污水深度脱氮除磷与节能降耗技术分析

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:黄嘉恒
[导读] 摘要:污水处理是企业实现绿色发展的重要内容,故而应充分应予以高度重视,并充分应用深度脱氮除磷与节能降耗技术强化其污水处理效果。
        广州市净水有限公司竹料分公司  广东广州  510450
        摘要:污水处理是企业实现绿色发展的重要内容,故而应充分应予以高度重视,并充分应用深度脱氮除磷与节能降耗技术强化其污水处理效果。在此之上,本文简要分析了污水能耗的来源,并重点论述了污水深度脱氮除磷与节能降耗技术的应用要点,从改良A2/O工艺技术、聚合氯化铝除磷剂应用技术、反硝化脱氮除磷技术、创新污水处理手段、科学设置药剂标准、优化供电设备性能等方面展开讨论。
        关键词:污水;脱氮除磷;节能降耗技术
        前言
        污水中富含的氮磷等成分一旦超标直接排放到室外环境里,将引发严重的污染问题。由于现下部分企业在处理污水阶段未考虑到节能降耗的重要性,造成污水处理成本过高,从而降低了企业的经济效益。对此,应充分引进高新处理技术,对企业污水予以妥善处理,以此在提升污水处理质量基础上实现长远发展。
        1 污水能耗的来源
        在处理污水过程中,其产生的能耗主要包括下述三种资源:
        (1)水资源损耗,我国虽然水资源数量有2.8万亿m³,位列世界第六,但仍属于水资源短缺国家。若在水资源控制方面不予以重视,将引发水资源浪费现象,进而不利于促进经济水平的有效提升。而在污水处理阶段,一旦缺乏完善的水源二次回收装置或废水回收率偏低,都会造成污水处理形成较大的水资源损耗。因此,应注重水资源的合理利用与有效回收[1]。
        (2)药剂资源损耗,针对污水进行有效处理常需要添加适当的脱氮除磷药剂,若无法明确使用标准,将引发药剂损耗问题,进而加剧污水处理成本负担。
        (3)电力资源损耗,污水处理无论是采用哪种方法基本上都离不开电力的支持。以钢铁制造企业为例,其电力使用量可达到3%,而在治理钢铁厂废水时所产生的电力损耗超过了20%,甚至可突破60%,在高损耗下,不利于企业实现绿色发展目标。
        2 污水深度脱氮除磷技术的应用要点
        2.1 改良A2/O工艺
        在污水处理阶段可应用改良A2/O工艺降低药剂的投放量,以此获得最佳处理成果。它主要是运用厌氧段、缺氧段、好氧段实现污水的高效脱氮除磷,其具体操作流程如(图一)所示。
        改良A2/O工艺的实际脱氮除磷效率可高达95%,对于城镇污水处理工作有着显著的实践效果,故而值得予以推广。事实上,改良A2/O工艺的整体费用远超过传统淤泥处理法,且具有特定要求,但因其效率较高,并且在富营养化水体中的净化作用显著,故而该工艺也有着一定的应用优势。为了保证改良A2/O工艺拥有良好的应用前景,还可在厌氧池前方增设“预缺氧池”,由此起到强化作用,满足当前城镇污水处理需求。
        在此工艺中,实则是将污水流入到厌氧池、缺氧池、好氧池中,待城镇污水流入到污水脱氮除磷系统时,厌氧池将对污水中的磷浓度进行上调,促使氮氨成分有所清除。而在缺氧池中可在反硝化菌的协助下对污水中的氮成分进行还原处理,使其转化为氮气流入空气,最终也能促使磷成分含量有所减小。当进入到好氧池阶段,城镇污水将在微生物的分解下发生硝化反应,最终可促使磷元素在聚磷菌的影响下发生浓度下降现象。经过改良A2/O工艺后,污水将获得良好的脱氮除磷效果,以免城镇污水直接排放到城市水体中引发水源污染问题。
 
