1. La divisió d’escala de les plantes de tractament d’aigües residuals urbanes
Segons la situació real, es pot dividir aproximadament enplantes de tractament d’aigües residuals grans, mitjanes i petites.
L'escala> 10 × 10^4 m3/dés una planta a gran escala, que es construeix generalment en una gran ciutat, amb una inversió en infraestructures de 100 milions de iuans i un cost operatiu anual de 10 milions de iuans.
L’escala de plantes de tractament d’aigües residuals de mida mitjana és (1~10)×10^4 m3/d, que generalment es construeix en ciutats petites i mitjanes i comtats suburbanes de grans ciutats, amb una inversió en infraestructures de desenes de milions a centenars de milions de iuans i els costos operatius anuals de milions a desenes de milions de iuan.
Petites plantes de tractament d’aigües residuals ambUna escala de <1 × 10^4 m3/dgeneralment es construeixen en petites ciutats, amb una inversió en infraestructures de milions a desenes de milions, i els costos operatius anuals de centenars de milers a milions; A causa de les restriccions econòmiques, aquestes plantes d'aigües residuals solen aparèixer a petites ciutats amb economies desenvolupades a les zones costaneres.
2. El procés principal de la planta de tractament d'aigües residuals urbanes
El principal contaminant de les aigües residuals municipals és la matèria orgànica, de manera que actualment la majoria són biològiques. També hi ha mètodes químics, com ara l’ús d’un tractament primari millorat químicament, però la taxa d’eliminació d’aquest procés no és alta, l’efluent no compleix els estàndards especificats i només és adequat per a alguns llocs específics on els requisits de qualitat dels efluents no siguin elevats.
En el mètode biològic, hi ha dues categories de mètode de fangs activats i filtre biològic, l’eficiència del tractament del filtre biològic no és alta, les condicions sanitàries són pobres, només hi ha algunes plantes de tractament d’aigües residuals urbanes biològiques i el mètode de fangs activats per a la gran majoria.
Hi ha molts tipus de mètodes de fangs activats i hi ha tres tipus principals de fangs activats que són els més utilitzats:
● (1) Mètode tradicional de fangs activats i els seus processos millorats a/o i a2/o
● (2) fosses d'oxidació
● (3) Processos SBR
El mètode tradicional de fangs activats és el procés d’aplicació més antic, té una alta eficiència en l’eliminació de la matèria orgànica, i els fangs produïts en el procés de tractament són tractats de manera estable per la digestió anaeròbica, molt eficaç per eliminar la contaminació de les aigües residuals i els fangs, i el consum d’energia i els costos d’operació són relativament baixos, de manera que s’utilitza àmpliament. En els darrers vint anys, el perjudici de l’eutrofització de l’aigua s’ha tornat cada vegada més greu, i s’ha inclòs l’eliminació de nitrogen i fòsfor a l’objectiu del tractament d’aigües residuals, de manera que han aparegut el mètode A/S millorat i el mètode A2/O del mètode de fangs activats. Hi ha dos tipus de mètodes A/S, un és un procés anaeròbic-aeròbic per a l’eliminació de fòsfor, i l’altre és un procés anòxic-aeròbic per a la desnitrificació; La regla A2/O és un procés que elimina tant nitrogen com fòsfor.
La rasa d’oxidació és una variant del mètode de fangs activats, que és diferent del mètode tradicional de fangs activats en termes de règim de flux hidràulic, i és una mena de flux circulant de punta a extrem, que normalment utilitza aeració retardada, i els fangs s’estabilitzen mentre es purifica les aigües residuals. No té un dipòsit de sedimentació primària ni un digestor de fangs i les instal·lacions de tractament es simplifiquen molt. La rasa d’oxidació té els avantatges del mètode tradicional de fangs activats, que té una alta eficiència en l’eliminació de la matèria orgànica i també té la funció de desnitrificació. Si s’afegeix un estany anaeròbic davant de la rasa, el fòsfor també es pot eliminar alhora. L’elevada eficiència i la simplicitat de la rasa d’oxidació la fan àmpliament utilitzada en plantes de tractament d’aigües residuals urbanes petites i mitjanes.
