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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用裝備
2023-Z-9
申報(bào)單位
江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司
水藝環(huán)保集團(tuán)股份公司
推薦單位
江蘇省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會
一、技術(shù)簡介
適用范圍
適用于重污染河道水環(huán)境整治，解決污水排口直排入河、雨污混流經(jīng)雨水排口入河、水體流動(dòng)差極易納污的斷頭河、因污水廠處理能力不足或污水泵站調(diào)蓄能力不足導(dǎo)致的污水溢流入河、超過水環(huán)境容量形成的黑臭水體等問題?？商幚恝躅?、劣Ⅴ類污水中濃度較高的COD、氨氮等污染物，效果達(dá)到Ⅲ——Ⅳ類。
技術(shù)原理
MBBR生物流化床工藝：通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而強(qiáng)化處理效率。填料表面會形成具有一定厚度的生物膜，從內(nèi)至外分別形成厭氧——缺氧——好氧區(qū)滿足不同種類微生物的生長需要，實(shí)現(xiàn)硝化反應(yīng)和反硝化同步發(fā)生，在降解氨氮的同時(shí)也能夠脫除部分總氮；
溶氣氣浮工藝：利用加壓溶氣設(shè)備對凈化后回流水進(jìn)行加壓溶氣并通過釋放器向污水中釋放出微小氣泡。原水中磷污染物經(jīng)絮凝后形成不溶性磷酸鹽，不溶性磷酸鹽同污水中其他SS一并與溶氣設(shè)備釋放的微小氣泡相結(jié)合浮出水面，最終由刮泥裝置刮出，從而達(dá)到去除總磷、SS的目的；
活性污泥回流工藝：在氣浮系統(tǒng)排泥端污泥收集池增加污泥回流裝置，將部分活性污泥回流至MBBR反應(yīng)池，提升MBBR系統(tǒng)內(nèi)污泥含量，進(jìn)一步強(qiáng)化池內(nèi)生物量，應(yīng)對高污染負(fù)荷和低溫對生物膜系統(tǒng)的沖擊效應(yīng)。
工藝路線
在河道內(nèi)安裝取水泵及泵格柵等輔助裝置，受污染河水經(jīng)取水泵進(jìn)入MBBR生化反應(yīng)池；在MBBR生化反應(yīng)池內(nèi)安裝底部曝氣管并控制溶解氧含量，經(jīng)過MBBR生化反應(yīng)池內(nèi)好氧反應(yīng)及硝化作用后受污染河水中有機(jī)物(COD)、氨氮等污染物得到有效去除；而后污水進(jìn)入溶氣氣浮反應(yīng)池，通過加藥泵向氣浮池前端加入絮凝劑、助凝劑，將磷污染物轉(zhuǎn)化為不溶性磷酸鹽，利用溶氣設(shè)備向反應(yīng)池內(nèi)釋放微小氣泡，微小氣泡將懸浮態(tài)磷酸鹽和其他SS污染物帶出水面，并由刮泥機(jī)刮入污泥池，清水進(jìn)入清水池；在污泥池設(shè)置污泥回流泵，在溫度驟降、進(jìn)水負(fù)荷沖擊等惡劣條件下將部分活性污泥回流至MBBR生化反應(yīng)池前端提高生物量，進(jìn)一步提升污染物降解能力，緩沖高污染負(fù)荷和低溫沖擊；剩余污泥進(jìn)入板框壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾后形成干泥外送處置；清水由清水池排放入河，為河道提供凈水補(bǔ)給。
裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)進(jìn)水CODCr≤100mg/L、CODMn≤15mg/L、氨氮≤15mg/L、總磷≤2.5mg/L；設(shè)計(jì)出水執(zhí)行GB3838-2002準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)：CODCr≤20mg/L、CODMn≤6mg/L、氨氮≤1mg/L、總磷≤0.2mg/L。
應(yīng)用效果
1、重污染河道水質(zhì)快速凈化裝備處理效果：寶華鎮(zhèn)重點(diǎn)河道水環(huán)境整治工程技術(shù)服務(wù)、濱海縣水質(zhì)凈化服務(wù)、高溝鎮(zhèn)分布式污水治理設(shè)施租賃服務(wù)、新滂溝河中陳電灌站分布式污水處理設(shè)施租用服務(wù)等多個(gè)項(xiàng)目在應(yīng)用本實(shí)用技術(shù)裝備后凈化效果顯著，出水可穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2、二次污染情況：本實(shí)用技術(shù)裝備產(chǎn)生的二次污染物主要表現(xiàn)為剩余污泥形式，系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)板框壓濾并二次壓榨后含水率降至75%以下，壓濾后污泥送往具備處理能力的固廢處置公司集中處置。
