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《環境科技》2014年第三期
1主要構筑物及設計參數
(1)調節池:尺寸為20m×12m×4m,有效水深3m,鋼筋混凝土結構;水力停留時間(HRT)4.5d;在進調節池前設預過濾用螺旋格柵機1臺,過濾粒徑1mm,功率3kW;調節池外設進水泵2臺,單螺桿式,1用1備,流量10m3/h,揚程15m,功率3kW。(2)MBR系統:MBR池分3格。反硝化池1格,尺寸為10.0m×4.0m×9.5m,有效水深8m,鋼筋混凝土結構;HRT為2d;池內設液下攪拌器2臺,功率1.5kW。硝化池2格,串聯,單格尺寸為16.0m×10.0m×9.5m,有效水深8m,鋼筋混凝土結構;HRT為8d,ρ(MLSS)為15g/L。硝化池配備羅茨鼓風機2臺,其中1臺變頻控制,風量20m3/min(N),風壓0.08MPa,功率37kW;射流泵2臺,臥式離心泵,流量240m3/h,揚程12m,功率15kW;專用曝氣射流器4臺,PP材質,德國進口;冷卻水泵1臺,臥式離心泵,流量220m3/h,揚程15m,功率15kW;污泥泵1臺,臥式離心泵,流量220m3/h,揚程15m,功率15kW;逆流式冷卻塔1只,功率7.5kW;板式熱交換器1只,換熱面積40m2;超濾進水泵1臺,臥式離心泵,流量90m3/h,揚程15m,功率9kW。超濾設備為集成裝置,處理量160m3/d。包括超濾循環泵1臺,臥式離心泵,流量260m3/h,揚程35m,功率30kW;管式超濾膜4支,圓柱尺寸Φ203mm×3000mm,PVDF材質,過流通量65~100L/(m2•h),單支膜面積27m2,串聯使用;清洗水箱1只,有效容積800m3,PE材質;清洗泵1臺,流量90m3/h,揚程20m,功率11kW。(3)污泥儲池和上清液池:共2格,每格尺寸為5m×3m×2.5m,有效水深2m,鋼筋混凝土結構;污泥濃縮脫水單元設污泥提升泵1臺,單螺桿式,流量5~10m3/h,揚程15m,功率3kW;絮凝劑制備裝置1套,處理量5~10m3/h,功率1.5kW;加藥泵1臺,單螺桿式,流量1.0m3/h,揚程15m,功率1.5kW;離心脫水機1臺,處理量5~10m3/h,功率22kW。(4)出水排放池:尺寸為5m×6m×2.5m,有效水深2m,鋼筋混凝土結構;設出水提升泵1臺,單螺桿式,流量15~20m3/h,揚程10m,功率5.5kW。
2調試與運行
2.1工程調試(1)污泥接種培菌該廢水處理工程于2011年5月初竣工,隨后進入生產調試階段。生化系統采用污泥接種法馴化培菌,從附近填埋場滲濾液處理站取含有好氧硝化菌的脫水污泥(含水率80%~90%),投入污泥上清液池中加水溶解,配置成污泥質量濃度為5g/L左右的活性污泥水。將硝化池和反硝化池中注入液位高度約4m的水后,將上清液池內活性污泥水通過輸送泵打入反硝化池中并實現自流至硝化池,啟動超濾進水泵實施由硝化池至反硝化池的內部循環,同時啟動鼓風機和射流循環泵給硝化池進行射流供氧,控制硝化池曝氣量為5~10m3/min(N)。當硝化池液位高度為6m時,改活性污泥水為調節池內的垃圾滲濾液廢水,按20~30m3/d的水量進行進水,啟動超濾設備并將清液排出。通過鼓風機風量調節溶解氧,保持溶解氧質量濃度在2~4mg/L。