生物倍增

生物倍增(Bio－dopp)工艺处理城镇污水摘要:生物倍增工艺(Bio－dopp)是采用德国恩格拜公司研发的Bio－Dopp曝气系统、Bio－Dopp固定床及Bio－Dopp快速澄清装置等，将生物硝化反硝化、脱磷除氮及有机物氧化等工艺在同一反应池内同时进行。污水处理厂在原有一期工程的基础上，进行二期提标扩建，并联一套Bio－Dopp反应池，同时新增一沉砂池和V型滤池，确保出水水质达标排放。关键词:生物倍增;污水处理厂1988年，德国Engelbart公司提出的一种新型的活性污泥法－Bio－Dopp(生物倍增)工艺，它与传统污水处理工艺相比，污染物去除效果具有双倍功效，同时具有出水水质稳定、设备高效、工程投资与运行成本低、占地面积小等优点。江苏泗阳，自2007年引进该工艺以来，年处理能力超过900万t，出水COD、氨氮等均达标排放，设备故障率小，便于操作。但由于经济的高速发展，现有的处理能力2．5万m3/d已不能满足经济发展的需要，因此，二期提标工程于2009年7月开工建设，2012年7月投入试运行并顺利通过环保部门的竣工验收，处理能力由原来的2．5万t/d提高至5万t/d，出水水质由原来执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级B标准提升至一级A标准。1Bio－Dopp工艺简介1．1基本构造Bio－Dopp又称生物倍增工艺，其采用Bio－Dopp反应器，将曝气池与二沉池组合在单池池内，按顺序完成污水处理的各个工艺过程，包括有机物的需氧降解、硝化反硝化生物脱氮、使用特殊设计的斜管实现泥水分离、控制低氧环境，实现污泥低增长、低产出、反硝化生物除磷、使用碱性物质强化对污染物的去除。该工艺把功能微生物去除过程集中在单一池内协同进行，并在池内设澄清区(相当于二沉池)。采用连续进水，连续运行。1．2运行方式污水进入设有特殊曝气池(采用充气直径为65mm的平直和波纹聚丙烯多孔软管，易进行反冲洗，不易堵塞)的Bio－Dopp反应池核心区，反应区按奇数列、偶数列设两组曝气管，混合液进入设有多层斜管的快速澄清装置的廊道，经澄清后尾水至消毒池，消毒后达标排放，沉淀污泥由空气随回流混合液提升至曝气池内循环。Bio－Dopp反应器采用壁厚为1．5mm曝气管道，并均匀分布在池底，由专用框架固定。池内污泥浓度高达9g/L，污泥可在池内任何点位排除。整个反应器由一在线Do控制仪与鼓风机相联系，由专职人员操作。2工程设计2．1处理规模及进出水水质泗阳城北污水处理厂位于江苏泗阳经济开发区西侧，日处理污水5万t，占地60亩。该污水处理厂进水水质指标为:COD≤400mg/L，BOD5≤200mg/L，ss≤250mg/L，NH3－N≤40mg/L，TP≤10mg/L，动植物油≤100mg/L，总氮≤35mg/L;出水水质要求:COD≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，ss≤20mg/L，NH3－N≤8mg/L，TP≤1mg/L，动植物油≤3mg/L，总氮≤20mg/L，阴离子洗涤剂≤20mg/L。2．2处理工艺流程处理工艺流程如图1所示。原污水进入格栅间，在此拦截污水中漂浮物，由污水泵提升，经细格栅进一步去除水中杂质，分流进入沉砂池去除砂粒，然后进入Bio－dopp反应池，去除COD、N、P等污染物，经机械混合池充分混合后沉淀分离，澄清液进入消毒池消毒后排入泗塘河，沉淀污泥随回流混合液由空气气提器提升至Bio－dopp反应池内循环，剩余污泥(泥龄约20d)，由污泥泵送至脱水机房处理后，泥饼外运。2．3Bio－Dopp主要工艺参数:MLSS:10g/L;HＲT:12．44h(高峰流量时为8．64h);污泥产率:0．3－0．3kgVss/去除kgCOD;回流比:1:20(采用气提回流);动力效率:大于4kgO2/Kwh;每米曝气管服务面积:0．156m2。2．4Bio－Dopp工艺主要技术特征2．4．1高效曝气设备确保低氧条件下微生物去除耗氧有机物特殊结构的Bio－Dopp曝气器使微生物泡在水中的停留时间增加1倍，可达3～4s，且上升过程中不会出现常规曝气装置那样集聚为较大的气泡而降低溶解氧率。相对充足的供氧量，以及反应池内始终保持高的活性污泥浓度，使系统有较强的耐冲击负荷能力，因而具有较好的污染物去除效率及稳定的出水水质。图1污水处理工艺流程图2．4．2在低溶解氧条件下完成同步硝化反硝化(SND)Bio－Dopp工艺在同一反应器内实现同时硝化反硝化，硝化反应的剩余物可直接进行反硝化，避免过程中硝态氮积累而対硝化反应产生抑制，减缓硝化反应的速度;而且反硝化反应中所释放出来的碱可部分补偿硝化反应所消耗的碱，使系统中pH值相对稳定。