城鎮污水深度處理技術
深度(du)處理的目的是進一步去除二級(ji)(強化)處理未能完全(quan)去除的有(you)機污染物(wu)、SS、色度(du)、嗅味和礦化物(wu)等(deng)。常見(jian)的深度(du)處理技(ji)(ji)術(shu)包(bao)括混凝沉淀(dian)、介(jie)質過濾(含生(sheng)物(wu)過濾)、膜(mo)處理及氧化等(deng),本指(zhi)南將(jiang)膜(mo)生(sheng)物(wu)反應器(MBR)技(ji)(ji)術(shu)也包(bao)括在深度(du)處理技(ji)(ji)術(shu)中。
1、混(hun)凝沉淀技術
利(li)用(yong)混(hun)(hun)(hun)凝劑使水中的懸浮顆粒物和膠(jiao)體(ti)物質(zhi)凝聚形成(cheng)絮(xu)體(ti),然后通(tong)過沉(chen)淀(dian)的方式去除絮(xu)體(ti)。混(hun)(hun)(hun)凝劑混(hun)(hun)(hun)合反應(ying)方式可(ke)(ke)采(cai)用(yong)管道混(hun)(hun)(hun)合或機(ji)械攪拌(ban)等(deng)方式。宜選擇鋁鹽和鐵鹽為主的混(hun)(hun)(hun)凝劑,必要(yao)時(shi)可(ke)(ke)投加有機(ji)高分子助(zhu)凝劑。沉(chen)淀(dian)設施(shi)主要(yao)有平流(liu)、豎流(liu)、輻(fu)流(liu)和斜板(管)沉(chen)淀(dian)池(chi),也可(ke)(ke)利(li)用(yong)澄(cheng)清池(chi)去除絮(xu)體(ti)。
(1)(適(shi)用范圍(wei))適(shi)用于城鎮(zhen)污水二級處(chu)(chu)理(li)/二級強化處(chu)(chu)理(li)出水的深度(du)處(chu)(chu)理(li),同時也可作為預處(chu)(chu)理(li)技術(shu),保障(zhang)后續(xu)處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)過程穩定運行。
(2)(技術特(te)點)經(jing)濟、簡便、適(shi)用范圍廣,對濁度(du)、磷及表觀色度(du)均有較好的去除效果。
(3)(運行參數)混凝(ning)劑(ji)投量與進出水水質、混凝(ning)劑(ji)種類有關,一(yi)般運行情況下宜(yi)為2-10mg/L(以鐵或鋁計);混合(he)反應時間宜(yi)為10-15min,沉淀(dian)時間宜(yi)為60-120min。
(4)(處(chu)理(li)效果)以二(er)級處(chu)理(li)出水(shui)為進水(shui),混凝沉淀出水(shui)濁度可達到1-5NTU;ODCr去(qu)除(chu)(chu)率(lv)約為10-30%;根據來水(shui)總磷濃(nong)度,總磷去(qu)除(chu)(chu)率(lv)通常為40-80%。
2、介質過濾技術
包(bao)括(kuo)(kuo)砂濾(lv)、濾(lv)布(bu)濾(lv)池等SS去除技術,本指南將生物(wu)過(guo)濾(lv)也包(bao)括(kuo)(kuo)在介質過(guo)濾(lv)中(zhong)。
2.1砂濾
利用一定粒徑的石英砂等無機介質過濾(lv)截(jie)留(liu)懸浮物、膠(jiao)體(ti)物質。
(1)(適用(yong)范圍)適用(yong)于混凝(ning)沉淀出水或其(qi)他有除(chu)濁要求水的深度處(chu)理(li)。城鎮污水二(er)級處(chu)理(li)/二(er)級強化處(chu)理(li)出水濁度較低(di)時可(ke)采用(yong)微絮凝(ning)-過濾。常用(yong)的砂濾池有V型濾池等(deng)。
(2)(技術特點)簡單、經濟、實用,運(yun)行穩定(ding)可靠,其中微(wei)絮凝(ning)-過濾(lv)具有一定(ding)的除磷(lin)效果。
