1. La división de escala de las plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas
Según la situación real, se puede dividir aproximadamente enPlantas de tratamiento de aguas residuales grandes, medianas y pequeñas.
La escala> 10 × 10^4 m3/des una planta de aguas residuales a gran escala, que generalmente se construye en una gran ciudad, con una inversión de infraestructura de 100 millones de yuanes y un costo operativo anual de 10 millones de yuanes.
La escala de las plantas de tratamiento de aguas residuales de tamaño mediano es (1~10)×10^4 m3/d, que generalmente se construye en ciudades pequeñas y medianas y condados suburbanos de grandes ciudades, con una inversión de infraestructura de decenas de millones a cientos de millones de yuanes, y costos operativos anuales de millones a decenas de yuanes.
Pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales conuna escala de <1 × 10^4 m3/dgeneralmente se construyen en pueblos pequeños, con una inversión de infraestructura de millones a decenas de millones y costos operativos anuales de cientos de miles a millones; Debido a las limitaciones económicas, tales plantas de aguas residuales generalmente aparecen en pueblos pequeños con economías desarrolladas en áreas costeras.
2. El principal proceso de la planta de tratamiento de aguas residuales urbanas
El principal contaminante de las aguas residuales municipales es la materia orgánica, por lo que la mayoría de ellas son actualmente biológicas. También hay métodos químicos, como el uso del tratamiento primario mejorado químicamente, pero la tasa de eliminación de este proceso no es alta, el efluente no cumple con los estándares especificados y solo es adecuado para algunos lugares específicos donde los requisitos de calidad del efluente no son altos.
En el método biológico, hay dos categorías de método de lodo activado y filtro biológico, la eficiencia del tratamiento del filtro biológico no es alta, las condiciones sanitarias son pobres, solo hay unas pocas plantas de tratamiento de aguas residuales de filtro biológico y el método de lodo activado representa la gran mayoría.
Hay muchos tipos de métodos de lodo activado, y hay tres tipos principales de lodo activado que son los más utilizados:
● (1) Método de lodo activado tradicional y sus procesos mejorados de A/O y A2/O
● (2) zanjas de oxidación
● (3) Procesos SBR
El método tradicional de lodo activado es el primer proceso de aplicación, tiene una alta eficiencia en la eliminación de la materia orgánica, y el lodo producido en el proceso de tratamiento se trata de manera estable por la digestión anaerobia, que es muy efectivo para eliminar la contaminación de aguas residuales y lodo, y el consumo de energía y los costos operativos son relativamente bajos, por lo que se utiliza. En los últimos 20 años, el daño de la eutrofización de agua se ha vuelto cada vez más grave, y la eliminación de nitrógeno y fósforo se ha incluido en el objetivo del tratamiento de aguas residuales, por lo que ha aparecido el método de A/O mejorado y el método A2/O de método de lodo activado. Hay dos tipos de métodos de A/S, uno es un proceso anaerobio-aerobio para la eliminación de fósforo, y el otro es un proceso anóxico-aerobio para la desnitrificación; La regla A2/O es un proceso que elimina tanto el nitrógeno como el fósforo.
La zanja de oxidación es una variante del método de lodo activado, que es diferente del método tradicional de lodo activado en términos de régimen de flujo hidráulico, y es un tipo de flujo circulante de extremo a extremo, generalmente usando aireación retrasada, y el lodo se estabiliza mientras se purifica las aguas residuales. No tiene un tanque de sedimentación primario o un digestor de lodo, y las instalaciones de tratamiento se simplifican enormemente. La zanja de oxidación tiene las ventajas del método tradicional de lodo activado, que tiene una alta eficiencia en la eliminación de la materia orgánica y también tiene la función de la desnitrificación. Si se agrega un estanque anaeróbico frente a la zanja, el fósforo también se puede quitar al mismo tiempo. La alta eficiencia y la simplicidad de la zanja de oxidación lo hacen ampliamente utilizado en plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas pequeñas y medianas.
SBR es un método de lodo activado por lotes secuenciales, su característica básica es completar la reacción bioquímica, la sedimentación, el drenaje y la descarga de lodos de aguas residuales en un tanque de reacción, que no solo elimina el tanque de sedimentación primario y el digestor de lodo, sino que también elimina el tanque de sedimentación secundario y la sala de bombas de lodo reflujo, y la facilidad de tratamiento es más simple que la ditta de oxidación, y el efectivo de tratamiento es bueno, y cierta sesga un sencillo de sludges At Strong. función de eliminación. En los últimos años, la aplicación de tecnología de control automática e instrumentos para el tratamiento de aguas residuales ha pasado, por lo que el proceso SBR ha sido promovido enérgicamente y se ha convertido en un proceso que la industria está muy preocupado.
