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论二沉池

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1、二沉池设计缺陷

  二沉池的表面负荷一般为0.8—1.2m/㎡.h,实际大多运行在1.0m/㎡.h,也就是每小时沉降1米,这里面有一个设计缺陷或不足,请看:从降低出水悬浮物角度分析,表面负荷越低越好,以实现充分的固液分离,悬浮物越低则COD也越低,这是有利的一方面,但是对于总磷来讲(四类水总磷要求为0.3mg/L)则不利,因为二沉池一般深度5米左右,底部为厌氧状态,聚磷菌会在这里析出磷,这对

于总磷达标不利,确切说没有充分发挥生物除磷的功能,没有达到最佳性价比,生物除磷不够当然得依靠化学除磷,从而增加了药剂费。因此,悬浮物和COD指标与总磷指标是一个矛盾,也是二沉池天生的设计缺陷。早期要求不高还可以,涉及到四类或准四类指标则更多矛盾显现出来。

 2、丝状菌上浮

  二沉池的正常运行需要很小心,很多因素会干扰运行,例如会出现丝状菌上浮,一旦产生这种现象,首先是影响产水指标,其次需要一定的时间段才能好转,例如10天左右,这样很可能是在线监测不合格。

3、制约整体工艺

  污水处理一级A再提标,例如达到准四类,首先是生化工艺的优化,例如增加反硝化缺氧池,增加曝气池微生物浓度和溶解氧,增加微生物种群和时代周期,因为这样可以提高硝化和聚磷菌释磷效果,这意味着曝气池的SS将由一般3000mg/L提高更多,例如4000,5000,6000mg/L,但这却受到了二沉池表面负荷的制约,因为曝气池SS为3000mg/L,二沉池表面负荷1.0m/㎡.h,出水达到一级A标准,其悬浮物指标为10mg/L,这是一个COD,总磷,SS之间的平衡,提高曝气池SS意味着进入二沉池SS增多,为了保持流量而沉降速率不变,结果势必导致产水的SS超标,COD也同比超标,因此,生化工艺的改进受到二沉池工艺设计参数的限制。

4、关于化学除磷

  准四类水总磷指标为0.3mg/L,生物除磷做的再好也只能达到0.5mg/L,因此工艺要求采用絮凝剂实现化学除磷,投加的位置一般为曝气池中后段或二沉池进水端,这意味着二沉池需要沉淀的不仅仅是活性污泥,而是增加了化学除磷产生的絮体繁花,繁花的沉降速率同比低于活性污泥,因此对二沉池增加了沉降困难。

5、二沉池断点

  综上所述,对于污水处理提标与节能降耗来讲,二沉池就是整个工艺流程的技术瓶颈或者说断点,是木桶理论的短板,补足短板会使整个木桶出水量提高,也会使整个工艺流程提升效率,以此,应该从二沉池开始或者说从污水处理的终端开始,依次向前推移逐级技改。

6、二沉池+过滤分析

  通过上述分析自然得出二沉池后面增加过滤工艺,可以有助于上述问题的解决,这里提出的思路是:增加高精度过滤工艺设备,不仅仅是应付短板,不仅仅是为了悬浮物达标,不是被动的应对指标,而是主动应用,是将二沉池+过滤作为一个重要的技术手段,补充前段生化与化学工艺的不足,改变长期以来头重脚轻的设计思路,不是仅仅研究硝化与反硝化,不仅仅是研究化学除磷,不仅仅是研究悬浮物达标,而是将二沉池+过滤作为生化+化学同等重要而分担降解指标。例如:现有一级A提标准四类水其COD指标为30mg/L,在设计中要留有余地,留多少呢?留的越多意味着投资,占地和运行费用越高,如果余量少有可能无规律超标,况且实际运行中很多因素是不固定的,难以准确核算。因此,很多污水厂的实际运行指标大多为20mg/L左右甚至低于20mg/L,以求保险,但是也因此而增加了运行成本,(一般每毫克COD的直接运行费用大约0.012元/)。

  如果在终端采用高精度过滤技术(≤1 μm)作为最终的把关手段 ,应该是一种可行的技术手段,尤其是一级A再提标,就可以有比二沉池更稳定的出水指标。

7、高精度过滤与产水效果

  这里的高精度过滤指的是≤1 μm,产水目标是一级A再提标至准四类,既COD:30mg/L,总磷:0.3mg/L,SS:≤5mg/L。降低COD的理论根据是:COD一部分为溶解性依靠生物降解,还有一部分呈非溶性状态,实际上大部分是胶体类,

过滤胶体精度要小于1微米才会有效果,过滤降低总磷也是类似,化学除磷产生絮体与繁花,其中包括了以盐类存在的正磷,因此高精度的过滤也会同比降低总磷。氨氮也有类似效果,业内人士不怀疑上述事实,最简单的验证时:二沉池之后加超滤膜,由于膜组件能够去除胶体类,因此进出水同比COD,总磷和氨氮都会降低。只是由于超滤对进水要求苛刻,因此不能直接安装使用。

  如果上述是正确的话,可以得出结论:不论用什么过滤方式或设备。只要在二沉池后面的过滤达到了超滤膜的过滤精度,那么处理效果是一样的,都会同比降低COD,总磷,氨氮,总氮,悬浮物,浊度等等。

8、二沉池过滤的技术难点

对二沉池出水增加过滤工艺,作为水处理终端的工艺设备,具体实施有很多难点,其中包括:

8.1 对二沉池产水进行过滤,要面对非溶性悬浮物的性状(性质和形状),主要包括生化微生物悬浮物,微生物代谢物,微生物残害,胶体类,化学除磷产生的繁花,这些物质均具有粘性而不易沉淀,而且容易粘接堵塞过滤设备。

8.2 二沉池产水含有多种微生物,它们在厌氧,缺氧,好氧条件下均会繁殖生长,粘性微生物会堵塞过滤孔径,从技术效果来讲,采用超滤膜作为终端处理最理想,而且超滤膜本身已经很便宜,但是并没有看到在城镇污水处理的普及应用,原因之一可能是:尽管膜组件便宜,但是长期运行维护和定期更换的费用并不便宜,尤其是城镇污水处理水量较大,至少每天万吨规模以上起步,这需要盖厂房,北方需要供暖,需要化学药剂及时清洗,需要建设药剂搅拌和加注系统,需要库存药剂,需要每隔30分钟排水冲洗一次,需要面对温度变化带来流量的下降(夏季30度到冬季5度,流量下降20---30%)等等。

9 小结

9.1 污水处理一级A再提标,在处理终端采用超滤膜工艺技术则效果非常好。

9.2 同比条件下,采用一滴水节能微滤罐也可以达到超滤膜的同样效果。

9.3 微滤罐(相对过滤精度0.1μm)解决了同比条件下超滤膜的很多技术瓶颈,更具性价比。

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