hy5903海洋之神环保城市污水处理厂提标改造 综合解决方案

2015 年国家颁布的《水污染防治行动计划》提出改善水环境质量，水路统筹、河海兼顾，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理，对污水中污染物的排放浓度提出了更高要求。目前，我国城镇污水处理厂大多执行GB 8918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A 标准( 以下简称“一级A”标准) ，是对于水环境敏感地区，出水污染物浓度仍然无法满足水环境整体质量要求。由此我国一些重点流域和区域相继制定了地方城镇污水处理厂排放标准，各地新颁布的标准中除TN 以外，各项水质指标几乎等同于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水标准，因而被业界称为“准Ⅳ类”标准。

表一、设计出水水质一览表 （单位：mg/L，pH除外）

  hy5903海洋之神环保集团成立于1989年，是一家集投资建设、工程技术、产品服务三位一体的城乡生态综合环境服务商。公司创立30多年来，业务遍布全国各地，共投资建设运营了约1000多个污水处理厂和垃圾处理厂。

针对“准Ⅳ类”标准，hy5903海洋之神环保集团经过五年的努力，研究开发四套特有工艺方案，并且均已得到成功应用。

一、脱氮技术

1.1 传统脱氨技术

传统生物总氮工艺分两步完成，第一步为硝化反应，将氨氮转化为硝酸盐氮； 第二步为反硝化反应，将硝酸盐氮转化为氮气，完成总氮的去除。

传统脱氮技术存在以下缺点：

（1）二 级 处 理 出 水 碳 源含量很低，C：N值远低合理范围，因而进 一步脱氮非常困难。

（2）提高总氮去除率往往过度曝气以提高硝化程度，进而提高反硝化效率，高能耗。

（3）补充碳源控制难度大， 时常碳源投加过量导致出水超标。微生物的大量生长导致反应器堵塞 和污泥产量较大，极大地限制了其在实际工程 中的应用。

1.2 生物脱氮新技术

1.2.1厌氧氨氧化：

指在厌氧或者缺氧条件下，厌氧氨氧化微生物以NO-2-N为电子受体，氧化NH+4-N为氮气的生物过程。厌氧氨氧化反应的基质为NH+4-N和NO-2-N，由于废水中的氮素主要以氨氮形态存在，所以厌氧氨氧化工艺需与短程硝化工艺组合，才能实现脱氮。

厌氧氨氧化反应：

NH4+ + 1.5O2 → NO2- + H2O + 2H+         NH4+ + NO2- → N2↑+ 2H2O

1.2.2短程硝化反硝化：

   短程硝化是指NH3生成亚硝酸根，不再生产硝酸根;而由亚硝酸根直接生成N2，称为短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2，即可以从水中氨氮去除的一种工艺。该工艺因将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，故可节省能耗。

图2 厌氧氨氧化/短程硝化反硝化原理图

1.2.3自养反硝化

自养反硝化指自养反硝化菌（某些化能自养型微生物）利用无机碳（CO₂、HCO₃^-、CO₃^2-）作为碳源，主要以无机物（S、S₂^-、H₂、S₂O₃^2-、Fe、Fe²⁺、NH₄⁺等）作为硝酸盐氮还原的电子供体完成微生物新陈代谢，将硝酸盐氮污染的水中的NO₃^--N还原为N₂。

国内外近20年来关于自养反硝化的研究表明，自养反硝化菌在处理地下水、地表水硝酸盐氮污染，生活污水深度脱氮方面有广泛的应用前景。主要得益于自养反硝化技术的三大优点：

