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環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力| 高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器

2025-03-04 10:42:44來源:中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會 關鍵詞:污水處理廠工業(yè)廢水處理閱讀量:18149

導讀:高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器,經(jīng)驗證,產(chǎn)品在不投加碳源情況下,仍可達到較好的脫氮效果,不排除出現(xiàn)同步短程硝化——反硝化作用或好氧反硝化等不同于傳統(tǒng)脫氮方式。污水中的TP主要依靠生化作用去除,少量TP則加入PAC藥劑去除。
  生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設和高質(zhì)量發(fā)展的關鍵力量,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、新裝備、新材料、新模式,深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果,及時發(fā)布環(huán)境技術進步獎項,全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術裝備和示范工程,引導行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新,加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能,為經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻力量。
 
  生態(tài)環(huán)境保護實用裝備
 
  2023-Z-4
 
  申報單位
 
  鵬凱環(huán)境科技股份有限公司
 
  推薦單位
 
  廣東省環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會
 
  一、技術簡介
 
  適用范圍
 
  可適用的污水治理項目包含但不限于以下范圍:城鎮(zhèn)市政污水廠擴容及提標改造項目;鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠新建項目;黑臭水體應急處理項目;流域整治項目;工業(yè)廢水處理,如白酒廢水、食品廢水、屠宰廢水等。
 
  此外,也可用于可生化性的污水(或經(jīng)調(diào)節(jié)后達到可生化基本要求,即 BOD5/COD>0.3,且影響微生物生長因子,如重金屬、鹽度、溫度等,未達到限值閾值)。
 
  技術原理
 
  高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器(Efficient denitrogenation process Integrated airlift loop Bioreactor,簡稱DIAB),為多級環(huán)狀結(jié)構(gòu),設內(nèi)外圈。污水首先從外圈進水口進入反應區(qū),污水在反應區(qū)中通過回流穿墻泵實現(xiàn)在外圈的循環(huán)和由外圈進入內(nèi)圈的流動,污水進入內(nèi)圈后,部分混合液通過回流多孔板回流到外圈,內(nèi)圈好氧區(qū)混合液隨曝氣切割的細小氣泡呈向上流態(tài),經(jīng)過三相分離器,氣經(jīng)氣體收集室收集形成氣提作用,部分混合液在氣提作用下從回流管排至外圈,部分比重較大的污泥經(jīng)分離后沉淀至三相分離器下面,水和少量比重較輕的污泥繼續(xù)上升進入沉淀區(qū),經(jīng)進一步沉淀分離后,污泥回落到內(nèi)圈下層好氧區(qū),增加反應區(qū)的污泥濃度,水繼續(xù)上升進入出水區(qū),在出水區(qū)經(jīng)出水堰流出池體。
 
  污水去除原理:外圈通過分組曝氣裝置及智能控制系統(tǒng),精準調(diào)節(jié)外圈DO,形成適應于波動進水污染物去除的缺氧段及厭氧段容積,以此滿足脫氮除磷所需的生化條件。由于進水由外圈流入,而該區(qū)域的DO較低,外圈及內(nèi)圈有較長的好氧停留時間,經(jīng)驗證,產(chǎn)品在不投加碳源情況下,仍可達到較好的脫氮效果,不排除出現(xiàn)同步短程硝化——反硝化作用或好氧反硝化等不同于傳統(tǒng)脫氮方式。污水中的TP主要依靠生化作用去除,少量TP則加入PAC藥劑去除。
 
  工藝路線
 
  污水經(jīng)格柵后,初步篩除粒徑較大的懸浮物及其他雜質(zhì),然后進入集水井,由污水提升泵提升至高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器。高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器為多級環(huán)狀結(jié)構(gòu),設內(nèi)外圈。污水先從外圈進水口進入外圈反應區(qū),然后流經(jīng)內(nèi)圈。內(nèi)圈底部設置為好氧區(qū),在好氧區(qū)上方設置特殊結(jié)構(gòu)的三相分離器及沉淀區(qū),混合液隨曝氣產(chǎn)生的細小氣泡呈向上流態(tài),接觸三相分離器后,混合液中的氣體向上匯至氣體收集室中,形成氣提作用;部分混合液在氣提作用下從回流管排至外圈,部分比重較大的污泥經(jīng)分離后沉淀至好氧區(qū),維持反應區(qū)的污泥濃度;水和少量比重較輕的污泥繼續(xù)上升進入沉淀區(qū),經(jīng)過斜管實現(xiàn)污泥及水的深度分離,分離出來的污泥經(jīng)三相分離區(qū)重新回到好氧區(qū);水繼續(xù)上升進入出水區(qū),在出水區(qū)經(jīng)消毒后從出水堰流出池體。三相分離器可有效分離固、液、氣三相,且其所形成的氣提作用實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)混合液的無動力循環(huán)回流。由于其特殊的結(jié)構(gòu),可保障流經(jīng)后的液體呈層流狀態(tài),從而減少上層沉淀區(qū)的擾動。而好氧區(qū)與二沉池的有機結(jié)合,極大縮減了污水處理系統(tǒng)的占地面積,也有效解決二沉池由于厭氧引起的浮泥釋磷等問題。
 
  裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標準
 
  1、裝備的主要性能指標(以10000立方米/天為例):
 
  (1)主體結(jié)構(gòu):
 
  好氧停留時間:5小時
 
  厭、缺氧池停留時間:4.5小時
 
  (2)沉淀區(qū):表面負荷1.0——1.5立方米/(平方米·時)
 
  (3)曝氣:氣水比=6:1
 
  2、裝備執(zhí)行的產(chǎn)品標準:
 
  《給水排水工程構(gòu)筑物體設計規(guī)范》(GB50069-2002)
 
  《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)
 
  廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)
 
  《城市污水處理工程項目建設標準》(修訂)建標(2001)
 
  《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003(2009年版)
 
  應用效果
 
  在應用上,高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器現(xiàn)已廣泛應用于廣東各市,貴州、山西、湖南、北京、上海、甘肅、海南等全國各地,以及越南、蘇丹、科摩羅等國外地區(qū)的黑臭水體治理項目、污水廠提標擴容改造項目、農(nóng)村分散式污水治理項目中,出水水質(zhì)委托廣東眾創(chuàng)檢測有限公司、中檢標測(北京)國際檢驗監(jiān)測研究院華南分院等機構(gòu)檢測可穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。
 
  研發(fā)背景
 
  隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,生活、生產(chǎn)污水與日俱增。污水管網(wǎng)系統(tǒng)及污水處理基礎設施不完善,造成了黑臭水體等水體污染問題頻發(fā)。然而城鎮(zhèn)新增污水處理廠受限于已建設的管網(wǎng)系統(tǒng)難以擴建及土地稀缺,選址困難;農(nóng)村污水等其他分散式污水則受限于成本高及運維難等問題,造成“曬太陽工程”現(xiàn)象。所以高效處理、高標準、低成本、綠色低碳、建設周期短的污水處理廠成為污水處理的重點發(fā)展方向。
 
  為了解決以上問題,我司自主研發(fā)的高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器,在不外加碳源下,實現(xiàn)低C/N的高效脫氮除磷,且在技術、結(jié)構(gòu)、建設模式等方面有較大的改進及突破:利用氣提形成無動力回流技術,生化池、沉淀池上下高度集成縮小占地面積,模塊化預制及現(xiàn)場裝配形式可實現(xiàn)流程、產(chǎn)品標準化,優(yōu)化各生產(chǎn)建設周期,避免傳統(tǒng)土建的流程、資金投入被動性以及極大縮減建設運維成本和周期;通過衛(wèi)星式布點建設DIAB處理系統(tǒng),可有效合理利用土地,智能運維可降低對專業(yè)技術人員的依賴,解決了當前污水處理工程屬性缺陷及鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設施建設的財政投入、用地等困境。
 
  技術特點
 
  1、產(chǎn)品模式代替工程模式,引領水處理產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變,減少對工程項目團隊能力依賴,提高項目利潤;
 
  2、模塊化、裝配式污水廠在整個項目全過程周期中達到了高效簡便、高標準、低成本、綠色低碳要求。具體表現(xiàn)為:在產(chǎn)品設計上,開創(chuàng)沉淀區(qū)與生化區(qū)上下高度集成的立式結(jié)構(gòu)及好氧區(qū)三相分離、氣提無動力回流技術,占地面積、電耗及材料投入大為減少,且標準化的產(chǎn)品規(guī)格及設計流程減少建設前期設計周期;在建設過程中,采用工廠預制、現(xiàn)場安裝方式,即模塊化裝配式建設方式,有效減少材料、成本投入、縮短建設周期。在運維上,采用自動控制系統(tǒng)和智慧水務信息管理平臺,處理效果穩(wěn)定、高效,實現(xiàn)遠程智能控制。在回收上,回收利用率較傳統(tǒng)土建污水處理廠高。產(chǎn)品除了基礎采用鋼筋混凝土減少外,其他主體部分均采用不銹鋼、碳鋼鋼材,回收率可達70%左右;
 
  3、采用衛(wèi)星污水廠模式解決選址難困境及當前財政資金不足:將擬新、改、擴建的集中式大中型污水處理廠,因地制宜建成若干個,沿原有污水管網(wǎng),在城市中呈衛(wèi)星式排布,就地達標凈化、就近排放自然水體。建設周期短,既可以幫助各地減輕環(huán)保督察壓力,又可以快速進入運營期,創(chuàng)新財務模式,減輕環(huán)保企業(yè)的銀行還貸壓力。
 
  二、典型應用案例
 
  案例名稱
 
  肇慶四會市碧海灣污水處理廠項目
 
  案例簡介
 
  本項目的業(yè)主單位為四會市住房和城鄉(xiāng)建設局,主要負責四會市的供水排水節(jié)水、城鄉(xiāng)污水處理設施行業(yè)管理、城市黑臭水體整治等工作。為了創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的人居環(huán)境及保護當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,四會市住房和城鄉(xiāng)建設局經(jīng)排查發(fā)現(xiàn),肇慶四會市綏江河涌上游居民排放的約5000立方米/天的生活污水以及碧水灣住宅區(qū)約3000立方米/天的生活污水需截留處理。為了響應綠色節(jié)能技術的應用以及快速建設投產(chǎn)、高效處理等需求,經(jīng)招標比較,選擇了申報單位的高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器技術。
 
