基于污水处理厂提标改造需求的难降解工业废水处理工艺改进—以湖南省某城镇污水处理厂为例

以湖南省某城镇污水处理厂一期1.0×10⁴ m³·d⁻¹提标改造工程项目为案例,针对其进水中工业废水占比高（达80%）、污染物浓度波动大、难降解有机物含量高等特点,在原“水解酸化池+AAO+高效沉淀池+纤维转盘滤池”工艺的基础上,通过现场中试实验,分析了以“臭氧催化氧化+生物活性炭滤池”(O₃-BAC)作为提标改造主要工艺的可行性,并设计了工程案例的主要构筑物参数。该项目的实施能够补齐原工艺对难降解有机物削减能力不足的短板,执行排放标准由原一级A提高至《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB 43/T 1546-2018)二级标准。项目的建设投资为1 051.4 元·m⁻³,直接运行成本0.67 元·m⁻³,每年较原工艺可多削减以COD计的有机物36.5 t·a⁻¹,每年多削减NH₃-N排放量7.3 t·a⁻¹。该工程案例可为接纳高比例工业废水的城镇污水处理厂的提标改造项目提供参考。     

贵州省已建城镇污水处理厂建设及运行状况

"十一五"期间,贵州省开展了大规模的城镇污水处理厂建设,主要采用了以氧化沟、A/O工艺和SBR及改良工艺等具有脱氮除磷功能、技术成熟的工艺,建设规模多在0.5万m3/d以下,单位平均建设投资4 069.75元/m3,单位综合能耗平均0.35 k Wh/m3,单位平均药耗0.41 g/m3,单位运行成本多在0.60元/m3以上,污水平均处理率82.01%,平均处理负荷率73.19%,处理出水基本达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准的要求,取得了较好的减排效果,但部分污水处理厂存在工艺技术的匹配性等问题,建议"十二五"期间加强已建污水处理厂工艺技术和设施的改造升级。     

A/O一膜生物反应器工艺应用于城市污水处理厂出水提标改造的研究

分析了A/O-膜生物反应器(MBR)工艺在某污水处理厂出水提标改造中的应用可行性.结果表明,利用A/O-MBR工艺对某污水处理厂出水进行提标改造后,除TP外,出水COD、NH+4-N、TN指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,应对出水再采用一定的强化除磷措施(如投加化学除磷药剂...     

紫外/次氯酸钠和紫外/过碳酸钠工艺降解水杨酸的影响因素及降解机理

采用紫外/次氯酸钠(UV/NaClO)和紫外/过碳酸钠(UV/SPC)工艺降解水中水杨酸(SA),且利用协同因子(R)作为评价指标,分别考察了氧化剂投加量、pH、阴离子(NO₃^-、HCO₃⁻)和腐殖酸(HA)等因素对SA去除的影响,结合TOC对比了2种工艺对SA的去除效果,通过鉴定中间降解产物探讨了SA可能的降解路径。结果表明：UV/NaClO和UV/SPC工艺中SA的去除均符合拟一级反应动力学,R与拟一级反应动力学常数(k_obs)变化趋势相似。当NaClO和SPC质量浓度分别为 3 mg·L⁻¹和12 mg·L⁻¹时,2种工艺中k_obs分别为0.173 2 min⁻¹和0.258 8 min⁻¹,而 R_UV/NaClO和R_UV/SPC分别为9.5和15.9。k_obs和R随氧化剂投加量的增加而升高,因过量的SPC消耗产生的羟基自由基(·OH)会导致k_obs降低。初始pH对SA去除有较大影响,酸性环境有利于UV/NaClO工艺去除SA,而UV/SPC工艺则在pH=7具有较好的SA去除效果。NO₃⁻与HCO₃⁻对UV/NaClO工艺去除SA有轻微的促进作用,而显著抑制UV/SPC工艺对SA的去除。HA对2种工艺中SA的去除均有抑制作用。相比UV/NaClO,UV/SPC工艺对TOC去除更为显著。通过分析SA的密度泛函理论(DFT)并结合主要的降解产物推测SA的降解机理主要为自由基的取代和氧化。     

