提标升级对乡镇污水处理厂碳排放特征的影响

在碳达峰、碳中和和流域水污染防治的背景下,乡镇污水处理厂减污降碳协同势在必行。基于成都市某乡镇市政污水处理厂2016—2022年水质水量数据,分析提标升级前后化学需氧量、氨氮、总磷、总氮的时间变异性,利用《IPCC 2006国家温室气体清单指南》(2019年修订版)、《城镇水务系统碳核算与减排路径技术指南》评估直接、间接碳排放强度特征,探究提标升级前后碳排放量对季节、水质及污染物削减量的响应。结果表明:1)污水处理厂主体工艺从周期循环活性污泥法(CASS)升级为厌氧-缺氧-好氧-膜生物反应器法(AAO-MBR)后,出水水质满足DB 51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》,升级后通过增加碳源、利用MBR膜截留污泥等措施,使出水水质指标更加稳定,对污染物的处理效率更高;2)提标升级后,直接、间接碳排放强度分别为0.296和1.082 kg/m^(3)(以CO_(2)当量计),分别增加41.59%和105.70%,且夏季碳排放强度显著低于其他季节(P<0.01),升级前后的间接碳排放强度均高于直接碳排放强度;3)提标升级后,总碳排放强度增加了0.643 kg/m^(3)(以CO_(2)当量计),工艺升级导致的电耗增加,使得间接碳排放强度变化更显著。乡镇污水处理厂提标升级在提高处理效能的同时也增加了碳排放量,建议在工艺改造中协同考虑污染物去除与能耗控制,以实现减污降碳协同增效。

基于复杂用地条件的地下式污水处理厂精细化设计

广州市黄埔区某水质净化厂二期工程需要在不规则的用地形状、复杂的场地周边环境、较低的建设用地指标及地上高水平建设开发的预期下,实现规模为5万m^(3)/d地下式污水处理厂的设计工作。工艺设计上通过采用“厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)”工艺提升节地效率;结构设计上通过处理单元构筑物的共壁、错层实现“地尽其用”;平面设计上通过优化池体上部建(构)筑物布局、设施设备设置、交通物流规划、管线综合排布来提高操作空间的使用率。本工程项目用地负荷率比同类项目提高了36%,工程直接费用的建设单位成本低于广州市同等规模同类型项目8.5%的情况下,实现了工程设计目标,为同类项目的设计提供了良好示范。

A^(2)/O+MBR+潜流湿地在南方小流域环境综合整治中的应用

受制于该流域用地指标及用地性质的影响,结合流域环境整治的景观需求,采用了灰绿结合的A^(2)/O+MBR+潜流湿地组合工艺形式作为流域治理的水质净化处理工艺对流域收集的污水进行处理。工程运行四年来,出水主要指标稳定达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质标准(TN≤10 mg/L),其中再生水厂COD、BOD5、NH_(3)-N、TN、TP、SS平均去除率分别达到91.18%、98.27%、97.83%、62.74%、91.29%和99.04%;潜流湿地NH_(3)-N、TN、TP平均去除率分别达到38.44%、12.15%和33.04%。工程实践表明,该组合工艺不仅满足了流域水质要求、节约占地,同时也起到了很好的景观效果。

A/O和A^2/O工艺对膜生物反应器处理焦化废水影响的研究

为提高膜生物反应器对焦化废水的处理效果,采用A/O和A2/O两种工艺的膜生物反应器处理焦化废水,通过对比处理效果、分析膜污染情况,寻求膜生物反应处理焦化废水的最优工艺。实验结果表明:A2/O工艺系统对酚、NH3-N、COD的去除率分别为99%、90%和95%;A/O工艺系统对酚、NH3-N和COD的去除率分别为97%、75%和93%。A2/O膜生物反应器系统对焦化废水中NH3-N的去除效果明显优于A/O膜生物反应器系统,其反硝化率为50%~70%。对膜污染分析表明不同工艺对膜污染的影响不显著,A2/O工艺膜通量衰减59%,A/O工艺膜通量衰减56%。研究表明在膜生物反应器中,A2/O工艺对焦化废水的去除效果要优于A/O工艺。

水解酸化—A^2/O—MBR联合处理混合污水的中试研究

采用水解酸化—A2/O—MBR中试工艺处理某城市混合污水,当进水COD、NH3-N、TN、TP分别为394~894、33.5~133.5、48.6~145.4、4.9~15.4 mg/L时,该工艺对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为81.9%、96.9%、30.9%、49.6%。其中,TN去除率随着碳氮比的增大而增大,表明可生化碳源不足影响了TN和TP的去除效果。工艺运行期间,MBR膜低压运行可有效减缓膜污染。

