韩国仁川机场污水再生厂的设计及运行

筑龙网国外科技韩国仁川机场污水再生厂的设计及运行吴卫国加拿大中图分类号文献标识码文章编号韩国仁川新国际机场污水再生回用处理厂的污水主要来源于机场生活污水和食品加工废水以及航班客机所排放的废水∀由于该地区水资源短缺水费昂贵为满足新机场对供水的需求污水处理厂的处理出水必须回用于机场∀污水再生回用处理厂的设计污水再生回用处理厂设计面临的难题之一是由于所处地理位置特殊对环境美学和臭味控制方面提出了严格的要求所有处理构筑物必须建于室内或埋于地下∀另一难题为对处理出水的循环使用率要求高除了浇灌草坪蒸发和污水管道渗漏损失外机场回用水的大部分将再次进入下水道返回污水处理厂重新处理∀因此回用水循环使用过程中的蒸发和污水处理过程中可能添加的化学药剂可能造成污水再生回用处理厂出水中盐类的积累导致回用水的水质不稳定∀由此可见对处理工艺的选择是极其重要的要避免回用水水质稳定问题的复杂化∀污水再生回用处理厂进水浓度的设计值和对最终处理出水水质的要求见表∀表设计进水浓度及最终出水水质要求项目ΒΟ∆ΧΟ∆ΤΣΣΤΝΤΠ进水ΧΟ∆最终出水ΧΟ∆由于处理厂设计时机场尚未建成由缺少原水实测浓度所造成的进水浓度的不确定性也给处理厂工艺的选择带来一定难度∀为可靠地满足设计出水水质要求所选用的处理工艺必须具有很好的可调性以便根据实际进水水质调整工艺的运行∀由表可见为满足机场对回用水质的要求污水再生回用处理厂对ΒΟ∆和ΤΣΣ的去除应大于对总氮的去除应大于对总磷的去除应大于∀由于对出水总氮和总磷的要求很严为尽可能降低长期运行化学药剂和污泥处置费用以及处理出水中盐类的积累生物脱氮除磷工艺显然是最佳的选择∀基于以上考虑最终选择了以连续流恒水位改进型为主体处理工艺的污水再生回用处理系统见图∀主要包括以下操作单元和过程带有栅渣粉碎机的细格栅除砂池新型连续流改进型系统专利砂滤池粒状活性炭吸附池氯接触池出水泵站∀剩余污泥处理系统包括污泥浓缩脱水离心机∀脱水后的污泥和栅渣一并外运至卫生填埋场∀砂滤池和活性炭池的反冲洗水以及污泥浓缩和脱水液排至改进型系统的进水∀处理构筑物内产生的臭气经收集后由干式吸附氧化除臭装置集中处理后排放∀污水处理系统的关键构筑物为连续流改进型池见图∀由于所有处理构筑物都必须建造于室内或深埋于地下为了减少投资和运行养护费用设计中采用了一组改进型系统未来扩建时可再建一组∀为了便于维修养护改进型池内的所有设备都采用可提升式以便能够在系统不停运的状态下对设备进行维修养护∀为了提高运行灵活性改进型系统的第至第格可按不同生物脱氮除磷工艺构型进行操作通过改变进水位置和污泥回流点来实现∀图中所示为改进型的基本生物脱氮除磷工艺构型∀中国给水排水筑龙网若在第格中增加一台混合液回流泵将第格的混合液回流至第格同时停止第格的进水将污泥回流点由第格移至第格则改进型的工艺构型将变成类似于的构型∀为了保证系统在运行受到干扰的情况下也能满足对出水总磷的要求设计中提供了备用硫酸铝投加设备∀因生物除磷工艺所产生的剩余污泥中磷的含量很高为防止剩余污泥中的磷在污泥处理厌氧条件下释放剩余污泥浓缩和脱水选用了离心机以便在尽可能短的时间内完成污泥浓缩和脱水∀图工艺流程简图图改进型ΣΒΡ池型运行结果及分析该污水再生回用处理厂于年中期开始试运转此时机场尚未投入运营∀在试运转期间为了弥补因进水流量低所造成的系统碳源不足向改进型的进水投加了甲醇同时还向第格和第格中投加了微量铝盐∀年月的运行数据表明改进型系统的运行稳定可靠∀除极个别的情况外在试运转期间所有出水指标均满足机场水回用对水质的要求无需经砂滤和活性炭进一步处理∀总的运行效果年月仁川新国际机场正式启用∀年