SBR és un mètode de fangs activats per lots seqüencials, La seva característica bàsica és completar la reacció bioquímica, la sedimentació, el drenatge i la descàrrega de fangs de les aigües residuals en un dipòsit de reacció, que no només elimina el dipòsit de sedimentació primària i els fangs, sinó que també elimina el dipòsit de sedimentació secundària Funció d’eliminació de fòsfor. En els darrers anys, ha passat l’aplicació de tecnologia de control automàtic i instruments al tractament d’aigües residuals, de manera que el procés SBR s’ha promogut enèrgicament i s’ha convertit en un procés que la indústria està molt preocupada.
3. El procés preferit de plantes de tractament urbà a gran escala
El procés preferit per a plantes de tractament d’aigües residuals municipals a gran escala és el mètode tradicional de fangs activat i el seu mètode A/S millorat i el mètode A2/O. Actualment, la majoria de les plantes d’aigües residuals a gran escala de la majoria dels països del món (inclosa la Xina) utilitzen el mètode tradicional de fangs activats, el mètode A/S i A2/O, que no és accidental, perquè aquest procés té els avantatges de ser difícil de substituir per a plantes d’aigües residuals a gran escala:
(1) Consum energètic baix i despeses de funcionament baixes
Els majors avantatges del mètode tradicional de fangs activats, els mètodes A/S i A2/O sobre la rasa d’oxidació i els processos SBR són un menor consum d’energia i les despeses de funcionament més baixes, i com més gran sigui la escala, més evident és aquest avantatge. Per a les plantes d’aigües residuals a gran escala, el cost d’operació anual és considerable, per exemple, una planta d’aigües residuals amb una escala de 40 × 10^4 m3/d, 1 m3 a les aigües residuals poden estalviar 1 cent per taxes de tractament, estalviant 1,46 milions de iuans a l’any.
Els motius del baix consum d’energia i el cost operatiu d’aquest procés són: a. Configuració d’un tanc de sedimentació primària, utilitzant el mètode físic per eliminar una part considerable de la matèria orgànica i els sòlids en suspensió a les aigües residuals amb el consum i el cost d’energia mínims, reduint la càrrega de tractament secundari i estalviant significativament el consum d’energia; b. Els fangs adopten la digestió anaeròbica, que estalvia significativament energia en comparació amb la digestió aeròbica síncrona del procés d’oxidació i del procés SBR, i és un procés reconegut d’estalvi d’energia.
La inversió de capital d’aquest procés és generalment superior a la del procés d’oxidació i el procés SBR, però amb l’augment de l’escala, el cost de capital de la rasa d’oxidació i SBR també augmenta exponencialment, mentre que la inversió del procés de fangs activats convencional augmenta en una proporció menor i el buit entre els dos és cada cop més petita. Quan la planta d’aigües residuals arriba a una certa escala, la inversió del mètode de fangs activats convencional és inferior a la de la rasa d’oxidació i SBR, de manera que com més gran sigui la escala de la planta d’aigües residuals, més grans són els avantatges del mètode de fangs convencionals activat.
(2) Millorar el nivell de gestió
Els principals desavantatges del mètode de fangs activats convencionals, el mètode A/S i A2/O són que hi ha moltes unitats de tractament i una gestió de l’operació complexa, especialment la digestió anaeròbica de fangs requereix un alt nivell de gestió, i el biogàs produït en el procés de digestió és un gas inflamable i explosiu, que requereix un funcionament segur, que augmenta la dificultat de la gestió. Tanmateix, a causa del fet que la gran planta d’aigües residuals està avalades per una gran ciutat, té una forta força tècnica i un nivell de gestió elevat i pot complir aquest requisit, les mancances del mètode de fangs activats convencionals no es convertiran en un factor limitant.
