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如何除磷更有效?这家污水厂给出了答案

发布时间:2022-05-24点击:7663
污水中含有的直径小于2mm固体颗粒沙子会在沉沙池中进行沉降去除。
近年来,欧盟在生活污水处理上普遍强调可持续发展模式,对能够节省和回收能源和资源的可持续污水处理工艺的研发投入很多,柏林的Wassmannsdorf(瓦斯曼多夫)污水处理厂就是其典型。
Wassmannsdorf (瓦斯曼多夫) 污水处理厂是柏林地区第二大污水处理厂,日处理量为21万立方米,仅次柏林Ruheleben污水处理厂。
图|瓦斯曼多夫污水厂扩建工程现场
该厂主要采用鸟粪石Magnesium- Ammonium- Phosphat (MAP) 沉降工艺实现磷的高效产品化回收。
接下来,我们会给大家详细介绍这座污水厂的处理流程。 
 | 2016年Wassmansdorf污水处理厂处理标准
 
1预处理
首先,周边的生活污水通过泵站运输到该污水处理厂,并经两根直径为1.8米的管道被输送到较高位置的格栅进行机械预处理。大颗粒塑料、植物等被2cm的粗格栅过滤。之后污水会进入细格栅,污水中医药棉签、头发等小颗粒物质会进一步被8mm的细格栅过滤。
 | 污水输送管道
污水中含有的直径小于2mm固体颗粒沙子会在沉沙池中进行沉降去除。在沉砂池中污水的流速为30 cm/s,在这种速度下所有的沙子能在沉砂池中沉淀。沉砂池池底有推沙装置,沙子被推入漏斗口沉淀。沙子被泵打到洗沙器中清洗,洗净的沙子能当做建筑材料,用于垃圾填埋上层覆盖沙使用。
 | 细纱清洗设备
未经生化处理的污水中包含了浮油和污泥,这些都包含了大量的能量。污水在预处理池能做到油污分离。预处理池液面上有刮油器,所有的浮油被收集后和污泥混合进入发酵罐用于发酵制沼气。
 | 预处理池

 
2生物处理
A2O反应池分三个模块:厌氧池、缺氧池和好氧池。污水经长时间流动后溶解氧含量很低,在厌氧反应池中与淤泥混合。在这里有机物被氨化,磷被游离释放。
 | 厌氧池
随后会进入缺氧池,好氧池中的污水(含硝酸根)回流在该缺氧池中反硝化脱氮,由于缺氧池中含有大量的有机物,这也保证了反硝化能很好地进行。
 | 缺氧池
在好氧池中污水经充分曝气,污水中的有机物浓度在有氧过程中能被更大限度的降低。同时污水中的磷能被大量转移到淤泥中。为保证出水的磷含量达标,在好氧池末端投入絮凝剂祛除剩余超标磷。
A2O工艺处理过的污水已经清澈透明,有很好的指标。污水经沉淀池静置后与淤泥分离。淤泥被收集到储存塔用于发酵制沼气,污水达到排放标准进入河流。
 | 曝气池


 
3污泥处理
该污水处理厂年污泥生成量为19,600吨。厂内有三台离心机用于剩余污泥脱水处理,五台离心机用于发酵污泥的脱水。污泥(生物质含量1.22%)添加絮凝剂后(0.73克/克生物质)离心脱水(能耗1.5千瓦时/立方米)最终达到生物质含量6.95%。离心过程中脱去的污水被输送到厌氧池循环处理,脱水后的淤泥被送入沼气发酵池(运输总耗能0.6千瓦时/立方米)。
污泥采用高温厌氧发酵,共有6个沼气池,每个池8,000立方米。发酵后的污泥目前脱水后拉载到其他地方进行焚烧,如单独焚烧、水泥厂焚烧等。为满足新的污泥条例,目前在建设新的污泥单独焚烧,并从污泥的焚烧灰烬中提取磷。
表格 | 进入发酵罐的混合污泥数据
 | 污泥发酵设备
根据污水处理过程中产生污泥的位置不同,其N,P等营养物质含量也不同。污泥被分别储存在FSV,ASV,MSV和ÜSV四个不同的储泥罐中。污泥里的磷、氨经发酵过程迅速形成可溶性P和N。由于污水中溶解了钙、镁离子,极易在发酵罐的输送管中生成结晶堵塞管道,增大能耗影响流程。该污水厂采用了新型的鸟粪石沉降工艺,通过曝气使得污水PH值升高,形成结晶的条件,再投入氯化镁药剂就可生成磷肥MgNH4PO4·6H2O鸟粪石。
鸟粪石(struvite)简称MAP,是一种白色晶体状物质,在自然界中储量极少,是一种高品位的磷矿石,可以作为良好的缓释肥。在污水处理厂中自然形成的MAP沉积容易引起管道堵塞现象。因此,回收MAP不仅可以获取有价值的产品,还能有效降低回流液中的氮磷负荷,同时实现污泥减量。
 
4鸟粪石工艺案例
除了该污水厂,意大利、日本、英国、荷兰、澳大利亚等许多的污水处理厂已有应用于生产的磷回收设备,多以含磷丰富的污泥脱水上清液、厌氧污泥消化液以及富磷废水为磷源,鸟粪石、磷酸钙等沉淀是目前广泛采用的回收形式。
日本北九州Hiagari污水处理厂安装了一个中试流化床鸟粪石沉淀反应器处理污泥脱水上清液,使用海水作为镁源,大约70%的溶解性磷酸盐以鸟粪石形式被回收
意大利Triviso污水处理厂,在污泥脱水上清液线路上安装了生产性鸟粪石结晶装置,采用吹脱方法沉淀磷酸盐,磷酸盐能够沉淀到回收颗粒上
英国Slough污水处理厂,安装有MAP沉淀装置,处理污泥脱水上清液,该工艺于 2002年投产,可对进水可溶性磷酸盐中的 80%进行回收,且产品中的重金属含量较低
最后,鸟粪石的生成还会受离子浓度及比例、pH值、反应时间、反应温度和其他杂离子等因素的影响,通过控制离子浓度及比例、pH值等,我们也可以有效实现脱氮除磷及鸟粪石的回收。 


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