倒置AAO工艺.docx

1、倒置AAO工艺 倒置AAO工艺 倒置可 工艺技术改进的 研究州市大坦沙污水处理厂三期工程改造项目专 硕业：环境工程 士 生：伍志跃指 导 教 师：石太宏 副教授 工程领域导师：袁秀丽 教授级高工摘要本文以广州市大坦沙污水处理厂三期工程为生产试验基地，在理论研究的基 础上，运用对比、分析、综合和优化等方法， 对常规倒置 工艺进行技术改进 研究，并进一步对进水配水系数以及内、外回流比对除磷脱氮的影响进行研究与分析。 研究结果表明，改良 后的倒置 工艺在大坦沙污水厂三期工程的实践与 应用中是切实可行的：（ 从运行结果来看， ） 该工艺对有机污染物的去除效果显著， 除磷脱氮效率 高， 污水处理能力达到

2、设计要求的 万 ， ， 各项出 水指标均稳定达到或优于设计排放标准。 （ 增加了浮动的多点进水形式， ） 在保证厌氧段快速降解有机物的前提下， 合理分配厌氧、缺氧池的进水碳源，形成污泥负荷和污泥浓度梯度，抑制丝状菌 的生长，缓和脱氮和除磷两者之间的碳源矛盾，提高系统的脱氮除磷能力。 （） 通过增设内回流系统， 并对污泥外回流 值与混合液内回流 值的分析 与选取，增强了系统反硝化的能力，提高了脱氮效率，强化除磷效果，降低二沉 池的运行负荷，保证出水水质。 （ 改良 ） 后的系统， 增加系统实际运行的灵活性和适应性，可以使系统在运行时进行多种运行模式的切换， 提高整个污水处理厂的运行管理能力和处理

3、水平。 （ 改良后的倒置 处理工艺具有节能、低耗等经济效益，比常规的倒 ） 置 处理工艺每年可节约大概 万元。 本次研究通过调整、 优化生产运行工艺控制参数， 不断对工艺进行技术改进，提高除磷脱氮的效率，并将成果直接应用于实际生产中，取得很好的经济效益的社会环境效益，为现有污水处理厂的工艺改造、生产运行管理以及日 后新建污水 处理厂工艺的设计提供实践经验的积累和参考，推动污水处理事业进一步发展。 关键词：污水处理厂、倒置 工艺、技术改进、除磷脱氮 八 ， 八 ： ： 观 ： ： （ ） 胡 ， 叩 ， ， ， ， 朋 ， ： （ ） ， 皿 七 耐 （ ） ， （ ） ， ， ， （） ， ，

4、 ， ， ， （ ） 扩 ， 呷 爪 ： 、 扩 、 、 概述第 章概述 研究背景 随着世界人口的不断增加， 工农业生产的迅速发展， 人类对淡水资源的需求量日益增多。 另一方面， 人类活动在利用淡水资源后， 将许多未经处理的受污染水排入到自 然水体中。 据有关资料， 发展中国家 以上的城市污水未加任何处理就被排入地表水中。 污染物进入自 然水体， 其含量超过水体的自 净能力时， 就 会使水质变坏， 造成人为的水质污染。 地球上可供人类直接利用的淡水资源是十 分有限的， 而水体受污染又进一步缩小了可用的水资源， 加剧了淡水资源不足的局面。 目 前，全世界许多国家和地区正面临着淡水资源紧缺的严重局

5、面。 由于人口众多， 我国人均年径流量只相当于世界人均占有量的四分之一。 不仅如此，由 于地域辽阔， 我国的 水资源还存在着严重的时空分布不均衡性 不 。 同地区与季节降雨量极不平均， 旱灾害经常发生， 水、 可用的淡水资源和人类居住地的分布以及生存需要不成比例关系， 给水资源合理有效的利用增加了很多困难。 自 从我国改革开放以来， 随着国民经济迅速发展， 地区城市化、 工业化进程 的加剧， 人口密度的急剧增加和高度集中， 在有限的区域需要提供更多的生产及生活用水， 城市污水和工业污水的排放量与日俱增， 水环境的污染问题 日益突出，许多地区的江、 湖泊、 河、 海等受纳水体都遭受污染， 水质持

6、续的下降给城市景观、 人民的身心健康和经济的发展造成了严重的威胁。 许多城市出 现了水质性缺水， 城市的供水压力巨大， 水环境污染所造成的水危机已成了制约城市发展， 影 响广大人民生活水平提高的重要因素。 如何保护水资源， 让有限的地表水得到更 合理有效的利用，是城市走可持续发展道路所面临的共同问题。 近年， 保护水资源的意识在我国逐渐得到提高和重视。 加强水质管理， 控制污染， 节约用水等， 是防治水体污染的 重要措施田 对城市污水采取适当的 。 措施进行妥善的处理显得日 益迫切， 城市污水处理厂的建设、 运营以及各式各样的污水处理工艺、 设备、 设施的研究己成为世界性的热门研究课题。 许多