        图一 改良A2/O工艺操作流程
        2.2 聚合氯化铝除磷剂应用技术
        针对污水应用除磷剂是当前污水实现深度脱氮除磷的重要方法,与其它类型的除磷剂相比,聚合氯化铝具有显著优势,其对比结果如(表一)所示,由此证实聚合氯化铝具有较高的除磷率,理应聚合氯化铝除磷剂的应用范围,在净化污水的基础上降低对环境的污染程度。
        从污水排放标准中可知:一级磷酸盐含量不宜高于0.5mg/L,二级磷酸盐含量不宜超出1.0mg/L。为了进一步提高污水脱氮除磷水平,可选用聚合氯化铝除磷剂作为主要药剂,并搭配科学的用量标准制定有效的投放方案,以免造成药剂损耗。
        聚合氯化铝作为除磷剂主要是利用铝盐达到除磷效果,在实际应用过程中,铝盐的最佳酸碱度条件为5-8之间。同时,也可选用硫酸铝作为铝盐除磷剂,最终在除磷剂辅助下促使污水中的磷含量得以消除。由于聚合氯化铝在除磷阶段不易发生腐蚀风险,故而相比之下安全性更高。因此,在深度脱氮除磷过程中需要选择适合的除磷剂,以此利用除磷剂强化除磷效果,保障污水处理质量,最终达到节能环保目的。
        表一 多种除磷剂在投放量0.5ml/L下除磷率对比结果
        2.3 反硝化脱氮除磷技术
        反硝化反应是脱氮除磷操作中重要的化学反应。而在污水脱氮除磷过程中,污水脱氮常采用“同步反硝化”的方式针对污水中的氮物质进行处理,并且还需要借助硝化菌与反硝化菌协同处理的原理实现污水中氮物质的有效转化,使其成为可过滤物质。在除磷阶段,是借助聚磷菌将其置于厌氧环境里,促使聚磷菌生成磷酸盐,随即对污水中的磷成分加以处理,最终确保污水中的氮磷物质符合污水排放标准。在反硝化除磷技术的辅助下,不但有助于在厌氧条件下实现磷酸根离子的有效清除,而且还可对硝酸离子、亚硝酸离子进行真正的剔除,为了达成深度脱氮除磷目的,还可在处理装置的排水口加装“微曝气”结构,这样可在原有基础上提高磷成分的清除率。因此,污水处理需要充分应用反硝化脱氮除磷技术获得深度处理成果[2]。
        3 污水节能降耗技术的实践路径
        3.1 创新污水处理手段
        在污水处理过程中应用节能降耗技术时,可通过创新处理手段的形式,帮助企业节约一定的污水处理成本,以此在减小能耗量的基础上提升污水处理质量。一方面,可结合污水处理量对原有存在漏洞的污水处理设备进行升级改造,以此避免在污水回收等部分出现水源损耗问题。另一方面,可积极引进新处理方法,好比在污水处理阶段建立人工湿地,运用人工湿地天然的净化功能,对污水进行杂质的清除,此种方法可避免投入过多成本用于采购处理设施。
        一般在一块面积为2300㎡的人工湿地里,若种植适量的芦苇等具有吸附作用的植物,基本上可达到1000t/d的处理标准,照比引进处理设备可节约至少50%的运行成本。因此,相关人员可根据污水处理需求建立对等规模的人工湿地,由此避免能源的大量损耗。
        此外,还可运用“磁性吸附原理”在污水处理装置中安放“磁扣”,由此对污水中具有磁性的物质进行清理。基于此,应在提高污水处理效率的前提下控制好能耗量,以此帮助相关企业节约投入成本。
        3.2 科学设置药剂标准
        在污水深度脱氮除磷工作中,其药剂损耗问题也是造成企业污水处理负担过重的主要原因。因此,为了避免除磷剂等药剂的浪费,应针对污水量设置标准的药剂投放量,并参照具体的使用要求最大程度强化其效用,防止过多投放药剂削弱脱氮除磷效果。比如在生产污水处理中若添加硫酸铝药剂,可按照1:5的比例与水进行稀释投放,由此确保污水中的药剂溶解量刚好可以满足氮磷去除需求[3]。
        3.3 优化供电设备性能
        污水处理中电力的损耗也是污水节能降耗的重要内容。为了妥善处理污水处理能耗较大问题,可选用节能型供电设备或针对原有设备性能予以优化的方式控制资源损耗量。
        比如在使用提升泵处理污水时,其能耗占据总能耗的20%,故而可将改用变频泵,继而在提高污水处理效率的同时也能避免电力的过多损耗,由此达到节能降耗的目的。而对于能耗占比高达50%的曝气装置,可引进自动化控制系统对曝气装置的开启闭合与曝气量予以精准控制,最终可在分级管理中减小资源损耗量,也能促使企业在污水处理电力成本上实现有效控制。在电网系统运行期间,若处于超负荷状态,极易增加设备维修风险。对此,应秉承着“合理分配”的原则在电力低谷或高峰期增减设备使用数量,便于获得最优化节能成果。
        结论
        综上所述,污水深度脱氮除磷与节能降耗技术的应用可对企业污水处理工作给出新的指引,进而在节约成本的前提下强化处理效果,由此为企业践行可持续发展目标创造有利条件。据此,相关企业应充分应用改良A2/O工艺技术、聚合硫酸铝除磷剂应用技术、反硝化脱氮除磷技术,从创新处理手段、摄制药级标准、优化设备性能等方面着手,以此为我国污水处理工作的高效开展提供重要助力。
        参考文献:
        [1]隋克俭,李家驹,李鹏峰.溶气气浮工艺用于城镇污水处理厂二级出水的深度除磷研究[J].环境工程,2020,38(07):66-70+65.
        [2]汤爱华,韦芳,李艳艳.复合除磷剂及其在市政污水深度除磷中的应用[J].广东化工,2020,47(10):114-115+88.
        [3]李海利,黄帆,章婷婷.铁碳-砂滤的深度除磷工艺在农村生活污水处理中的应用[J].净水技术,2020,39(07):139-144.

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