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浦华环保钱亮:FBC工艺为污水厂提质增效提供全面解决方案
更新时间:2021-05-06 来源: E20水网固废网

  在“2021(第十九届)水业战略论坛”上,浦华环保有限公司副总工钱亮做了《基于厌、缺和好氧FBC工艺的污水厂提质增效全面解决方案》的主题演讲,向与会嘉宾分享了浦华环保自有技术厌、缺、好氧FBC工艺包技术以及工程应用案例。

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  城市污水厂是城市污水的主要去向及处理设施。随着我国环境污染处理技术的提升和人们环境意识的发展,国家对于污水处理厂的排放标准也愈发严格。标准的提高对传统工艺提出了严重挑战,以深度脱氮除磷为核心的技术改造成为行业发展重点!

  “2021(第十九届)水业战略论坛”上,浦华环保有限公司副总工钱亮做了《基于厌、缺和好氧FBC工艺的污水厂提质增效全面解决方案》的主题演讲,向与会嘉宾分享了浦华环保自有技术厌、缺、好氧FBC工艺包技术以及工程应用案例。

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钱亮

  浦华环保源于清华,专注水环境建设32年。多年来,企业一直走专业化的发展道路,通过技术创新、模式创新,实现可持续发展。目前,浦华环保拥有环境设计甲级资质,同时运营50个BOT污水厂,日处理水量400万吨,拥有多项具有自主知识产权的工艺包技术及成套设备,在对污水处理厂进行提标改造过程中始终坚持与节能降耗并重。

  FBC工艺包技术的诞生

  流态化生物载体(Fluidized biological carriers,FBC)技术是浦华环保自主研发的高效除磷脱氮新工艺,该技术通过在相应区域投加流态化生物悬浮填料对活性污泥系统进行优化,是强化生物脱氮除磷、提高污水处理厂出水水质的一个有效方法。

  FBC技术的诞生是由于环保政策的不断加码,污水处理标准的提高对传统工艺提出了严重的挑战,以深度脱氮除磷为核心的技术改造成为行业发展的重点。

  在传统工艺当中,活性污泥法已经存在一百多年了,工艺非常稳定。但是在越来越高的标准条件下,出现了一些不可调和的矛盾和痛点。第一就是泥龄冲突;第二脱氮和除磷会发生竞争碳源;第三,能耗、物耗高,以一个日处理30万吨污水的处理厂为例,如果将水质从一级A升到更高的标准,吨污水增加碳源成本0.1元,一年就要增加一千多万的成本;第四,会造成生物池专性环境的破坏,传统的活性污泥法内外回流会对厌、缺好氧ORP造成影响。

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全国污水处理厂进水COD浓度发布情况

  与此同时,污水厂的提标改造工程设计也面临诸多难点,首先是碳源不足;其次水厂改造经常无地可用,没法在深度处理和二级生化之间再加一些新的处理单元;第三,进水水质波动大;再有就是在南方地表径流的水厂或者北方的一些地上水厂,冬季进水水温低,对反硝化和除磷都有很大的影响。

  基于碳源已由传统的去除对象变为生物脱氮除磷的宝贵资源的现实,工艺方向上必须做好碳源的开发、利用、保护,将污水厂内碳源“榨干挖尽”,目前面临的主要问题和解决方案如下:

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  对比传统的硝化和反硝化,短程硝化反硝化可以节能25%,节碳40%;厌氧氨氧化节能60%,无需碳源。传统硝化反应在活性污泥当中可以实现,但短程硝化反硝化和厌氧氨氧化须在活性污泥里引入填料。在生物池当中投加填料,有以下优点:一是提高生物量,提高生物量是最表观的,最主要的是在生物膜上富集专性菌,随着运行时间的推移,富集的比例呈指数级别增长;生物膜具有一定厚度,耐冲击负荷;生物膜耐低温,一般比活性污泥致密,比较适用于冬季;且脱氮和除磷效果较好,可以大大节约生物池的停留时间;投资成本低,吨水投资在200元-500元之间;工程量非常小,基本不需要土建施工,顶多是在池上开个洞,砌道墙而已,整个系列是7-15天,如果水厂是4个系列,两个月就可以改造完成;该工艺节约占地,可节约池容20%~50%, 扩容增效1~1.5倍;由于生物膜系统把生物的生态链变的更长了,最后产生的污泥量也减少了。

  FBC工艺在生物池的基础上直接投加填料。填料可以是塑料,加入一些微量元素,使它的亲水性更好,比重更合理,抗老化效果更好,可延长使用寿命至 25年以上。

  在多年的研发当中,浦华环保从以下几个方面对FBC工艺进行了设计优化:

  在活性污泥处理效率的基础上,综合评估生物膜和活性污泥中好氧异养菌、硝化菌、反硝化菌的竞争关系,通过全国各地多个项目的实践验证,形成了更加准确的各项计算参数。填料数量的设计更加准确,杜绝了过度设计和投资的现象。

