生物移动床技术在电厂生活污水回用工程中的应用研究.pdf

组成主要是杆菌 、 丝状菌和少部分球菌 。由此可见反 应器中的水力负荷及污泥负荷的控制改善了污泥颗 粒的结构 ,对其生物构成也进行了选择 。 4 结论 1 水力负荷在 1 ～ 3. 5 m h, 进水 CODCr浓度在 3 500～ 6 500 mg L 的范围内, 反应器完全能够稳定运 行。取自UASB 的污泥经选择后能够适应高流速的 运行条件 。 2 启动后流速在 1～ 2 m h 条件下, 污泥冲蚀流 失明显,主要是中空的颗粒及原有的和颗粒破碎后产 生的絮体 ,反应器底部污泥床层明显并随内部产气聚 积、 释放而呈现周期性的向上喷涌状湍动。 3 水力负荷能对颗粒的生长过程进行调整, 使 其适应 EGSB 反应器的运行环境, 要先对投加的种泥 进行选择 。 4 由此试验过程推断 , 如果改善目前的 UASB 运行状态, 即提高现有流速和负荷, 其过程产生的污 泥作为种泥将缩短 EGSB 反应器的启动时间 。 参考文献 1 Kato M T. The anaerobic treatment of low strength soluble wastewaters. Wagenigen Agricultural University.anded granular sludge bed EGSB reacter. Wat. Sci. Tech. , 1999. 40 8 99～ 106. 2 Van Lier J B, et al. New perspective in anaerobic digestion. Wat . Sci. CODCr 一般在 100 mg L 左右或更低。针对低浓度的厂区生 活污水,对河北省西柏坡发电责任有限公司厂区的生 活污水采用了“生物移动床生物过滤 深度过滤 臭氧消毒”联合工艺。实践证明该工艺运行稳定, 抗 冲击能力很强, 出水能满足工业循环冷却水水质 要求 。 2 工艺设计 河北西柏坡发电有限责任公司 以下简称西电 是华北电网和河北南网的负荷中心 ,西电为凝气式燃 煤火力发电厂。西电排水采用生产-雨水和生活污水 分排方式, 各建筑物内排放的生活污水 , 用重力流管 道排至厂区污水处理站。 2. 1 设计数据 目前西电生活污水排放量约 60 m 3 h ,为适应发 展的需要, 应厂方要求按 90 m 3 h 设计 。 设计水质为 1进 水 水 质 CODCr 100 mg L , BOD5 19 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 40 mg L ; 2 排水水质 其中 20 m 3 h 用于绿化, 70 m3 h 用于补充循环冷却水 。 废水处理站终端出水符合循环水水质要求 循 环冷却水设计规范GB50050-95 pH 7. 0 ～ 9. 2,SS ≤ 20 mg L ,Ca 2 30 ～ 200 mg L ,石油类 ≤5 mg L, 甲 基橙碱度 ≤ 500 mg L ,余氯 0. 5～ 1. 0 mg L ; 绿化用水符合绿化用水水质要求 生活杂用水 水质 标准 CJ25. 2 -89 CODCr50 mg L, BOD5 10 mg L, pH 6. 5 ～ 9. 0, SS 10 mg L 。工艺流程见 附图 。 附图 工艺流程图 2. 2 工艺分析 废水首先经格栅分离掉废水中的悬浮物及大固 体颗粒物后由污水泵打入调节池, 在调节池停留一段 时间, 使水质均匀; 调节池中的积泥间歇排入生物污 泥池 ,然后靠重力自流进入悬挂链生物移动床进行生 化处理,依靠微生物的生理代谢降解水中的有机物; 出水自流入集水池 ,用泵提升入导流沉淀塔 ,沉淀污 泥靠重力流回到生物污泥池, 上清液自流到平流滤塔 进一步处理 ,依靠填料的吸附、截留作用去除水中溶 解性颗粒物和 CODCr, 滤塔出水用臭氧消毒杀菌后进 清水池,稳定水量后用于补充循环冷却水。生物污泥 池中的滤出水经处理站内排水管回流到格栅前,重新 进行处理 。 1 生物移动床 该工艺的核心处理单元为曝气 池,曝气池采用生物移动床 Moving Bed Biofilm Reactor 简称MBBR 结合悬挂链曝气系统 。 该反应器模拟了大自然生态系统中水体的自净 功能 。 采用浮球载体, 不存在固定填料的生物膜脱落问 题,浮球借助水力冲击和相互间的碰撞进行生物膜的 更新, 保证生物膜的活性 ; 填充比可以根据水质和运 行情况选择 ,该工程采用的填充比为 10, 使用的载 体为 50 mm 的PVC 球状填料 ,密度为0. 92mg cm 3 ～ 0. 97 mg cm 3 ,这些载体的基座是小的圆柱 ,外表面有 一些小的纵向的鳍状物。 悬挂链移动曝气设备是一种具有较高效率、 便于 维持的曝气设备。其充氧效率和动力效率较普通微 孔曝气设备有所提高, 并且可以在不影响正常运行 不停水、 不停止供气 的情况下,进行正常检修,更换 损坏的曝气器, 经济 、 可靠 。 该工艺方法将生物移动床和悬挂链曝气装置结 合。实践证明两者结合后在处理低浓度生活污水时, 悬挂链的摆动非均匀曝气 ,使反应器内悬浮载体基本 无死角区域 ,整个池子形成非常理想的载体流态化; 其次, 曝气效率的提高使得用气量减小 , 气水比仅为 2∶ 1 时足够满足运行条件 ,载体 、污水和气泡在该条 件下形成较好的三相混合 。在实际运行过程中发现, 反应池中悬浮污泥量很小 , 出水肉眼几乎看不到污 泥,载体生物膜均匀, 在水中附着丝状膜厚 2 mm, 镜 检结果可以看出膜生物丰富, 除菌胶团外还有大量的 球衣菌等丝状菌 、 原生动物和微后生动物 ,形成微生 态系统。 该曝气池前端还设有一小段缺氧区 ,缺氧区中填 有内装海绵的球型载体 150 mm ,填充高度 0. 6 m, 用网压于水下。其厌氧效果良好,对于调节污水的可 生化性起到重要作用 ,保证了后续生物移动床的稳定 运行 。 2 导流沉淀塔 导流沉淀塔高 6 m , 4 m ,是一 种竖流沉淀池。