1. A divisão de escala das estações de tratamento de esgoto urbano
De acordo com a situação real, ela pode ser dividida emPlantas de tratamento de esgoto grandes, médias e pequenas.
A escala> 10 × 10^4 m3/dé uma planta de esgoto em larga escala, que geralmente é construída em uma cidade grande, com um investimento em infraestrutura de 100 milhões de yuans e um custo operacional anual de 10 milhões de yuans.
A escala de estações de tratamento de esgoto de tamanho médio é (1~10)×10^4 m3/d, que geralmente é construído em pequenas e médias cidades e condados suburbanos de grandes cidades, com investimento em infraestrutura de dezenas de milhões a centenas de milhões de yuan e custos operacionais anuais de milhões a dezenas de milhões de yuan.
Pequenas estações de tratamento de esgoto comuma escala <1 × 10^4 m3/dsão geralmente construídos em pequenas cidades, com investimento em infraestrutura de milhões a dezenas de milhões e custos operacionais anuais de centenas de milhares a milhões; Devido a restrições econômicas, essas plantas de esgoto geralmente aparecem em pequenas cidades com economias desenvolvidas nas áreas costeiras.
2. O principal processo da estação de tratamento de esgoto urbano
O principal poluente das águas residuais municipais é a matéria orgânica; portanto, a maioria delas é biológica. Também existem métodos químicos, como o uso de tratamento primário quimicamente aprimorado, mas a taxa de remoção desse processo não é alta, o efluente não atende aos padrões especificados e é adequado apenas para alguns locais específicos em que os requisitos de qualidade do efluente não são altos.
No método biológico, existem duas categorias de método de lodo ativado e filtro biológico, a eficiência do tratamento do filtro biológico não é alta, as condições sanitárias são ruins, existem apenas algumas estações de tratamento de esgoto urbano biológico e o método de lodo ativado é responsável pela grande maioria.
Existem muitos tipos de métodos de lodo ativado e existem três tipos principais de lodo ativado que são os mais amplamente utilizados:
● (1) Método de lodo ativado tradicional e seus processos aprimorados de A/O e A2/O
● (2) valas de oxidação
● (3) processos SBR
O método tradicional de lodo ativado é o processo de aplicação mais antigo, ele tem uma alta eficiência na remoção de matéria orgânica e o lodo produzido no processo de tratamento é tratado de forma estável pela digestão anaeróbica, o que é muito eficaz na eliminação da poluição de esgoto e lodo, e o consumo de energia e os custos operacionais são relativamente baixos, portanto, é amplamente utilizada. Nos últimos 20 anos, o dano da eutrofização da água se tornou cada vez mais grave, e a remoção de nitrogênio e fósforo foi incluída no objetivo do tratamento de esgoto, de modo que o método A/S aprimorado e o método A2/O do método de lodo ativado apareceram. Existem dois tipos de métodos de A/S, um é um processo anaeróbico-aeróbico para remoção de fósforo e o outro é um processo anóxico-aeróbico para desnitrificação; A regra A2/O é um processo que remove nitrogênio e fósforo.
A vala de oxidação é uma variante do método de lodo ativado, que é diferente do método de lodo ativado tradicional em termos de regime de fluxo hidráulico e é um tipo de fluxo circulante de ponta a ponta, geralmente usando aeração tardia, e o lodo é estabilizado enquanto o esgoto é purificado. Ele não possui um tanque de sedimentação primário ou digestor de lodo, e as instalações de tratamento são bastante simplificadas. A vala de oxidação tem as vantagens do método de lodo ativado tradicional, que tem uma alta eficiência na remoção de matéria orgânica e também tem a função da desnitrificação. Se uma lagoa anaeróbica for adicionada na frente da vala, o fósforo também poderá ser removido ao mesmo tempo. A alta eficiência e a simplicidade da vala de oxidação o tornam amplamente utilizado em pequenas e médias estações de tratamento de esgoto urbano.
SBR é um método de lodo ativado em lote seqüencial, its basic feature is to complete the biochemical reaction, sedimentation, drainage, and sludge discharge of sewage in a reaction tank, which not only eliminates the primary sedimentation tank and sludge digester, but also eliminates the secondary sedimentation tank and the reflux sludge pump room, the treatment facility is simpler than the oxidation ditch, and the treatment effect is good, and some SBR processes also have a strong denitrification and phosphorus função de remoção. Nos últimos anos, a aplicação de tecnologia de controle automático e instrumentos para tratamento de esgoto passou, de modo que o processo SBR foi promovido vigorosamente e se tornou um processo com o qual o setor está muito preocupado.
