污水处理技术工艺

污水处理厂污泥水处理技术研究进展

污泥水是指污水处理厂污泥浓缩、消化、脱水产生的污水。污泥水的独立性在提高污水处理效率和实现污水处理厂稳定运行方面发挥着重要作用。在污泥水中除去悬浮固体和总磷的关键问题是根据其水质特性确定合适的凝结剂和低成本的除磷剂。利用污泥水的高氨氮提高主流污水处理系统的硝化能力,在污水处理设备的升级中具有良好的应用前景。短程硝化反硝化、厌氧氨氧化工艺可有效解决污泥反硝化碳源缺乏的问题。随着深度脱水技术在我国的大规模应用,利用深度脱水污泥水补充污泥水的碱度和碳源进行脱氮,除磷钙源可大大降低污泥水中氮、磷的运行成本。

前言

污泥是指污水处理过程中产生的固体、半固体和液体废弃物。污泥处理是通过降低污泥含水量来减少污泥体积和稳定污泥的过程。该工艺通常由污泥浓缩、稳定和脱水装置组成。厌氧消化和石灰稳定(深度脱水)通常用于污泥稳定。随着污泥含水量的降低,污泥处理将产生大量的污水,即污泥水。污泥水主要由浓缩池上清液、厌氧消化池上清液和脱水车间滤液组成。污泥水具有体积小(水量仅为污水处理厂进水量的1%~2%)、污染物浓度高、温度高(约30C)的特点。占全厂COD、氮、磷负荷的5%~20%、10%~80%、10%~50%。污泥水直接回入口不仅会造成污染物的重复处理,而且使出水难以达到标准[6,7]。因此,弄清污泥水质的特点,发展污泥水质处理技术,对污水处理厂的稳定运行具有重要意义。

污泥的水源和水质特性

由于污水处理工艺、污泥来源(一沉池污泥、剩余污泥等)、污泥处理工艺等的不同,不同污水处理厂的污泥水性质不同。

污泥水的(SS)浓度变化很大,这与厌氧消化的排泥方式有关。消化上清液SS较低,不排放污泥水SS可达22g/L。污泥水中含氮污染物浓度较高,溶解态氮主要以氨氮形式存在。在机械浓缩脱水过程中,间隙水被挤出,部分胞外聚合物被溶解,有机污染物、氮、磷浓度较高。同时,污泥中的磷在浓缩、脱水和厌氧消化的厌氧环境中被重新释放,污泥水中的磷含量很高,且大多以磷自由基的形式存在。深层脱水污泥水具有pH值高、钙含量高、磷含量低的特点,其主要原因是在污泥调理阶段加入石灰和FeCl 3,在与Ca~(2+)和Fe_3的反应中形成磷酸根沉淀。

2 污泥水处理技术

2.1污泥水理化处理技术

2.1.1不锈钢去除工艺

根据表1,已知污泥水浓度高,波动范围大,而化学需氧量(鳕鱼),总氮(tn)和总磷(tp)主要存在于粒体和胶体中。排污剂是减少污泥水中污染物的关键。Liufanjia等人研究了混凝沉淀对污泥浓缩池清洗溶液和脱水滤清器的处理效果。结果表明,聚丙烯酰胺比聚合氯化铝(pac)产生的聚丙烯酰胺(pam)大,更容易沉淀。党卫队、鳕鱼和党卫队的pam混凝去除率均在90<lunk;gt;以上。Zhouzhen和其他人比较了pac、聚合氯化铁(pfc)和pam对浓缩脱水污泥水的预处理效果,发现添加pac会导致污泥沉淀性能的恶化。添加pfc和pam可以提高污泥的沉淀性能。

2.1.2通过汽提去除氨氮

当pH>10:00时,氨氮主要存在于NH3中,可通过吹脱法去除。Gu2tin等研究了pH、温度和气体流量对厌氧消化上清液中氨氮去除的影响。氨氮和总氮的去除率分别为92.2%和88.3%。该方法对高pH、高碱度深度脱水污泥水的氨氮去除效果较好,同时降低污泥水中pH值,有利于污泥水的后续处理。深层脱水污泥吹除时应考虑碳酸钙结垢问题。

