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蘭西縣污水處理廠提標(biāo)改造工程
項(xiàng)目名稱： 蘭西縣污水處理廠提標(biāo)改造工程
推薦單位： 邁邦(北京)環(huán)保工程有限公司
參與環(huán)節(jié)： 工藝包設(shè)計(jì)及設(shè)備材料供應(yīng)
項(xiàng)目所在地： 黑龍江省綏化市蘭西縣
項(xiàng)目概況
蘭西縣污水處理廠位于黑龍江綏化市蘭西縣綏蘭路，為了解決蘭西縣污水對(duì)環(huán)境的污染，于2012年新建處理規(guī)模為1.0萬(wàn)/d，采用預(yù)處理+CASS生化工藝的污水處理廠一座，出水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)B，但是隨著城市的發(fā)展，人口的不斷增加，導(dǎo)致污水流量的急劇增加，并且原有CASS工藝的設(shè)備老化，處理能力已經(jīng)達(dá)不到現(xiàn)有污水量的要求，因此對(duì)原有污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)容提標(biāo)改造，將污水處理能力由日處理將1.0萬(wàn)/d提升至2.0萬(wàn)/d，出水標(biāo)準(zhǔn)由一級(jí)B提標(biāo)為一級(jí)A;在該項(xiàng)目沒(méi)有新增占地的前提下，選擇使用EBIS工藝作為生化池改造主體工藝。將原有CAST池改造為EBIS反應(yīng)池(包含厭氧區(qū)、低氧曝氣區(qū)、二沉池)，即在原有生化池的基礎(chǔ)上且沒(méi)有新增用地的情況下，處理水量翻倍、處理效果及穩(wěn)定性均好于原CASS 池處理效果，穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A類排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)解決了其冬季低溫情況下，出水氨氮超標(biāo)的問(wèn)題。
本項(xiàng)目改造后，于2019年11月正式通水，截至目前已穩(wěn)定運(yùn)行1年多，EBIS生化單元于2020年3月驗(yàn)收，目前運(yùn)行狀況良好。
項(xiàng)目示范意義
常見(jiàn)的污水生化處理技術(shù)(如：CASS、CAST、CWSBR、AO、AAO、氧化溝等)在應(yīng)用過(guò)程中存在的主要問(wèn)題有：
① 脫氮效率低;② 脫氮過(guò)程中對(duì)碳源的要求高，運(yùn)行成本高; ③ 為達(dá)到徹底脫氮往往需要增加后續(xù)三級(jí)生化單元(曝氣生物濾池等工藝)，投資大，運(yùn)行成本高; ④ 需要較大的生化池池容，占地面積大;⑤ 運(yùn)行能耗高;⑥ 工藝運(yùn)行不穩(wěn)定。
以上問(wèn)題在污水處理廠建設(shè)過(guò)程中普遍存在，特別在極寒地區(qū)，進(jìn)水溫度低，生化池內(nèi)水溫一般在6℃左右，甚至更低，使脫氮效率受到嚴(yán)重抑制，因此生化池往往需要很大的池容及占地面積;而已建成的污水處理廠受到占地的限制，無(wú)法提供充足的建設(shè)用地，此矛盾幾乎不可調(diào)和，同時(shí)帶來(lái)過(guò)高的投資給建設(shè)單位也帶來(lái)了很大的難題，因此這一現(xiàn)象給污水處理技術(shù)帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
本項(xiàng)目占地異常緊張，且存在冬季低溫出水氨氮不穩(wěn)定的問(wèn)題。項(xiàng)目將原有CASS生化池改造為EBIS池，在保持原有池容、不新增占地的前提下，處理能力翻倍，同時(shí)將CODcr、氨氮、總氮的排放標(biāo)準(zhǔn)由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)一級(jí)B類排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。不但突破了此項(xiàng)目用地上的限制，處理效果也明顯提升，同時(shí)具有運(yùn)行穩(wěn)定性高，節(jié)約能耗的優(yōu)勢(shì)。
EBIS工藝以其節(jié)能高效、同步脫氮、耐沖擊性強(qiáng)的特點(diǎn)，在市政、化工、造紙、印染、畜牧養(yǎng)殖、垃圾滲濾液、綜合化工園區(qū)等多行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。特別對(duì)于高氨氮、高COD、可生化性差、水溫極低等處理難度大的污水，EBIS工藝優(yōu)勢(shì)更為突出，正迅速得到推廣與應(yīng)用。
項(xiàng)目亮點(diǎn)介紹
(1) 實(shí)施效果
該改造項(xiàng)目建設(shè)完成后，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)優(yōu)良，出水主要污染物指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)解決了原CASS工藝冬季運(yùn)行效果差的問(wèn)題。
