污水处理厂清洁生产工艺.doc

城市污水处理厂的清洁工艺

着经济的发展和环境要求的提高,清洁生产成为了环境保护的重要组成部分。

城市是一个工业和人口,能流和物流高度密集的人工生态系统。在这个系统中,水污染治理成为城市生态物质代谢循环的重要前提,也是保护城市水质资源和居民生活环境的重要条件,因而城市污水处理厂成为城市的一个重要的市政基础设施[1]。清洁生产是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效应和减少对人类及环境的风险[2~5]。城市污水厂的清洁生产可通过采用先进的工艺技术与设备、加强质量管理,合理利用原料,充分利用废弃物资源,提高资源、能源利用率,减少或避免污染物产生,降低污染物的排放[6]。

某城市污水处理厂的污水处理系统服务城市面积50余平方公里,服务人口60余万,占地约110000m2,建筑面积约17000m2,设计处理能力约20万m3/d。一期工程含:污水处理厂、与之相配套的28公里截污干管及沿线5座泵站。总投资约10亿元人民币。2001年12月动工建设,2003年10月底基本建成,2004年5月启动污水运行。根据国家制定的清洁生产的相关法规以及相关方面[7,8]的要求,该厂于2006年开展包括2005年在内的清洁生产审核工作,本文介绍该审核工作情况、采取的措施及实施成果。

1污水水量、水质

水处理厂的废水主要来源于生活污水,最终都进入污水处理系统进行处理,日处理水量

达20万吨。其中主要的污染物监测参数包括:bod5、cod、ss、t-p、nh3-n、t-n、大肠杆菌数,根据2005年统计各种污染物的平均浓度分别为:bod5:99·5mg/l、cod:167mg/l、

ss:119mg/l、t-p:2·79mg/l、nh3-n:19·4mg/l、t-n:26·39mg/l、大肠杆菌数6623个/l,且每日

变化幅度大,极为不稳定,主要波动范围为:bod5:21·9~263mg/l、cod:39~454mg/l、

ss:36~683mg/l、t-p:1·06~6·01mg/l、nh3-n:1·3~30·8mg/l、t-n:5·7~41·8mg/l、大肠杆菌数:2950~13800个/l。

2水处理工艺

该污水厂处理工艺见下图,主要为改良a2/o工艺。污水被泵打入均衡池后先经过格栅,去除污水中颗粒直径大于5mm的悬浮物,防止堵塞后续单元的机器、水泵或工艺管线。再泵入涡流沉砂池,涡流式沉砂池为圆形结构,污水从切线方向进入池中,进水渠道的末端设有向下倾斜的斜坡,与水流的切线方向保持一致,在池内产生了螺旋状的环行水流。在重力及离心力的作用下,砂子沉入池底的集砂坑中,而比重较轻的有机物则在叶轮与水流双重作用下与

砂分离,上浮到沉砂池表面随水流流出。污水经过物理处理后,进入核心的生物反应池,采用改良的a2/o工艺,利用生物降解水体有机污染物并除磷脱氮。最后,在二沉池中,利用重力的作用使活性污泥与处理后的污水分离,并使污泥得到一定的浓缩,池体采用中进周出幅流式二

沉池。此外,采用紫外消毒系统对处理水进行消毒,杀灭其中的病菌和病毒。经消毒后的处理水排入河中。

数据统计表明各种污染物的综合排放达标率为95%。不达标的主要有t-p、大肠杆菌。

3主要污染源分析

针对该厂的整个污水处理过程进行分析,主要可能产生污染的情况有水、气、声、固废等四方面的来源。。

水处理厂的废水主要来源于生活污水和废水处理过程中产生的污水,最终都进入污水处理系统进行处理,其中主要的污染物是bod5、cod、ss、t-p、nh3-n、t-n·进厂废水每日变化幅度大,极为不稳定。主要水质特征同第一节的水质特征。水处理厂的废水通过水处理装置处理达标后外排入河流。2005年该厂各种污染物的综合排放达标率为:95%。不达标的主要有t-p、大肠杆菌、cod。分析得出不达标的原因有:(1)污水处理厂进水的污染物浓度变化范围太大,在短时间内输送到厂内产生超负荷冲击,对处理阶段的工艺控制带来严重的影响。(2)污水处理厂因不规范操作,在没有监控的情况下,为节约运行成本而有段时间没有开动紫外消毒系统,导致大肠杆菌等超标。废气污染源主要为各泵站、运行班、脱水机房范围内的污水、污泥产生少量含有胺类,硫化氢,甲基吲哚等化学成分的臭气,具体情况见表3,排放方式为无规律排放。

固体废物最大的来源是脱水机房的脱水污泥、生活垃圾等。

4确定审核重点

对于污水处理厂的清洁生产来说,确定备选审核重点的原则[2]及应考虑的因素有:(1)污染物产生量大,排放量大的环节;(2)废水中病菌毒性危害水体的环节;(3)一旦采取措施,容易产生显著环境效益与经济效益的环节;(4)物流进出口多、量大、控制较难的环节;(5)公众反映强烈,投诉最多的问题;(6)在区域环境质量改善中起重大作用的环节。

目前水处理厂的物耗暂时没有清洁生产的国家和行业标准,清洁生产审核只能依据相关类似法规。虽然该城市污水处理厂一期工程每天处理的废水达20万吨,处理的量比较大,但由于水处理厂的工艺和设备都较为先进,经过2005年1~3月的调试后,水处理厂排放的经处

理的废水持续稳定达标率较为稳定,由2005年的95%变为2006年首季度的100%,迄清洁生产审核期为止已连续达标排放212天。

但同时也存在一些问题需要改进。2005年还有5%的不达标的废水排入花地河中,造成了一定程度上的污染;消毒对于饮用水是必不可少的处理工艺,对废水而言,虽然不是必需的,但对某些废水的安全排放或回用,消毒处理已经成为了必须考虑的工艺之一。因此,紫外光消毒系统的长期运行是保证处理出水细菌达标的保障。另外水处理厂每年产生的污泥数量特别大,污泥的处置也是清洁生产的审核重点之一;目前我国有部分先进的水处理厂已经将部分废水处理后达到中水回用的水平,作为水资源紧张的我国,如此大量的废水若能得到进一步的治理利用,将对城市的循环经济和可持续发展做出有益的贡献,因此,污水处理厂将部分废水处理后达到中水回用也是该厂的一项长期目标。

5确定清洁工艺方案

清洁生产方案的数量、质量和可实施性直接关系到企业清洁生产审计的成效,是审计过程的一个关键环节,因而应广泛发动群众征集、产生各类方案。通过前面污水处理厂污染源,审核重点的分析,清洁生产提出了如下建议和方案:

5·13个体现技术工艺改造的方案

增加化学除磷处理工序;污泥无害化、减量化研究方案;同时硝化反硝化生物脱氮与工艺优化。(1)化学除磷处理工序[11~13]。根据进水水质和处理水排放标准,为了达到出水磷酸盐的浓度不大于1·0mg/l的二级标准,建议在工艺流程中加入化学除磷设施来控制处理水的磷酸盐浓度。确保了出水磷酸盐按照相应的ⅱ级标准达标排放,对排放的河流和相关流域的水质情况将有大幅改善。(2污泥无害化、减量化[14,15]研究方案。开展絮凝剂的研究,最大限