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UDF+AosA技术用于剩余污泥趋零排放及工程应用傅剑锋南京兰齐环保科技有限公司印染废水属于四大难降解废水之一,传统的生物处理工艺对于印染废水处理存在很多局限性。但是鉴于目前生物法具有低运行费用的优势,我国大部分印染企业都采用以生化为主体的工艺.宜兴市苏南印染有限公司是印染行业的老企业,地处太湖流域,原有一套2500msld染色废水处理设施,原有的水解酸化+五级好氧接触氧化为主体的处理工艺不能满足太湖流域一级A排放标准,特别是冬季处理效果较差,出水总磷和色度严重超标,且污泥产量大,签于此,需将在原有处理工艺基础上,进行提标改造工程,改造后工艺不仅大幅度消减污水COD、色度和氮磷含量,还能使得整个废水处理系统向外排放的生物固体数量达到最少,且能实现污水处理低成本运行的工艺。1、污泥减量升级改造概述我国是全球最大的纺织品和染料生产国,十几亿人的国内基本消费和既有而广阔的出口前景使轻纺及加工业永远是朝阳产业。据预测,我国纺织行业至少还能在20年内保持快速发展态势。但我国印染纺织业的发展还没有摆脱粗放型增长方式,仍是我国环境污染较严重的行业。因此,印染纺织工业的清洁生产和节能减排受到人们的关注。国家在“十一五,,和未来的相当长一段时间内将“节能减排”工作摆在中央和地方各级政府工作的核心位置上。江苏省于2004年颁布了《江苏省纺织染整行业水污染物排放标准》(DB3刀670一2004),2007年又针对太湖地区制定了《太湖地区城镇污水处理厂及重点行业主要水污染物排放限值》(DB3刀1072一2007),2010年由工业与信息化部推出新修订的《印染行业准入条件》,新标准对印染行业出水排放目标和水质提出了更为明确的要求,特别是一级标准对总磷、氨氮和总氮的控制更为严格。而且近来国家建设部颁布了城镇污水处理厂污泥处置新标准,污泥处理、特别是污泥减量化研究工作迫在眉睫。剩余污泥处理和处置所需的投资和运行费用可占整个污水处理厂投资和运行费用的25%一65%,已成为废水生物处理技术面临的一大难题。开发不降低污水处理效果、实现污泥产量最小化的废水生物处理工艺,是解决污泥问题较理想的途径之一。随着印染废水处理污水量的增加,传统的污水处理厂产生的污泥量越来越多,污泥的处理成本居高不下,而产量一直增加,加大了现有印染废水处理的运行成本,增加政府和企业的负担。污泥的最终处置越来越困难,为了防止污泥的二次污染,最有效的措施是通过技术进步和工艺改造等手段从源头减少污泥的产生量,在污水处理运行过程中的实现污泥减量化。相关政府部门和企业对污泥减量化处理技术需求强烈。宜兴市苏南印染有限公司是印染行业的老企业,原有2500m恤染色废水处理设施,原有的厌氧水解酸化+好氧接触氧化为主体的处理工艺存在以下问题:(l)污泥产量大污水处理厂设计处理水量2500m3ld,进水水质变化较大,造成污泥负荷较高,污泥浓度较高,而采用的传统工艺因污泥浓度过高常有供氧不足的现象,因而污泥产量相当大。(2)污泥处理费用高污水处理厂污泥的处理费用包括:人工费、药剂费、动力费、设备维护费、设备大修费、设备折旧一342一费、运输费等,污泥处理费一般在300~400夕口吨污泥,如此高的运行费用对污水处理厂来说是沉重的负担。(3)剩余污泥的处置难剩余污泥初步脱水后,多数没得到消化处理,其含水率高达75%一80%,容易腐烂、有恶臭,并含有寄生虫卵与病原微生物、重金属等有害物质,如果不加以妥善处理,任意排放,将对环境产生严重的二次污染。