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如何除磷更有效?這家污水廠給出了答案

發(fā)布時間:2022-05-24點擊:27540
污水中含有的直徑小于2mm固體顆粒沙子會在沉沙池中進(jìn)行沉降去除。
近年來,歐盟在生活污水處理上普遍強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展模式,對能夠節(jié)省和回收能源和資源的可持續(xù)污水處理工藝的研發(fā)投入很多,柏林的Wassmannsdorf(瓦斯曼多夫)污水處理廠就是其典型。
Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水處理廠是柏林地區(qū)第二大污水處理廠,日處理量為21萬立方米,僅次柏林Ruheleben污水處理廠。
圖|瓦斯曼多夫污水廠擴(kuò)建工程現(xiàn)場
該廠主要采用鳥糞石Magnesium- Ammonium- Phosphat (MAP) 沉降工藝實現(xiàn)磷的高效產(chǎn)品化回收。
接下來,我們會給大家詳細(xì)介紹這座污水廠的處理流程。 
 | 2016年Wassmansdorf污水處理廠處理標(biāo)準(zhǔn)
 
1預(yù)處理
首先,周邊的生活污水通過泵站運輸?shù)皆撐鬯幚韽S,并經(jīng)兩根直徑為1.8米的管道被輸送到較高位置的格柵進(jìn)行機(jī)械預(yù)處理。大顆粒塑料、植物等被2cm的粗格柵過濾。之后污水會進(jìn)入細(xì)格柵,污水中醫(yī)藥棉簽、頭發(fā)等小顆粒物質(zhì)會進(jìn)一步被8mm的細(xì)格柵過濾。
 | 污水輸送管道
污水中含有的直徑小于2mm固體顆粒沙子會在沉沙池中進(jìn)行沉降去除。在沉砂池中污水的流速為30 cm/s,在這種速度下所有的沙子能在沉砂池中沉淀。沉砂池池底有推沙裝置,沙子被推入漏斗口沉淀。沙子被泵打到洗沙器中清洗,洗凈的沙子能當(dāng)做建筑材料,用于垃圾填埋上層覆蓋沙使用。
 | 細(xì)紗清洗設(shè)備
未經(jīng)生化處理的污水中包含了浮油和污泥,這些都包含了大量的能量。污水在預(yù)處理池能做到油污分離。預(yù)處理池液面上有刮油器,所有的浮油被收集后和污泥混合進(jìn)入發(fā)酵罐用于發(fā)酵制沼氣。
 | 預(yù)處理池

 
2生物處理
A2O反應(yīng)池分三個模塊:厭氧池、缺氧池和好氧池。污水經(jīng)長時間流動后溶解氧含量很低,在厭氧反應(yīng)池中與淤泥混合。在這里有機(jī)物被氨化,磷被游離釋放。
 | 厭氧池
隨后會進(jìn)入缺氧池,好氧池中的污水(含硝酸根)回流在該缺氧池中反硝化脫氮,由于缺氧池中含有大量的有機(jī)物,這也保證了反硝化能很好地進(jìn)行。
 | 缺氧池
在好氧池中污水經(jīng)充分曝氣,污水中的有機(jī)物濃度在有氧過程中能被更大限度的降低。同時污水中的磷能被大量轉(zhuǎn)移到淤泥中。為保證出水的磷含量達(dá)標(biāo),在好氧池末端投入絮凝劑祛除剩余超標(biāo)磷。
經(jīng)A2O工藝處理過的污水已經(jīng)清澈透明,有很好的指標(biāo)。污水經(jīng)沉淀池靜置后與淤泥分離。淤泥被收集到儲存塔用于發(fā)酵制沼氣,污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入河流。
 | 曝氣池


 
3污泥處理
該污水處理廠年污泥生成量為19,600噸。廠內(nèi)有三臺離心機(jī)用于剩余污泥脫水處理,五臺離心機(jī)用于發(fā)酵污泥的脫水。污泥(生物質(zhì)含量1.22%)添加絮凝劑后(0.73克/克生物質(zhì))離心脫水(能耗1.5千瓦時/立方米)最終達(dá)到生物質(zhì)含量6.95%。離心過程中脫去的污水被輸送到厭氧池循環(huán)處理,脫水后的淤泥被送入沼氣發(fā)酵池(運輸總耗能0.6千瓦時/立方米)。
污泥采用高溫厭氧發(fā)酵,共有6個沼氣池,每個池8,000立方米。發(fā)酵后的污泥目前脫水后拉載到其他地方進(jìn)行焚燒,如單獨焚燒、水泥廠焚燒等。為滿足新的污泥條例,目前在建設(shè)新的污泥單獨焚燒,并從污泥的焚燒灰燼中提取磷。
表格 | 進(jìn)入發(fā)酵罐的混合污泥數(shù)據(jù)
 | 污泥發(fā)酵設(shè)備
根據(jù)污水處理過程中產(chǎn)生污泥的位置不同,其N,P等營養(yǎng)物質(zhì)含量也不同。污泥被分別儲存在FSV,ASV,MSV和üSV四個不同的儲泥罐中。污泥里的磷、氨經(jīng)發(fā)酵過程迅速形成可溶性P和N。由于污水中溶解了鈣、鎂離子,極易在發(fā)酵罐的輸送管中生成結(jié)晶堵塞管道,增大能耗影響流程。該污水廠采用了新型的鳥糞石沉降工藝,通過曝氣使得污水PH值升高,形成結(jié)晶的條件,再投入氯化鎂藥劑就可生成磷肥MgNH4PO4·6H2O鳥糞石。
鳥糞石(struvite)簡稱MAP,是一種白色晶體狀物質(zhì),在自然界中儲量極少,是一種高品位的磷礦石,可以作為良好的緩釋肥。在污水處理廠中自然形成的MAP沉積容易引起管道堵塞現(xiàn)象。因此,回收MAP不僅可以獲取有價值的產(chǎn)品,還能有效降低回流液中的氮磷負(fù)荷,同時實現(xiàn)污泥減量。
 
4鳥糞石工藝案例
除了該污水廠,意大利、日本、英國、荷蘭、澳大利亞等許多的污水處理廠已有應(yīng)用于生產(chǎn)的磷回收設(shè)備,多以含磷豐富的污泥脫水上清液、厭氧污泥消化液以及富磷廢水為磷源,鳥糞石、磷酸鈣等沉淀是目前廣泛采用的回收形式。
日本北九州Hiagari污水處理廠安裝了一個中試流化床鳥糞石沉淀反應(yīng)器處理污泥脫水上清液,使用海水作為鎂源,大約70%的溶解性磷酸鹽以鳥糞石形式被回收
意大利Triviso污水處理廠,在污泥脫水上清液線路上安裝了生產(chǎn)性鳥糞石結(jié)晶裝置,采用吹脫方法沉淀磷酸鹽,磷酸鹽能夠沉淀到回收顆粒上
英國Slough污水處理廠,安裝有MAP沉淀裝置,處理污泥脫水上清液,該工藝于 2002年投產(chǎn),可對進(jìn)水可溶性磷酸鹽中的 80%進(jìn)行回收,且產(chǎn)品中的重金屬含量較低
最后,鳥糞石的生成還會受離子濃度及比例、pH值、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和其他雜離子等因素的影響,通過控制離子濃度及比例、pH值等,我們也可以有效實現(xiàn)脫氮除磷及鳥糞石的回收。 


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