进水采用“切线消能方式” ,水在塔中 以螺旋方式上升 ,沉淀效果大大提高 ; 塔中加有高1 m 的焦炭层, 吸附少量污泥 ,具有生物过滤的作用。 3 过滤、消毒系统 过滤装置为平流滤塔, 高 4 m ,直径 2. 3 m 。该滤塔采用双层滤料 , 上层为石英 砂,下层为水淬渣; 反冲洗方式采用气水混合反冲洗。 水淬渣是高炉中熔炼生铁时所产生的浮在铁水 表面的熔融物, 经过水淬冷处理,形成的质地疏松 、 多 孔的颗粒。由于水淬渣中含有的多种电解质在水解 时可形成多种多核的络合物, 这些络合物不断缩聚反 应,逐渐形成高分子聚合物,随着缩聚反应的进行 ,聚 合物的电荷不断升高 ,这有利于吸附水中悬浮物的胶 体杂质,电解质的化学吸附和颗粒的物理吸附使水淬 渣具有良好的过滤效果 。而且利用水淬渣可以废治 废,其来源广泛 ,价格也远低于其他吸附剂 。两者组 成的双层滤料截留杂质能力强 , 杂质穿透深 ,产水能 力大 ,适宜生化处理后的污水过滤。 消毒系统采用臭氧杀菌消毒,用水泵从清水池循 20 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 环抽水混合。臭氧本身具有杀菌、缓蚀和阻垢的功 效,可代替传统的化学药剂处理循环冷却水 ,而且处 理费用低于化学药剂处理方法 ,处理后无二次污染 。 4 污泥系统 该工艺中, 由于产生的剩余污泥 很少 ,大部分污泥系统自身消化了 。导流沉淀塔定期 排放的少量污泥到生物污泥池 , 调节池底部设有斜 坡,活性较好的污泥随水流到曝气池, 活性差的污泥 随调节池的积泥一起排入生物污泥池。 生物污泥池内人工栽植芦苇, 底部为石英砂和粉 煤灰 。污泥通过下渗 、 晒干作用,芦苇将污泥稳定 、 改 性,无臭味 。根据运行情况,大约每 3 年挖泥 1次 。 3 工程调试和运行效果 2003 年9 月 1 日,工程调试完毕, 开始试运行 。 3. 1 曝气池运行效果 1 曝气池挂膜采用“先缺氧 ,再好氧”的方法 ,调 试阶段证明该方法经济可靠, 只需要曝气池体积 10浓度为3 000 mg L的少量活性污泥 ,先将载体与 活性污泥混合放置 1 d,第 2 d 开始曝气, 连续进生活 污水, 对于低浓度的生活污水, 从第 4 d 出水 CODCr开 始稳定在 30 mg L 以下。通过调试 ,现场挂膜比实验 室试验和中试试验更容易 ,而且生物膜致密、稳定 ,运 行1 星期后 ,膜在水中的飘起厚度约为 2 mm 。 2 调试阶段对曝气池的进气量进行了调试。结 果说明,悬挂链曝气系统的充氧能力强 ,气水比在2∶ 1 以上时,曝气池的载体流化状态和溶解氧均能得到较 好效果,最终实际运行的气水比选择2∶ 1。 3 生物移动床抗冲击能力很强 ,停留时间 3 h～ 10 h ,出水CODCr均在 30 mg L 以下 。曝气池运行过程 中,出水的泥量很少 ,肉眼几乎看不到活性污泥。 3. 2 沉淀塔和平流滤塔运行效果 1 由于该系统剩余污泥量少, 沉淀塔中加有焦 碳吸附 层, 沉淀吸 附效果 明显 , 出 水 SS 稳 定在 10 mg L以下。焦碳层保证出水无悬浮物, 焦碳颗粒 在50 mm 左右 , 孔隙较大 ,因此不会产生堵塞现象。 经过长时间运行后, 焦碳表面会逐渐生长出生物丝状 附着物 ,焦碳层生物过滤的作用将发挥作用 ,这还有 待今后长期持续的观察试验。 2 平流滤塔过滤后CODCr在 20 mg L 以下,SS 在 5 mg L 以下 。滤塔反冲洗为气水混合反冲洗 ,反冲洗 水取自清水池, 浊水排回格栅前。 3. 3 出水自动监测 清水池中安装有自动监测仪器, COD 在线测定 仪、 SS 在线测定仪和 pH 测定仪, 对出水水质进行监 测。清水池采用泵循环的方法通入臭氧消毒 ,对清水 池进行杀菌消毒 ,确保出水满足工业循环水的要求 。 4 总结 “生物移动床 生物过滤 深度过滤 臭氧消 毒”联合工艺,处理生活污水运行稳定,出水可以直接 用于工业生产, 运行成本低。 在工程调试阶段和实际运行阶段也发现一些可 以继续改进的地方, 比如曝气池的结构可以进一步改 进,使生物移动床更好的运行; 可以尝试工艺一体化 结构的研发 ,降低土建费用。 参考文献 1 王志轩, 关越, 朱法华. 全国火电厂生活污水处理设施运行状况及 建议. 电力环境保护,2000. 15 3 . 2 美 L. S. 范等. 蔡平, 俞芷青等译. 气液固流态化工程. 北京 中国 石化出版社, 1993. 3 美 戴维斯 Davis,M . L. , 美 康维尔 Cornwell, D. A . 著; 王建龙 译. 环境工程导论. 北京 清华大学出版社, 2000. 4 戴云松, 卢素焕,张振声. 火电厂生活污水处理新技术. 电力情报, 2001. 3 11 42～ 43. 5 王涛, 楼上游. 悬挂链移动曝气技术的研究. 工业水处理, 2001. 12 42～ 43. 6 王奕, 张兴文, 杨凤林. 移动床生物膜反应器的研究及应用现状. 环 境污染治理技术与设备,2002. 7, 3 7 78～ 80. 7 J. Wanner, et al. Activated sludge process combined with biofilmcultivation. Wat. Sci. Techn. ,1988. 22 2. 8 G. Pastorelli. et al. Organic carbon and nitrogen removal in moving-bed biofilm eactors, Wat. Sci. Techn. ,1997. 35 6. 9 Bjm Rusten et al . Moving bed biofilm reactors and chemical precipi-tation for high fficiency treatment of wastewater from small com -munities, Wat. Sci. Tech. , 1997. 35 6. 