(3)(運行參(can)數(shu))粒徑、濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)及濾(lv)(lv)速等運行參(can)數(shu)與采(cai)用(yong)的濾(lv)(lv)池形式(shi)有關。當采(cai)用(yong)V型濾(lv)(lv)池時,均質濾(lv)(lv)料濾(lv)(lv)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)宜為1.0-1.5m左右,濾(lv)(lv)速宜采(cai)用(yong)4-8m/h,根據來(lai)水濁度(du)確定反沖洗周期。
(4)(處理效果)砂(sha)濾出水(shui)濁度;微(wei)絮凝-過濾對磷的(de)去(qu)除與(yu)進水(shui)濃(nong)度以(yi)及絮凝劑投加(jia)量(liang)有關,去(qu)除率通常為(wei)20-50%。
(5)(注意事項)采用微(wei)絮凝-過濾時,設計操作不(bu)當可(ke)能(neng)導致濾池反沖洗周期縮短、出水濁度升(sheng)高。
2.2濾布(bu)濾池
利用一定孔(kong)徑的濾(lv)布過(guo)(guo)濾(lv)去除總懸浮固體。濾(lv)布濾(lv)池技術為(wei)表面過(guo)(guo)濾(lv)技術,可以(yi)替代(dai)傳統的深床過(guo)(guo)濾(lv)。
(1)(適用范圍(wei))適用于(yu)混凝沉淀出水(shui)(shui)或其他有(you)除濁要求水(shui)(shui)的深度處理。
(2)(技術特點)節省能耗,一般是(shi)常規氣水反(fan)沖濾池能耗的1/3;過濾水頭小;占地面積小,維護使用簡便。
(3)(運(yun)行參數)水力(li)負荷(he)宜為6-16m3/(m2?h),濾盤直徑一(yi)般(ban)為0.90-3.00m,濾盤反(fan)洗轉速一(yi)般(ban)為0.5-1.0r/min。
(4)(處(chu)理(li)效(xiao)果(guo))對SS的去除率可(ke)達50%以上。
(5)(注(zhu)意(yi)事(shi)項)當SS過高或黏附性較(jiao)強時,濾布易發生污染和堵塞。
2.3生物過濾
利用濾料及(ji)其表面附著的(de)生物膜去除(chu)氮、有機污(wu)染物和懸(xuan)浮物。根據處(chu)理(li)目標不同分為(wei)曝(pu)氣生物濾池(chi)(chi)和反硝化濾池(chi)(chi)。
(1)(適用范圍(wei))適用于(yu)以城鎮(zhen)污水二級處(chu)理(li)/二級強化(hua)處(chu)理(li)出水的(de)深度(du)處(chu)理(li),也可(ke)用于(yu)臭(chou)氧氧化(hua)出水的(de)后處(chu)理(li)。曝氣生(sheng)物濾(lv)池適用于(yu)氨氮的(de)去(qu)除(chu),反硝化(hua)濾(lv)池適用于(yu)硝態氮的(de)去(qu)除(chu)。
(2)(技術特點(dian))去除氨(an)氮(dan)(或總氮(dan))和(he)有機污染物。
(3)(運行(xing)參數)曝氣生物(wu)濾(lv)(lv)池(chi)以氨氮(dan)為(wei)去除(chu)目標時,容(rong)積負荷(he)一(yi)般(ban)為(wei)0.2-0.6kg氨氮(dan)/(m3濾(lv)(lv)料(liao)?d),濾(lv)(lv)速宜(yi)(yi)為(wei)3-6m/h,供氣量宜(yi)(yi)為(wei)70m3/kg氨氮(dan)左右;處理臭氧(yang)氧(yang)化(hua)出水時,濾(lv)(lv)速宜(yi)(yi)為(wei)4-10m/h;反硝(xiao)化(hua)濾(lv)(lv)池(chi)容(rong)積負荷(he)一(yi)般(ban)為(wei)1-1.5kg硝(xiao)態氮(dan)/(m3濾(lv)(lv)料(liao)?d),濾(lv)(lv)速宜(yi)(yi)為(wei)5-8m/h,外加碳源可按(an)去除(chu)硝(xiao)態氮(dan)的5-6倍(bei)(CODCr/N)計。