該工藝的可提升微孔曝氣軟管經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作可輕松實(shí)現(xiàn)曝氣設(shè)備的不停車更換及在線清洗功能，方便檢修與更換;溶解氧控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量從而實(shí)現(xiàn)溶解氧的實(shí)時(shí)控制;空氣推流系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部20~30倍的大比例循環(huán)稀釋，抗沖擊效果好，曝氣設(shè)備充氧效率高，整個(gè)系統(tǒng)節(jié)能降耗明顯。
(2) 社會(huì)效益
本項(xiàng)目將原有CAST池改造為EBIS反應(yīng)池(包含厭氧區(qū)、低氧曝氣區(qū)、二沉池)，即在原有生化池的基礎(chǔ)上且沒(méi)有新增用地的情況下，處理水量翻倍、處理效果及穩(wěn)定性均好于原CASS 池處理效果，穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A類排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)解決了冬季低溫情況下，出水氨氮超標(biāo)的問(wèn)題，解決了項(xiàng)目無(wú)新增占地的問(wèn)題。
該工藝節(jié)能高效、同步脫氮、耐沖擊性強(qiáng)，三廢產(chǎn)量低，有助于早日實(shí)現(xiàn)碳中和的要求與目標(biāo)。
項(xiàng)目技術(shù)工藝/裝備簡(jiǎn)介
(1)技術(shù)工藝/裝備名稱
微氧循環(huán)流(EBIS)污水處理工藝。
(2)技術(shù)工藝/裝備原理
1) EBIS工藝的主要理論基礎(chǔ)
EBIS工藝污水生物處理，主要有四個(gè)基本原則：
① 在較高濃度的活性污泥中，培養(yǎng)盡可能多、生長(zhǎng)速度慢的特殊菌種，來(lái)降解污水中難降解的有機(jī)物。
② 進(jìn)行大比倍循環(huán)稀釋，并在每個(gè)循環(huán)過(guò)程中處理盡可能少的有機(jī)物，同時(shí)使進(jìn)水與出水的濃度梯度盡可能達(dá)到最小，處理難度降低。
③ 溶解氧濃度穩(wěn)定的控制在0.5mg/L左右，溶解氧濃度的控制是通過(guò)溶解氧監(jiān)測(cè)儀自控回路控制鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
④ 由于微生物菌群和特性的改變，以及水力結(jié)構(gòu)和快速澄清系統(tǒng)的特性，使得生物池中活性污泥濃度均勻穩(wěn)定在較高水平上。
2) 除碳技術(shù)原理
EBIS工藝去除COD的理論基礎(chǔ)和傳統(tǒng)的好氧活性污泥反應(yīng)的理論基礎(chǔ)基本相同，都是微生物群體利用水中的溶解氧，降解水中的有機(jī)物來(lái)提供自身能量并進(jìn)行繁殖，從而使污水得到凈化的過(guò)程。其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)也符合莫諾模式，但工藝本身也對(duì)傳統(tǒng)的好氧生物法進(jìn)行了較大的改進(jìn)。其主要降解方程式為：
有機(jī)物的氧化分解：
原生物的同化合成(以氨為氮源)：
3) 脫氮技術(shù)原理
在EBIS曝氣池前半段溶解氧都被微生物降解有機(jī)物所消耗，溶解氧濃度基本都處在0～0.05mg/L，在生化池后半段，負(fù)荷降低，溶解氧開(kāi)始有富余，溶解氧在0.05～0.5 mg/L，這樣的溶解氧濃度條件，給硝化反硝化的同時(shí)進(jìn)行提供了一個(gè)良好環(huán)境。氨氮硝化反硝化過(guò)程有短程硝化反硝化和全程硝化反硝化過(guò)程兩種。
全程硝化過(guò)程就是反硝化菌群利用NO3-作電子受體，進(jìn)行反硝化，而短程硝化中反硝化菌群可以利用NO2-作電子受體進(jìn)行反硝化，即亞硝化微生物將NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO2--N，隨即由反硝化微生物直接進(jìn)行反硝化反應(yīng),將NO2--N還原為N2釋放，整個(gè)生物脫氮過(guò)程比全程硝化歷時(shí)要短得多。在EBIS工藝中，以短程硝化反硝化為主。全程反硝化和短程反硝化過(guò)程簡(jiǎn)圖下圖所示：
同時(shí)短程硝化反硝化生物脫氮過(guò)程，除了具備同時(shí)生物脫氮過(guò)程的一系列優(yōu)點(diǎn)外，與全程硝化反硝化相比，還具備特有的一些優(yōu)點(diǎn)：
① 硝化階段可減少25%左右的好氧量，降低了能耗;
② 反應(yīng)時(shí)間短;
③ 具備較高的反硝化速率, NO2-的反硝化速率通常比NO3-高63%左右。
所以其生物脫氮過(guò)程比一般硝化—反硝化反應(yīng)進(jìn)程較快，脫氮效率高。其主要方程式：
而全程反硝化主要反應(yīng)：
4) 除磷技術(shù)原理