7、新型的污水概述处理新技术、 新工艺得以加速研究、 开发和应用。 我国的城市污水处理事业正以前所未有的 速度发展。 据资料显示 年底，我国已 ， 建成城市污水处理厂 座，其中二级生化污水处理厂 座，污水生化处理总规模己达到 万 吨 二级处理率约为 巧， 日， 用于城市污水处理工程建设的总投资约为 亿 元。 污水处理能力在逐年提高， 年末， 到 我国共有城市污水处理厂 座， 形成污水处理能力 万吨 日，比 年增加污水处理厂 座，新增污水 处理能力 万吨 按我国国民经济发展计划和水污染防治规划中城市污水 日。 处理规划要求： 年城市污水集中处理率达到 ；到 年，我国城市化 率将达 ，城镇人口总量将从

8、现在的 亿增加到 亿，城镇需水量将从目 前的 亿 增加到 亿耐。 污水处理率建制镇不低于 ，所有设市 城市不低于 ，重点城市不低于 。 预计未来 年内我国城市污水处理设计规模将超过 万吨 日。 自 年，英国的爱尔登 （ 和洛开脱 （ ） 从 ） 在曼彻斯特建立了世界上第一座活性污泥法实验工厂， 现在活性污泥法己成为世界各国广泛采用的 污水处理方法闭 由 。 于活性污泥法在城市生活污水的 处理中 具有经济、 高效、稳定等显著的优点， 几十年来， 活性污泥法技术有了许多进展， 在实际工程中得 到普遍的推广应用。 我国新建及在建的城市污水处理厂所采用的工艺中， 各种类型的活性污泥法仍为主流， 以 各

9、式各样的活性污泥法工艺百花齐放、 占 上 。 各显神通， 在不同的污水水质净化中发挥作用。 许许多多的活性污泥法处理工艺，都有 良好应用的工程实例。 但随着社会的发展和人类文明的进步， 使现代化工业得以迅速发展， 人们生 活水平也不断提高，工业废水和生活污水的排放越来越多，大量的化肥、农药、 洗涤剂等高浓度氮、 磷废水的排除， 导致城市污水中氮、 磷浓度急剧增加， 氮磷 是藻类生长的限制因子， 废水中排放的氮磷会引起藻类的过量繁殖， 导致水体的富营养化 对宝贵的水资源构成相当 幻 ， 大的威胁，同时引 起水体中溶解氧降 低，也影响了处理后污水的复用。 磷营养物对水体污染和危害己同 为主的有 氮

10、、 机污染物一样， 成为水环境治理的主要矛盾。 自 七十年代起， 水休中氮、 磷的控制就引起世界各国的广泛注意， 我国的氮、 磷污染也相当严重， 许多水体出现了富营养化迹象。 水体富营养化问题己成为世界性的环境问题， 这些都己经引起了社会及专家的重视。 概述 由于采用常规活性污泥法处理的城市生活污水， 经二级处理后的出水中仍含有不少的氮和磷。 随着控制水体富营养化问题的突出以及我国对水环境质量要求的提高， 修订后的国家 污水综合排放标准（ 一 也越来越严， ） 特别是对出水氮、 磷的要求提高， 使得新建城市污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题。 欧共体也在 年实施严格的氮、 磷排放标准， 要求排放

11、水中总氮小于 ， 总 于 仁 前，欧 在 磷小 。 目 美 新建污 理设 考虑脱 磷要求，同 水处 施中 氮除 时还花大量投资改造现有设备使其达到脱氮除磷效果。 因此， 新建的城市污水处理 厂的工艺流程不仅要有效地去除 和所 ，且具备脱氮除磷功能，才能有效 扼制水体的富营养化问题。 随着人们环保意识的不断提高， 生物除磷脱氮技术得到了较大的发展和应用， 通过国家及地方投资建立了多种形式的脱氮除磷城市 二级污水处理厂，为保护水资源发挥着积极作用。 七十年代以来， 各国对污水脱氮除磷方面的研究己取得较大的进展， 并且己有一些大规模的工程投入生产性运行。 八十年代以来， 生物脱氮除磷工艺己成为 现代

12、污水处理的最大的课题，特别是 系统生物脱氮除磷工艺，因其特有的 技术经济优势和环境效益， 越来越受到人们的高度重视。 九十年代末、二十世纪初， 一种基于传统扩 工艺基础上改进的 “ 倒置扩 除磷脱氮工艺” 新工艺 的研究与试验日 渐成熟， 它弥补了 传统 工艺的一些缺点，有取代传统 工艺的趋势。 这种倒置的 丫 工艺将缺氧段置于厌氧段的前面，强化了系统的 脱氮能力，并且防止回流污泥中的氧对厌氧区有效释磷的影响。 广州市大坦沙污水处理厂是广州市政府制定的全市污水治理总体规划中建 成的第一座大型城市污水处理厂。 大坦沙污水处理厂分三期建设， 二期分别 一、 于 年底和 年底建成， 设计污水处理能力