(4)(處理效果)以(yi)二(er)級處理出水為(wei)進水時(shi),曝氣生(sheng)物(wu)濾池氨氮(dan)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)可(ke)(ke)達90%以(yi)上,CODCr的(de)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)可(ke)(ke)達10-30%,出水SS一(yi)般≤15mg/L;以(yi)臭(chou)氧氧化(hua)出水為(wei)進水時(shi),可(ke)(ke)有效去(qu)(qu)除(chu)臭(chou)氧氧化(hua)產生(sheng)的(de)小(xiao)分子有機物(wu),如醛類等;反硝(xiao)(xiao)化(hua)濾池硝(xiao)(xiao)態氮(dan)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)主要取決于投加的(de)碳源量,一(yi)般為(wei)50-90%。
(5)(注意事(shi)項)曝氣生(sheng)物(wu)濾池在(zai)水溫低(di)時硝(xiao)(xiao)化效率(lv)會(hui)下降;反硝(xiao)(xiao)化濾池對碳源投(tou)加控制(zhi)要求高(gao),供(gong)應不足時會(hui)產(chan)生(sheng)亞硝(xiao)(xiao)酸鹽積累,過量時會(hui)導(dao)致出水有機物(wu)含量升高(gao),而(er)且應注意因生(sheng)物(wu)生(sheng)長而(er)導(dao)致的濾床堵塞問題;原則上氮的去(qu)除應優先(xian)在(zai)二級強化處(chu)理單元完成。
3、膜處理技術(shu)
本指南所指膜(mo)處理技術包括基(ji)于微(wei)濾和(he)超濾的(de)固液分(fen)離技術,以及基(ji)于反滲(shen)透(tou)的(de)脫鹽及溶解性污染物去(qu)除技術。具體(ti)包括:膜(mo)生物反應器(MBR)技術、微(wei)濾/超濾膜(mo)過濾技術;反滲(shen)透(tou)(RO)技術等。
3.1膜(mo)生物反應器(qi)
將(jiang)膜分離技(ji)術與活(huo)性(xing)污泥(ni)生物處(chu)理(li)單元(yuan)相(xiang)結合,以膜過(guo)濾取代傳統二沉池的水處(chu)理(li)技(ji)術。常用組件類型主(zhu)要(yao)有(you)板式和中空纖(xian)維兩種。
(1)(適(shi)用(yong)范圍)適(shi)用(yong)于以城鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)為(wei)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)的污(wu)水(shui)(shui)(shui)再生處理。
(2)(技術特點)可克服(fu)傳統活性污泥(ni)法的(de)污泥(ni)流失和膨(peng)脹(zhang)問題;容積負荷高,處理(li)效果穩定,出(chu)水水質總體上優于常(chang)規生(sheng)物處理(li)技術。
(3)(運行參數)膜(mo)通量一般為(wei)10-20L/(m2?h),操作壓(ya)力(li)宜小于(yu)0.05Mpa,氣水比(bi)宜為(wei)10-30。
(4)(處(chu)理效(xiao)果)出水CODCr<30mg/L,濁(zhuo)度<1NTU。
(5)(注意事項)容(rong)易出(chu)(chu)(chu)現(xian)膜(mo)污染(ran)問(wen)題(ti),對運(yun)行(xing)管理要求(qiu)高,檢修及化(hua)學清洗(xi)(xi)較復雜,需(xu)進行(xing)定(ding)期(qi)在線清洗(xi)(xi)和(he)離(li)線清洗(xi)(xi);膜(mo)組(zu)件(jian)采(cai)用中空纖維更換(huan)周(zhou)期(qi)一般為3-5年(nian)(nian),采(cai)用板式更換(huan)周(zhou)期(qi)一般為5-8年(nian)(nian),需(xu)要考慮膜(mo)組(zu)件(jian)更換(huan)費(fei)用;由(you)于受膜(mo)通(tong)量限制,遇到水力沖擊負荷(he)時調(diao)節余量較小;反應器內污泥濃度高,膜(mo)組(zu)件(jian)出(chu)(chu)(chu)現(xian)損壞等問(wen)題(ti)時,需(xu)注意出(chu)(chu)(chu)水的水質安全(quan)。
3.2微濾/超(chao)濾膜過濾