序批式一体化膜生物反应器的脱氮除磷效果

采用序批式一体化膜生物反应器(SBSMBR)处理模拟生活污水,考察了其脱氮除磷效果。该工艺通过合理控制单个反应器的曝气时间和曝气量来构建交替式厌氧/好氧环境,试验中反应器内混合液的污泥沉降性能始终保持良好,平板膜没有进行化学清洗,未产生不可逆的膜污染;不同工况下系统对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达到96.39%、97.79%、89.30%和43.79%,且系统的抗冲击负荷能力强。

厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器对焦化废水中萘的去除研究

为了考察膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)对焦化废水中萘的去除特性,采用小试规模厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A_1/A_2/O-MBR)系统处理实际焦化废水,研究了萘在A_1/A_2/O-MBR处理系统中的存在特性与去除效果。研究结果表:A_1/A_2/O-MBR系统能有效去除焦化废水中的萘,当进水的质量浓度为(265.5±119.0)μg/L时,去除率为(99.4±0.5)%,出水的平均质量浓度为(0.95±0.59)μg/L。生物处理是A_1/A_2/O-MBR系统水相中萘去除的主要途径,膜的截留对萘没有强化去除作用。

A^(2)/O-MBR用于类地表Ⅳ类水排放标准升级改造工程

沈阳市某城镇污水处理厂设计规模为2×10^(4) m^(3)/d,原采用浮动生化床+人工湿地工艺,出水指标执行污水综合排放标准(GB 8978-1996)一级A标准。为了使出水水质达到类地表Ⅳ类水标准,污水处理厂采用A^(2)/O+MBR工艺进行升级改造。改造后,平均出水COD、BOD_(5)为10.6、4.47 mg/L,氨氮、总氮、总磷和悬浮物平均出水质量浓度分别为0.16、8.52、0.07、0.72 mg/L。在进水水温低于12℃时,仍然具有良好的处理效果。通过优化控制溶解氧,平均电耗和乙酸钠消耗分别降低了9.38%和12.1%,实现了节能降耗。

AAOA-MBR工艺在工程中的应用分析

通过对AAOA-MBR工艺在实际工程中的应用,分析该工艺处理城市污水的节能减排效能。实践表明AAOA-MBR工艺具有很强的抗冲击负荷能力,在进水质水量大幅度波动、且碳源匮乏的情况下,仍能取得良好的处理效果。实际工程运行四年来,厂区出水各项指标均稳定优于城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级A标准,其中COD、BOD_(5)、SS、NH_(3)^(-)N去除率分别达到可分别达到90.14%、98.25%、95.58%和98.2%;通过对运行期间污水处理量与耗电量相关关系进行回归分析可知,当处理水量达到设计规模时,其吨水耗电量预测为0.31kWh/m^(3)。同时,基于对污水处理系统的沿程水质检测,优化进水水量分配和内循环回流比并进行产水泵联动改造,可进一步提高系统节能减排效果。

AAO-MBR工艺在某城镇污水处理厂中的应用

温州市某污水处理厂设计规模为1.0×104 m3/d,采用AAO-MBR工艺,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。对1年的运营数据进行分析,结果表明:AAO-MBR工艺能够稳定地脱氮除磷并降解有机物,项目实际进水CODCr、TN、NH3-N和TP年平均浓度分别为182、40、13 mg/L和2.5 mg/L,对应出水污染物指标为20.48、9.47、2.02 mg/L和0.33 mg/L;AAO-MBR工艺吨水电耗为0.47 kW·h和吨泥PAC耗量为0.059 t,高于传统活性污泥工艺;AAO-MBR工艺每万吨水的产泥量为4.77 t、吨泥PAM耗量为0.015 t,与传统活性污泥法相当。同时,文中给出了设计参数,以期对AAO-MBR工艺选择提供参考。

地下式污水处理厂AAO+MBR工艺的应用

地下式污水处理厂的建设模式以其友好的规避邻避效应、高土地利用率、再生水可就地回用的优势正逐步在全国兴起。为促进地下式污水处理厂的健康发展,避免盲目建设,文章对比同等规模的地下式污水处理厂设计参数及运行效果,从地下式污水处理厂出水、污泥处理、臭气、消防及用地方面梳理工艺设计应注意事项,以期对后续同类污水处理厂的设计提供参考和借鉴。厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)工艺以其较强抗冲击负荷能力和较高污泥浓度在地下式污水处理厂建设中可作为优先考虑的工艺类型。采用短流程工艺AAO+MBR时,在常规进水质量浓度下(COD≤400 mg/L、TN≤45 mg/L),生物段总停留时间为10 h,污泥负荷为0.07 kg BOD/(kg MLSS·d),污泥龄控制在20 d,通过MBR深度处理后可满足市政污水处理后的达标排放。

