污水處理廠二級出水中混凝沉淀工藝的應(yīng)用
水資源是關(guān)系民生與社會發(fā)展的重要因素，而我國作為人口大國，人均水資源緊缺也是如今面臨的重要問題。為了對水資源進(jìn)行最大程度的合理化利用，我國做出了諸多努力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，再生水處理的手段越來越多，但是混凝沉淀過濾工藝作為傳統(tǒng)工藝，因為易操作、穩(wěn)定性強等特點，在再生水行業(yè)依舊占有一席之地。本文以高碑店污水處理廠采用混凝沉淀過濾工藝的二級出水再生利用工程為例，對其運行12年的各項成果以及經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，用來對現(xiàn)有的混凝沉淀過濾再生處理工藝進(jìn)行指導(dǎo)。
一、處理工藝
某污水處理廠建成日處理能力為每天10000噸，該廠的再生水合格指標(biāo)為BOD＜20mg/L，SS＜20mg/L，COD＜60mg/L，三項指標(biāo)都符合相關(guān)規(guī)定中的BOD＜20mg/L,濁度＜10NTU。再生水處理的主要場所有污水管線二沉出水、中水泵房、加藥間、反應(yīng)池等，具體工藝過程是首先用泵將二沉出水轉(zhuǎn)移到混凝反應(yīng)池中，混凝劑通過加藥裝置進(jìn)入混合反應(yīng)器中，然后在混凝池中沉淀絮體，以達(dá)水和泥分離的目的。將混凝池下方的泥排至污水管線，上層清液排入濾池中，在濾池中將水中的SS除去，過濾后的水要進(jìn)入清水池，通過泵將清水輸送到各個用水點，工藝具體步驟見圖1。
圖1 再生水處理工藝流程
二、處理效果
混凝沉淀工藝可以快速、有效地去除二級出水中的固體物質(zhì)，可以使污水的濁度大大降低，還可以去除其中的一些病毒。采集二沉出水和砂濾出水的水質(zhì)數(shù)據(jù)，將水質(zhì)中的三項常規(guī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，然后對綜合對比效果進(jìn)行分析。經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)和圖表分析得出相關(guān)數(shù)據(jù)，混凝沉淀工藝可以有效地去除水中58.48％的SS，并且對BOD和COD也有一定的去除作用，去除率也可分別達(dá)到24.85％和17.25％。
污水處理的實質(zhì)是對水中污染物進(jìn)行分離和轉(zhuǎn)化，而轉(zhuǎn)化的最終產(chǎn)物大多需經(jīng)分離予以除去。所以，分離是污水處理過程非常重要的一環(huán)，直接影響到處理的效果和成本。從整體上看，混凝沉淀工藝出水較為穩(wěn)定，波動的區(qū)間較小。在實際沉淀工藝進(jìn)行時發(fā)現(xiàn)，只要混凝劑投放及時，則處理后的水中SS值可以低于10mg/L，完全符合相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
三、運行與管理
1.藥劑投加
污水處理中使用的藥劑分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩大類。有機絮凝劑的作用原理包括兩個方面：第一就是其分子上帶的正電荷可以中和污泥中顆粒所帶的負(fù)電荷，使之脫落，這種原理可以稱為壓縮雙電子層；第二就是利用其高分子將許多細(xì)小的污泥顆粒吸附在一起，進(jìn)而形成較大的顆粒，便于除掉，這種原理稱為吸附架橋。無機混凝劑的作用原理也包括兩個方面：第一就是混凝劑可以水解出陽離子，與膠體表面的陰離子相結(jié)合；第二就是這些離子可以奪取顆粒周圍的水分子，破壞水殼。以上兩方面的作用共同發(fā)揮，使得膠粒失去原有的平衡，彼此之間發(fā)生凝聚，從而形成較大的沉淀便于去除。相關(guān)的技術(shù)人員通過不斷的實驗，得出了最佳藥劑為聚合氯化鋁，投配率在20～30ppm之間，濾池的空氣沖洗強度為15L/s·m2，水反沖洗強度為4L/s·m2，反沖洗周期為24h，反沖洗時間為25min。近些年來，高碑店污水處理廠的處理技術(shù)得到很大提高，二沉出水的水質(zhì)初期也有了較大改善，二沉出水中的BOD、COD、SS值都有了不同程度的下降，但是二沉出水水質(zhì)的優(yōu)化對中水區(qū)的混凝沉淀帶來了比較大的困難。
由于二沉出水前期的水質(zhì)調(diào)高，導(dǎo)致在混凝沉淀時處理的污水濁度較低，比較難形成大的礬花，所以就難以沉降。雖然這樣處理后的水質(zhì)還符合標(biāo)準(zhǔn)，但是沉淀池的感觀效果非常重要，而礬花在沉淀池中難以降解是影響感觀效果的重要原因。近些年來，廠區(qū)的設(shè)備不斷發(fā)展，廠區(qū)的需水量也在增加，導(dǎo)致二期中水區(qū)一直滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)。為了供應(yīng)及時，反應(yīng)沉淀池水停留時間縮短，導(dǎo)致沉淀時間減少，影響清水池的出水質(zhì)量。為了解決這個問題，高碑店根據(jù)水量的變化重新選取藥劑。根據(jù)各方面的要求，綜合選出的藥劑為聚合氯化鋁，投配率為5ppm，排泥頻率為一天5次，反沖洗強度不變，頻率為12h一次，可保證清水池出水符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.檢修及維護(hù)
