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饮用水原水流化填料生物预处理技术

发布时间:2009年10月12日 点击数: 字号:
研究起止日期:   成果水平:  
成果第一完成单位:   项目负责人:  
成果主要完成人员名单:   成果验收日期:  2013-02-25
成果体现形式:   研究形式:  
知识产权形式:   应用情况:  
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  
转让意向与范围:   推广形式:  
成果简介

1.技术概述

1.1 XD生物流化填料及流化池技术

XD生物流化填料及流化池技术”主要由“LT生物载体流化填料”和“XD生物流化池”两部分组成。下面分别对其主要特点和优势进行简单说明:

1.1.1 LT生物载体流化填料

结构特点

该填料由数十片叶片通过环状连接组成合理球状结构,经过专业自动机械一次加工成型,确保每一个产品形状、重量的一致性。产品抗磨、抗冲击强度高,不易变形,抗老化性能好,使用寿命长。

填料表面特性及优势

传统的生物载体流化填料或者挂膜容易、脱膜困难,或者脱膜容易、挂膜困难,造成了工艺运行的不稳定。该填料表面经过特殊处理,增加了其表面粗糙和亲水性能,从而挂膜比较容易,填料处于上下流化状态,到池底后受穿孔曝气管曝气容易将老死生物膜吹脱,从而克服了挂膜与脱膜之间的矛盾,确保工艺稳定运行。

填料上微生物的生长

该填料比表面积为106m2/m3以上(参见表1),在生物膜成熟时可以形成厚度为0.21.0mm的生物膜。良好的填料表面特性使得膜上的微生物种类丰富,活性高,能够适应较大的处理负荷。由于填料表面所附着的微生物从外至内依次处于好氧、兼性和厌氧环境,所以具有更好的去除总氮、大分子难降解有机污染物的能力。

由于流化填料上微生物良好的生长状态,以及合理的生物膜动态更新过程,决定了该流化填料既可以适应污染物含量较高的生活污水或工业废水处理工程,又可以适应营养物含量很低的饮用水原水生物预处理工程。

1.1.2 XD生物流化池

结构特点

XD生物流化池的底部为独特的设计结构,在底部构造有60度三角导流板,曝气采用穿孔管方式,曝气管道安装在池底的三角导流板内,依靠三角导流板的作用,将水池分隔成多个相互间隔的曝气区和非曝气区。在使用流化填料的情况下,该池形既能提高曝气效率,又能减少曝气死区。

好氧池中的悬浮污泥以及挂膜增重后的生物流化填料一旦沉淀到池底,通过三角导流板的作用滑到曝气区。在曝气区的曝气管,其开孔为斜向下45度,因此气流先向下冲刷集泥槽底部、然后再向上冲起填料。这种池型结构和曝气方式的结合,既能迅速将生物流化填料上的老死生物膜吹脱,让脱膜后的生物流化填料上浮,又能将沉淀下来的污泥吹起,使池底不会形成稳定的积泥。

填料流化状态的实现

LT填料比重可以根据原水水质条件进行选择,一般为0.98左右,可以随着填料上生物膜的生长和脱落以及曝气气流作用交替处于下沉和上浮运动状态。根据挂膜前后的比重变化特点,填料可以随水流和气流在曝气区和非曝气区翻腾,从而交替完成了生物膜的生长和脱落过程,保证生物膜的数量稳定性和活性,使工艺运行稳定。

高效节能特性

由于该填料在曝气池中呈流化状态,填料既可上下运动,又可自身转动,运动中相互碰撞频繁,从而将气泡进行分割、剪切,致使填料与水中的空气充分接触,极大地提高了“水、气、污染物”生物处理三要素之间的传质效率,从而节省了能耗。

2 应用情况

XD生物流化填料及流化池技术”可以应用于以微污染水源水作为饮用水原水的生物预处理工程中,以及已建城镇污水处理厂的升级改造工程中。

饮用水原水生物预处理工程的应用中,XD生物流化填料及流化池技术”的主要作用是对原水中氨氮(NH3-N)的高效去除,同时可以在一定程度上去除耗氧量(CODMn)、藻类等污染物。

在河南(黄河-北方河流水源)、浙江(华东运河河网水源)和广东(珠江水系水源)等地区所开展的应用研究表明:“XD生物流化填料及流化池技术”适应性广泛,运行效果稳定、可靠。

一般情况下,对于在枯水期NH3-N浓度≥2.0mg/L的原水,即有必要上马生物预处理工程,以保障给水集成工艺的出水达到国家新标准(建设部《城市供水水质标准》CJ/T2062005、《生活饮用水卫生标准》GB57492006)的要求。

在水温为632℃、原水NH3-N浓度为1.011.5mg/L的较宽范围应用条件下所开展的应用研究表明:“XD生物流化填料及流化池技术”可以很好地适应原水条件及气候的变化,并在上述水质条件范围内通过调节适宜的工艺参数使给水集成工艺的出水达到了国家新标准的要求。

3技术发展

在最新的《城市供水水质标准》和《生活饮用水卫生标准》颁布实施的情况下,国内自来水企业普遍面临着如何经济、有效地去除水源水中各种污染物的问题,特别是对于氨氮的去除更是其中的重点和难点。本技术的研发工作就是在这种背景下开展的,可以称之为“准确、恰当地抓住了本行业市场的迫切需求”,并被列入“建设部2006年度科学技术项目计划”(研究开发项目,城市建设技术)中

饮用水原水预处理技术是饮用水处理配套技术的一个重要环节,无论是从去除污染物的工艺合理优化、还是从整体投资和运行费用最低等方面,都具有举足轻重的地位。“饮用水原水流化填料生物预处理技术”的研发成功,为饮用水原水生物预处理提供了技术效果明显、经济成本合理、运行管理简便的工艺选择,非常适合我国的国情实际,将从根本上提高饮用水处理配套工艺的技术水平、大幅度改善饮用水的水质。该成果的普及和应用必将推动我国相关行业的快速发展、为人民群众的饮用水安全事业做出贡献,其应用前景非常广阔。

“饮用水原水流化填料生物预处理技术”的研发工作完成后,经产品检验测试、中试试验、生产性试验、实际工程应用等环节的验证,产品指标和技术工艺指标均已达到本项目研发工作的设计要求。该成果攻克了填料结构设计、填料上生物膜合理更新设计、改进后填料的加工、充分发挥填料上生物膜降解效率的曝气池结构设计等多项关键技术,成果的发明创新点在国内外未见报道,达到了国际领先水平。

该技术和产品在微污染原水生物预处理领域的典型工程包括:浙江海宁第二水厂、浙江桐乡果园桥水厂、浙江海盐自来水厂等。在上述水处理工程中取得了令人满意的效果,得到了市场和业界专家的一致好评。

在与本研究同时进行的、生活污水处理、工业废水处理等领域的工程实践表明,在将XD生物载体流化填料及流化池技术应用于这些工程领域,特别是在生活污水处理工程升级改造方面同样具有光明的前景。