  对拦截系统过水能力进行了精细化设计,根据不同项目不同的污泥浓度、内外回流比、不同深度,确保拦截系统安全稳定且投资节省。

  对于填料的疏导系统,根据不同池型因地制宜地设计,解决了气体填料回流造成的填料磨损问题,且将回流能耗降低了百分之七十。相对于传统的循环流,五万吨水厂填料回流能耗可降低90%。

  对智能管控系统进行不断升级换代,系统安全性能大大提升,中控室即可掌控一切。

  通过各个方面的不断尝试,浦华环保致力于触摸MBBR工艺设计极致的天花板。这一国内首创工艺,使得很多污水厂蜂拥而至,但刻意模仿只见其形,不达其意。浦华环保在全国业绩不是最多,但每个项目都坚持做成精品工程。

  FBC工艺包技术的工程应用

  FBC工艺包技术看似简单,实则困难,因为其难点从来都不是生化学问题,而是工程学的问题!钱亮在现场展示了浦华环保应用该工艺的经典案例。

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  1 FBC厌氧、缺氧应用经典案例——西安四污一期改造工程

  FBC工艺包技术在西安四污一期改造工程的应用,是世界范围内、温带气候条件下、25万吨/日大型污水处理厂实现主流厌氧氨氧化的首例,目前已稳定运行8年。

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厌缺氧FBC应用案例——西安四污一期改造工程

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  西安第四污水处理厂一期提标改造工程设计水量 25万吨/日。这个水厂在北方COD、BOD浓度非常高的情况下,从改造前的总氮17,总磷2.77,到改造后实现总氮10以下,总磷0.3以下,出水水质稳定达到准Ⅳ类,填料运行状态良好,挂膜效果好,且完全靠生化处理达到这种效果。这一技术应用案例获得了多项荣誉,并获评多项示范工程。

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西安四污一期改造工程前后数据对比

  在集团领导的大力支持下,加上团队的持续研发,先进工艺的成功应用成为必然。经过多年的实践探索,浦华环保对于工艺原理和如何复制了如指掌,并把这个工艺推广应用到燕郊西五污水处理厂提标改造工程上,项目大大改善了当地的地表水环境,取得了良好的经济和社会效益。

  2 好氧FBC应用案例——汉中城市污水处理厂、东莞市樟村水质净化厂降氨氮项目

  东莞樟村降氨氮项目以及汉中市城市污水处理厂均应用了好氧FBC工艺,其中汉中市城市污水处理厂获评“10万m³/d生活污水低碳双泥龄耦合液态化生物载体高效低耗脱氮除磷技术示范项目”。在冬季进水7-10度的情况下,实现反硝化同步除磷,无外加碳源条件下出水稳定达到准Ⅳ类。东莞市樟村水质净化厂采用纯膜法工艺,利用40分钟停留时间将运河水中的氨氮从6mg/L降至1mg/L以下。

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好氧FBC应用案例——东莞市樟村水质净化厂降氨氮项目

  3 地下污水处理厂改造典范——太原市晋阳及西安雁塔鱼化污水处理厂提标改造工程

  晋阳污水处理厂为全封闭地下水厂,施工难度大;整个工艺分为四个廊道,需按系列施工;工期紧,任务重;同时存在冬季水温低,氨氮难以达标等工程难点。改造过程中通过在好氧区投加填料,富集硝化细菌,确保冬季出水氨氮浓度达标。项目实施工期60天,出水标准达地表V类,最终成为地下污水厂改造的突破性工程。

  日处理规模20万吨的西安市雁塔鱼化污水处理厂也存在冬季水温低,COD、氨氮需强化处理的问题,提标改造工程通过类似的解决方案,实现了半地下水厂改造的再一次重大创新。

  4 全流程FBC应用案例——曹妃甸、张贵庄污水处理厂提标改造工程

  全流程的FBC工艺在曹妃甸污水处理厂提标改造工程中得到应用,该水厂之前出水总氮、总磷较高,冬季水温低至8-9℃,通过在缺氧区与好氧区同时投加填料,仅用20天完成项目提标改造,出水标准达京标B+准IV,是全流程缺氧、好氧FBC工艺的一次重大尝试。

  紧接着在天津张贵庄污水处理厂也应用了缺氧和好氧填料,目前水厂运行非常稳定。是FBC工艺首次涉及应急领域,并取得成功的典范。

  5 CAST池改造应用案例——广东霞山污水处理厂提标改造工程

  广东霞山污水处理厂提标改造工程运用了CAST+FBC处理工艺,在无地可用的情况下,实现处理规模从20万吨/天扩容到25万吨/天,出水标准提升至一级A,解决了传统工艺弊端,提标的同时实现扩容百分之二十。

  钱亮表示,浦华环保不仅在生物池当中做得很好,在前端高精度除砂和后端过滤系统方面也有着出色表现。“浦华环保一直致力于为全国的污水处理厂服务,为水厂提标改造提供全面解决方案。”


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