月月的平均运行结果见表年月各主要处理单元的平均出水水质见表∀表年月月的平均运行结果ΒΟ∆ΧΟ∆ΤΣΣΤΝΤΠ进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率表年月各主要处理单元出水水质水质参数原水改进型出水砂滤池出水活性炭池出水回用水泵出水ΒΟ∆ΧΟ∆ΤΣΣΤΝΤΠ比较表可以看出机场投入运营后的实际进水浓度要远高于设计浓度而污水厂最终处理出水月平均浓度始终满足所给定的回用标准∀表表明污水再生回用处理厂的绝大部分ΒΟ∆ΧΟ∆ΤΣΣ总氮和总磷为改进型系统所去除∀表还为分析砂滤池和活性炭池对颗粒及溶解性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的去除提供了有用的数据∀砂滤池大约去除了原水中的ΒΟ∆的ΧΟ∆的ΤΣΣ的总氮和的总磷∀由于砂滤池对溶解性ΧΟ∆总氮和总磷的去除可以忽略不计故可认为砂滤池所去除的ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷皆为颗粒物ΤΣΣ所含∀由此可计算得出改进型出水溶解性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的浓度分别为和∀鉴于砂滤池对溶解性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的去除可以忽略不计故其出水溶解性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的浓度应与改进型出水的相应值基本相同∀计算表明砂滤池溶磷性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的浓度分别为和这也验证了表数据的可靠性∀由于改进型出水溶解性ΒΟ∆基中国给水排水筑龙网本为零故可认为改进型出水中的溶解性有机物基本为不可生物降解的有机物∀由表的数据可进一步算得活性炭池出水中溶解性ΒΟ∆ΧΟ∆总氮和总磷的浓度分别为和∀显然活性炭池出水中较高的溶解性ΒΟ∆浓度与砂滤池出水溶解性ΒΟ∆相比系由取样或分析误差所造成∀可以认为由于砂滤池出水中溶解性ΒΟ∆的浓度已非常低活性炭池对砂滤池出水中残余溶解性ΒΟ∆的去除可忽略不计∀比较活性炭池进水即砂滤池出水与出水中溶解性总磷的浓度表明活性炭池对溶解性总磷的去除也可忽略不计∀以上计算结果表明活性炭池去除了其进水中的溶解性ΧΟ∆和的溶解性总氮∀就活性炭池的总去除情况而言活性炭池去除了其进水中的总ΒΟ∆的总ΧΟ∆的ΤΣΣ的总氮和的总磷∀综上所述改进型系统出水溶解性ΒΟ∆可满足回用水对ΒΟ∆的要求而砂滤池对于满足回用水对ΤΣΣ和总ΒΟ∆的要求仍是必要的∀类似由于出水中不可生物降解的溶解性有机物浓度较高为满足回用水对ΧΟ∆的要求设置活性炭池也是必要的∀改进型对磷的去除在初步运行阶段由于进水中的总氮和总磷浓度远高于设计值故在运行中投加了甲醇和硫酸铝年月投加的甲醇浓度平均为ΧΟ∆或ΒΟ∆硫酸铝浓度平均为∀假定每沉淀磷需硫酸铝则投加硫酸铝经化学沉淀所去除的磷约为∀根据表中原水ΒΟ∆平均浓度及由投加甲醇所增加的ΒΟ∆浓度则改进型进水ΒΟ∆平均浓度约为∀按微生物合成所需ΒΒΟ∆为Β计合成微生物细胞质的磷将为∀这意味着此间改进型进水中的磷约有经由剩余污泥去除∀以上表明在初步运行阶段由改进型系统所去除的磷中约有经由化学沉淀所去除由微生物合成细胞质所去除另经由剩余污泥去除∀回用水质的稳定仁川新国际机场污水再生回用处理厂高达的污水循环回用率引起人们对处理出水在水质稳定方面