時(shí)間: 2020-06-23 14:45
來(lái)源: 中國(guó)水網(wǎng)
作者: 劉影
污水處理資源消耗大
1.污水處理過(guò)程資源消耗有多大?
王洪臣認(rèn)為主要有投資大、占地大、能耗高、物耗高等幾個(gè)方面。目前,我國(guó)在污水處理方面的投資已超過(guò)6000億人民幣,消耗城市土地超過(guò)30萬(wàn)畝,能耗接近全社會(huì)總電耗的1%,年消耗各種藥劑超過(guò)100萬(wàn)噸。問(wèn)題是,這些資源消耗是否為必需?答案肯定是否定的,污水處理過(guò)程存在巨大提質(zhì)增效潛力。
2. 低質(zhì)低效的主要原因在哪里?
王洪臣的團(tuán)隊(duì)隨機(jī)調(diào)查了全國(guó)467座污水處理廠(約占總數(shù)量的10%,總規(guī)模的25%)的主要運(yùn)行工況,發(fā)現(xiàn)目前相當(dāng)一批污水處理廠運(yùn)行工況極其不合理,與可持續(xù)運(yùn)營(yíng)的理念相距甚遠(yuǎn),一批處理廠面臨運(yùn)營(yíng)困境。王洪臣建議,應(yīng)分析原因,找到對(duì)策,擺脫困境,走向可持續(xù)運(yùn)營(yíng)之路。
調(diào)研的472座污水處理廠分布
第一,生物系統(tǒng)污泥濃度(MLSS)過(guò)高。調(diào)研發(fā)現(xiàn),67%的污水處理廠MLSS大于4000mg/L,約30%的處理廠MLSS大于6000mg/L。MLSS過(guò)高將導(dǎo)致一系列后果:電耗升高(為滿足曝氣與攪拌的需要);曝氣器堵塞,降低曝氣效率,進(jìn)一步增大電耗;污泥沉積,減少有效池容,影響處理效果;增大二沉池固體負(fù)荷,增大出水SS,嚴(yán)重干擾后續(xù)深度處理;增大污泥流失導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。
造成MLSS過(guò)高的原因有哪些?首先,由于污泥活性太低,不提高污泥濃度,出水氨氮將超標(biāo);由于缺氧段太短,只能通過(guò)提高污泥濃度盡量提高脫氮效率。另外,污泥沒(méi)有出路也是重要原因。污泥運(yùn)不出去,只能暫時(shí)存在系統(tǒng)中。第二,生物系統(tǒng)污泥活性(MLVSS/MLSS)太低。調(diào)研發(fā)現(xiàn),61%的污水處理廠MLVSS/MLSS小于0.5,約30%的處理廠MLVSS/MLSS低于0.4。污泥活性太低的后果:在同樣污泥濃度時(shí)處理效果降低;電耗升高(為滿足攪拌的需要);曝氣器堵塞,降低曝氣效率,進(jìn)一步增大電耗;污泥沉積,減少有效池容,設(shè)備磨損嚴(yán)重,大修理成本提高;降低污泥在二沉池的 “網(wǎng)捕作用”,增大出水漂浮絮體,干擾后續(xù)深度處理。
污泥活性(MLVSS/MLSS)調(diào)研結(jié)果
污泥活性太低的原因有哪些?首先原因是污水預(yù)處理系統(tǒng)(格柵和沉沙)效果太差,約有一半渣砂進(jìn)入后續(xù)處理單元;另外的原因是,我國(guó)90%以上的污水處理廠沒(méi)有建設(shè)初沉池,穿透預(yù)處理系統(tǒng)的渣砂直接進(jìn)入生物處理單元并逐漸積累。第三,生物系統(tǒng)污泥沉降性能(SVI)太差。污泥SVI在80~120時(shí)沉降性能最佳。調(diào)研發(fā)現(xiàn),只有36%的污水處理廠SVI在80~120范圍內(nèi),52%的處理廠SVI小于80,21%的處理廠SVI小于50。SVI大于120,屬于微膨脹;SVI小于80,則網(wǎng)捕作用消失,出水水質(zhì)仍然變差。