利(li)用微濾(lv)膜或超(chao)濾(lv)膜去除水中SS和(he)膠體(ti)物質的處理技術,主(zhu)要包括外置(zhi)式(shi)和(he)浸沒式(shi)兩種應用方式(shi)。常用組件(jian)類型主(zhu)要有板式(shi)、管式(shi)和(he)中空纖維(wei)三種。
(1)(適(shi)用(yong)范圍(wei))適(shi)用(yong)于以城鎮污水二級處(chu)理/二級強化處(chu)理出水的深度處(chu)理。
(2)(技術特點)可替代常(chang)規(gui)的沉(chen)淀-過濾工藝(yi),具有高效去除懸浮物(wu)和膠體(ti)物(wu)質的能力,出水水質優于常(chang)規(gui)介(jie)質過濾;占地面(mian)積小,自動化程度高;浸沒式(shi)適用(yong)于使用(yong)沉(chen)淀-過濾工藝(yi)的城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水再(zai)生處理(li)設施的升級(ji)改造。
(3)(運行(xing)參(can)數)運行(xing)參(can)數與膜(mo)(mo)的過濾方式(shi)(shi)有關(guan)。外置式(shi)(shi):操作壓力宜(yi)(yi)≤0.2Mpa,膜(mo)(mo)通量宜(yi)(yi)為(wei)(wei)40-70L/(m2?h),反(fan)沖(chong)洗(xi)(xi)周(zhou)期(qi)宜(yi)(yi)為(wei)(wei)30-60min;浸沒(mei)式(shi)(shi):操作壓力宜(yi)(yi)≤0.05Mpa,膜(mo)(mo)通量宜(yi)(yi)為(wei)(wei)30-50L/(m2?h),反(fan)沖(chong)洗(xi)(xi)周(zhou)期(qi)宜(yi)(yi)為(wei)(wei)30-60min。
(4)(處理效果)CODCr去(qu)除率約為5-30%,濁度<0.2NTU,水回收(shou)率≥90%。
(5)(注意事項)浸沒式(shi)(shi)采用負壓抽吸方式(shi)(shi)出水,運行成本(ben)較外置式(shi)(shi)低20-50%;外置式(shi)(shi)具有產水通量大(da),相同處理規模使(shi)用膜面積少,投資節(jie)省(sheng)的優點。需(xu)定(ding)期(qi)進行在(zai)線和(he)離線化(hua)學清洗,膜組件更換周期(qi)約為(wei)3-5年。
3.3反滲(shen)透技術
利(li)用(yong)只能透(tou)(tou)過水而不能透(tou)(tou)過溶(rong)(rong)質的反滲透(tou)(tou)膜(mo)進行水中溶(rong)(rong)解性(xing)物質去(qu)除的膜(mo)分離技(ji)術。
(1)(適(shi)用范圍)適(shi)用于對(dui)溶解性無機鹽類和有機物含(han)量有特殊要(yao)求的再生水生產。
(2)(技(ji)術(shu)特點)出水(shui)水(shui)質(zhi)好,有機質(zhi)和無機鹽含量遠低于(yu)其他膜處理技(ji)術(shu)的(de)出水(shui);可通過(guo)對反(fan)滲透濃水(shui)回收提高產水(shui)率。
(3)(運(yun)行參數)進水污染指數(SDI15)<3,運(yun)行壓力≤2.0Mpa。
(4)(處理效果)一(yi)級兩段反(fan)滲透(tou)產水(shui)率(lv)可(ke)(ke)大于(yu)70%,一(yi)級RO系(xi)統的(de)脫(tuo)鹽率(lv)可(ke)(ke)大于(yu)95%,二級RO的(de)脫(tuo)鹽率(lv)可(ke)(ke)大于(yu)97%。