的关注即回用水是否会在用水设备中造成腐蚀或结垢问题∀为此在设计阶段对类似处理厂的回用情况进行了调研∀结果表明在最高循环回用率为时回用水不会在用水设备中造成腐蚀或结垢问题∀采用当时可获得的供水水质数据在所给假定条件下通过盐类物料平衡对稳态条件下由蒸发损失所造成的溶解固体在回用水中的积累进行了进一步的简化计算∀根据所得盐类浓度采用指数对该厂出水腐蚀或结垢的可能性进行了评价∀粗算表明只要处理出水的碱度和分别能维持在按碳酸钙计和左右腐蚀或结垢都将不太可能发生∀根据年月的运行数据该厂∗的处理出水循环回用于机场及用于冲洗厕所和地坪绿化和景观用水及制备化学药剂∀污水处理厂的出水可用于厂内景观池塘放养金鱼表明处理出水水质良好∀到年月为止未收到有关处理出水循环回用于机场及处理厂的负面反映∀结语仁川新国际机场污水再生回用处理厂选择了结构紧凑占地少处理效果及工艺可调性好具有良好生物脱氮除磷功能的新型连续流恒水位改进型作为主体处理工艺∀机场正式投入运营后污水再生回用处理厂的初步运行结果表明尽管实际进水浓度远高于所给定的设计值最终处理出水月平均浓度始终满足所给定的水回用标准∀污水再生回用处理厂主要处理单元的运行数据表明该厂所去除的ΒΟ∆ΧΟ∆ΤΣΣ总氮和总磷中的绝大部分为改进型系统所去除∀尽管处理厂实际进水浓度远高于给定的设计值改进型系统仍可在不需要砂滤池和活性炭池的情况下满足机场对总氮和总磷的回用水水质要求但砂滤池对于满足回用水对ΤΣΣ和总ΒΟ∆的要求是必要的∀由于处理出水中不可生物降解的溶解性有机物浓度较高为满足回用水对ΧΟ∆的要求设置活性炭池也是必要的∀参考文献中国给水排水筑龙网吴卫国连续进水恒水位的改进型系统中国给水排水技术交流智能化抢修决策系统及其在供水管网中的应用智能化抢修决策系统的原理在自来水管网中只需关闭少量阀门即可切断供水水源的最小区域称为封闭区∀其中水源既可以是水厂也可以是储水池∀同一封闭区中任意一点出现故障故障区切断水源的抢修方案是相同的即每一封闭区对应一个抢修方案∀因此管网中有多少封闭区就对应有多少个抢修方案∀封闭区的确定取决于管网的结构管网结构一旦形成则封闭区的划分也就不变了∀由于自来水管网具有相对的稳定性故封闭区划分后可供长期使用∀要使某一封闭区停水所需关闭的阀门必定在围着这一封闭区内的几个阀门之中这样要关闭的只是其中与水源相连的阀门∀一个封闭区被切断水源后有时还会影响到其他封闭区所有被影响的封闭区至少有一个与事故点相邻它们是以故障点所在封闭区为水源的封闭区∀根据这一特点向下检索直到找出所有受影响的封闭区∀智能化抢修决策的实现应用理论建立供水管线地理信息系统来实现智能化抢修决策∀系统提供了较强的图形和数据之间互相查询的功能用户可通过数据分析得到决策所需的信息并做出最后的决策∀为了用计算机自动生成抢修决策在软件开发中采用了图论的搜索方法对相邻两封闭区有两个以上阀门相接和管网中有多个水源等情况都加以考虑∀具体实现时预先对整个管网进行智能分析以得到管网的拓扑结构实现在多个水源供水的情况下正确生成抢修决策结果∀封闭区延伸的实现用户在点击管线故障点后系统将生成抢修决策结果并给出应关闭的进出水阀门及所影响的泵站和有关用户等信息∀如果要求关闭的阀门由于损坏及其他原因而无法关闭就需进行二次决策将相邻的两个封闭区合并∀在决策模块中用户可在第一次决策的阀门上进行点取完成二次决策∀该智能化抢修决策系统对计算机硬件要求不高且可以脱离网络服务器进行单机操作因此可通过笔记本电脑在赶赴爆管现场的路上完成抢修决策缩短了应急响应时间减少了水量漏失及由此造成的经济损失其经济效益和社会效益不言而喻∀南京市自来水总公司张兰芬供稿中国给水排水