德安D型濾池在污水處理廠一級A標中水回用改造技術中的應用
1 城鎮污水處理廠排放水資源化
污水資源化是環境資源再生行業中的一個大行業。城市污水具有水量大、水質較穩定、來源可靠、開發成本低的優點,是一種潛在的水資源。污水再生利用是緩解城市水資源短缺,促進水資源良性循環的重要措施,可創造出巨大的經濟效益與社會效益。
目前,水資源短缺和水污染嚴重已經成為制約城市可持續發展的重要因素,在此形勢下,很多水廠必須全面提高出水水質以滿足出水要求,如成都市為實現全市2008年前基本實現出境斷面達到Ⅲ類水質的目標,全市污水處理廠的排放水標準均有較大提高。
2《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的應用
《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)是目前國家對污水處理廠排放標準中最嚴格的標準。其中一級A標是中水回用要求的最低標準,環保總局又于2006年5月對其做了修訂,擴大了一級A標的執行范圍,指明“排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時,執行一級A標”[1]。這樣一些污水處理廠就不得不對原有水處理構筑物進行改造,甚至增加后續深度處理以實現達標排放或水資源回用。如何在滿足現行甚至是未來的更高水質標準要求的前提下,盡可能的減少投資,節能減排就成了水處理領域關注的熱點。
一般來說,污水處理廠二級生化處理出水的氨氮、總磷等指標均已達到一級A標的要求,主要是SS、糞菌群數不能滿足要求,因此生化后續深度處理的目標主要是去除SS、糞菌群數和其它少量未達標的物質,因此,采取經濟有效的深度處理技術,因地制宜的建設適和當地特點的污水處理設施,是控制出水水質達標的重要措施。
3 城鎮污水處理廠深度處理技術
3.1 深度處理技術選擇
深度處理方案選擇是根據水質水量,首先考慮工藝的經濟性和實用性,選用技術先進、投資省、占地小、運行費用低、節能減排、操作管理方便的成熟處理工藝,應重點考慮以下三個方面:
(1)在充分保證出水水質的前提下,宜選擇流程簡單、占地少、投資省、抗沖擊負荷強的工藝,如以高速自適應濾池為主體的處理工藝;
(2)在一定工藝條件下,選擇能耗低、排污少、管理方便靈活的工藝;
(3)在達標出水前提下,選擇加藥少、運行費用低的工藝;
4 D型濾池
D型濾池是由清華大學和德安公司共同開發研制的一種重力式高速自適應濾池,它以國家863計劃的專利產品——彗星式纖維濾料為技術核心[2],采用小阻力配水系統、高效的氣水反沖洗技術、恒水位或變水位的過濾方式,廣泛應用于市政自來水工程、工業給水工程和中水回用工程,取得良好的經濟效益和社會效益。
D型濾池具備傳統快濾池的主要優點,且由于運用了DA863過濾技術,多方面性能優于傳統快濾池,是一種實用、新型、高效的濾池。它具有以下特點:
a、過濾精度高:經Multisizer 3 顆粒粒度分布和計數儀分析測試,對水中大于5μm的懸浮固體顆粒的去除率可達91%以上,最高去除率為97.7%,正常出水濁度在1 NTU以下。
b、截污容量大:經混凝處理的水,截污容量在10~35 kg/m3的范圍內。
c、過濾速度快:在工程應用中的設計過濾速度為18~23m/h,它可以減少水廠的占地面積,從而節約建設投資。
d、反洗耗水率低:反沖洗耗水量小于周期濾水量的1~2%。
e、運行費用低:絮凝劑投加量是常規砂濾技術的1/2~1/3,且周期產水量的提高使得噸水運行費用也隨之減少。
f、使用壽命長:濾料本身耐腐蝕性能好,自然使用壽命在十年以上,維護費用低。
g、檢修維護方便:使用多年后對濾池適量補充濾料,不存在纖維束濾池濾料必須整體割除更換的弊病。
h、抗負荷能力強:能經受短時間內高濁度水(如雨季水源)的沖擊,而仍然保證出水水質。
與傳統砂濾池相比,D型濾池具有占地省、投資少、運行費用低、節能減排等優點;與傳統的纖維束/球濾池相比,具有反洗效果好、安全性能高、使用壽命長的優點。因此,D型濾池作為一種高效率、低能耗的深度處理核心工藝,是非常適和于城鎮污水處理廠提高出水水質的處理技術。