(5)(注(zhu)意事項(xiang))反滲透(tou)對預(yu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理要(yao)求高(gao),一(yi)般要(yao)求有超(chao)濾或微濾預(yu)處(chu)(chu)(chu)(chu)理,并(bing)使用一(yi)次(ci)性的(de)保安過濾器(一(yi)般采用5微米濾元);反滲透(tou)出水(shui)(shui)(shui)pH值(zhi)偏(pian)低,需(xu)根據水(shui)(shui)(shui)質(zhi)需(xu)求進(jin)(jin)行調整;有大量(liang)濃水(shui)(shui)(shui)產生,濃水(shui)(shui)(shui)無機鹽(yan)和有機質(zhi)含量(liang)高(gao),其處(chu)(chu)(chu)(chu)理處(chu)(chu)(chu)(chu)置需(xu)要(yao)給(gei)予充分(fen)的(de)考慮;反滲透(tou)膜(mo)用于污(wu)水(shui)(shui)(shui)再(zai)生處(chu)(chu)(chu)(chu)理容易產生膜(mo)污(wu)染問題,每年需(xu)進(jin)(jin)行2-6次(ci)膜(mo)的(de)化學(xue)清洗(xi),3-5年需(xu)更換膜(mo)組(zu)件;實際運行中(zhong),進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)泵不能停水(shui)(shui)(shui),冬季低溫期需(xu)采取適當(dang)的(de)保溫措施。
4、氧化技術
利(li)用(yong)(yong)臭氧等(deng)強氧化(hua)劑對水(shui)中色(se)度、嗅味及有(you)毒有(you)害有(you)機物(wu)等(deng)進行氧化(hua)去除的(de)技(ji)術,根據來水(shui)水(shui)質(zhi)狀況和出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)要求(qiu)還可以(yi)采用(yong)(yong)臭氧-過氧化(hua)氫、紫外-過氧化(hua)氫等(deng)高級氧化(hua)技(ji)術。
4.1臭(chou)氧氧化
利(li)用臭(chou)氧作為氧化劑對(dui)水(shui)中色度、嗅味(wei)及有毒有害有機物進行氧化去除(chu)。
(1)(適用范圍)主要(yao)用于水(shui)中色度(du)、嗅味及有毒(du)有害有機(ji)物等的去(qu)除。適用于城鎮污水(shui)二(er)(er)級處理/二(er)(er)級強化處理出水(shui)的深度(du)處理。
(2)(技(ji)術特點)現場制(zhi)備(bei),操作(zuo)簡(jian)便,可綜(zong)合改(gai)善水(shui)質,并(bing)強(qiang)化(hua)病原微生物的去除(chu)。
(3)(運(yun)行參數)臭氧投量宜(yi)為(wei)3-8mg/L,接觸時間宜(yi)為(wei)5-10min。
(4)(處理效(xiao)果(guo))對色度(du)、嗅味(wei)以及(ji)含不飽和鍵的(de)有毒有害有機物去除效(xiao)果(guo)顯著,出水色度(du)一(yi)般小于10度(du),可有效(xiao)去除嗅味(wei),并具有降(jiang)低(di)生物毒性的(de)效(xiao)果(guo)。
(5)(注意事(shi)項(xiang))具有強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing),與臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)接(jie)觸(chu)的相關設施(shi)應(ying)采(cai)(cai)(cai)用耐氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)材料(liao);臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)有毒,氣味難聞,必須設置尾氣破壞(huai)裝置,并(bing)采(cai)(cai)(cai)取防止(zhi)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)泄漏的措施(shi);宜采(cai)(cai)(cai)用后置生(sheng)物(wu)過濾(lv)技術(如(ru)生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)炭(tan)過濾(lv))去除臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)中(zhong)間產物(wu)(醛類物(wu)質等)。