3. El proceso preferido de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas a gran escala
El proceso preferido para las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales a gran escala es el método tradicional de lodo activado y su método de A/S mejorado y el método A2/O. En la actualidad, la mayoría de las plantas de aguas residuales a gran escala en la mayoría de los países del mundo (incluida China) utilizan el método tradicional de lodo activado, A/O y A2/O, que no es accidental, porque este proceso tiene las ventajas de ser difíciles de reemplazar para las plantas de alcantarillado a gran escala:
(1) Bajo consumo de energía y bajos gastos operativos
Las mayores ventajas del método de lodo activado tradicional, los métodos de A/O y A2/O sobre la zanja de oxidación y los procesos SBR son un menor consumo de energía y mayores gastos operativos, y cuanto mayor es la escala, más obvia es esta ventaja. Para las plantas de aguas residuales a gran escala, el costo operativo anual es considerable, por ejemplo, una planta de aguas residuales con una escala de 40 × 10^4 m3/d, 1 m3 de aguas residuales puede ahorrar 1 centavo en tarifas de tratamiento, ahorrando 1,46 millones de yuanes al año.
Las razones del bajo consumo de energía y el costo operativo de este proceso son: a. Configurar un tanque de sedimentación primario, utilizando el método físico para eliminar una parte considerable de la materia orgánica y los sólidos suspendidos en las aguas residuales con el consumo y el costo mínimo de energía, reduciendo la carga de tratamiento secundario y ahorrando significativamente el consumo de energía; b. El lodo adopta la digestión anaerobia, que ahorra significativamente la energía en comparación con la digestión aeróbica sincrónica del proceso de zanja de oxidación y SBR, y es un proceso reconocido de ahorro de energía.
La inversión de capital de este proceso es generalmente mayor que la del proceso de zanja de oxidación y SBR, pero con el aumento de la escala, el costo de capital de la zanja de oxidación y SBR también aumenta exponencialmente, mientras que la inversión del proceso de lodos activados convencionales aumenta en una proporción menor, y la brecha entre los dos se está volviendo cada vez menor. Cuando la planta de alcantarillado alcanza una cierta escala, la inversión del método de lodo activado convencional es menor que la de la zanja de oxidación y SBR, por lo que cuanto mayor sea la escala de la planta de aguas residuales, mayores son las ventajas del método de lodos activados convencionales.
(2) Mejorar el nivel de gestión
Las principales desventajas del método de lodos activados convencionales, el método A/O y A2/O son que hay muchas unidades de tratamiento y un manejo de operaciones complejas, especialmente la digestión anaeróbica de lodo requiere un alto nivel de manejo, y el biogás producido en el proceso de digestión es un gas inflamable y explosivo, que requiere una operación segura, que aumenta la dificultad de manejo. Sin embargo, debido al hecho de que la gran planta de aguas residuales está respaldada por una gran ciudad, tiene una fuerte fuerza técnica y un alto nivel de gestión, y puede cumplir con este requisito, las deficiencias del método de lodo activado convencional no se convertirán en un factor limitante.
Según la realidad actual, debido a la imperfección del sistema de redes de drenaje, la composición orgánica de la mayoría de las aguas residuales urbanas no es alta, y el manejo de la digestión anaerobia de sodos y la utilización de la utilización de los biogás aún no están maduros, estos factores han reducido la economía del método de tragpedería activado convencional, A/O/O y A2/O Método de biografía. Por lo tanto, para las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales con una escala de (10 ~ 20) × 10^4 m3/d, a veces puede ser más económico usar los procesos de zanja de SBR y oxidación, en cuyo caso es necesario hacer una comparación tecnológica detallada de varios procesos para determinar el proceso óptimo.
4. El proceso preferido de plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas pequeñas y medianas
Los procesos preferidos para las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales pequeñas y medianas sonOxidación Ditch y SBRy sus características comunes son:
(1)
La eficiencia de la eliminación de la materia orgánica es muy alta, y algunos también pueden eliminar el nitrógeno y el fósforo, o tanto el nitrógeno como el fósforo, y las instalaciones de tratamiento son muy simples, la gestión es muy conveniente y actualmente se reconoce internacionalmente como un proceso de tratamiento de aguas residual eficiente y simplificado, y también es el proceso preferido para las pequeñas y medianas plantas de tratamiento de aguas residuales en varios países en el mundo.
