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  • 污水處理與升級(jí)改造六項(xiàng)顛覆性技術(shù)

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    2016年12月20日 10:04:28
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    【鋁博士網(wǎng)】2016年12月8日-9日,第十一屆中國城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展國際研討會(huì)與新技術(shù)設(shè)備博覽會(huì)在廣州白云國際會(huì)議中心盛大開幕。研討會(huì)就中國時(shí)下水務(wù)發(fā)展?fàn)顩r、目標(biāo)、相關(guān)政策及實(shí)施等問題進(jìn)行深入和全方位的探討,平行舉辦的分論壇對行業(yè)內(nèi)最前沿、最核心的理念和技術(shù)進(jìn)行了研討和展示。

      2016年12月8日-9日,第十一屆中國城鎮(zhèn)水務(wù)發(fā)展國際研討會(huì)與新技術(shù)設(shè)備博覽會(huì)在廣州白云國際會(huì)議中心盛大開幕。研討會(huì)就中國時(shí)下水務(wù)發(fā)展?fàn)顩r、目標(biāo)、相關(guān)政策及實(shí)施等問題進(jìn)行深入和全方位的探討,平行舉辦的分論壇對行業(yè)內(nèi)最前沿、最核心的理念和技術(shù)進(jìn)行了研討和展示。

      2016年12月9日下午,尚川(北京)水務(wù)有限公司特別顧問、中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣教授在“污水處理與升級(jí)改造”分論壇作了精彩發(fā)言,對城鎮(zhèn)污水處理廠目前運(yùn)營過程中存在的問題與未來面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了全面剖析,并重點(diǎn)介紹了六項(xiàng)污水處理廠運(yùn)營優(yōu)化的顛覆性技術(shù)。

      王洪臣教授指出,我國城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)在“十一五”和“十二五”時(shí)期快速發(fā)展,日處理能力已高達(dá)1.62億立方米,超過了美國1.25億立方米的處理能力,但是運(yùn)營水平與發(fā)達(dá)國家相比仍然差距較大,主要體現(xiàn)在出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo),并且能耗物耗過高。在目前污水處理廠建設(shè)的基礎(chǔ)上,通過現(xiàn)有設(shè)施的優(yōu)化運(yùn)營,耦合新型的優(yōu)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)提升、能耗物耗降低的潛力非常大。

      針對我國污水處理廠普遍存在設(shè)備效率偏低、過程監(jiān)察模糊、需求響應(yīng)機(jī)制未完全建立、工藝流程不合理等問題,王洪臣教授提出了六項(xiàng)污水處理廠提標(biāo)提效顛覆性技術(shù):

      (1)新型高分子彈性體曝氣器

      曝氣系統(tǒng)是污水處理廠能耗最高的單元,占全廠能耗的50-70%;而曝氣器是曝氣系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備,投資只占到污水處理廠的0.5%以下。目前曝氣器采用陶瓷和橡膠兩個(gè)大類,但是普遍存在充氧性能差、易堵塞、壽命短等問題,導(dǎo)致水廠運(yùn)行效率低、能耗偏高,造成的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)超曝氣器本身的投資。因此提高曝氣器品質(zhì),對于水廠效益的提高至關(guān)重要。未來污水處理廠選用的曝氣器應(yīng)該具備以下三個(gè)特征:

      長期運(yùn)行穩(wěn)定(不撕裂、不老化、不結(jié)垢、不漏氣、壽命長);

      充氧性能高(OTE、OTR、AE等充氧指標(biāo)高);

      調(diào)節(jié)品質(zhì)好(充氧效率對曝氣量敏感性差)。

      新型高分子彈性體曝氣器克服了目前曝氣器存在的缺點(diǎn),同時(shí)具備以上三個(gè)特征,能夠大幅提高水廠曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率,并且提高處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性?;P(guān)系著關(guān)系著企業(yè)的生存,也關(guān)系著我國水環(huán)境的改善。尚川水務(wù)為未來污水處理的提標(biāo)提效改造制定了一幅清晰的技術(shù)路線圖,希望通過今后不斷地努力和創(chuàng)新,引領(lǐng)行業(yè)向前發(fā)展。

      (2)新型污水處理過程監(jiān)測儀表

      我國水廠的運(yùn)行工程師對污水處理過程的監(jiān)控能力有限,主要原因是可使用的監(jiān)測工具非常少,除了污泥濃度計(jì)、溶解氧儀做參考外,其他運(yùn)營過程基本處于黑箱操作狀態(tài)。比耗氧速率在線測定儀和工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀的使用為水廠運(yùn)行人員打開了全新的窗口?;钚晕勰啾群难跛俾?Specific Oxygen Uptake Rate,SOUR)是單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量的活性污泥所消耗氧氣的量,反映了微生物的活性;工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀可以直接測定工藝狀態(tài)下曝氣系統(tǒng)的實(shí)際氧轉(zhuǎn)移效率(Oxygen Transfer Efficiency,OTE)和區(qū)域曝氣量。通過這兩臺(tái)新型過程監(jiān)測儀表,水廠人員可準(zhǔn)確獲得活性污泥生化系統(tǒng)的性能狀況和曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,從而進(jìn)行科學(xué)、及時(shí)的運(yùn)行調(diào)控。