作者通讯处 李明 100083 北京科技大学环境中心 电话 010 62333434 E -mail lixiansheng vip. sina. com 2004- 07-22 收稿 21 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 STUDY AND APPLICATION OF PURIFICATION AND RECYCLING OF WASTEWATER FROM A MINERAL CONCENTRATING PLANTSun Shuiyu et al7 Abstract The purification and recycling of wastewater from Nanjing Xixiashan Xinyang Mine Company are investigated. The tests of wastewater treatment and recycling are carried out. In addition, the testsof ore flotation are conducted inorder to determine the effect of wastewater recycling on the ore flotation process. The zero discharge of wastewater is obtained. The plant engineering system of purification and recycling of wastewater is designed and constructed. The system has been operatd successfully. The good environmental and economical benefits are produced. Keywords mineral concentrating wastewater, purification and recycling, zero discharge and plant operation BIOLOGICALFILTRATIONOXIDATIONREACTORFORTREATINGCOKEPLANT WASTEWATERXiao Wensheng et al9 Abstract Due to the fact that the activated sludge process is used to treat coking wastewater in a coking plant, whose effluent can not meet the discharge standard. Therefore a biofiltration oxidation reactor is used to further treat the wastewater. The results show that the efficiency of this process is stable and feasible and the system displays a higher resistance to shock. The average removal rates of CODCr, NH3-N, SS, oils, volatile phenol and cyanide are 64. 7, 79. 8, 76. 6, 52. 1, 95. 4, 61. 4 respecitvely. The quality of effluent meets discharging standard of our country . GB8978-1996 the second level of national discharged standard for the second contaminants Keywords coke plantwastewater, biological filtration oxidation reactor and activated sludge EXPERIMENTAL RESEARCH ON TREATING ETHYLAMINE WASTEWATER USING THE PRESSURIZED AERATION -SEQUENCE BATCH REACTOR ACTIVATED SLUDGE PROCESS Chen Libo et al 12 Abstract It is researched that treating ethylamine wastewater by the pressurized aeration -sequence batch reactor activated sludge process. WhenCODCrof influent is 2 600 mg L, and that of effluent is less than 150 mg L. The volumetric loading is 3. 0～ 8. 0 kg CODCr m3d. This features fast biochemical reaction rate, high efficiency of removing nitrogen and less land -occupying. Keywords P -SBR reactor, ethylamine wastewater and denitrification RESEARCH ON THE NITROGEN AND PHOSPHORUS REMOVAL OF THE MODIFIED AB PROCESSZhang Zhibin et al 14 Abstract A modified AB process was studied for solving the carbon resource shortage problem in order to improve the nitrogen and phosphorus removal efficiency of the AB process. The results of the parallel bench-scale experiment showed that the nitrogen removal and phosphorus removal efficiencies of the modified AB process reached 79. 