  肇慶四會市碧海灣污水處理站項目占地面積約1650平方米,污水處理設計規(guī)模為10000立方米/天;在四會市住房和城鄉(xiāng)建設局的積極配合、協(xié)調(diào)下,該項目歷時1個月完成,施工期間對周邊環(huán)境影響小,經(jīng)調(diào)試試運行達到合同要求后,于2020年12月通過業(yè)主單位四會市住房和城鄉(xiāng)建設局驗收,并于2021年3月25日正式投運。
 
  該項目目前由我公司運營。通過利用公司自主開發(fā)的鵬凱智慧云平臺控制系統(tǒng),實現(xiàn)污水處理裝置遠程智能控制,運行自動反饋??蓾M足水質(zhì)監(jiān)測、維護預警、數(shù)據(jù)存儲、運行監(jiān)控、安全防衛(wèi)、故障反饋、遠程運維等需求,通過遠程集中智能化管理和低成本運維管理,可真正實現(xiàn)水處理站自動運行和無人值守。
 
  達到的標準或性能要求
 
  經(jīng)過第三方檢測公司檢測,出水水質(zhì)指標均可長期穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準,所產(chǎn)生的噪聲可穩(wěn)定控制在《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》(GB 12348-2008)2類標準范圍內(nèi)。
 
  業(yè)主單位
 
  四會市住房和城鄉(xiāng)建設局
 
  投運時間
 
  2021年3月25日
 
  工藝流程
 
  污水在經(jīng)過格柵截留粗大懸浮物或漂浮物進入后續(xù)系統(tǒng)后,經(jīng)由泵站提升泵提升進入“DIAB”設備(即鵬凱圓)中進行處理。
 
  “DIAB”中含有厭氧段、缺氧段、好氧段和澄清段。主體設備呈環(huán)狀,設備內(nèi)培養(yǎng)有大量的馴化細菌,在兼氧、好氧微生物的新陳代謝作用下,污水中的各類污染物得以去除。設備內(nèi)圈集成好氧段與澄清段,利用專利結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)水、氣、固有效分離,分離后的氣體收集后形成氣提,實現(xiàn)泥水混合液在系統(tǒng)內(nèi)的無動力回流。
 
  “DIAB”設備出水再經(jīng)濾布濾池進行過濾后排放。
 
  為了保證系統(tǒng)供水的流量和壓力恒定而設置原水泵。水泵自動運行,配水泵自動控制器,設有缺水保護,高壓保護及過流過熱保護,故障自動報警,提高水泵的使用壽命。
 
  運行情況
 
  根據(jù)合同要求,該項目目前由我公司運營。通過利用公司自主開發(fā)的鵬凱智慧云平臺控制系統(tǒng),實現(xiàn)污水處理裝置遠程智能控制,運行自動反饋。可滿足水質(zhì)監(jiān)測、維護預警、數(shù)據(jù)存儲、運行監(jiān)控、安全防衛(wèi)、故障反饋、遠程運維等需求,通過遠程集中智能化管理和低成本運維管理,可真正實現(xiàn)水處理站自動運行和無人值守。出水能長期穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中的一級A標準。
 
  技術應用產(chǎn)生的碳減排效果
 
  1、建設過程
 
  采用鋼結(jié)構(gòu)建設模式及先進的工藝,建材使用量較傳統(tǒng)污水廠減少86%,碳排放量減少75%。
 
  2、工藝和運營過程
 
  相對傳統(tǒng)工藝,運營過程中的電耗、藥耗和污泥產(chǎn)量減少,碳排放量減少28%。
 
  3、原材料的回用
 
  DIAB的鋼材結(jié)構(gòu)可以重復利用于新廠建設,綜合考慮污水廠拆除和新建過程,鵬凱圓體系碳排放量減少90%以上。(備注:計算參照住建部《建筑碳排放設計計算標準 GBT51366-2019》)
 
  4、工程建設時間
 
  預制裝配式結(jié)構(gòu),使生產(chǎn)質(zhì)量大幅提高,建設周期大幅縮短,實現(xiàn)了30天內(nèi)完成設備安裝調(diào)試,40天內(nèi)投產(chǎn)運營目標。
 
  5、出水成效
 
  經(jīng)檢測,肇慶四會市碧海灣污水處理廠出水能長期穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中的一級A標準。
 
  三、技術申報單位聯(lián)系信息
 
  單位名稱:鵬凱環(huán)境科技股份有限公司
 
  單位地址:廣東省廣州市番禺大道北555號節(jié)能科技園總部中心11號樓1樓
 
  聯(lián)系人:吳岸敏
 
  原標題:環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 高效氣升環(huán)流式脫氮生物反應器
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