(2)
Debajo de la escala de 10 × 10^4 m3/d, el costo de infraestructura de la zanja de oxidación y el método SBR es significativamente más bajo que el del método de lodo activado convencional, A/O y A2/O. Para las plantas de tratamiento de aguas residuales con una escala de (5 ~ 10) × 10^4 m3/d, el costo de construcción de capital de la zanja de oxidación y el método SBR suele ser 10% ~ 15% más bajo. Cuanto más pequeña sea la escala, mayor es la brecha entre los dos, que es atractiva para las ciudades pequeñas y medianas que carecen de los fondos para construir plantas de aguas residuales.
Incluso por debajo de la escala de 10 × 10^4 m3/d, el consumo de energía y el costo operativo anual del método de zanja de oxidación y SBR aún son más altos que los del método de lodo activado convencional, pero si se compara con el costo de capital, el costo de capital total más 20 años de costo operativo aún es más bajo que el del método de sludge activado convencional. Cuanto más pequeña sea la escala, menor es la escala, mayor es la escala, menor es la brecha y cuando la escala es de 10 × 104 m3/d, el costo total de los dos tipos de procesos es aproximadamente comparable. Por lo tanto, es económicamente ventajoso usar la zanja de oxidación y el método SBR para plantas de aguas residuales pequeñas y medianas.
(3)
La zanja de oxidación y el proceso SBR generalmente no tienen un tanque de sedimentación primario y un digestor de lodo, y toda la unidad de tratamiento es más del 50% menos que el método de lodo activado convencional, y la operación y el manejo son muy simplificados, lo que es muy adecuado para plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas y medianas con fuerza técnica relativamente débil y nivel de manejo relativamente bajo.
(4)
El equipo de la zanja de oxidación y el proceso SBR se han localizado básicamente, lo que puede cumplir con los requisitos del proceso en términos de calidad y es barato.
(5)
La resistencia a la carga de impacto del proceso de zanja de oxidación y SBR es mucho mejor que la del método de lodo activado convencional, que es muy beneficioso para las aguas residuales pequeñas y medianas con cambios drásticos en la calidad y cantidad del agua.
Es por todas estas razones que las zanjas de oxidación y los SBR se desarrollan rápidamente. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha enumerado un proceso que ahorra más del 15 por ciento de los costos de construcción o operación de las plantas de tratamiento de aguas residuales como una tecnología alternativa innovadora, con fondos financieros federales, lo que ha llevado a la promoción de los procesos SBR y de zanja de oxidación, y cientos de plantas de aguas residuales. Hay miles de plantas de tratamiento de aguas residuales de oxidación en Europa, y casi 600 plantas de aguas residuales de proceso SBR se han construido en Australia en los últimos 10 años. En China, la zanja de oxidación y los procesos SBR se han convertido en los procesos preferidos para plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas y medianas.
5. La clasificación principal y las características del proceso de zanja de oxidación
El proceso de zanja de oxidación se puede dividir ampliamente en cuatro categorías:
(1) zanja de oxidación alterna de múltiples grados
Se caracteriza por un tipo de construcción combinado, sin un tanque de sedimentación secundario separado, y adopta la aireación de cepillos rotativos. Tiene tipos de un solo cable, doble cable y tres protectores, el más típico de los cuales es la zanja de oxidación Handan de tres zobos. Esta zanja de oxidación tiene las características del proceso SBR, y también puede considerarse como un tipo de SBR, su efecto de desnitrificación y eliminación de fósforo es inestable, si se requiere la eliminación de nitrógeno y fósforo, se deben agregar algunas instalaciones.
(2) zanja de oxidación de carrusel
Es un tipo separado, hay un tanque de sedimentación secundario separado, el uso de la aireación del aireador de superficie, la profundidad de la zanja es mayor que la zanja de oxidación alterna de múltiples remolcos, la planta de purificación de agua de Changsha II II es este proceso, su efecto de desnitrificación y eliminación de fósforo no es ideal, si los requisitos de denitrificación y eliminación de fósforo y fósforo también necesitan agregar algunas instalaciones.
(3) zanja de oxidación de obel
También se divide en dos tanques de sedimentación, utilizando aireación del disco rotativo, la profundidad de la zanja también es más grande, ahora Sichuan, Beijing, Shandong, Zhejiang y otros lugares están adoptando, su efecto de desnitrificación es muy bueno, pero la eficiencia de eliminación de fósforo no es lo suficientemente alta, y algunas medidas deben tomarse cuando se requieren eliminación de fosforus.
(4) zanja de oxidación integrada
Es un tipo de articulación, y el tanque de sedimentación está construido en la zanja de oxidación. No es solo una entrada y salida continua del agua, sino también un tipo de construcción conjunta, y no necesita cambiar la función, teóricamente la más económica y razonable, sino que en algunos problemas técnicos específicos no es muy maduro, por lo que afecta su popularización y uso.