2.2污泥水生物脱氮技术

荷兰应用水研究基金会的研究表明,单用高氨氮处理污泥水(见表1)对于升级污水处理厂和节约处理成本与回流处理废水相比具有重要意义。

2.2.1传统反硝化技术

从表1可以看出,污泥水的BOD5/TN小于4,不能满足常规硝化反硝化的碳源要求。于丽芳等人采用SBR法处理污泥厌氧消化液时,氨氮的去除率为99.3%,但由于碳源不足,TN的去除率仅为38.1%。陈庆清等人采用SBR法处理污泥厌氧消化液时,对氨氮和TKN的去除率分别为99.3%和97.4%,而对TN的去除率仅为24.3%。当刘凡佳等人。采用膜生物反应器(MBR)强化脱氮除磷中试系统对混凝沉淀后的高浓度脱水污泥水进行处理,出水COD、BOD5、氨氮、TN和TP的浓度分别为70.8 mg/L、8.7 mg/L、15.1 mg/L、29.7 mg/L和0.38 mg/L,出水COD、BOD5、氨氮、TN和TP的浓度分别为70.8 mg/L、8.7 mg/L、15.1 mg/L、29.7 mg/L和0.38 mg/L。分别。

传统的浓缩脱水污泥水除了缺乏碳源外,还经常面临碱度不足的问题。Hu等人在污泥水处理MBR中加入碳酸氢钠碱度可使COD去除率和硝化效率分别提高14.6%和38.3%,减轻膜污染,实现硝化细菌的富集。为了降低成本,高pH深度脱水污泥水可以作为碱度和碳源,形成一种经济有效的污泥水脱氮模型。

2.2.2增强硝化技术,用于生物富集的硝化细菌

(1)通过接种增强硝化作用。接种强化硝化是将具有特定功能的微生物引入生物处理系统,提高原系统对目标污染物的去除效率。采用瑞典皇家技术研究所开发的生物强化技术对污泥水进行了单独处理。采用侧流反应器处理污泥水。为了提高主流污水处理系统的硝化能力,实现污泥龄短的硝化,在一定浓度下,不断地向主流污水处理系统中添加硝化细菌。与传统的活性污泥法相比,接种强化处理不仅可以提高难降解COD和氨氮的去除效率,而且可以提高污泥的性能。

(二)耳鸣过程。硝化工艺是利用污泥消化液培养硝化细菌,并在主要体系中加入污水处理以强化硝化作用的第一个工艺。InNitri使用一个单独的反应器(体积系统中的曝气器的3)处理污泥可消化的液体(30~35°c,300~900 mg/l氨氮)和部分初期沉淀池排放的水,在10°C只有7~10d的条件下硝化污泥,比传统反硝化工艺的13~18d低得多。英尼特里工艺可以减少对污水处理厂升级的投资10至15英寸。然而,由于只发生硝化,在印尼特里过程中,需要大量的碱度,而且污水中高浓度的not-n不利于沉淀池的运行和系统中磷的去除。因此,没有实际的工程应用。

(3)Babe过程。针对污泥水中氨氮含量高的水质特点,Salem等人提出了相应的解决方案。[5]研制了污泥回流管道中硝化细菌富集反应器,形成了侧流富集硝化细菌、主流强化硝化能力的BABE工艺。与InNitri工艺相比,BABE工艺在二沉池中有污泥回流,不仅可以利用回流污泥中的碱度,而且可以保证富集和培养的硝化细菌与主系统中的优势硝化细菌之间的种群和生态环境的一致性。在主流处理系统中,硝化细菌主要存在于生物絮体中,不易被原生动物捕食。此外,少量的回流污泥和较短的停留时间也可以使反应器保持较高的温度,从而获得较高的硝化速率。荷兰Garmerwolde污水处理厂采用BABE工艺后,出水氨氮由9.9~13.3 mg/L降至5.2 mg/L,当然,也有报道称外培养会形成一种特殊的硝化菌群,可能不能适应主要污水处理系统的环境。

2.2.3短程硝化反硝化和厌氧氨氧化

由于污泥水的C / N较低,短程硝化和反硝化过程首先使用亚硝化细菌在有氧条件下将NH4 +氧化成NO2-,然后在缺氧条件下将NO2-反硝化为N2。该工艺可节省25%的氧气和40%的碳。在HRT较短和30~40℃的条件下,亚硝化细菌可以通过种群竞争成为优势种群。通过使用较高温度的污泥消化溶液和污泥龄控制,可以实现短期硝化和反硝化。 Sharon工艺成功应用于荷兰Dokhaven和U-trecht废水处理厂的污泥消化,脱氮率超过90%。

3 结论与展望

(1)污泥水主要来源于污水处理厂的污泥浓缩、消化和脱水。浓缩脱水和厌氧消化产生的污泥水具有SS含量高、氮磷含量高、氮磷源和碳源相对不足、碱度高等特点。

(2)化学凝结能有效去除污泥水中的磷和总磷。根据污泥水的质量确定合适的凝血剂和低成本磷酸酯是今后的主要研究方向。

(3)利用污泥水中的高氨氮实现侧流富集硝化细菌强化主流污水处理系统的硝化作用,在污水处理厂改造中具有良好的应用前景。SHARON和ANAM-MOX工艺可以有效地解决污泥水反硝化过程中碳源不足的问题。

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