3、處理后直接排入環(huán)境的情況：經(jīng)本裝備凈化處理后，出水CODCr、CODMn、氨氮、總磷能夠穩(wěn)定達(dá)到GB3838-2002地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，最終排入原治理河道，削減河道污染物總量并為河道提供凈水補(bǔ)給。
研發(fā)背景
(1)污染治理需求
隨著“水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”“長江大保護(hù)”等政策的頒布與實(shí)施，重點(diǎn)流域水環(huán)境綜合治理工作全面推進(jìn)，我國水生態(tài)環(huán)境得到了較大提升。然而部分城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村仍存在雨污分流不到位、污水直排等現(xiàn)象，導(dǎo)致周邊河道受到嚴(yán)重污染，繼而影響下游國省考斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，降低人民生活質(zhì)量及幸福感。
(2)行業(yè)情況
目前行業(yè)內(nèi)大多設(shè)備運(yùn)用MBR工藝，其中常見流程為生化處理+超濾膜過濾，動(dòng)力設(shè)備多，導(dǎo)致占地面積大、設(shè)備制造及運(yùn)維成本較高。
(3)裝備難點(diǎn)
難點(diǎn)在于如何提高處理效率，提高出水水質(zhì)，降低設(shè)備制造成本，減少占地面積。
(4)通過研發(fā)解決的關(guān)鍵問題
解決了設(shè)備成本高、占地面積大的問題，并且提高了污水處理效率及出水水質(zhì)。
(5)國內(nèi)外裝備水平差距
MBBR由Kaldnes Miljøteknologi與挪威研究機(jī)構(gòu)SINTEF合作開發(fā)，該系統(tǒng)于20世紀(jì)80年代末首次安裝于挪威Stensholt市政污水廠工程首次應(yīng)用。2000年初，MBBR從國外引進(jìn)國內(nèi)進(jìn)行了相關(guān)研究和部分項(xiàng)目的使用，受限于當(dāng)時(shí)相關(guān)技術(shù)不成熟，出現(xiàn)了失敗案例，使得該工藝的國內(nèi)推廣受阻。
技術(shù)/裝備特點(diǎn)
1、針對重污染河道治理的水質(zhì)凈化裝備。目前水質(zhì)凈化裝備多用于污水處理、污水廠提標(biāo)改造等領(lǐng)域，針對河道水質(zhì)凈化的應(yīng)用還比較少?；诮匚奂{管工程尚無法完全到位以及各地農(nóng)村和城市黑臭水體、重污染河道污染問題仍然廣泛存在的現(xiàn)實(shí)情況，本實(shí)用技術(shù)裝備集成MBBR生物流化床、溶氣氣浮系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)等，形成專門針對重污染河道的水質(zhì)快速凈化系統(tǒng)。
2、處理效率高，耐沖擊性能強(qiáng)。本實(shí)用技術(shù)裝備集成MBBR生物流化床工藝，通過投加懸浮載體提高和固化反應(yīng)器中生物量及生物種類，具有耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少等特點(diǎn)，可有效應(yīng)對受污染河水水質(zhì)變化，提升處理效能。
3、占地面積較小。本實(shí)用技術(shù)裝備利用MBBR工藝代替普通活性污泥法，提升水質(zhì)凈化系統(tǒng)生物量，將水力停留時(shí)間由常規(guī)污水處理工藝的10——12h縮短至4——5h，占地得到大幅縮減，提高了項(xiàng)目實(shí)施的便捷性和靈活性。
4、噸水治理成本低。本實(shí)用技術(shù)裝備以MBBR生物流化床作為主要生化工藝，以懸浮填料為生物膜載體，無需對較MBR膜工藝處理能耗得到有效降低。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
寶華鎮(zhèn)重點(diǎn)河道10000噸/天河道分布式治理裝備配套工程
案例簡介
項(xiàng)目在寶華鎮(zhèn)和平河、鳳壇河分別配套安裝分布式水質(zhì)凈化設(shè)施，用以處理受污染黑臭水體，設(shè)計(jì)日處理量均為10000噸/天。設(shè)備采用MBBR作為主體工藝用于硝化脫氮，后端配合氣浮用于除磷、SS，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)脫氮除磷。同時(shí)，裝備在污泥池設(shè)置污泥回流泵，在溫度驟降、進(jìn)水負(fù)荷沖擊等惡劣條件下將部分活性污泥回流至MBBR生化反應(yīng)池前端提高生物量，進(jìn)一步提升污染物降解能力，緩沖高污染負(fù)荷和低溫沖擊。出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(包括常規(guī)污染物溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷)，出水可為下游提供活水補(bǔ)給。