5 D型濾池在一級A標改造技術中的工程實例
5.1工程概況
成都沙河污水處理廠是成都市水環境綜合治理的重要組成部分,該工程的原水是成都市生活污水,二級處理工藝采用的是A2/O法,深度處理采用的是DA863過濾技術——D型濾池[3]。
工程規模:處理水量為100000m3/d,總變化系數KZ=1.3;
濾池進水SS≤50mg/L;過濾水經消毒后排入沙河,出水SS≤10mg/L。
5.2處理工藝流程
二沉池出水直接自流進入D型濾池進行過濾,濾池出水經紫外線消毒后排入沙河。處理流程見圖1。
5.3 處理構筑物及主要設計參數
5.3.1主要工藝參數
5.4 處理效果
四川成都沙河污水處理工程于2003年3月動工,于2004年9月15日投入運行,下表是D型濾池七天的進出水懸浮物數據。
從上表的數據中可以看出,以污水處理廠二級處理出水為原水,D型濾池出水懸浮物達到10 mg/L以下,可滿足一級A標出水的水質要求。
5.5 技術經濟指標
5.5.1濾池占地面積:710m2;反洗設備房占地面積:180m2;
5.5.2 D型濾池工程投資:工程總投資約850萬元(不含消毒工藝),其中土建投資約200萬元;設備、電氣、儀表約650萬元。
5.5.3 D型濾池運行成本:成都沙河污水處理廠D型濾池工程運行成本約為0.022元/m3。
根據D型濾池、砂濾池(V型濾池)、濾布濾池的設計條件進行估算,得出三種工藝的初步比較如下:
各種濾池處理效果均能達到設計要求,D型濾池和濾布濾池在技術上都有先進性;在占地面積上,相對于D性濾池,濾布濾池有少量優勢,V型濾池占地最大;從運行成本上看,濾布濾池和D型濾池相差無幾,V型濾池因為占地面積最大,反沖洗時需消耗電能最多,因此能耗最高;從建設費用上看,因為內部結構簡單,濾布濾池土建費用最低,但因無國產替代產品,其內部設備均為美國進口設備,因此總的建設費用遠高于另兩種池型;綜合比較,在相同處理效果前提下,D型濾池雖然在占地面積和運行費用上稍高于濾布濾池,但其總投資遠遠小于濾布濾池。因此,相對于其它兩種濾池型式,D型濾池工藝可為業主節省更多的建設投資和運行管理費用,其在污水處理廠一級A標改造技術中的應用是完全可行的。
5.6 D型濾池部分深度處理工程實例簡介
5.6.1 成都天回污水處理工程
成都天回污水處理廠工程規劃一期工程規模為10×104m3/d,總變化系數K總=1.3。污水經處理達到一級A標后重力排入金華河。
5.6.2成都龍潭污水處理廠工程
龍潭污水處理廠工程一期工程規模為10×104m3/d,總變化系數K總=1.3。污水經處理達到一級A標后通過管道重力排入馬鞍山排洪渠。
5.6.3 成都武侯區污水處理廠工程
武侯區污水處理廠工程一期工程規模為10×104m3/d,總變化系數K總=1.3。污水經處理達到一級A標后通過管道重力排入黃堰河。
5.6.4 成都江安河污水處理廠工程
江安河污水處理廠工程一期工程規模為10×104m3/d,總變化系數K總=1.3。污水經處理達到一級A標后通過管道重力排入江安河。
(1)深度處理方案選擇是根據水質水量,首先考慮工藝的經濟性和實用性,選用技術先進、投資省、占地小、運行費用低、節能減排、操作管理方便的成熟處理工藝;
(2)D型濾池具有濾速高、占地面積小、耗水耗藥量低、運行費用省等特點,多方面性能優于傳統砂濾池和纖維濾池;
(3)由于采用特有技術核心和結構特點,無論從理論研究還是實際工程實例,D型濾池在城鎮污水處理廠一級A標改造技術上的應用是可行并可靠的;
(4)D型濾池在城鎮污水處理廠深度處理中,具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益。
因此,D型濾池作為一種新型高效的重力式快濾池,以其高濾速、高精度的特點,在城鎮污水處理廠一級A標改造技術中具有廣闊的市場前景。

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