3. O processo preferido de estações de tratamento de esgoto urbano em larga escala
O processo preferido para as estações de tratamento de esgoto municipal em larga escala é o método de lodo ativado tradicional e seu método A/S aprimorado e o método A2/O. Atualmente, a maioria das plantas de esgoto em larga escala da maioria dos países do mundo (incluindo a China) usa o método de lodo ativado tradicional, o método A/O e A2/O, o que não é acidental, porque esse processo tem as vantagens de ser difícil de substituir para plantas de esgoto em grande escala:
(1) baixo consumo de energia e baixas despesas operacionais
As maiores vantagens do método de lodo ativado tradicional, os métodos de A/O e A2/O sobre a vala de oxidação e os processos SBR são o menor consumo de energia e as despesas operacionais mais baixas, e quanto maior a escala, mais óbvia é essa vantagem. Para plantas de esgoto em larga escala, o custo operacional anual é considerável, por exemplo, uma planta de esgoto com uma escala de 40 × 10^4 m3/d, 1 m3 de esgoto pode economizar 1 centavo nas taxas de tratamento, economizando 1,46 milhão de yuans por ano.
As razões para o baixo consumo de energia e o custo operacional desse processo são: a. Configurando um tanque de sedimentação primária, usando o método físico para remover uma parte considerável da matéria orgânica e suspenso sólidos no esgoto com o consumo e custo mínimo de energia, reduzindo a carga de tratamento secundário e economizando significativamente o consumo de energia; b. O lodo adota a digestão anaeróbica, que economiza significativamente energia em comparação com a digestão aeróbica síncrona da vala da oxidação e do processo SBR, e é um processo reconhecido de economia de energia.
O investimento de capital desse processo é geralmente maior que o do processo de oxidação e SBR, mas com o aumento da escala, o custo de capital da vala de oxidação e o SBR também aumenta exponencialmente, enquanto o investimento do processo de lodo ativado convencional aumenta em uma proporção menor, e a entrega entre os dois está ficando menor e menor. Quando a planta de esgoto atinge uma certa escala, o investimento do método de lodo ativado convencional é menor que o da vala de oxidação e SBR; portanto, maior a escala da planta de esgoto, maior as vantagens do método de lodo ativado convencional.
(2) melhorar o nível de gerenciamento
As principais desvantagens do método de lodo ativado convencional, o método A/O e A2/O são de que existem muitas unidades de tratamento e gerenciamento de operações complexo, especialmente a digestão anaeróbica de lodo, requer um alto nível de gerenciamento, e a biogás produzida no processo de digestão é um gás inflamável e explosivo, que requer operação segura, que aumenta o gerenciamento. No entanto, devido ao fato de a grande planta de esgoto ser apoiada por uma cidade grande, possui forte força técnica e alto nível de gestão e pode atender a esse requisito, as deficiências do método de lodo ativado convencional não se tornarão um fator limitante.
De acordo com a realidade atual, devido à imperfeição do sistema de rede de drenagem, a composição orgânica da maioria dos esgotos urbanos não é alta, e o gerenciamento da digestão anaeróbica de lodo e a utilização de biogás ainda não estão maduros, esses fatores reduziram a economia do método de lodo ativado convencional, o/o e o 2/o2/o2/o2, incluindo o método de lodo, incluindo o método de lógica. Portanto, para as estações municipais de tratamento de águas residuais com uma escala de (10 ~ 20) × 10^4 m3/d, às vezes pode ser mais econômico usar os processos de vala de SBR e oxidação; nesse caso, é necessário fazer uma comparação tecnoeconômica detalhada de vários processos para determinar o processo ideal.
4. O processo preferido de pequenas e médias estações de tratamento de esgoto urbano
Os processos preferidos para pequenas e médias estações de tratamento de águas residuais sãovala de oxidação e SBR, e suas características comuns são:
(1)
A eficiência da remoção de matéria orgânica é muito alta e alguns também podem remover nitrogênio e fósforo, ou nitrogênio e fósforo, e as instalações de tratamento são muito simples, a gerência é muito conveniente e atualmente é reconhecida internacionalmente como um processo de tratamento de esgoto eficiente e em torno de um processo urbano preferido.