目前的处置方法是送到垃圾场,垃圾场将污泥与垃圾按一定比例混合后进行填埋,但是由于污泥产量大,常出现污泥堵塞填埋场渗滤层和沼气孔,造成垃圾填埋场集水、集气,产生严重的安全隐患,同时降低了垃圾填埋场的使用年限,所以垃圾场无法接收如此多的污泥。2、现有污泥减量的方法MoRhcer等把系统的剩余污泥回流到60度、pH为10的NaoH溶液中,经过20min的停留时间,实现细胞的“液化”目的,系统剩余污泥量减少37%。超声波细胞处理器能加快细胞溶解,用于污泥回流系统时,可强化细胞的可降解性,减少了污泥的产量。剩余污泥经过臭氧反应器,臭氧对回流的污泥进行臭氧化,破坏微生物的细胞结构,使其自身易于分解,特高生物降解性。膜常规生物反应器由于膜的截留,使反应器中微生物浓度高出常规活性污泥法10倍以上,使得剩余污泥产量少,甚至可以达到无剩余污泥排放。增加废水处理系统的食物链长度,投加菌种是减少污泥量的一种有效方法,有人将生物链引入到污水处理工艺中,利用原生动物成功消减了剩余污泥产量。但是目前这些方法在实际污泥减量工艺中,都存在运行成本高,效果不稳定,投资大等缺陷。签于此,需将在原有处理工艺基础上,进行污泥内源消减趋零排放工程。我们从整体优化的观念出发,结合现有印染废水处理实际的运行情况以及当地的实际条件和要求选择切实可行、经济合理、稳定可靠的处理工艺方案,而且还考虑到与现有处理工艺、现有建构筑物处理能力与本工程的工艺有机结合,以很小的代价获取处理效果的提升。3、本项目污泥减量技改方案介绍(l)原有工艺改造成AOSA污泥减量工艺二沉池污泥回流至厌氧水解酸化池,通过水解酸化菌的新陈代谢作用,可以实现系统内部生命物质的更新和减量,同时降解了污泥吸附的有机物等,达到对剩余污泥减量的目的。在系统内部,厌氧水解酸化作用对微生物的“液化”、内容物释放和对有机物的生物降解作用是污泥减量的主要原因:随着中间代谢产物的积累,微生物活性收到抑制,运行后期剩余污泥减量主要是微生物内源呼吸的结果。水解酸化作用实现微生物的“液化”实质上是微生物以死亡或者活性微生物为代谢底物;而微生物好氧、厌氧状态的转变和代谢基质浓度的落差,微生物产生的解偶联代谢会降低微生物的产率系数。AOSA工艺剩余污泥减量系统具有良好的污泥减量能力,而厌氧水解酸化、内源呼吸和解偶联代谢是该系统实现剩余污泥减量的主要因素,这些污泥减量因素始终存在于整个工艺中,并相互作用、相互影响,在不同的工艺条件下发挥着不同的作用,共同实现系统内部剩余污泥减量。(2)原有的部分接触氧化池改造成基于UDF填料流离好氧反应器高效流离好氧生化床(UDOFB,UPflowiD印lacementiFletrOxiciBoeractor)一种强化生物膜法反应器。通过在接触氧化池内加入新型的球形填料(UDF生物球),处理过程中,生化床内水以层流相均匀流动,气体从流离球内各个方向曝气,形成气、固、液三位一体混合的推流,生物膜覆盖量大而且附着稳定,使氧的利用率较高,动能消耗显著降低。高效流离好氧生化床(UDFOB)主要有以下优点:施工简单,管理方便,基本可实现无人管理;生物载体与进水所成角度小,接触充分,溶解性CODer去除率高达70一98%;无需活性污泥培菌,可自行挂膜,微生物生长快,启动时间短,可维持较高的生一343化量;占地面积小,(无沉淀池及污泥处理系统)、投资省,运行费用较低,自动化程度高,载体使用寿命可达五十年之久;不产生污泥,简化了处理流程`无二次污染;由于该工艺有较长的过流断面可以大大阻流水体中悬浮物,无需过滤出水可直接达到排放的标准;由于采用了固定填料,彻底解决了污泥膨胀的问题,且提高了系统的抗冲击负荷能力;由于存在填料对气泡的切割作用,可以使氧的利用率提高至16%。