方/小时,普通AO和六段法的比较,经过中试试验后再到现场生产性试验做,进行工艺调整。这两个工艺在完全不投加碳源情况下,普通AO和六段法的两个中试装置出水总氮的情况,六段法基本上在10左右,普通的AO脱氮在20-30之间,效果对比还是比较明显的。

 基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践
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另外COD的变化也是经过长期检测所发现的问题,在下级的时候,温度高的时候,COD的系数基本上是差不多的,在年初和年末温度比较低的情况下,实际上效果还是比较明显的。

基于类地表Ⅲ类水标准的高品质再生水处理工程实践
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实际当中污泥负荷和水温的变化在温度高的时候把污泥负荷会控制的高一点。在水温低的时候,污泥负荷低一点,低温的时候是0.6-0.8,另外对污泥现状的控制也是比较合适的。

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硝化和水文基本上是正相关的,下级水温高的时候低的时候是1.5-2倍的关系,反硝化速率也是正相关,高温和低温两倍左右,这是整个其他的出水效果,COD、BOD都在范围之内,氨氮、总氮、SS和总磷。

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