(2)
Abaixo da escala de 10 × 10^4 m3/d, o custo de infraestrutura da vala de oxidação e o método SBR é significativamente menor que o do método de lodo ativado convencional, o método A/O e A2/O. Para estações de tratamento de esgoto com uma escala de (5 ~ 10) × 10^4 m3/d, o custo de construção de capital da vala de oxidação e o método SBR é geralmente 10% ~ 15% menor. Quanto menor a escala, maior a diferença entre os dois, que é atraente para cidades pequenas e médias que não têm fundos para construir plantas de águas residuais.
Mesmo abaixo da escala de 10 × 10^4 m3/d, o consumo de energia e o custo operacional anual da vala de oxidação e o método SBR ainda são maiores do que os do método de lodo ativado convencional, mas se comparado ao custo de capital, o custo total mais 20 anos de custo operacional ainda é menor que o do método de lodo ativado convencional. Quanto menor a escala, menor a escala, maior a escala, menor a diferença e quando a escala é 10 × 104 m3/d, o custo total dos dois tipos de processos é aproximadamente comparável. Portanto, é economicamente vantajoso usar a vala de oxidação e o método SBR para plantas de águas residuais pequenas e médias.
(3)
A vala de oxidação e o processo de SBR geralmente não possuem um tanque de sedimentação primária e um digestor de lodo, e toda a unidade de tratamento é mais de 50% menor que o método de lodo ativado convencional, e a operação e o gerenciamento são bastante simplificados, o que é muito adequado para pequenas plantas de tratamento de esgoto de tamanho médio com força técnica relativamente fraca e baixo nível de gestão.
(4)
O equipamento de vala de oxidação e o processo SBR foi basicamente localizado, o que pode atender aos requisitos do processo em termos de qualidade e é barato.
(5)
A resistência da carga de impacto da vala da oxidação e do processo SBR é muito melhor do que a do método de lodo ativado convencional, que é muito benéfico para plantas de esgoto pequenas e médias com mudanças drásticas na qualidade e quantidade da água.
É por todas essas razões que valas de oxidação e SBRs se desenvolvem rapidamente. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) listou um processo que economiza mais de 15 % dos custos de construção ou operação das estações de tratamento de águas residuais como uma tecnologia alternativa inovadora, com financiamento financeiro federal, que levou à promoção de processos de SBR e vala de oxidação, e centenas de plantas de água residual foram construídas. Existem milhares de estações de tratamento de águas residuais de valas a oxidação na Europa, e quase 600 plantas de esgoto de processo SBR foram construídas na Austrália nos últimos 10 anos. Na China, a vala de oxidação e os processos SBR tornaram-se os processos preferidos para pequenas e médias estações de tratamento de esgoto.
5. A classificação principal e as características do processo de vala de oxidação
O processo de vala de oxidação pode ser amplamente dividido em quatro categorias:
(1) vala de oxidação alternada com vários escavadores
É caracterizado por um tipo de construção combinado, sem um tanque de sedimentação secundária separado, e adota aeração de escova rotativa. Possui tipos de ditch único, dupla e três valores, o mais típico dos quais é a vala de oxidação de três valas. Essa vala de oxidação possui as características do processo SBR e também pode ser considerada um tipo de SBR, sua desnitrificação e efeito de remoção de fósforo é instável, se for necessária uma remoção de nitrogênio e fósforo, algumas instalações precisam ser adicionadas.
(2) vala de oxidação de carrossel
É um tipo separado, existe um tanque de sedimentação secundária separado, o uso da aeração de aerador de superfície, a profundidade da vala é maior que a vala de oxidação alternada de várias valas, a planta de purificação de água Changsha II é esse processo, sua desnitrificação e o efeito de remoção de fósforo também não é ideal, se os requisitos de desnitrificação e remédio por fósforo, também precisam.
(3) vala de oxidação obel
Também é dividido em dois tanques de sedimentação, usando a aeração do disco rotativo, a profundidade da vala também é maior, agora Sichuan, Pequim, Shandong, Zhejiang e outros lugares estão adotando, seu efeito de desnitrificação é muito bom, mas a eficiência da remoção do fósforo não é alta e algumas medidas precisam ser tomadas quando requerem fósia.
(4) vala de oxidação integrada
É um tipo de articulação e o tanque de sedimentação é construído na vala da oxidação. Não é apenas uma entrada e saída contínuas da água, mas também um tipo de construção articular, e não precisa mudar a função, teoricamente as mais econômicas e razoáveis, mas em alguns problemas técnicos específicos não são muito maduros, portanto, afeta sua popularização e uso.