Segons la realitat actual, a causa de la imperfecció del sistema de xarxa de drenatge, la composició orgànica de la majoria de les aigües residuals urbanes no és alta, i la gestió de la digestió anaeròbica de fangs i la utilització de biogàs encara no són madures, aquests factors han reduït l’economia del mètode convencional d’escletxes activades, A/O i un mètode A2/O incloent el procés de digestió anaeròbica de fangs. Per tant, per a les plantes de tractament d’aigües residuals municipals amb una escala de (10 ~ 20) × 10^4 m3/d, de vegades pot ser més econòmic utilitzar processos de rasa SBR i oxidació, en aquest cas és necessari fer una comparació detallada tecnoeconòmica de diversos processos per determinar el procés òptim.
4. El procés preferit de petites i mitjanes plantes de tractament urbà
Els processos preferits per a petites i mitjanes plantes de tractament d’aigües residuals municipals sónrasa d'oxidació i sbr, i les seves característiques comunes són:
(1)
L’eficiència de l’eliminació de la matèria orgànica és molt elevada, i alguns també poden eliminar nitrogen i fòsfor, o tant nitrogen com fòsfor, i les instal·lacions de tractament són molt senzilles, la gestió és molt convenient, i actualment es reconeix internacionalment com a procés de tractament d’aigües residuals eficients i simplificades, i també és el procés preferit per a plantes de tractament urbà petit i de mida mitjana en diversos països al voltant del món.
(2)
Per sota de l'escala de 10 × 10^4 m3/d, el cost de la infraestructura de la rasa d'oxidació i el mètode SBR és significativament inferior al del mètode de fangs activats convencionals, mètode A/O i A2/O. Per a plantes de tractament d’aigües residuals amb una escala de (5 ~ 10) × 10^4 m3/d, el cost de construcció de capital de la rasa d’oxidació i el mètode SBR sol ser un 10% ~ 15% inferior. Com més petita sigui l'escala, més gran és la bretxa entre els dos, que és atractiu per a les ciutats petites i mitjanes que no tenen fons per construir plantes d'aigües residuals.
Fins i tot per sota de l'escala de 10 × 10^4 m3/d, el consum d'energia i el cost operatiu anual de la rasa d'oxidació i el mètode SBR són encara superiors als del mètode de fangs activats convencionals, però si es compara amb el cost de capital, el cost total de capital més 20 anys de cost operatiu és encara inferior al del mètode convencional de fangs activats. Com més petita sigui l'escala, més baixa sigui l'escala, més gran és l'escala, més petita és la bretxa i quan l'escala és de 10 × 104 m3/d, el cost total dels dos tipus de processos és aproximadament comparable. Per tant, és econòmicament avantatjós utilitzar la rasa d’oxidació i el mètode SBR per a plantes d’aigües residuals petites i mitjanes.
(3)
El procés d’oxidació i el procés SBR normalment no tenen un dipòsit de sedimentació primària i un digestor de fangs, i tota la unitat de tractament és superior al 50% menys que el mètode de fangs activats convencionals, i el funcionament i la gestió es simplifiquen molt, que és molt adequat per a plantes de tractament d’aigües residuals petites i mitjanes amb força tècnica relativament feble i un nivell de gestió relativament baix.
(4)
S'han localitzat bàsicament l'equip de la rasa d'oxidació i el procés SBR, que poden complir els requisits del procés en termes de qualitat i són barats.
(5)
La resistència a la càrrega d’impacte del rastre d’oxidació i el procés SBR és molt millor que la del mètode de fangs activats convencionals, molt beneficiós per a plantes d’aigües residuals petites i mitjanes amb canvis dràstics en la qualitat i la quantitat de l’aigua.