高碑店污水處理廠中設(shè)有自控系統(tǒng)，相關(guān)工作人員可以在自控系統(tǒng)上查看相關(guān)數(shù)據(jù)以及報警記錄。每月、半年、年都要對各個設(shè)備進(jìn)行清理維護(hù)，其中，濾池中的石英砂更換的周期較長，但是在使用過程中流失需要及時補充。高碑店污水處理廠的系統(tǒng)維護(hù)費用較低，周期較短，可以適應(yīng)長期供水。
四、效益與成本
目前，再生水處理的成本是0.31元/m3，中水處理10000m3/d，一年可以節(jié)約自來水365噸，每年可節(jié)約成本1346.85萬元，大大節(jié)省了水資源，提高了污水再循環(huán)利用。
五、教學(xué)設(shè)備的推薦與介紹：
本裝置以現(xiàn)場工程中的小型污水處理廠部分處理系統(tǒng)為原型，其中配置多斗初沉池、曝氣池、二沉池、砂濾裝置及濃縮池等；污水通過配水箱被提升至初沉池進(jìn)行初級污泥沉淀，然后進(jìn)至曝氣池進(jìn)行接觸氧曝氣處理，曝氣通過小型空氣壓縮機，并通過風(fēng)量計進(jìn)行對曝氣量的控制；經(jīng)過曝氣池的污水再通過二沉池進(jìn)行沉淀；再進(jìn)入砂濾裝置進(jìn)行過濾；最后進(jìn)入濃縮池進(jìn)行濃縮處理。學(xué)生通過對該污水處理廠立體布置模型系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，可了解系統(tǒng)中典型污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用，掌握各個系統(tǒng)的工作原理，進(jìn)而具備設(shè)計污水處理廠各處理系統(tǒng)的能力。
污水處理各級系統(tǒng)模擬真實應(yīng)用中的污水處理廠的工藝流程，可了解真實污水處理廠的控制流程及控制策略，了解各處理系統(tǒng)的構(gòu)造及工作原理；
控制策略中涉及閉環(huán)控制系統(tǒng)，曝氣與風(fēng)量計構(gòu)成人工控制的閉環(huán)控制策略；
可通過攪拌電機的調(diào)試裝置調(diào)速攪拌電機的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到合理的系統(tǒng)要求；
1.處理水量：10~30L/h；
2.外形尺寸：2200mm×500mm×1600mm；
3.輸入電源：AC220V；
4.功率：800W；
四）實訓(xùn)內(nèi)容：
實訓(xùn)一：多斗式初沉池的基本結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計和制作方法
實訓(xùn)二：曝氣池的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和制作方法、曝氣量的控制
實訓(xùn)三：沉淀池的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和制作方法
實訓(xùn)四：污泥回流系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和制作方法
實訓(xùn)五：壓力砂濾罐的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和制作方法
實訓(xùn)六：角錐農(nóng)縮池的基本結(jié)構(gòu)、工藝流程和制作方法
實訓(xùn)七：電氣控制流程及線路試驗
五）配置：
1.裝置包括配水系統(tǒng)；2.多斗式初沉池；3.曝氣池；4.沉淀池；5.污泥回流系統(tǒng)；6.壓力砂濾罐；7.角錐農(nóng)縮池等組成；8.配套有攪拌配水箱2只；9.水泵3只；10.調(diào)速電動機及調(diào)速器1套；11.污泥回流水泵1臺；12.旋渦式氣泵1臺；13.轉(zhuǎn)子流量計2只；14.氣體流量計1只；15.微孔曝氣器2套；16.電控箱1只；17.漏電保護(hù)開關(guān)；18.按鈕開關(guān)；19.連接管道和球閥；20.不銹鋼臺等。
六、結(jié)束語
混凝沉淀過濾工藝并沒有過時，在如今這個科技發(fā)展迅速的社會占有一席之地�；炷恋磉^濾工藝有著低成本、易操作等優(yōu)點，這是其可以繼續(xù)被人們使用的重要原因，它可以節(jié)省大量的水資源，可以有效提高污水的循環(huán)利用，為水資源的長久利用提供保障，為我國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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