序批式活性污泥工艺生物脱氮现场试验

针对某污水处理厂序批式活性污泥工艺(SBR)升级改造中遇到的问题,进行了现场试验。分别研究了前置反硝化、前后同时反硝化工艺处理效果。结果表明:(1)SBR处理城市污水,COD、NH+4-N能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准,但不能保证TN达标,其中碳源不足是关键因素。(2)补充葡萄糖作为外加碳源,可以保证TN达标。葡萄糖最优投加量为125mg/L,此时TN的去除率为76.1~83.8%,出水TN稳定在11~12mg/L。     

MBBR工艺在吴忠市第三污水处理厂扩建工程中的应用及运行效果

以宁夏回族自治区吴忠市第三污水处理厂扩建工程为案例,探讨和验证了MBBR工艺的应用效果。该扩建工程设计规模为3×10⁴m³·d⁻¹,采用“MBBR+沉淀+滤布滤池处理”组合工艺,尾水采用次氯酸钠消毒,出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。该扩建工程建成运行后,进行了运行模式的实际运行数据分析。结果表明,扩建工程设计中所采用的工艺流程适当,主要构筑物参数合理,达到了预期设计要求。     

连锁控制的A2/O-MBR工艺处理石化社区生活污水

采用连锁控制的A2/O-MBR工艺处理石化社区低浓度的生活污水并回用,处理规模520 m3/h。工程运行监测结果表明,该工艺对低浓度生活污水处理效果良好,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准和《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)标准要求。通过连锁控制,系统运行稳定,具有较强的耐冲击负荷能力,实现了污水处理厂正常运行。     

污水处理厂的能源与资源回收方式及其碳排放核算：以芬兰Kakolanmäki污水处理厂为例

探索切实可行的资源与能源回收方案、实现污水处理的碳中和运行,是污水处理领域的重要发展方向。北欧国家一些污水处理厂已凭借污泥厌氧消化产甲烷(CH₄)并热电联产(CHP)、以及余温热能利用等技术实现了能源的回收利用。以芬兰Kakolanmäki污水处理厂为例,结合该厂的污水处理工艺流程分析其能源回收方式,并运用碳足迹模型核算了其污水处理工艺与能源回收环节的碳减排量,以确定其整个运行中的碳足迹。分析结果表明,该厂污水处理工艺不仅可以满足严格的出水水质排放标准,还可通过回收出水余温热能等方式实现能源中和与碳中和运行,并向社会供热。其中,该厂的总回收能量(电能+热能)大于其自身能耗的6.4倍。出水余温热能回收潜力最大,约占全部可回收能量的90%;厌氧消化并热电联产所回收的化学能不足10%。回收能源不仅使该厂实现碳中和(碳中和率333%)运行,而且剩余碳汇(以CO₂当量计)达24 931 t ·a⁻¹。该厂的实践表明,污水处理实现碳中和运行的关键在于重视出水中大量的余温热能回收。芬兰Kakolanmäki污水处理厂的案例可为国内污水处理厂探索高效能源利用、并实现碳中和运行提供参考。     

Orbal氧化沟工艺污水厂中关键酶活性对污水处理效率的影响

针对实际污水处理厂提标改造过程中运行参数变化对运行效果产生影响机制不明确的问题,选取以Orbal氧化沟为核心工艺的某实际污水处理厂,设置2种运行模式,采用PCR-DGGE分析、实时荧光定量PCR分析、酶活性分析等方法研究了不同运行模式下活性污泥中微生物种群结构、功能微生物含量、关键酶活性的特征;分析了微生物种群、关键酶活性与污染物去除率之间的关系;探讨了Orbal氧化沟工艺中运行参数变化对运行效果产生影响的机制。结果表明：适当减少Orbal氧化沟外侧沟道内转刷的开启数量,其沟道内溶解氧分布将发生明显变化;沿水流方向,厌氧或缺氧段将明显延长;长期运行结果显示,进水水质稳定时,减少转刷开启数量没有对生物处理工段内微生物种群结构产生影响。同时,外侧沟道内硝酸还原酶(nitrate reductase, NR)活性(以羟胺计)在夏季和冬季却均有显著增加,分别由模式Ⅰ的1.58 mg·(g·h)⁻¹和0.80 mg·(g·h)⁻¹增加到了模式Ⅱ的2.27 mg·(g·h)⁻¹和1.07 mg·(g·h)⁻¹;相关分析表明,HAO和NR活性与氨氮和总氮去除率呈显著相关,斯皮尔曼相关系数r分别为0.99(P=0.01)和0.88(P=0.12)。在实际污水处理厂中,关键酶活性是运行参数改变对运行效率产生影响的根本原因。     