És per tots aquests motius que les fosses d’oxidació i SBR es desenvolupen ràpidament. L’Agència de Protecció Ambiental dels Estats Units (EPA) ha enumerat un procés que estalvia més del 15 per cent dels costos de construcció o operació de les plantes de tractament d’aigües residuals com a tecnologia alternativa innovadora, amb finançament financer federal, que ha provocat la promoció de processos de rasa SBR i d’oxidació, i s’han construït centenars de plantes d’aigües residuals. Hi ha milers de plantes de tractament d’aigües residuals d’oxidació a Europa i s’han construït prop de 600 plantes d’aigües residuals del procés SBR a Austràlia en els darrers deu anys. A la Xina, els processos d’oxidació i SBR s’han convertit en els processos preferits per a plantes de tractament d’aigües residuals petites i mitjanes.
5. La classificació principal i les característiques del procés de rasa d’oxidació
El procés d’oxidació es pot dividir àmpliament en quatre categories:
(1) rasa d'oxidació alternativa multi-groove
Es caracteritza per un tipus de construcció combinat, sense un dipòsit de sedimentació secundària separat i adopta l’aeració del raspall rotatiu. Té tipus de rasa, doble ras i tres rases, el més típic dels quals és la rasa de tres rases de Handan. Aquesta rasa d’oxidació té les característiques del procés SBR i també es pot considerar com un tipus de SBR, el seu efecte de desnitrificació i eliminació de fòsfor és inestable, si es requereix l’eliminació de nitrogen i fòsfor, cal afegir algunes instal·lacions.
(2) Finca d'oxidació de carrusel
Es tracta d’un tipus separat, hi ha un dipòsit de sedimentació secundària separat, l’ús de l’aeració de l’aerador de superfície, la profunditat de la rasa és més gran que la rasa d’oxidació alternativa en diverses ras, la planta de purificació d’aigua de Changsha és aquest procés, la seva desnitrificació i l’efecte d’eliminació de fòsfor no és ideal, si els requisits de desnitrificació i eliminació de fosforus també necessiten afegir-hi algunes instal·lacions.
(3) Fossada d'oxidació d'Obel
També es divideix en dos dipòsits de sedimentació, utilitzant l’aeració de disc rotatiu, la profunditat de la rasa també és més gran, ara Sichuan, Beijing, Shandong, Zhejiang i altres llocs s’adopten, el seu efecte de denitrificació és molt bo, però l’eficiència de l’eliminació de fòsfor no és prou elevada i cal prendre algunes mesures quan requereix eliminació de fòsfor.
(4) Ditch d'oxidació integrada
És un tipus articular i el dipòsit de sedimentació es construeix a la rasa d’oxidació. No només és una entrada i sortida contínua de l’aigua, sinó també un tipus de construcció conjunta, i no necessita canviar la funció, teòricament la més econòmica i raonable, però en alguns problemes tècnics específics no són gaire madurs, de manera que afecta la seva popularització i ús.
6. La classificació i les característiques principals del procés SBR
Hi ha diversos tipus principals de processos SBR:
(1) Procés tradicional SBR
Totes les seves operacions són intermitents i cícliques. El seu efecte de desnitrificació i eliminació de fòsfor no és prou estable, com ara el requisit de desnitrificació i eliminació de fòsfor, cal millorar algunes millores.
(2) procés ICEAS
És a dir, el mètode de fangs activats per l’aire activats de l’airejat que circulava intermitent, que divideix el dipòsit de reacció en dues parts amb una paret de partició, la part frontal és l’àrea de reacció prèvia, i la part posterior és l’àrea de reacció principal, que adopta la ingesta d’aigua contínua, l’aeració intermitent, la sedimentació, el drenatge i la descàrrega d’escletxes, que s’ha utilitzat a la tercera i quart i quart planta de residus en kunming. Pot eliminar nitrogen i fòsfor, però l'efecte no és ideal.
