无论是国家生态环境部在2020年12月发布的《关于进一步规范城镇(园区)污水处理环境管理的通知》、2021年1月发布的《生态环境标准管理办法》,还是“十四五”规划中明确坚持推动的绿色发展,都充分说明我国对环境问题的重视程度日益增加。
其中,污水处理是环保行业重点发展的方向,而作为污水排放各类监管指标中极为重要的一项,越来越多的行业污水对总氮排放标准有所要求,且标准也逐渐提高。
众所周知,由于相比物化方法,生物处理更具性价比,目前国内最常用的脱氮工艺依然是建立在微生物水处理技术基础上,比如AAO、SBR、CASS、生物滤池等等。然而尽管如此,处理成本还是可以通过一系列技术手段继续降低。
降本优化方法
常见的降本手段主要体现在工艺及设备优化、污泥处理、药剂管理等方面:
· 1.工艺及设备优化 ·
工艺方面,主要是根据上游行业、地域地形、经济水平、人口分布、气候条件和区域环境容量等因素选择合适的处理工艺,或通过更改工艺参数对系统进行优化;设备方面,选择能够节约成本的设备,比如利用磁悬浮风机节省电耗、使用自动加药装置有效控制药剂(碳源)投加量等;由于工艺及设备优化一次性投入费用高,受场地面积、已建设施等条件制约,对已运行的水厂来讲改造难度较大,实际在此方面的降本优化多基于参数调整。
· 2.污泥处理 ·
污泥处理是电能消耗的一个主要阶段,约占水厂总电耗的50%,同时污泥处置费用也较高(以焚烧为主,如制砖厂处理污泥的费用约280元/t),一般通过提高脱水机工作效率、更换减少污泥增长的药剂等方式进行这方面的降本工作。
· 3.药剂管理 ·
使用性价比更高的药剂(碳源)、投加合适的硝化/反硝化菌种等方式,减少药剂投加、人工及设备运行(维修)费用。
脱氮优化降本实例:
项目概况
水厂目标:降低碳源成本10%。
广东某水质净化厂设计处理水量为24wt/d,实际处理水量约为20wt/d;现场主体工艺采用“改良式A2O+反硝化滤池+磁混凝沉淀”工艺;进水总氮35-40mg/L,进水氨氮20-30m/L,进水COD300-400mg/L;出水总氮4-9mg/L,达到标准(10mg/L);碳源(乙酸钠)投加量35t/d。
问题分析
水厂主要是通过在反硝化滤池投加乙酸钠进行反硝化脱氮,这种方式存在两个问题:
1.由于乙酸钠的COD当量较低,仅为18-20wmg/L,这导致现场碳源投加量巨大(35t/d),因此导致人力、电耗、碳源投加、储存、运输等综合成本高。
2.由于反硝化脱氮过程集中设置在反硝化滤池,出水总氮极易受到进水水质、水量等影响从而出现较大波动,出水总氮达标不能得到保障。
降本方案
通过进行小试验证及技术交流,库巴鲁总氮团队提出在改良式A2O生化段投加库巴鲁复合碳源的技术方案,以此通过充分利用前端A2O生化段脱除总氮,将后端反硝化滤池作为应急备用脱氮阶段,来优化水厂生物脱氮过程,进而降低水厂脱除总氮的处理成本。
根据现场工艺情况,复合碳源加药点设置在缺氧池段内回流前端位置,整个中试过程技术团队主要根据现场在线监测反硝化滤池进水硝态氮的实时更新数据,以及利用芬克快检仪定时定点检测所得数据,综合分析并调整碳源加药量;同时对水厂运营人员进行专业技术培训指导。
优化效果
1.中试前,滤池进水硝态氮基本在10-12mg/L范围波动,投加库巴鲁复合碳源后,滤池进水硝态氮可以稳定在8mg/L以下。
2.库巴鲁复合碳源最佳投加量为14-15吨;乙酸钠投加量控制在5t/d以下,以维持滤池活性及提供应急情况的保障,且由于出水总氮基本低于7mg/L,故乙酸钠用量仍可进一步削减。
库巴鲁总氮原位达标技术利用对于缺氧段反硝化脱氮效果良好的复合碳源,成功使水厂前端生化工艺被充分利用,使后端反硝化滤池成为应急备用的阶段,大幅度减少了乙酸钠的加药量。不仅降低了碳源综合成本14%以上,更使得出水总氮维持在更加安全的范围,进一步提升了系统对进水水质、水量等波动的抗冲击能力。
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