延安市污水处理厂提标改造工程设计方案与实施效果

延安市污水处理厂一期工程处理规模为5×10⁴ m³·d⁻¹,原采用以“厌氧池+氧化沟+二沉池”为核心的污水处理工艺。提标改造前,污水处理系统存在设计水质偏低而污泥负荷偏高等问题,导致冬季低温或进水水质波动较大时,出水水质难以稳定达标。对此,通过加高氧化沟池体的方式,将生化池总水力停留时间延长至19.82 h;结合MBR工艺,利用膜组件的高效固液分离能力实现泥水分离,将生化池平均污泥浓度提高至7 050 mg·L⁻¹,并在内沟好氧池中增设搅拌机及碳源投加装置,使冬季低温或进水总氮较高时,生化系统整体以AAOAO的方式运行,从而进一步控制出水总氮含量。提标改造工程实施后,一期生化处理系统反硝化污泥负荷和BOD₅污泥负荷(以每天单位MLSS的TN/BOD₅测定值计)分别降低至0.030和0.033 kg·(kg·d)⁻¹,5 ℃条件下污水处理系统的理论TN和BOD₅去除能力分别提升至44.32和286.19 mg·L⁻¹,达到了污染物去除需求。提标改造后污水处理系统运行良好,出水可稳定达到《陕西省黄河流域污水综合排放标准》(DB 61/224-2018)中的A标准,可为该地区同类型污水处理厂提标改造提供参考。     

高原生活污水多阶折流A2O处理工艺优化运行与磷去除特性

为探究适应高原环境且出水稳定达标的城镇污水低碳处理工艺,在拉萨某污水处理厂内搭建多阶折流A²O一体化中试装置,针对实际生活污水,考察了装置启动及参数优化过程中的脱氮除磷性能,并结合污泥磷含量对工艺磷去除特性进行了分析。结果表明：通过调整工艺参数可优化厌氧释磷和反硝化除磷的反应状态,当进水量为3 m³·d⁻¹,气水比、污泥内回流比和污泥外回流比分别为20、4.5和9.5时,在连续运行 95 d不排剩余污泥状态下,出水COD、TN、NH₄⁺-N和TP分别为(26.1±12.9)、(7.3±1.6)、(1.2±0.6)和(0.9±0.1) mg·L⁻¹,反硝化除磷是磷的主要去除途径。多阶折流A²O工艺单位质量污泥TP含量相较西藏污水厂平均水平高60%,具有更强的储磷能力,随着单位质量污泥TP含量和污泥量的增加,系统可储磷总量不断提高。     

AGS-MBR组合工艺处理城市生活污水的运行参数优化

针对好氧颗粒污泥SBR-膜生物反应器(AGS-MBR)组合工艺存在的启动时间长、总磷(TP)去除效果不稳定等问题,以模拟城市生活污水为原水,分别对SBR内的空气流速、MBR的HRT与气水比等运行参数进行优化,实现组合工艺的稳定运行目标。结果表明：优化后的SBR内的空气流速为2 cm·s-1、MBR的HRT为3 h、MBR的气水比为25∶1;AGS-MBR组合工艺出水COD、NH4+-N、TN、TP的平均浓度分别为21.2、0.08、7.8、0.4 mg·L-1;出水C、N、P指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。该研究可为AGS-MBR组合工艺应用于城市污水处理厂的提标改造提供技术支持。     