污泥沉降性能調(diào)研結(jié)果
污泥沉降性能太差的后果:SVI太低,污泥在二沉池的”網(wǎng)捕作用“變差,大量生物絮體隨出水流失,干擾后續(xù)深度處理;SVI太低,污泥處于微膨脹或膨脹狀態(tài),污泥界面上升,導(dǎo)致污泥流失風(fēng)險(xiǎn),目前不是主要問(wèn)題。
污泥SVI太低的原因有哪些?與活性低的原因相似,主要是預(yù)處理系統(tǒng)(格柵和沉沙)效果差,大量渣砂進(jìn)入生物處理單元。另外,污泥濃度MLSS高,污泥齡(SRT)大,也是SVI低的重要原因。第四,深度處理系統(tǒng)反沖洗回流量太大。反沖洗回流量太大的后果:大量反沖洗水回到工藝首端,浪費(fèi)提升能力;大量反沖洗水回流至曝氣池,減少構(gòu)筑物的實(shí)際水力停留時(shí)間,降低處理效果;大量反沖洗水回流至曝氣池,增大二沉池水力表面負(fù)荷,使二沉池普遍不足問(wèn)題更加突出;大量反沖洗水最后還要重新回流至深度處理的過(guò)濾系統(tǒng),增大濾速,減少實(shí)際過(guò)濾能力。
反沖洗回流量太大的原因有哪些?首先,二沉池出水SS或生物絮體增大,導(dǎo)致過(guò)濾單元堵塞頻率增加;其次,水力負(fù)荷太大,導(dǎo)致過(guò)濾單元堵塞頻率增加;再者,同步化學(xué)除磷投加藥劑量太大,在濾池沉積;最后濾池承擔(dān)污染物負(fù)荷太高,例如,加到反硝化濾池的硝酸鹽量太大,導(dǎo)致生物堵塞。
第五,各種藥劑投加量過(guò)大。過(guò)量投加的藥劑包括為生物脫氮投加的外碳源、為化學(xué)除磷投加的無(wú)機(jī)混凝劑以及各種污泥脫水調(diào)理藥劑。為什么說(shuō)是過(guò)量投加?對(duì)于脫氮,沒(méi)有充分利用內(nèi)碳源就盲目投加外碳源,投加的一大部分外碳源是用于消耗過(guò)量曝氣的氧,這是個(gè)巨大的惡性循環(huán)。對(duì)于除磷,不調(diào)整優(yōu)化生物除磷,直接用大劑量除磷藥劑保證出水,影響了污泥活性,增加了反沖洗水量,還增大了污泥量,是個(gè)多重惡性循環(huán)。
3.提質(zhì)增效優(yōu)先序?
王洪臣總結(jié)污水處理過(guò)程的提質(zhì)增效說(shuō),每個(gè)污水處理廠差別都比較大,原則上應(yīng)因廠施策地提質(zhì)增效。但是,預(yù)處理對(duì)渣砂去除效果差,大量渣砂進(jìn)入生物系統(tǒng)造成低效是普遍狀況,應(yīng)采取一切必要手段,將渣砂在源頭全部去除,這里蘊(yùn)含著一塊巨大的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化潛力。另外一個(gè)普遍狀況是過(guò)曝氣,雖有許多客觀原因,但在確保耗氧指標(biāo)達(dá)標(biāo)的前提下,優(yōu)化調(diào)整曝氣量,既可降低外碳源投加量,又可降低出水的氮磷指標(biāo),提質(zhì)增效潛力很大。
最后一句話做個(gè)總結(jié),收集系統(tǒng)需要提質(zhì)增效,處理系統(tǒng)也需要提質(zhì)增效。污水處理行業(yè)要在分析清楚低質(zhì)低效原因的基礎(chǔ)上進(jìn)行精準(zhǔn)提質(zhì)增效。謝謝大家!
編輯: 趙凡
中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院 副院長(zhǎng)