（1）以还原态硫化合物、Fe²⁺、H₂等无机物作为电子供体，不会产生残余有机物；

（2）不需外加有机碳源，投资和运行成本大大降低；

（3）自养型细菌生长周期长、增长率低，降低了污泥产量和出水生物污染的风险。

1.3解决方案：

A、强化生化功能，在厌氧池增加生物复合填料，实现厌氧氨氧化功能，不用外加碳源达到去除总氮的目的。

B、在缺氧池增加生物复合填料，实现短程硝化反硝化功能，为实现厌氧段厌氧氨氧化的前提，另外短程硝化反硝化还降低供氧量。实现降低能耗的作用。

生物复合填料是高效的生物滤料-FSB滤料。FSB流离球是一种多孔球形复合填料，由特殊的多孔矿物质构成，表面积大、表面粗糙，易将生物膜附着速率和生物量累积速率加快，由于多孔球体剪力而造成的生物量损失较少，多孔球体在水的流动分解有机物在多变环境的条件下进行，其性能较平衡高效。实际运行过程中FSB填料能起到流离作用，对微生物生长快，启动时间短，挂膜容易。由于填料的截留作用，使填料周围截留了大量的厌氧颗粒污泥，污泥浓度是传统反应器的2-3倍。污泥的颗粒化速度加快，通常情况下，30天可以形成颗粒污泥。

C、二沉池之后增加异样自养耦合反硝化滤池

  该反硝化滤池不需要外加碳源，投资和运行成本大大降低。自养型细菌生长周期长、增长率低，降低了污泥产量和出水生物污染的风险。

  TN的去除主要依靠自养脱氮硫杆菌作用，脱氮硫杆菌是一种专性自养和兼性厌氧型细 菌。在好氧条件下可以将硫单质和硫化物氧化为硫酸盐。在厌氧条件下，利用硝酸盐 作为电子受体，可以进行自养反硝化。深度脱氮除磷滤料上脱氮硫杆菌活菌在10⁸一 10⁹(个／mL滤料 )之间，滤料上积累的自氧脱氮硫杆菌的数量比异养反硝化菌的数量高 出近10倍。

二、除磷技术——生物铁法除磷技术

2.1 传统除磷技术

沉淀除磷：

常规采用化学混凝除磷对生物除磷进行补充，但明显不足是占地大、设备多，运行中控制较复杂。

2.2除磷新技术

气浮除磷：

深度处理段的高效气浮除磷工艺固液分离效果好，占地面积小，低回流比和高负荷的优点。

2.3 解决方案

目前市政水厂提标，污水排放标准由一级A标准提高到准四类迫在眉睫，总磷生化难以达标，需配合化学除磷，常规采用混凝沉淀。二沉池出水后增加高效气浮除磷工艺段，总磷处理可以达到准四类地表水标准。

2.4 hy5903海洋之神生物铁法除磷技术

采用在生化段投加铁盐的方式使二沉池出水总磷≤0.1mg/L

三、侧流反应污泥减量技术

3.1污水及污泥处理现状

u 废水处理工艺：市政、工业废水采用生化处理比率达99.85%；

u 污泥：活性污泥法、生物膜法，会产生大量剩余活性污泥，造成二次污染。

u 市政废水产泥率0.5‰-0.8‰（含水率80%），工业废水产泥率1‰-3‰（含水率80%），2020年我国污泥产量大约8000万吨。

u 污泥去处：填埋、焚烧、有机肥等。

3.2 传统污泥处理方法

目前污泥原位减量技术主要分为生物法和化学法，化学处理主要采用臭氧、超声波和热水解等方法，将污泥氧化分解，操作简单但去除效率有限，易造成二次污染；生物法（生物膜法、延时曝气法）较常规活性污泥工艺产泥量减少50%左右，但继续提高减除率，已经相当困难。

3.3 hy5903海洋之神环保侧流污泥减量技术

    XQ-SFESD（Side Flow Excess Sludge Decrease)侧流污泥减量化技术：hy5903海洋之神环保通过近十年不断的技术研发，在原污水处理技术的基础上，利用微生物新陈代谢原理，通过高效侧流复合厌氧器，使污水处理厂剩余污泥减量≥80%，部分有机物较高的工业废水处理厂近十年无剩余污泥排放。