由于Bio－Dopp工艺在低溶解氧条件下培养与驯化的污泥颗粒小，污泥活性相对较低，异养菌生长缓慢，污泥外表不易形成隔离膜，活性污泥可与氧及可溶性有机物直接接触，实现氨氮的硝化。NO－2和少量NO－3在菌胶团内部利用BOD在低氧的条件下迅速发生反硝化反应。2．4．3在低溶解氧的条件下达到良好的除磷效果Bio－Dopp工艺设在澄清区与入口端之间，甚至澄清区以前的反应区间，水体几乎无溶解性BOD，在缺氧的条件下为磷的彻底释放提供最佳环境，随着入口端BOD的进入，水中鼓入氧直接与兼性微生物接触，水体中释放的磷很快被彻底吸收，被吸收的磷即使在缺氧条件下，泥龄相对较长也会因缺乏可溶性BOD而不会重新释放到水体中。当出水要求比较高时，可适当在反应器内添加水合白云石或石灰和少量铁盐使磷酸盐沉淀，不会因泥龄长而返回水体中，增加二次污染。2．4．4Bio－Dopp工艺高效持续稳定除了通过Bio－Dopp稳定污泥再循环工艺，将稳定污泥再循环到硝化及脱氮工段，始终保持反应池中8～10g/L的较高污泥浓度，除确保高基数的生物菌群数量外，能通过高效率的空气提升系统使循环混合液与进水快速稀释，使得污水进出口的浓度差大大降低，为微生物提供相对稳定的底质生长条件。这种高效率的传质混合过程也省去了传统工艺中推流搅拌过程。曝气池内细菌在循环过程中需要相对稳定及保持较高的污泥活性，Bio－Dopp工艺可以始终保持池内相对稳定的溶解氧、水质与污泥浓度，确保反应池持续稳定的污染物去除效率。2．4．5高效搅拌的作用Bio－Dopp曝气管铺满整个池底，且相互间距十几厘米，并且气孔间距较密，能起到微混合搅拌作用，不会产生沉淀，大倍率的回流比也会对污泥的搅拌起一定作用。2．4．6Bio－Dopp曝气系统维护方便Bio－Dopp的独立设计有利于曝气管的维护和检修，即使曝气管堵塞，仅需关闭一个阀门即可解决问题，特殊设计的拉环可以在不停车的情况下进行更换曝气管。3运行效果数据比对分析该污水处理厂二期提标工程执行的标准严于一期工程，一期、二期工程分别执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级B、一级A标准:表1《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级B、一级A标准mg/L出水水质的关键影响指标为总磷和悬浮物，二期提标工程后，出水中总磷和悬浮物得到更有效的控制，表2为一期、二期工程水质监测结果:表2一期、二期进出水监测结果从表2可见，在进水浓度有所增加的情况下，经二期提标处理后的水质较一期仍有较大改善，特别是悬浮物、氨氮和BOD5出水浓度分别为8mg/L、1．09mg/L、9．3mg/L，均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级A标准。从图2可以直观的看出，二期污染物去除率均超出80%，去除率增幅大于10%的为悬浮物、总氮、氨氮和总磷，其中总氮去除率增幅达32．9%。运行实践表明，Bio－Dopp工艺处理城市污水效果较好，处理能力强，运行稳定，易于维修和保养。4结论(1)特殊的Bio－Dopp曝气器使微生物的停留时间增加1倍，且上升过程中不会出现常规曝气装置气泡增大而降低溶解氧率的现象，保持相对充足的供氧量及活性污泥浓度。图2一期、二期各监测项目去除率柱形图(2)Bio－Dopp稳定污泥再循环工艺可以确保反应池内相对稳定的溶解氧、水质与污泥浓度。独特的Bio－Dopp曝气器设计，有利于曝气管的维护和检修，同时高频率搅拌和大倍率回流减少污泥沉积，有效防止曝气管堵塞。(3)Bio－Dopp工艺在同一反应器内实现硝化反硝化，硝化反应的剩余物可直接进行反硝化，避免过程中硝态氮积累而対硝化反应产生抑制，减缓硝化反应的速度;而且反硝化反应中所释放出来的碱可部分补偿硝化反应所消耗的碱，使系统中pH保持相对稳定。(4)Bio－Dopp工艺设在澄清区与入口端之间甚至澄清区以前的反应区间，水体几乎没有BOD，为磷的释放提供最佳环境，随着入口端BOD的进入，释放的磷能够被彻底吸收，达到低溶解氧条件下的除磷效果。(5)二期提标工程可实现出水COD、悬浮物、氨氮和BOD5排放浓度分别为36mg/L、8mg/L、1．09mg/L、9．3mg/L，各污染物去除率均超80%，出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918－2002一级A标准。来源《污染防治技术》