4.2臭氧(yang)-過(guo)氧(yang)化氫
利用臭氧(yang)-過氧(yang)化氫(qing)聯用技術對水中色(se)度、嗅味及有毒有害有機物進行氧(yang)化去(qu)除(chu)。
(1)(適(shi)用范圍)適(shi)用于城鎮污(wu)水(shui)二級(ji)(ji)處理/二級(ji)(ji)強化處理出水(shui)的(de)深度處理。
(2)(技術特(te)點(dian))利用(yong)氧(yang)化能力比(bi)臭氧(yang)更強的羥基(ji)自由基(ji)進行氧(yang)化;運行方(fang)式(shi)靈活,根(gen)據實際情況可選擇單獨臭氧(yang)氧(yang)化、臭氧(yang)-過氧(yang)化氫(qing)聯用(yong)等(deng)方(fang)式(shi),采用(yong)聯用(yong)方(fang)式(shi)時,可在多級臭氧(yang)接觸池的后段投加過氧(yang)化氫(qing);與紫外(wai)-過氧(yang)化氫(qing)技術相比(bi)較而言,不受(shou)濁(zhuo)度影響,反應(ying)時間(jian)短。
(3)(運行參(can)數)臭氧投量宜(yi)為3-8mg/L,過氧化氫與臭氧的投加比一般(ban)為0.3-0.5(質(zhi)量比),接(jie)觸時間宜(yi)大于5min。
(4)(處(chu)理效果(guo))色度、嗅味去除(chu)效果(guo)與單獨臭氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化相當,比單獨臭氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化具(ju)有更強的氧(yang)(yang)(yang)化能力。
(5)(注意事項(xiang))與臭(chou)氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)相同,需要關注臭(chou)氧(yang)的氧(yang)化(hua)(hua)性和毒性;過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫在高溫下容易分(fen)解(jie),儲運(yun)要注意安(an)全;出水中可能(neng)有(you)(you)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫殘留,對過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫含量有(you)(you)要求時(shi),需采用活性炭床進行過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫分(fen)解(jie)處理(li)。
4.3紫(zi)外-過氧化氫(qing)
利用紫外-過(guo)氧化(hua)氫(qing)聯用技術對水中色度、嗅味及(ji)有(you)毒有(you)害有(you)機物進行氧化(hua)去除。
(1)(適用范圍(wei))適用于城鎮(zhen)污水二級處理/二級強化處理出(chu)水的深度處理。
(2)(技術特(te)點(dian))利用氧(yang)化能力(li)強的羥基(ji)自由基(ji)進行氧(yang)化,同時兼有消毒效(xiao)果。
(3)(運(yun)行參數)紫外(wai)線有效劑(ji)量≥20mJ/cm2,過氧化氫投量宜為3-8mg/L,接(jie)觸(chu)時(shi)間宜大于(yu)30min。
(4)(處理(li)效(xiao)果)比臭氧具(ju)(ju)有更強的(de)氧化能(neng)力,具(ju)(ju)有一(yi)定的(de)除色(se)除嗅效(xiao)果。
(5)(注意事項(xiang))水中SS及紫外燈(deng)管(guan)表面的積垢易(yi)降低紫外線(xian)消毒效率;紫外燈(deng)管(guan)壽命一般為一年(nian),會(hui)產生含重金屬(shu)的廢棄燈(deng)管(guan),需采取相(xiang)應的安全處置措施。

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