經(jīng)安裝調(diào)試后，項(xiàng)目運(yùn)行成效顯著。單套系統(tǒng)運(yùn)行可削減氨氮80噸/年、總磷7噸/年。此外，下游水質(zhì)不斷改善，助力省內(nèi)唯一劣Ⅴ類省考斷面水質(zhì)提升至Ⅲ類，滿足其水質(zhì)目標(biāo)。同時(shí)，按斷面原水質(zhì)情況估算，水環(huán)境補(bǔ)償資金高達(dá)2億元/年，遠(yuǎn)高于設(shè)施費(fèi)用，斷面達(dá)標(biāo)后顯著減小了當(dāng)?shù)刎?cái)政壓力。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
裝備出水執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。具體出水限值如下：溶解氧≥5、高錳酸鹽指數(shù)≤6、化學(xué)需氧量≤20、五日生化需氧量≤4、氨氮≤1、總磷≤0.2。
業(yè)主單位
句容市寶華鎮(zhèn)人民政府
投運(yùn)時(shí)間
2021年5月
工藝流程
本裝備采用MBBR生物流化床工藝、溶氣氣浮工藝及活性污泥回流工藝，實(shí)現(xiàn)對重污染河道水的凈化處理。
具體流程：在河道內(nèi)安裝取水泵及泵格柵等輔助裝置，受污染河水經(jīng)取水泵進(jìn)入MBBR生化反應(yīng)池；在MBBR生化反應(yīng)池內(nèi)投加MBBR填料，安裝底部曝氣并控制溶解氧含量，經(jīng)過MBBR生化反應(yīng)池內(nèi)好氧反應(yīng)及硝化作用后受污染河水中有機(jī)物(COD)、氨氮等污染物得到有效去除；而后污水進(jìn)入溶氣氣浮反應(yīng)池，加藥將磷污染物轉(zhuǎn)化為不溶性磷酸鹽，利用溶氣設(shè)備向反應(yīng)池內(nèi)釋放微小氣泡，微小氣泡將懸浮態(tài)磷酸鹽和其他SS污染物帶出水面，并由刮泥機(jī)刮入污泥池，清水進(jìn)入清水池；在污泥池設(shè)置污泥回流泵，在溫度驟降、進(jìn)水負(fù)荷沖擊等惡劣條件下將部分活性污泥回流至MBBR生化反應(yīng)池前端提高生物量，進(jìn)一步提升污染物降解能力，緩沖高污染負(fù)荷和低溫沖擊；剩余污泥進(jìn)入板框壓濾機(jī)，經(jīng)壓濾后形成干泥外送處置；清水由清水池排放入河，為河道提供凈水補(bǔ)給。
運(yùn)行情況
寶華鎮(zhèn)重點(diǎn)河道10000噸/天河道旁路處理裝備配套工程提升了寶華鎮(zhèn)當(dāng)?shù)氐奈鬯幚砟芰?，寶華鎮(zhèn)水生態(tài)環(huán)境得到了改善。本案例處理水量規(guī)模為10000噸/天，目前已完成1年設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求(表1)。根據(jù)日常監(jiān)測報(bào)告，氨氮去除率達(dá)到94以上，總磷去除率達(dá)到80%以上。
應(yīng)用該裝備時(shí)，污水處理前端入口的固體垃圾經(jīng)過格柵設(shè)備進(jìn)行固液分離，固態(tài)垃圾集中堆放后會運(yùn)輸至垃圾處置中心進(jìn)行處理。該裝備主要產(chǎn)生的二次污染物為剩余污泥，剩余污泥經(jīng)過板框壓濾機(jī)壓榨脫水，形成含水率低于75%的泥餅，泥餅集中堆放后進(jìn)行外運(yùn)處置。外運(yùn)處置單位將泥餅及黃土作為主要原材料，進(jìn)行陶粒制作，工程所產(chǎn)生的干污泥全部去除，污泥干物質(zhì)產(chǎn)生量768t/a，去除量768t/a，處理率為100%。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果優(yōu)良，對于河道水處理后基本穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在一年運(yùn)維期間出水水質(zhì)均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，未發(fā)生過事故。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
相比于傳統(tǒng)水質(zhì)凈化場站，本項(xiàng)目部分部件可回收進(jìn)行二次利用，可回收部分包括超速凈化一體機(jī)等系統(tǒng)部件和碳鋼等原材料，可回收部分等于建設(shè)階段生產(chǎn)過程核算得到的系統(tǒng)組件或零部件的碳排放量，全生命周期碳排放量與快速凈化系統(tǒng)的運(yùn)行周期有關(guān)，按照運(yùn)行一年計(jì)，經(jīng)初步核算得到單套設(shè)備可回收部分碳減排量為325.5 t CO2。
三、技術(shù)申報(bào)單位聯(lián)系信息
單位名稱：江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司
單位地址：江蘇省南京市嘉陵江東街8號
聯(lián)系人：吳天祺
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 重污染河道水質(zhì)快速凈化裝備