6. La clasificación principal y las características del proceso SBR
Hay varios tipos principales de procesos SBR:
(1) Proceso SBR tradicional
Todas sus operaciones son intermitentes y cíclicas. Su efecto de desnitrificación y eliminación de fósforo no es lo suficientemente estable, como el requisito de desnitrificación y eliminación de fósforo, se deben realizar algunas mejoras.
(2) Proceso de ICEAS
Es decir, el método de lodo activado por la aireación retrasada de la aireación intermitente, que divide el tanque de reacción en dos partes con una pared de partición, el frente es el área de reacción previa a la reacción, y la parte posterior es el área de reacción principal, que adopta la ingesta continua de agua, la aerencia intermitente, la sedimentación, el drenaje y la descarga de sludge, que se ha utilizado en las centrales y cuatro plantas de cosechas en Kunging en Kunging. Puede eliminar el nitrógeno y el fósforo, pero el efecto no es ideal.
(3) Proceso DAT-IAT
Es decir, el proceso de combinación de aireación continua y aireación intermitente, la parte media del tanque de reacción se divide en dos partes con una pared de partición, el DAT en la parte delantera está continuamente aireado y la IAT en la parte trasera se airea intermitentemente, se sedimenta, drenaba y se descarga, que se ha utilizado en la planta de desarrollo de tianjin de la zona de tianjin. Su función de desnitrificación y eliminación de fósforo es promedio, y se necesitan instalaciones adicionales para mejorar la eficiencia de la eliminación de nitrógeno y fósforo.
(4) Proceso de reparto
Es decir, el método de lodo activado circulante, su tanque de reacción se divide en un área de selección y un área de reacción principal con una pared de partición, y la ingesta de agua, la aireación, la sedimentación, el drenaje y la descarga de lodo son operaciones periódicas intermitentes. Tiene un buen efecto de eliminación de nitrógeno y fósforo y un buen rendimiento para evitar la expansión del lodo.
(5) Proceso de Unitank
Son tres piscinas rectangulares en paralelo, que funcionan de acuerdo con el modo de operación periódica similar al zanja de oxidación de tres zurcos, pero la aireación del cepillo rotativo se cambia a la aireación de la explosión, que puede aumentar la profundidad de la piscina, y el vertedero ajustable de la salida de agua se cambia a un Weir fijo, que simplifica el drenaje y su función es similar a la de las trituradores de tres cacadas de oxidación.
7. Comparación del proceso de zanja de oxidación y SBR
Los procesos de zanja de oxidación y SBR tienen muchas características en común, así como sus propias características y aplicabilidad, que deben analizarse cuidadosamente al seleccionar una solución.
(1) Desde la perspectiva de la inversión de infraestructura
En general, la tarifa de adquisición de tierras y la tarifa de construcción civil son más bajas que las de la zanja de oxidación, y el costo del equipo es más alto que el de la zanja de oxidación, y el costo total depende de la situación específica.
a. El alto precio de la tierra no es bueno para la zanja de oxidación. b. La alta concentración de BOD del agua influyente y la alta relación de volumen de reacción al volumen de precipitación son beneficiosas para la zanja de oxidación; La baja concentración de BOD y la baja relación de volumen de reacción al volumen de precipitación son beneficiosas para SBR.
(2) Desde la perspectiva de los gastos operativos
El proceso SBR generalmente se airea con aire explosivo, y el proceso de zanja de oxidación generalmente se airea mecánicamente. En términos generales, bajo el mismo suministro de oxígeno, la aireación de explosión es más eficiente en energía que la aireación mecánica; En el segundo aspecto, el proceso SBR es un tipo de construcción articular, sin reflujo de lodo (cierta cantidad de reflujo), y el proceso de zanja de oxidación es un tipo de construcción separado con una gran cantidad de reflujo, y el consumo de energía es grande; En tercer lugar, el proceso SBR es una operación variable de nivel de agua, que aumenta la cabeza de la estación de bombeo de elevación del agua de entrada. A fin de cuentas, el consumo de energía del proceso de zanja de oxidación suele ser mayor que el del proceso SBR, y el costo operativo es mayor.
(3) Desde la perspectiva de las diferencias operativas
El proceso de zanja de oxidación es una operación continua y no requiere un control automático, pero solo usa control automático cuando se requiere ahorro de energía; El proceso SBR es intermitente durante el ciclo, y los diversos procesos se cambian con frecuencia y deben controlarse automáticamente.
(4) Desde la perspectiva de las diferencias de sedimentación
El proceso SBR es la precipitación estática, y el proceso de zanja de oxidación es la precipitación dinámica, por lo que la eficiencia de sedimentación de SBR es mayor y la calidad del efluente es mejor.