      (3)曝氣極限控制策略

      目前曝氣控制系統(tǒng)普遍采用DO反饋耦合數(shù)學(xué)模型的策略,存在控制滯后、調(diào)控精度低等問題。曝氣極限控制策略按照“按需供氣”的原則,采用了OUR前饋的控制邏輯,將曝氣系統(tǒng)供氧量與微生物需氧量進(jìn)行了精準(zhǔn)匹配。與傳統(tǒng)的精確曝氣相比,可以實(shí)現(xiàn)精度高、無滯后的曝氣控制,可最大程度地達(dá)到曝氣系統(tǒng)的節(jié)能。

      (4)溶解氧科學(xué)管理系統(tǒng)

      在污水好氧生物處理工藝中,溶解氧是最重要的狀態(tài)指標(biāo)之一。很多污水處理廠氨氮、總氮等不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo),與厭氧區(qū)、缺氧區(qū)以及好氧區(qū)的溶解氧失衡、功能紊亂密切相關(guān)。因此將溶解氧科學(xué)管理起來,即是水廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的需要,也是節(jié)能降耗的需要。溶解氧科學(xué)管理系統(tǒng)以新型的過程監(jiān)測技術(shù)與臨界氧傳質(zhì)-反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型為手段,通過對生化反應(yīng)池污泥特性和曝氣系統(tǒng)性能的綜合測定,核算針對不同污染物降解和不同生化反應(yīng)階段的最佳曝氣量和攪拌量,從而在不影響污泥懸浮的前提下,使生化池不同功能區(qū)達(dá)到最適溶解氧水平,避免溶氧錯(cuò)位,保證水廠穩(wěn)定高效運(yùn)行。

      (5)新型二沉池回流比控制技術(shù)

      目前水廠二沉池的回流比普遍較高,不僅造成能量的大量浪費(fèi),也導(dǎo)致了前端生化池實(shí)際水力停留時(shí)間偏少,影響處理效果。傳統(tǒng)的運(yùn)行只考慮二沉池的澄清能力,并沒有挖掘濃縮潛力。新型的二沉池回流比控制技術(shù)基于流態(tài)模擬技術(shù)和回流污泥濃度預(yù)測模型,不僅可以優(yōu)化二沉池流態(tài),提高二沉池濃縮性能,降低回流比,而且能增加曝氣池生物量,從而使生化系統(tǒng)的污染物降解能力得到強(qiáng)化。

      (6)SSGO三相秒分技術(shù)

      我國90%的污水處理廠未設(shè)初沉池,并且沉砂池對0.1 mm以下的沙粒去除效率不高,這就導(dǎo)致后續(xù)生化單元負(fù)荷過高,能量大量消耗,并且泥渣砂的沉積導(dǎo)致池容減少,后續(xù)設(shè)備損壞嚴(yán)重。而在水廠的提標(biāo)改造過程中,又因初沉池占地面積較大而使改造設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)。SSGO三相秒分技術(shù)能夠在秒級(jí)別的時(shí)間內(nèi)快速去除污水中泥渣砂油,并且占地面積小,處理萬噸水/天占地僅12 m2,運(yùn)行能耗0.03 kwh/m3,可高效降低后續(xù)處理工藝負(fù)荷。另外對于沒有足夠土地?cái)U(kuò)建二沉池的水廠,該技術(shù)還可用于替代二沉池,幫助水廠快速實(shí)現(xiàn)泥水分離。SSGO可實(shí)現(xiàn)污水處理廠的提標(biāo)擴(kuò)容與本質(zhì)節(jié)能,是未來提標(biāo)提效改造的核心技術(shù)。

      王教授的演講引起參會(huì)者強(qiáng)烈反響,特別是對新型曝氣器、活性污泥生化反應(yīng)過程監(jiān)測儀表、SSGO三相秒分技術(shù)等顛覆性技術(shù)有著濃厚興趣。王洪臣教授認(rèn)真聽取與會(huì)者提問并逐一解答,并希望與大家共同努力,促進(jìn)我國污水處理運(yùn)營水平的優(yōu)化升級(jí)。

      “污水處理與升級(jí)改造”分論壇由中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院總工程師鄭興燦主持,北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院總工程師黃鷗,國際水協(xié)大中華區(qū)總監(jiān)、北京北排裝備產(chǎn)業(yè)有限公司總經(jīng)理高瓊等也都作了精彩演講。污水處理廠的提標(biāo)提效和運(yùn)營優(yōu)化關(guān)系著關(guān)系著企業(yè)的生存,也關(guān)系著我國水環(huán)境的改善。尚川水務(wù)為未來污水處理的提標(biāo)提效改造制定了一幅清晰的技術(shù)路線圖,希望通過今后不斷地努力和創(chuàng)新,引領(lǐng)行業(yè)向前發(fā)展。


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