扫频超声处理技术对市政污泥脱水与减量化处理效果

以苏南某10万t·d-1市政污水厂污泥浓缩池剩余污泥为研究对象,利用非直接接触管槽式超声反应器,在20~100 kHz扫频（周期2 s）超声条件下分析超声输入功率和超声时间对污泥脱水和减量化效果的影响。结果表明,在20~100 kHz扫频超声污泥处理工艺过程中,从处理成本和处理效率考虑,优化后的超声输入功率为0.3 W·mL-1、超声作用时间为0.5 min。与原工艺相比,泥饼折算体积Ω（含固率20%）、混合液含固率ρ、混凝剂用量以及每天污泥处理成本分别减少了(43.8±1.2)%、(50.0±1.6)%、(38.9±1.7)%和(41.9±2.2)%。此外,核算改造后污泥处理经济效益,设备投资回收时间为17个月。可见,引入新技术工艺后,该污水处理厂污泥处理处置和管理运行费用大幅降低,并可实现盈利,经济效益明显。     

微丝菌诱发污泥膨胀生长特性控制策略研究进展

丝状菌过量生长诱发的污泥膨胀现象是城市污水生物处理系统稳定运行面临的巨大挑战,它会造成二沉池固液分离困难、出水水质恶化,严重时导致整体生物处理系统的崩溃。其中,微丝菌(Microthrix parvicella)诱发的污泥膨胀现象因其发生普遍,后果严重,在污水日常工艺运行中对其的预防与控制显得尤为重要。目前,由于微丝菌分离困难,已获得的纯培养物在实验室条件下生长极为缓慢,限制了人们对其生理生化特性的深入认识,为建立有针对性的通用控制策略带来了相当难度。从实际污水处理厂的污泥膨胀现象调查与解析、混合培养体系富集模拟实验的结果表明,微丝菌在低水温(12~15 ℃)、低污泥负荷(-1(以MLSS计))及含长链脂肪酸的环境中具有竞争生长优势,相关组学研究也证实了其对长链脂肪酸具有良好的吸收能力。丝状菌污泥膨胀的控制手段主要包括非特异性技术(如杀菌剂投加)和针对目标丝状菌的特异性技术(如絮凝剂投加、工艺运行参数调节等);而微丝菌膨胀的传统控制策略存在见效慢、成本高、通用性差等特点。迄今为止,我国针对微丝菌诱发污泥膨胀的有效特异性调控策略依然较少。因此,系统总结目前国内外对微丝菌理化特征与生长特性,详细介绍实际工艺运行过程中对其膨胀现象的控制方法,并提出可能的控制策略对未来的研究方向具有重要的现实意义。     

CASS工艺园区污水处理厂提标改造为AAO+三级处理工艺后的运行效果对比分析

为深入落实长江大保护政策,对南京经济技术开发区污水处理厂实施了提标改造。提标工艺为粗细格栅+曝气沉砂池+AAO+高效沉淀池+滤布滤池+消毒。结果表明：在该工艺运行过程中,进水可部分选择性地或全部越过厌氧池进入缺氧池,从而强化反硝化脱氮;在好氧池池末端前置投加除磷药剂,不仅可去除一定的COD和TP,还有强化二沉池污泥压缩、泥水分离的效果;借助碳源投加可提高来水可生化性;增加一套占地面积小、处理效果稳定的高效沉淀池+滤布滤池+消毒三级处理工艺,可控制出水水质,使其持续稳定达标;提标后出水COD、TP、TN、NH₃-N、SS的平均质量浓度分别由37.9、0.323、11.18、1.94、19 mg·L⁻¹降低至22.3、0.029、4.55、0.08、3 mg·L⁻¹,污水直接处理成本由0.47元·t⁻¹增加到0.78元·t⁻¹;提标后出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,部分指标满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类水标准要求。该提标改造项目的实施经济效益可行、社会效益显著,可为同类型污水处理厂提标改造工作提供参考。     