(3) Procés de Dat-AIt
És a dir, el procés de combinar l’aeració contínua i l’aeració intermitent, la part mitjana del dipòsit de reacció es divideix en dues parts amb una paret de partició, la DAT a la part frontal s’aireja contínuament i l’IAT a la part posterior és airejat, sedimentat, sedimentat i descarregat, que s’ha utilitzat a la planta de tractament de les aigües residuals de la zona de desenvolupament de Tianjin. La seva desnitrificació i la seva funció d’eliminació de fòsfor és mitjana i calen instal·lacions addicionals per millorar l’eficiència de l’eliminació de nitrogen i fòsfor.
(4) Procés de repartiment
És a dir, el mètode de fangs activats circulant, el seu dipòsit de reacció es divideix en una zona de selecció i una àrea de reacció principal amb una paret de partició, i la ingesta d’aigua, l’aeració, la sedimentació, el drenatge i la descàrrega de fangs són tot un funcionament periòdic intermitent. Té un bon efecte d’eliminació de nitrogen i fòsfor i un bon rendiment per evitar l’expansió dels fangs.
(5) Procés Unitank
Es tracta de tres piscines rectangulars en paral·lel, que funcionen d’acord amb el mode d’operació periòdica similar a la rasa d’oxidació de tres rases, però l’aeració del pinzell rotatiu es canvia per explosar l’aeració, que pot augmentar la profunditat de la piscina, i la sortida ajustable a l’aigua es canvia a un Weir fix, que simplifica el drenatge i la seva funció és similar a la de l’oxidació de tres punts.
7. Comparació de la rasa d'oxidació i el procés SBR
Els processos d’oxidació i SBR tenen moltes característiques en comú, així com les seves pròpies característiques i aplicabilitat, que cal analitzar detingudament a l’hora de seleccionar una solució.
(1) Des de la perspectiva de la inversió en infraestructures
En general, la taxa d’adquisició de terres i la taxa de construcció civil són inferiors a les de la rasa d’oxidació i el cost dels equips és superior al de la rasa d’oxidació i el cost total depèn de la situació específica.
a. L’elevat preu de la terra no és bo per a la rasa d’oxidació. b. L’elevada concentració de BOD de l’aigua influent i l’elevada proporció de volum de reacció al volum de precipitació són beneficioses per a la rasa d’oxidació; La baixa concentració de BOD i la baixa proporció de volum de reacció al volum de precipitació són beneficioses per a SBR.
(2) Des de la perspectiva de les despeses de funcionament
El procés SBR sol ser airejat amb aire explosiu i el procés d’oxidació sol ser airejat mecànicament. En general, sota el mateix subministrament d’oxigen, l’aeració d’explosió és més eficient en l’energia que l’aeració mecànica; En el segon aspecte, el procés SBR és un tipus de construcció conjunta, sense reflux de fangs (alguna petita quantitat de reflux), i el procés de la rasa d’oxidació és un tipus de construcció separat amb una gran quantitat de reflux i el consum d’energia és gran; En tercer lloc, el procés SBR és una operació variable a nivell d’aigua, que augmenta el cap de l’estació de bombament d’aigua d’entrada. Totes les coses considerades, el consum d'energia del procés de rasa d'oxidació sol ser més gran que el del procés SBR i el cost operatiu és més elevat.
(3) des de la perspectiva de les diferències operatives
El procés de rasa d’oxidació és un funcionament continu i no requereix control automàtic, però només utilitza el control automàtic quan es requereix l’estalvi d’energia; El procés SBR és intermitent durant el cicle i els diversos processos es canvien sovint i cal controlar -los automàticament.
(4) Des de la perspectiva de les diferències de sedimentació
El procés SBR és precipitació estàtica i el procés de rasa d’oxidació és precipitació dinàmica, de manera que l’eficiència de sedimentació de SBR és més alta i la qualitat dels efluents és millor.