6. A classificação principal e as características do processo SBR
Existem vários tipos principais de processos SBR:
(1) Processo SBR tradicional
Todas as suas operações são intermitentes e cíclicas. Seu efeito de desnitrificação e remoção de fósforo não é estável o suficiente, como a exigência de desnitrificação e remoção de fósforo, algumas melhorias precisam ser feitas.
(2) Processo ICEAS
Ou seja, o método de lodo ativado por aeração retardada intermitente, que divide o tanque de reação em duas partes com uma parede de partição, a frente é a área de pré-reação, e a parte traseira é a área de reação principal, que adota a ingestão contínua de água, a aeração intermitente, a sedimentação, a drenagem e o lodo, que foi usado no terceiro lugar e nas drenagem de fêmeas, a sedimentação e a drenagem e o sludy, que foi usado no terceiro lugar. Pode remover nitrogênio e fósforo, mas o efeito não é o ideal.
(3) Processo DAT-IAT
Ou seja, o processo de combinação de aeração contínua e aeração intermitente, a parte média do tanque de reação é dividida em duas partes com uma parede de partição, o DAT na frente é continuamente aerado e o IAT na parte traseira é intermitentemente aerado, sedimentado, drenado e descarregado, que foi usado na planta de tratamento de esgoto do desenvolvimento tianjin. Sua função de desnitrificação e remoção de fósforo é média e são necessárias instalações adicionais para melhorar a eficiência da remoção de nitrogênio e fósforo.
(4) Processo de elenco
Ou seja, o método de lodo ativado circulante, seu tanque de reação é dividido em uma área de seleção e uma área de reação principal com uma parede de partição, e a ingestão de água, aeração, sedimentação, drenagem e descarga de lodo são todas operação periódica intermitente. Possui bom efeito de remoção de nitrogênio e fósforo e bom desempenho para evitar a expansão do lodo.
(5) Processo Unitank
São três pools retangulares em paralelo, que funcionam de acordo com o modo de operação periódica semelhante à vala de oxidação de três valas, mas a aeração do pincel rotativa é alterada para a aeração de explosão, o que pode aumentar a profundidade da piscina, e a saída de água é alterada para um gelo fixo, que simplifica a drenagem e sua função.
7. Comparação de vala de oxidação e processo SBR
A vala de oxidação e os processos SBR têm muitas características em comum, bem como suas próprias características e aplicabilidade, que precisam ser cuidadosamente analisadas ao selecionar uma solução.
(1) da perspectiva do investimento em infraestrutura
Em geral, a taxa de aquisição de terras e a taxa de construção civil são inferiores às da vala da oxidação, e o custo do equipamento é maior que o da vala da oxidação, e o custo total depende da situação específica.
um. O alto preço da terra não é bom para a vala da oxidação. b. A alta concentração de DBO da água influente e a alta proporção de volume de reação e volume de precipitação são benéficas para a vala da oxidação; A baixa concentração de DBO e a baixa proporção de volume de reação e volume de precipitação são benéficos para o SBR.
(2) da perspectiva das despesas operacionais
O processo SBR é geralmente aerado com ar de explosão e o processo de vala de oxidação geralmente é arejado mecanicamente. De um modo geral, sob o mesmo suprimento de oxigênio, a aeração de explosão é mais eficiente em termos de energia que a aeração mecânica; No segundo aspecto, o processo SBR é um tipo de construção articular, sem refluxo de lodo (uma pequena quantidade de refluxo), e o processo de vala de oxidação é um tipo de construção separado com uma grande quantidade de refluxo, e o consumo de energia é grande; Em terceiro lugar, o processo SBR é uma operação variável no nível da água, que aumenta a cabeça da estação de bombeamento de levantamento de água de entrada. Tudo considerado, o consumo de energia do processo de vala de oxidação geralmente é maior que o do processo SBR, e o custo operacional é maior.
(3) da perspectiva das diferenças operacionais
O processo de vala de oxidação é uma operação contínua e não requer controle automático, mas usa apenas controle automático quando a economia de energia é necessária; O processo SBR é intermitente durante o ciclo e os vários processos são frequentemente alterados e precisam ser controlados automaticamente.
(4) da perspectiva das diferenças de sedimentação
O processo SBR é a precipitação estática e o processo de vala de oxidação é a precipitação dinâmica, portanto a eficiência da sedimentação do SBR é maior e a qualidade do efluente é melhor.