污水提标

 双微技术与污水深度处理

本文的技术讨论范围

本文污水处理的讨论范围主要针对城镇生活污水处理，研究讨论在已有的运行基础上，如何提高日处理量，如何通过技改提升出水指标，如何通过利用双微技术对现有水处理工艺参数进行优化，尽可能达到*佳性价比，其他行业的污水处理也可以作为参考。

本文讨论的污水深度处理

  本文讨论的污水深度处理指的是：在污水一级A指标的基础上进一步提高出水指标，例如由一级A达到地表五类水指标、地表四类水指标、特定的出水指标，或者在现有的设计指标基础上既提高水质指标又提高处理量。例如：COD从已有的50mg/L降低到40甚至30mg/L，总磷由0.4mg/L降低到0.3 mg/L，悬浮物由10mg/L降低到5mg/L甚至1 mg/L。而COD每降低一个点，总磷每降低0.1个点都有很大的经济效益和环境效益，当然也包括或连带了其他指标，例如氨氮等。

双微技术的基本含义

本文中的双微技术指的是微絮凝+微滤技术，微絮凝无需传统工艺中的絮凝搅拌池，气浮池，折板沉淀池，可以在管道或罐体中加药，以高浊度形式直接进入微滤系统。这样做的主要目的之一在于：现有的污水厂规划占地有限，技改升级会受到现有场地的限制，双微技术的微絮凝，实际上是将传统的平面布置工艺流程，改为垂直的立体布置工艺流程，同时压缩工艺流程每个环节，例如无需沉淀池，以高浊度出水直接进入微滤系统，从而大大减少了占地面积，使得现有污水厂技改升级过程减少占地。

但是絮凝高浊度出水对后续的固液分离提出了前所未有的技术要求，因此研发了针对性的节能微滤技术，本文的微滤指的是北京一滴水公司发明的节能微滤技术，过滤精度0.1---10微米，采用不定性滤料，较好解决了传统砂滤精度低，板结堵塞的难题，同时也在一定范围内可以替代超滤膜作为污水处理的终端设备。双微技术包括了多项发明专利和实用新型专利，更多的是**发明的工业技术诀窍，他们的实际实施形式为：由多个罐体组成设备单元，由多个设备单元组成的成套装备系统，*小单元为每天处理3500立方， 可以多套并列组合。

污水处理技术讨论

◎关于处理工艺

我国市政污水处理工艺以生化处理为主，主要工艺技术路线为：厌氧---缺氧---好氧---沉淀，但是如同任何技术工艺一样，处理效果各有所长，生化工艺不是**的，例如当出水总磷要求小于0.5mg/L时，仅依靠生化工艺除磷效果有限或难以达到。因此需要在沉淀池后面增加化学除磷工艺，难题在于：现有的污水厂已经有固定的整体设计，或者说当初可能没有预留化学处理工艺的场地或者工艺条件，本文讨论的深度处理就是研究解决这个难题。

◎ 关于二沉池    

污水处理的终端一般为沉淀池（二沉池），其目的在于污泥回流和去除悬浮物，典型或大多数的工艺参数为1m/㎡.h，也就是每小时的沉淀速率为1米，这是很成熟的工艺参数，但是如果需要在现有的工艺参数下，提高污水处理指标（深度处理），例如将COD由50mg/L降到40mg/L，总磷由0.5mg/L降到0.3mg/L，这就涉及到二沉池的技术设计原理或者天生的设计缺陷，请看：从降低COD角度来讲，希望二沉池进一步降低沉淀速率，也就是延长沉淀时间，以便沉淀更多的悬浮物（降低出水SS数值），悬浮物越低则相应的COD也越低（因为去除了非溶性COD），但是这个要求却与降低总磷指标相矛盾，二沉池的沉淀时间越长，微生物中的聚磷菌将在二沉池厌氧环境下析出磷，导致出水总磷指标不但不降低反而升高，这是一个设计矛盾，出水指标要求不高时不明显，随之今后污水指标要求逐步提升，这个矛盾逐渐显现出来，特别是如何对现有的污水处理设施技改升级，是一个技术瓶颈，从技术工艺理论上就受到了限制，而实际上降低二沉池沉淀速率还受到产水量的限制，因为不能由此而降低日处理量。本文研究的就是如何破解这个难题，在二沉池后面增加双微技术系统，流速为二沉池的10倍（10m/㎡.h）左右，采用化学除磷工艺，达到同时降低总磷，降低COD，提高日处理量的多重目的。