EBIS工藝的生物除磷是靠污水中存在的一定量的某些細(xì)菌種群的生化作用來(lái)完成的。這些細(xì)菌包括不動(dòng)桿菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬和棒桿菌屬等，均屬于異養(yǎng)性細(xì)菌，由于具有吸取磷的功能統(tǒng)稱為聚磷菌，也稱嗜磷菌。嗜磷菌交替地處于厭氧與好氧條件下，在厭氧條件下，聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解，放出H3PO4和能量，吸收、粘附、吸附可溶性低分子量的可生化有機(jī)物(即碳源)，作為好氧吸取磷的能量貯存在細(xì)胞內(nèi);好氧狀態(tài)時(shí)，碳源有機(jī)物被細(xì)菌所氧化，提供能量使嗜磷菌的細(xì)胞迅速增長(zhǎng)和繁殖，從外部環(huán)境中將H3PO4攝入體內(nèi)，攝入的H3PO4部分用于合成ATP，另一部分則用于合成聚磷酸鹽貯存在細(xì)胞內(nèi)。嗜磷菌既釋放又?jǐn)z取磷的生理機(jī)能是靠其細(xì)胞所特有的酶來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于攝取的磷在數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于釋放的磷量，在運(yùn)行中將吸取了大量磷的細(xì)胞隨污泥排掉，則達(dá)到生物除磷的目的。
EBIS反應(yīng)池中分別設(shè)置厭氧、好氧段，創(chuàng)造出一個(gè)好的厭氧—好氧—沉淀排放的循環(huán)過(guò)程，將污水中的磷隨污泥排放。并且在厭氧和好氧狀態(tài)下使活性污泥與污水充分混合，活性污泥始終處于懸浮狀態(tài)，促使嗜磷菌的細(xì)胞與所要吸取的物質(zhì)充分接觸，以增加反應(yīng)速度和加大吸取量。同時(shí)，曝氣區(qū)良好的脫氮效果使得回流液中化合態(tài)氧(NO3-或NO2-)濃度很低，更促進(jìn)磷的厭氧有效釋放，進(jìn)而大大提高好氧吸磷能力。
5) EBIS工藝核心技術(shù)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：
① 微生物技術(shù)：在低溶氧(0.5mg/L左右)、高污泥濃度(6~8g/L)環(huán)境下，創(chuàng)造同步硝化反硝化脫氮條件，脫氮效率高，提高污泥齡及抗沖擊能力，形成優(yōu)勢(shì)菌種。② 曝氣系統(tǒng)：地毯式曝氣、低通氣量、充氧效率高(清水中6m有效水深充氧效率>35%)，關(guān)鍵設(shè)備可提升微孔曝氣軟管由德國(guó)合作伙伴定制開(kāi)發(fā)。③ 高比倍水力循環(huán)系統(tǒng)：利用低能耗的空氣形成幾十倍甚至上百倍的混合液內(nèi)循環(huán)，稀釋進(jìn)水，降低沖擊負(fù)荷，均勻系統(tǒng)內(nèi)污染負(fù)荷，保持溶氧控制穩(wěn)定。④ 泥水分離系統(tǒng)：根據(jù)不同處理規(guī)模及污水性質(zhì)擁有多種泥水分離結(jié)構(gòu)。⑤ 一體化結(jié)構(gòu)：將不同處理單元有機(jī)結(jié)合，節(jié)省占地、管道及投資。⑥ 精確的溶解氧控制技術(shù)：根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量實(shí)時(shí)智能控制風(fēng)量及溶解氧。
(3)技術(shù)工藝/裝備特點(diǎn)
①能耗低：通常情況下可以降低生化系統(tǒng)日常運(yùn)營(yíng)電耗約30%。
②效果好：采用專有技術(shù)利用常規(guī)市政污泥即可培養(yǎng)出穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)菌種，微生物濃度高、活性好、處理效率高，使出水污染物濃度至少比其他工藝低10%-30%。
③耐低溫：污水溫度在6-10℃時(shí)，處理效率仍可在85%(有機(jī)物)和70%(TN)以上。
④自動(dòng)化程度高：公司自主開(kāi)發(fā)的溶解氧控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)智能控制風(fēng)量及溶解氧，節(jié)能降耗，同時(shí)為微生物提供穩(wěn)定的生活環(huán)境，提高系統(tǒng)的抗沖擊能力。
⑤特別適用于集約型項(xiàng)目：與同類工藝相比占地面積節(jié)約30%以上，在不擴(kuò)大污水處理設(shè)施面積的情況下，可大幅提升污水處理規(guī)模。
⑥投資省：在以上基礎(chǔ)上，EBIS工藝降低了整體投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
⑦維護(hù)簡(jiǎn)單：曝氣系統(tǒng)核心設(shè)備可提升微孔曝氣軟管可以在線自清洗，在不排空池體情況下進(jìn)行不停車更換。
(4)工藝/裝備流程圖
(5)廠區(qū)/項(xiàng)目地/工藝設(shè)備照片
原標(biāo)題：【案例】應(yīng)用EBIS技術(shù)，解決東北寒冷地區(qū)水污染問(wèn)題