約5~10d從第2座硝化池取樣,可見有較多數量的活性污泥出現分層,可逐步加大調節池廢水進水量以提高負荷,并啟動超濾設備實現固液分離并測試清液水質,待超濾出水水質中主要指標如COD,NH3-N達到指標要求,則將水量提升至160m3/d,并逐漸將硝化池污泥質量濃度提高至15g/L,完成接種培菌工作。(2)雜質和污泥的控制系統中雜質主要來源于垃圾庫區,滲濾液廢水從垃圾堆體內流出,垃圾表面顆粒雜質和可溶性物質隨廢水流出。當垃圾庫區的水通過螺旋格柵機過濾時,只攔截了顆粒粒徑在1mm以上的固體物質,進入調節池的廢水中無機固體物質占了很大的比例。另一方面,生化部分的活性污泥濃度高時直接影響超濾系統的運行。使超濾膜表面濃差極化濃度增大,流體在膜面流速降低,壓力增大,增加了超濾膜沖刷清洗的頻率。系統中雜質和污泥的控制有如下幾點:①源頭控制。盡可能的讓滲濾液廢水從垃圾堆體里流出,粉末物質不能進入滲濾液收集管道中,離心脫水后的干污泥倒入垃圾庫區后應及時移走;②定期排泥。當MBR中生化部分的活性污泥增長時,系統中的無機固體物質富集在活性污泥的表面,影響了生化系統的溶解氧的供給,抑制了氨氮向硝酸鹽和亞硝酸鹽的轉化,定期定時定量從生化系統排出剩余污泥;③工藝調整。系統剩余污泥中含有大部分無機固體物質,系統的污泥膨脹速度不容易控制。要控制好系統的污泥濃度和生化系統的溶解氧,及時排泥和調整風機風量,向生化系統中補充自來水以降低污泥濃度,保持生化系統硝化池內的充氧效果,提高氨氮的轉化率。(3)系統溫度的控制溫度的波動直接對生化處理工藝產生影響。滲濾液廢水在硝化池中高效好氧的作用下進行生化降解反應,有機物、氨氮的氧化過程中部分化學能轉化為熱能,生化系統溫度會有所升高;動力設備風機、水泵運行過程機械能轉化為熱能,也會使溫度有所升高。理想的生化反應溫度是25~30℃,當生化反應器內的溫度大于25℃時,生化反應速率增大。在設計時反硝化池和硝化池采用混凝土結構,并設計加蓋,外界環境的溫度影響較小,可保證冬天外界溫度對其影響較小。但夏天持續高溫,如生化反應器內的污泥溫度大于40℃時,將會對微生物產生不利影響,需要啟動熱交換器和冷卻塔組成的冷卻單元對其進行降溫處理。
2.2運行情況整個系統調試完成進入運行階段前,經當地環保部門檢測,各項指標達到且優于設計出水水質要求。經過2年的連續運行,目前該廢水處理站設施運行穩定,各項指標參數正常,各工藝單元處理效果均值見表2。
3運行成本分析
系統正常運轉后對運行成本進行了統計,結果見表3。(1)人工費:廢水處理站設人員共4人,員工年平均工資(包括福利)3.6萬元計,則年人工總費用為14.4萬元。(2)電費:系統總裝機容量為220kW,正常使用180kW,電價按1.10元/(kW•h),噸水電費為21.60元,年耗電費約為120萬元。(3)水費:平均用水10m3/d,噸水費用4.00元,即每年1.46萬元。(4)藥劑費:主要是膜清洗劑,每月1次清洗,年清洗費用約為1.2萬元。(5)化驗費:主要是化驗試劑費用,每年2.4萬元。由上述分析可知,本項目的噸水直接運行成本為24.93元。
4結論
采用MBR工藝處理垃圾中轉站廢水是可行的。工程運行表明,該工藝具有處理效果好、運行穩定等特點,出水各項指標均可達到CJ343—2010《污水排入城鎮下水道水質標準》中B等級標準要求。
作者:朱衛兵姜偉立涂勇吳海鎖湯曉艷李月中單位:江蘇維爾利環保科技股份有限公司江蘇省環境科學研究院