Bardenpho镶嵌MBBR工艺用于北方某污水厂抗冲击性能

采用Bardenpho镶嵌MBBR工艺对北方某污水厂进行提标改造,考察了在进水有机物长期超标冲击情况下的运行效果。通过对该污水厂近一年的运行数据进行分析发现,在进水BOD和TN超标的情况下,出水TN、BOD、${{\rm{NH}}_4^ +} $-N分别为(7.75±2.67)、(2.82±0.34)、(2.43±1.04) mg·L−1,稳定达到一级A标准,通过后缺氧区的设置,破除了回流比对TN去除的限制,使系统在进水TN超标的情况下同样能够稳定达标,TN去除率均值达到88%。硝化小试研究结果表明,在有机物冲击前后,悬浮载体的硝化速率没有受到影响,容积负荷分别为0.108 kg·(m3·d)−1和0.109 kg·(m3·d)−1,而冲击后活性污泥的硝化速率则较冲击前降低了44%。通过对生化段沿程各功能区断面出水测定发现,好氧MBBR区对${{\rm{NH}}_4^ + }$-N的去除率超过90%,保障了出水氨氮的稳定达标。微生物高通量测序结果显示,MBBR悬浮载体对硝化细菌的筛选和富集具有重要作用,悬浮载体上硝化菌含量是活性污泥的5倍,为MBBR的抗冲击性能提供了微观保证。采用Bardenpho镶嵌MBBR工艺进行提标改造后,系统抗冲击性能较强,运行效果稳定,适用于污水厂升级改造。     

基于微颗粒生物膜技术的污水处理厂不停产快速提标改造工程案例

河南某10×10⁴ m³·d⁻¹城镇生活污水处理厂出水由原一级A标提标至地表水准Ⅳ类水标准。项目采用微颗粒生物膜技术快速优化原状生化系统微生物活性,构建了微颗粒附着污泥与悬浮污泥共生的可控双泥龄生化反应器,持续强化生物脱氮除磷能力,实现在不新增征地的情况下进行原位不停产提标改造。改造后生化池停留时间不变,COD负荷提升至原来的1.5倍,混合液质量浓度达到8 000 mg·L⁻¹,MLVSS占比约0.51,出水指标稳定达到准IV类水排放标准,COD小于30 mg·L⁻¹,总氮小于10 mg·L⁻¹,总磷小于0.3 mg·L⁻¹。该技术在提高污水处理能力的同时,无扩建需求,投资费用低,建设周期短,可为相关工艺污水处理厂的技术改造提供参考。     

WEST仿真软件在污水处理中的应用研究

介绍了活性污泥系统仿真软件WEST的模型机理及其建模的过程,通过实例分析了WEST软件在无锡城北污水处理厂中模拟应用,结果表明,模拟值能较好地反映污水处理厂实际运行状况,并分析讨论了模拟过程中应注意的几点事项.     

微波法制备污泥活性炭研究

采用微波加热法,以污水厂剩余污泥为原料,磷酸为污泥活化剂制备污泥活性炭.微波功率、辐照时间和磷酸浓度对污泥活性炭吸附性能具有显著影响,在最佳工艺条件微波功率480 W、辐照时间315 s和磷酸浓度40%条件下制得的活性炭碘值301 mg/g,比表面积168 m2/g,污泥中重金属绝大部分被固化.与传统商品炭相比,污泥炭孔隙结构以中孔为主.利用该活性炭处理城市生活污水处理厂出水,COD去除率可达87%以上,污泥炭的吸附等温线用Langmuir等温吸附模型进行描述.     

南京某城市污水二级处理系统中酞酸酯类的分布及去除特征

以南京某城市污水厂污水和污泥中的酞酸酯类（PAEs）为研究对象,分别采用固相萃取-气相色谱-质谱联用（SPE—Gc．Ms）和超声提取．气相色谱．质谱联用（USE—GC—Ms）检测其中的优先控制污染物邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯（MEHP）,研究其在厌氧／好氧（A／O）污泥处理过程中的分布特征及降解规律。研究结果表明,各类PAEs在该污水厂的污水和污泥中均有检出,二级处理出水中4种酞酸酯类物质的浓度在0．151—2．419μg／L。污水中4种酞酸酯的分布规律为MEHP〉DBP〉DMP〉DEP,污泥中4种酞酸酯的分布规律为MEHP〉DBP〉DEP〉DMP。该污水厂二级处理工艺对4种PAEs的去除效果较明显,去除效率DBP〉DEP〉DMP〉MEHP．