◎ 关于悬浮物

 悬浮物一般指的是在水体中、无法通过0.45 μm滤纸或过滤器的有机和无机颗粒物。如难溶于水的淤泥、黏土、有机物、藻类和微生物，微生物代谢物和残骸，以及原生动物、细菌、病毒、以及高分子有机物等，还有化学除磷产生的繁华絮体等，是衡量水质污染程度的重要指标之一

我国500万人口的城市有600余座，每个城市的日处理污水量大约80万吨，即使全部达到一级A标准，既悬浮物（SS）为10mg/L，则每天产生悬浮物干物质8吨，然后是所谓达标排放至河道形成了河道的底泥，以干物质遇水膨胀含水率90%计算，则为80吨，每年产生的河道淤泥30000吨，可不要小看这些淤泥，他们不是自然界里的风沙，而是含有微生物的复杂成分，在河道底部的厌氧状态消耗溶解氧，腐烂变质恶化水质。

我国大力推广河湖长制，大力治理黑臭水体，**步的水质标准是达到五类水，COD要达到：40 mg/L，总磷要达到0.4 mg/L，如果以现行大量污水厂普遍执行的污水一级A 标准：COD：50 mg/L，总磷0.5 mg/L来看，所有的排放水均超过五类水指标，五类水是什么含义：也是污染水质（三类水可以与人体接触），从这个意义上看，如果不提高污水治理标准，我国的很多河道将持续恶化而不是好转，因此，国家将逐步提高污水处理指标要求，这将是基本的环保国策，也是一个巨大永远的环保市场。

具体到污水厂来讲，悬浮物越低COD一般也会相应降低，特别是一级A的COD指标由50 mg/L

降到40mg/L的话，首先尽量降低悬浮物是*为直接和经济的办法，经验表明，如果进水悬浮物（SS）为20 mg/L，通过将其降到小于5 mg/L，则COD可以降低3个点左右，可不要小看这3个点，因为总体如果要求降低10个点，通过不同的工艺节点优化，每个节点都降低1—2个点，合起来就达标了。（例如COD从一级A的50mg/L降到40mg/L）。

前面提到的化学除磷工艺，降低总磷需要添加絮凝剂，絮凝后产生絮体（悬浮物之一），而滤除悬浮物有助于总磷指标的降低。

采用什么工艺技术有效去除悬浮物呢？沉淀显然不可行，需要采用过滤工艺和设备，过滤设备有很多种，城市污水厂一般每天的处理量大多在数万立方，近年来已经有不少种类过滤设备在应用，如果要求既有可以接受的性价比，又要无需更换滤料，保证过滤精度又不堵塞，特别是不随使用时间而降低流量，则选择的余地少之又少，石英砂精度不够，滤布转盘容易被生物絮体堵塞，超滤膜流量会时间而下降，定期更换膜组件重复投资，双微技术与成套装备就是在这样的背景下研发而成，意在给用户多一种选择。

双微技术与污水处理

双微技术包括了设备系统和污水处理工艺优化，尽管在商务实施过程中是提供了成套装备系统（主要是微絮凝罐和微滤罐），但不仅仅如此，用户不是仅仅购买或租赁一套设备，而是通过滤除悬浮物而带来的整个工艺流程的参数优化，这样用户会取得综合经济效益，试举例分析如下：

一  双微技术是水处理工具

 典型的技术改造方案是：在二沉池后面增加一套微絮凝+微滤设备系统，工艺流程为：

          二沉池----加复合絮凝剂----微絮凝罐----微滤罐---出水    

微絮凝以后的出水总磷肯定可以达标，COD也会有所下降，至于具体数值要在现场调试， 这就是典型的化学除磷工艺，按照一般规律，作为设备供应商，做到这里就可以了，但是本文的双微技术不仅仅如此，而是考虑到这样的思路：这就是让双微技术和设备成为用户的一套多功能污水处理工具，对现有的污水处理工艺可以发挥再设计，再调整和再优化的功能，这相当于手机软件的再开发平台，这个工具的特点是：

