VT污水處理工藝
VERTREAT(下文簡(jiǎn)稱VT)污水處理工藝是一種高效好氧活性污泥法,適用于城市污水處理和工業(yè)廢水處理。加拿大Deep Shaft Techology Inc.公司對(duì)深井曝氣工藝進(jìn)行了多年的研究,并申請(qǐng)了專利。二十世紀(jì)末,加拿大NORAM公司收購(gòu)了Deep Shaft Techology Inc.公司,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)和研究。VT污水處理工藝就是NORAM公司在深井曝氣工藝基礎(chǔ)上開發(fā)的專利技術(shù),目前在北美開始運(yùn)用推廣并取得了良好的效果。VT污水處理工藝是目前先進(jìn)的高效好氧活性污泥處理技術(shù)之一。它利用潛置于地下的豎向反應(yīng)器對(duì)污水進(jìn)行超深水好氧生物處理,其主要特點(diǎn)是將普通深井曝氣工藝中的三個(gè)分離處理區(qū)合并,使反應(yīng)池體積更小,氧的利用率更高,從而有效地降低了工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。
井式生化反應(yīng)器從上而下分為一級(jí)處理區(qū)和二級(jí)處理區(qū)二個(gè)部分。在生物一級(jí)處理區(qū)內(nèi)設(shè)有一個(gè)同軸回流管,用來保持混合液處于循環(huán)狀態(tài),在一級(jí)處理區(qū)內(nèi)包含有氧化區(qū)和混合區(qū),占整個(gè)井式反應(yīng)器長(zhǎng)度的3/4。空氣由混合區(qū)注入,一方面為一級(jí)處理區(qū)提供生物氧化所需氧氣,另一方面為反應(yīng)器內(nèi)液體的循環(huán)提供動(dòng)力。反應(yīng)器的底部為二級(jí)處理區(qū)(又稱深度氧化區(qū)),二級(jí)處理區(qū)溶解氧含量極高,停留時(shí)間較長(zhǎng),BOD得到深度去除,其出水方式采用從反應(yīng)器的底部出水,出水進(jìn)入氣浮澄清池實(shí)現(xiàn)泥水分離,氣浮分離過程無須加入任何藥劑。
VT污水處理工藝具有以下特點(diǎn):
低的運(yùn)行費(fèi)用
VT工藝的運(yùn)行費(fèi)用低,去除每公斤BOD耗電小于0.8度,較低的運(yùn)行費(fèi)用主要是有以下方面原因:
——高的氧轉(zhuǎn)移率和低曝氣量 傳統(tǒng)工藝的轉(zhuǎn)移率一般為15%左右,而VT工藝由于反應(yīng)器深度達(dá)到100米左右,大大提高氧的溶解度,同時(shí)通過技術(shù)革新,污水同空氣的接觸時(shí)間比深井曝氣工藝大為延長(zhǎng),所以轉(zhuǎn)移率大為提高,最高可達(dá)到86%,在CHVERON FEFINERY中,通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn),原所注入空氣中含氧為21%,在反應(yīng)器頂部所排放的廢氣中,其含氧量為3~4%,二氧化碳含量則達(dá)到18%左右,說明氧的轉(zhuǎn)移率達(dá)到近905,所需的氣量為傳統(tǒng)工藝的15%,即約1/6,而在供應(yīng)同樣空氣量的情況下考慮壓力的因素,電耗將高3倍,二者合一綜合考慮,VERTREAT工藝比傳統(tǒng)污水處理工藝節(jié)省電耗58%。此工藝不但氧轉(zhuǎn)移效率高,而且高壓空氣的利用也是十分巧妙,壓縮氣體在充氧的同時(shí),完成了溶氣功能,為活性污泥氣浮分離、濃縮二步一次完成;壓縮空氣在充氧的同時(shí),還完成了混合液的攪拌功能,保證了混合液與原污水的充分混合,最后壓縮空氣在充氧的同時(shí),還完成了混合液的推流功能,保證混合液按工藝設(shè)計(jì)要求進(jìn)行環(huán)流和潛流,確保污水在反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間及去除效率。因此本工藝實(shí)際上是一氣多用:即充氧、混合液的推流、攪拌、泥水分離、污泥濃縮及污泥回流。其節(jié)能效果是目前任何工藝無法相比的。
——重力污泥回流系統(tǒng) VT工藝污泥回流量同常規(guī)污水處理工藝相當(dāng),但VT工藝由于其自身的特殊結(jié)構(gòu)和特征,充分利用水力學(xué)條件,VT工藝的出水重力流到氣浮分離池實(shí)現(xiàn)泥水分離(不需填加任何藥劑),分離出來的污泥回流也可以實(shí)現(xiàn)重力回流,從而有效降低運(yùn)行費(fèi)用。
——較低的人工管理費(fèi)用和維修費(fèi)用 整個(gè)VT處理系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)無人控制,在CHVERONR EFINERY污水處理場(chǎng)中,日常操作人員僅為3人,夜班無人值班;同時(shí)整個(gè)VT系統(tǒng)中無活動(dòng)部件和易損耗件,所需要維護(hù)的僅僅是空壓機(jī),所以大大降低日常維護(hù)和維修工作量,核心設(shè)施的使用壽命可達(dá)到20年以上或更多,從而大大降低折舊費(fèi)用。
——低污泥處理費(fèi)用 VT工藝采用氣浮分離池實(shí)現(xiàn)泥水分離,剩余污泥的含固率可達(dá)到4%,可直接進(jìn)入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水;而傳統(tǒng)工藝的剩余污泥含固率為0.8%,需要配套污泥濃縮池或預(yù)濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮后才能進(jìn)行污泥脫水;同時(shí)采用VERTREAT工藝產(chǎn)生的污泥量較少,并且在脫水中加入的藥劑較少,所以污泥處理費(fèi)用較低。
較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力
VT反應(yīng)器分為循環(huán)氧化處理區(qū)和深度氧化區(qū),進(jìn)水在循環(huán)區(qū)與原污水充分混合,對(duì)進(jìn)水的污染因子在反應(yīng)器內(nèi)迅速被稀釋,具有極強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。
由于反應(yīng)器混合液具有很高的CO2濃度,對(duì)進(jìn)水的PH值具有很強(qiáng)的緩沖作用,在進(jìn)水PH局EPA所規(guī)定的A級(jí)生物固體標(biāo)準(zhǔn),可作為肥料無限制用于各種場(chǎng)所,是解決污泥最終處置問題的理想方法。
以一座100,000噸/日城市污水處理廠為例,每日剩余污泥量為1680m3/d(含水率99.2%,折合干泥13.44噸/日),采用VERTAD污泥消化工藝進(jìn)行污泥的處理,只需在原有污泥脫水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加占地260平方米,即可建成VERTAD污泥處理系統(tǒng),產(chǎn)生的污泥可達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn),從而可安全方便地進(jìn)行污泥的最終處置,避免目前污泥處置中產(chǎn)生的二次污染等情況。其運(yùn)行費(fèi)用可折算為每立方米污水增加電耗0.043度,總投資2440萬人民幣。
VT工藝與其他工藝占地面積比較
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