高浓度含磷食品废水处理改造工程实例

江西某食品企业主要生产淀粉糖浆、大米蛋白肽及果蔬粉,产生的废水COD和TP浓度高,原废水处理工艺已无法达到排放标准。现对原工艺进行改造,采用"气浮+水解酸化+UASB+A^2/O+混凝除磷+沉淀+MBR"联合处理工艺处理该食品生产废水。运行结果表明,系统对COD、TP、SS、氨氮4种主要污染物的去除率分别达到了98.92%、98.71%、98.76%、69.62%,系统抗冲击负荷能力强,改进后的工艺出水水质良好,满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4中一级标准。废水工艺处理成本为5.35元/m^3。

AAOA/MBR工艺处理城市污水的试验研究

在对传统A2/O工艺进行改良的基础上,将之与膜分离技术相结合,提出了一个新的污水处理工艺———AAOA/MBR,并对该工艺处理城市污水的除污效能进行了研究。结果表明,AAOA/MBR工艺具有很强的抗冲击负荷能力,除出水TP值因进水浓度波动大、碳源不足而不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准外,其他指标均优于一级A标准;缺氧Ⅱ单元的设置及采取多点进水方式,可提高对污水中固有碳源的有效利用、增强系统的脱氮效能,实现出水TN低于7 mg/L。用MBR膜过滤单元代替传统的沉淀池,可强化系统对污染物的去除效能。

昆明市第九、十污水处理厂的设计要点

结合昆明市第九、第十污水处理厂工程,探讨了在土地限制和出水水质标准提高等约束条件下的城市污水厂的设计,利用一套AAOA/MBR工艺,采用地下组团式布置形式,将主要处理构筑物设于地下,地上用作绿化景观,较好地应对了用地紧张和出水水质要求高的制约因素。

AAOA/MBR工艺优化运行参数研究

采用AAOA/MBR工艺处理城市污水,同时对该工艺的优化运行、节能降耗关键技术进行了深入研究。结果表明,在传统A2/O工艺后增设一缺氧段,同时配合多点进水方式,可提高污水中固有碳源的有效利用,增强AAOA/MBR系统的脱氮效能,实现出水TN<7 mg/L。对于AAOA/MBR工艺而言,内循环总量的增加并不能提高污染物去除率,合理的内循环量分配可在节能降耗的基础上获得良好的脱氮除磷效果。

不同DO含量下SMBR工艺效能及聚磷菌构成特征

为强化低碳源污水的脱氮除磷效能,采用序批式膜生物反应器(SMBR),通过交替曝气的运行方式,构建了厌氧-交替好氧缺氧-序批式膜生物反应器(A-(O/A)n-SMBR)反硝化除磷系统,考察了系统在不同溶解氧(DO)含量下污染物去除效能及聚磷菌的构成特征.结果表明:当DO的质量浓度由2.0～2.5mg/L变化至0.5～0.8mg/L的过程中,系统对氨氮(NH3-N)和有机物(COD)的去除率均可达到90%以上,出水COD和NH3-N的质量浓度分别小于25mg/L和1mg/L;当DO含量较低(0.5～0.8mg/L)时,系统对总磷(TP)的去除率高于对总氮(TN)的去除率,而DO含量较高(2.0～2.5mg/L)时则相反;而DO的质量浓度控制在1.0～1.2mg/L时,TP和TN的去除率可分别到达85%～90%和80%～85%.DO含量对交替好氧/缺氧运行的SMBR系统中聚磷菌构成影响较大,当DO的质量浓度由2.0～2.5mg/L降至0.5～0.8mg/L时,反硝化除磷菌(DPAOs)的比例由40.30%提高至75.10%,而好氧除磷菌(PO)比例则从59.70%降低为24.90%.

广州中心城区污水厂聚磷菌丰度差异及影响因素

为研究华南地区采用传统厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺和膜生物反应器(MBR)工艺(典型工艺为厌氧/缺氧/好氧/缺氧/膜池)的城市污水净化厂的生物除磷效能差异及其关键影响因素,采用16S rRNA基因扩增子测序技术对13座污水净化厂的24条生产线中聚磷菌Candidatus Accumulibacter及Tetrasphaera的相对丰度进行检测。结果表明,采用AAO和MBR工艺的污水厂中两种聚磷菌的丰度差异显著,AAO工艺中Candidatus Accumulibacter的平均相对丰度为MBR工艺的3倍;采用MBR工艺的污水厂中均未检测到Tetrasphaera。对水质参数、运行条件、除磷效能、工艺模式及聚磷菌菌群结构进行典型对应分析(CCA),结果显示,除进水碳磷比、厌氧池水力停留时间外,硝化液回流模式是导致聚磷菌丰度差异的重要因素。