1 可以接受高浊度高悬浮物进水条件，或者说可以承受目前一级A（10mg/L）标准的10倍悬浮物进水。

2 出水浊度可以在0.2---3NTU之间任意调整，（注：超滤膜出水浊度可以达到0.2NTU，但不能调整）

3 出水悬浮物可以在0.5---5mg/L之间任意调整（注：超滤膜出水可以达到0.5mg/L但不能任意调整）

4 色度可以再15---30倍之间任意调整（自来水的色度为15倍）

5设计寿命20年，无需更换滤材，流量不会衰减（注：超滤流量会衰减，需要定期更换）。

通过这些性能指标可以看到所谓的“工具作用”，也就是双微系统可以对出水悬浮物，浊度，

色度根据需要而调整，调整有何意义呢？技术指标的可调性可以得到*优性能和*低的运行

费用，例如：出水指标要求为5mg/L，很多污水厂选用了超滤膜，超滤膜固然好，出水悬浮

物可以达到0.5mg/L，但是不能调整出水悬浮物的数值，与出水指标要求做过了头，由此增加了运行成本。

二 水质提标与工艺优化

在二沉池后面增加化学除磷工艺，可以确保总磷达标，同时也具有降低COD的作用，但是对降低氨氮作用有限或者成本较高，双微技术系统作为一个水处理工具使用，综合作用远高于传统的化学除磷工艺，运用前述的工具特点，可以通过整个污水处理工艺参数的优化同时提高对总磷，COD ，氨氮的处理效果，例如：

1 将二沉池表面负荷同比提高20%，由通常的1m/㎡.h提高到1.2m/㎡.h，那会怎样？如果技改前悬浮物为达标的10mg/L的话，提高表面负荷会导致出水悬浮物增加，但是有了双微系统可以确保不会受影响，而另一方面，也是更重要的方面，表面负荷提高会减少污水在二沉池滞留时间，减少聚磷菌在厌氧条件下的磷析出，这才是用户需要的，磷析出降低则会减少化学除磷过程中的加药量，从而降低成本。每天10万立方的污水厂，处理总量如果提高了20%就是12万立方，这会产生更多的经济效益。

2 强化好氧曝气池功能，适当提高活性污泥浓度，延长有益微生物种群的世代周期，尤其是硝化菌群的强化，再加上污泥回流比的调整，从而使得氨氮指标在更高的生化层面通过硝化与反硝化得以降低，满足总体出水指标，处理机理没有问题，关键的技术瓶颈是：提高活性污泥浓度，例如从一般的3000mg/L提高到4000----6000mg/L，这意味着更多的悬浮物进入二沉池，而传统二沉池的标准设计难以承受，但是现在有了双微技术系统这个工具作用就不同了，不用担心二沉池问题，完全可以接受这些技改后指标，这就为用户在原有的基础上，充分优化发挥设备工艺性能，用*少的投入得到*好的效果。

3 同样道理，强化好氧曝气池功能，适当提高活性污泥浓度，延长有益微生物种群的世代周期，将会进一步降低COD，充分发挥利用COD可生化性能，从工艺流程的总体分析，如果一级A标准提高的地表五类水标准，也就是COD从50 mg/L提高到40 mg/L标准，既COD降低10个点，我们可以看到，通过优化工艺参数，进一步发挥生化处理功能，可以降低溶解性COD，通过高效去除悬浮物的双微系统，可以将出水悬浮物降到0.5---5mg/L，这样就尽可能去除了非溶解性COD，通过双微系统的化学处理，也就是投加针对性的复合絮凝剂，可以降低难以生化的COD，因为总共也就10个点，科学的调配这几个工艺环节的工艺参数，就可以即实现了水质提高又可以得到尽量低的运行成本。

4 本文的重点是城镇生活污水处理，大量的研究表明，综合上述的各参数优化，不仅可以达标，还可以优于指标，那会怎样？污水处理是有合同约定的，国家按照合同约定支付费用，即使可以做到更高的指标也没有必要，因为不会得到更多的费用，这时双微系统的工具作用就可以充分发挥显现了，如果指标超过了要求，可以通过缩短曝气时间，提高流速而进行调整，污水处理的主要费用一是电费二是污泥处理费用，生化池污泥浓度高，单位体积时间内的负荷提高，也就是效率提高了，缩短曝气时间就是节约电费，与双微系统需要泵提升的电费可以冲抵或者还有富余。