曝气系统采用穿孔管,解决了曝气头易坏需要更换的难题,节省能耗,维护简单;将HRT和SRT分开,固体停留时间长达20几天,有利于硝化菌的生长,有很好的脱氮效果;与传统的活性污泥法单一的生物群不同,工艺中可以形成完整的食物链,通过微生物的逐级降解,彻底将水中的有机污染物去除。(3)原有厌氧池改造成基于UDF填料流离厌氧水解反应器将原有的厌氧水解池改造成UDEAB流离厌氧水解反应器(UPflowiDsPlacementRletrnAaeorhicBioeracotr),UDFAB内部填充供微生物附着并利于生长的矿物填料(UDF生物球),具有较大的抗冲击负荷能力,COD去除率更高。UDEAB高效厌氧水解反应器主要由以下优点:内部填充着供微生物附着的填料;具有较大的抗冲击负荷能力;容积负荷高(目前实验结果最高为skg);coD去除率达80%以上;无需接种厌氧污泥;快速启动,4周可以达到设计要求;无需专人管理;无需三相分离器、生物量是普通厌氧反应器的两倍以上;投资成本低、建造速度快、可以在原有设施基础上进行升级技术改造。4改造后系统效果印染废水处理升级改造前,出水COD=292.62m叭,总氮=14.60m叭,总磷=l.44m叭,改造后COD=4smg几,总氮=7m叭,总磷二.05m叭,已经达到国家污水排放一级A标准。系统改造后未发现污泥流失的现象,污水处理效果稳定;好氧曝气运行费用降低20%以上;废水处理量略有提高,日处理量为250-02800m3。基本不产生污泥,无二次污染,节省了后续污泥处理费用。5、经济效益污泥减量工艺的实施,大幅度减少了本企业污泥的产量,降低了污泥处理成本,流离型UDF填料投加降低了曝气量,节省了能源,同时减少低C月呵印染废水处理的碳源投加量,保证污水处理厂稳定达标运行,减轻企业运行成本。根据污水处理厂每天2500吨水,每天排泥5吨(含水率80%),按现有的运行数据进行经济测算,污泥处理的直接运行成本,包括:电费、药剂费、运输费、填埋处置费、人工费等,共计400刃吨。每天5吨污泥(含水率80%),每天污泥处置费约用为加oo元。而采用UD+FAOSA技术:如果污泥减量80%,即为费用减少80%,每天污泥处置费可以减少1600,减量后处置费用约为400元。每年节省约60万元,第一年扣除使用成本70一80万元,第一年实际支付用10一20万元。以后每年可节省60万元。如果是采用焚烧的方式处理污泥的污水处理厂,污泥处理费用就更加高昂,那么每年节省的处理费用将更加可观。6、社会效益在环境保护已成为一项基本国策的今天,水污染所引发的各种问题日益受到全社会的关注与重视,本工程升级改造的实施,对于提升印染行业废水处理水平具有深远的意义和影响。而且目前我国正倡导节能减排,采用我们内源消减污泥正是一个节能减排的好项目,主要体现在以下几个方面:(l)形成一套印染废水污泥减量排放处理工艺与升级改造技术体系,达到国内领先的技术水平,带动相关污水处理厂升级改造工艺技术全面发展。344(2)节约用电:污泥减量前污泥脱水系统每天耗电,减量80%一85%以后,每天可以节约大量的能源;节约用煤:污泥在焚烧过程中,会消耗一定量的煤,如果减量80%以后,可以节约80%的煤,节约能源。节约用油:污水处理厂每年外运污泥,污泥减量后,将减少运输污泥总量,这样可以节约大量的燃油,节约了能源物资;同时可以减少大量的汽车尾气的排放。(3)提高了污染物的去除率,大幅度消减了污泥,减少了污染物的处理量,这对社会来说,就减轻了污染负担,减少了环境的恶化。因为任何一种生产不可能不产生废气物或污染,任何一种生产污染物的减少,对整个社会将是一种贡献。(4)因为低成本高效UDF+AOSA污泥减量排放处理印染废水技术稳定运行、维修较少的设备,对企业来说是至关重要的。运行和维修所用的资源也将可以减少,对社会的资源也是一种节约。345