8 and 90. 61respectively without losing organic removal perance and adding aeration volume,which improved greatly compardwith the traditional AB process and intermittent aeration process. The CODCr, TN and TP concentrations meet the National Wastewater Integrated Discharge Standard. Keywords modified AB process, biological nitrogen phosphorus removal and carbon resource shortage problem A PILOT-SCALE STUDY ON EXPANDED GRANULAR SLUDGE BED EGSBREACTOR FOR TREATING MAIZE STARCH PROCESS WASTEWATERShi Xiankui et al 17 Abstract The perance of EGSB for treating maize starch processwastewater wasstudied. The result showed that superficial liquid upflow velocity was the key factor affecting the influent function of EGSB reactor. With influent superficial liquid upflow velocity of 1 ～ 3. 5 m h and CODCrconcentration of 3 500～ 6 500 mg L, CODCrremoval rate of above 85 was attained. After some time of operation, the granular sludge could adapt to the running condition of EGSB reactor. Keywords expanded granular sludge bed EGSB , granular sludge, starch process wastewater and anaerobic treatment APPLICATION OF MOVING BED BIOFILM REACTOR TO DOMESTIC WATER REUSE IN THERMAL POWER PLANTLi Ming et al 19 Abstract A MBBR moving bed biofilm reactorwas tested for treatment of domestic wastewater in Xibopo Thermal Power Plant. The MBBR was used to treant low concentration influent 100 mg L in CODCrconcentration . The Wastewater Treatment Center of BUST Beijing University of Science andTechnologyintroduced the treatment process of“MBBR -biofilm filtration -depth filtration-ozone disinfection” . It has been proved that this process features high efficiency, stable effect and reliable operation. Keywords wastewater treatment, reclaimed water reuse andmoving bed biofilm reactor ANAPPLIIED HYDROLYTIC -AEROBIC TECHNIQUE FOR DOMESTIC SEWAGE TREATMENT Yuan Jun et al 22 Abstract Hydrolytic -aerobic processwas used to treat domestic sewage instead of an embedded equipment, which can solve the problem of corrosion of the equipment, but also overcome the difficulty of insufficient residence time. As a result, the treatment effect was also improved. Keywords hydrolytic -aerobic process, embedded equipment and doemstic sewage 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 1,Feb. , 2005