13、为 万吨 采用分点进水 日， 传统 工艺。 三期扩建工程是一、二期工程的延续和拓展，建设规模为 万 吨 日，总投资约 亿元。 厂区地址位于广州市荔湾区大坦沙岛上， 珠江大桥双桥路南侧，红线总征地面积 平方米。 污水收集范围东面以新广从 公路、大金钟路为界；南面以环市路为界，同时包括同德小区、罗冲围小区、大坦沙岛、 金沙洲等地域；西面以珠江航道岸边为界； 北面以黄石路为界。 污水收集面积约 平方千米， 受益人口约 三期建成后， 万。 连同一、 二期工程， 污水处理设计能力达 万 日，受益人口约 万。 污水处理工艺采用分点 进水倒置 工艺，有两条生产线组成，每条生产线 万吨的处理量。 概述 研究的

14、目的及意义 由于倒置 工艺还属于不成熟的 研究阶段， 缺乏广泛的应用，尤其是大 规模的生产对比 试验，特别是对传统 工艺与倒置 工艺的 对比分析缺乏充分、 有效的数据， 而且对于该工艺多点进水的进水分配系数的设计以及取消内回流 （ 即将混合液内回流与污泥外回流合并）的形式， 还需要进一步的理论分析 与实践应用验证。 为此， 本文以广州大坦沙污水处理厂三期工程为生产试验基地，在的理论研究的基础上， 运用对比、 分析、 综合和优化等方法， 对常规倒置 工艺进行技术改进研究， 并进一步对进水配水系数以及内、 外回流比对除磷脱氮的影响进行研究与分析。 本次研究通过调整、 优化生产运行工艺控制参数， 不

15、断对工艺进行技术改进，提高除磷脱氮的效率， 并将成果直接应用于实际生产中， 取得很好的经济效益的 社会环境效益， 为现有污水处理厂的工艺改造、 生产运行管理以及日后新建污水处理厂工艺的设计提供实践经验的积累和参考，推动污水处理事业进一步发展。 研究的主要内容及特色 可行性分析 根据分析， 传统 工艺存在以 下三个明显的缺点：（ 由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响； ） （）由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而 影响了系统的脱氮效果；（）由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一少部 分经历了完整的放磷、 吸磷过程， 其余则基本上未经厌氧

16、状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的。 因此引出倒置 新工艺： 缺氧段在系统首段，与传统 工艺的厌氧、 缺氧区位置倒置， 反硝化的碳源要求优先获得满足， 强化了系统的脱氮能力， 且 可防止回流污泥中的氧对厌氧区有效释磷的影响。 系统只设置污泥回流一个系概述统。 但常规的倒置 工艺往往存在进水分配不当的缺点，而且由于采用一个 回流系统， 悬浮物出水稳定性不足， 反硝化率也有待提高。 所以有必要对常规的 工艺进行改良 与实践应用研究：（ ） 增加分点进水方式 合理分配厌氧、缺氧和好氧池的进水碳源 形成污泥负荷和污泥浓度梯度，抑制丝状菌的生长； 通过多点进水、 重新分配进水流量， 提

17、高生物反应池阶段区域的污泥浓度，减少阶段区域的池容；解决倒置 丫 工艺中厌氧池聚磷微生物实际处于一种碳源竞争不利的地 位，相应地提高了释磷的水平（ 增加倒置 工艺系统混合液内回 ） 流的作用增加系统实际运行的灵活性和适应性。 设置内回流可使系统在运行时进行倒置分点进水 工艺和传统 工艺 等多种设计运行模式的切换，提高整个污水处理厂的运行管理能力和处理水平。 降低二次沉淀池的运行负荷，保证出水水质 增加系统内回流可降低系统外回流量，降低二次沉淀池的实际表面水力负 荷、底流速度和实际固体通量等运行参数，保证和提高出水水质。 通过增加内回流，解决了污水厂实际运行中缺乏运行调控手段的问题 设污泥内、外

18、回流，内回流依据反硝化率定，可调控，混合液内回流比 一 ；污泥外回流依据 及污泥浓度而定，可调控， 外回流比一 。 内外回流功能明确，可以分别调控，调控手段灵活。 由 于增加了内回流， 加强了反硝化， 从而降低恶劣供氧量 由于 氨氮氧化成硝酸盐氮，需氧 ，而 硝酸盐氮反硝化 将回收 氧。 从理论上讲， 利用污水的反硝化作用，可能减少的硝化供氧量， 这一事实可明显节省能源。 所以说， 本次研究是有一定的理论依据的， 也就具备了有实践研究的可行性。 同时， 本次研究直接在现有污水厂中进行生产应用研究， 在确保一定的出水指标前提下，不需要增加额外的经济投入， 就能达到预期的研究目的， 所以在经济上也是可行的。 同时， 课题能对相关的能耗进行定量分析， 也为日后工艺设计选型与开发提供了技术支持。 概述 研究主要内容 研究首先分析了除磷脱氮的污水处理工艺进行详细分析