5 污水处理成本的三分之一用在了污泥脱水工艺，减少污泥产生就会同比降低污泥处理费用，实践证明，随着生化池微生物浓度的增加，所产生的污泥却同比降低，当达到一定浓度时其污泥产出量为零（例如MBR工艺），将双微技术工艺用于污水深度处理，充分发挥技术特点，利用其工具作用，可以同比增加微生物浓度，从而同比降低污泥产生量，进而降低了污水处理成本。

双微技术典型技术方案

一 污水一级A提高到五类水标准

设现有工艺流程为A+A+O（厌氧+缺氧+好氧），技改要求如表一，设备参数如表二

  表一  技术指标技改前技改后备注流量m3/d1万1或1.1万至少不降低流量，力争提高10%流量或缩短工艺时间10%，COD  mg/L5040 SS   mg/L101---5 氨氮 mg/L5（8）2 总磷 mg/L 0.3  

表二名  称参数  备注  流  量11000m3/d 每天11000立方过滤精度1μm  进水SS≤100 mg/L  出水SS1---5 mg/L  设计流速10m/h 占地面积200㎡  过滤材料微孔陶瓷 表面多微孔并经过处理的活性陶瓷颗粒 滤料规格1—3 mm 滤料颗粒越大，容垢量也大，反洗周期长。 滤料比重1.1g/cm3 比重轻需要的反洗动力少，容易上浮散开反洗强度2L/㎡.s 以压缩空气为反冲洗动力，以水为排除污物的载体。同比传统砂滤节约反冲80%能耗与水耗。反冲气2L/㎡.s进水压力≤0.2  压力越高，出水浊度越低。也可以用常压方式。运行方式全自动 反洗周期24小时  或根据现场进水悬浮物浓度情况调整反洗水絮凝过滤后产水 多台微滤罐产水互为反洗水源，不再设反洗水系统。 反冲气经过储气罐

供气 空压机1 m3/m ，  储气罐容积：2 m3反冲持续 大约20分钟

二 工艺流程

工艺流程说明：

1 二沉池出水经过泵提升，管道注入复合絮凝剂，然后进入多功能混合罐，只有药剂与污水的

混合反应过程， 没有沉淀或气浮分离悬浮物过程，因此工艺简单，高悬浮物污水直接进入后面的微滤罐。

2 微滤罐装填不定型滤料---高效活性微孔陶瓷，过滤精度0.1—1微米，可有效去除悬浮物和溶解性胶体。

3 **发明的反洗系统可以确保过滤材料不会板结或堵塞，通过压缩空气反冲洗，每次都可以100%恢复设计流量，没有流量逐年递减衰减现象。设计寿命20年。

4 无需反洗水泵和反洗水源，反洗水量仅为产水量的2%左右。反洗污水排入污泥浓缩池。

三 运行费用

运行费用与具体工艺和进出水参数有关，典型的运行费用如下：

1技改之前为A2工艺，总磷0.5mg/L, SS ≤10 mg/L，色度30倍。浊度15NTU .用户提标要求总磷达到0.3mg/L, SS ≤5 mg/L，色度15倍。浊度3NTU，其余指标用户通过生化工艺解决。

2 技改工艺路程如下：

3 运行费用主要包括电费和药剂费，其中电费折合每吨水耗电0.06---0.08度，按照每度电0.8元计算，折合电费每吨水大约0.048—0064元，药剂费与用户选择或习惯采用品种有关，同时还要看生化除磷的效果，如果按照A2工艺总磷为0.5—0.6mg/L计算的话，每吨水药剂费大约0.06—0.08元，上述合计每吨水的直接运行费用（电费+药剂费）大约0.1元左右。如果通过生化工艺的优化，充分发挥双微设备系统的性能，还可以进一度节约电费和药剂费用。甚至是污泥减量等综合费用。

二 超滤膜污水终端技改

为了确保污水处理后的悬浮物达标，很多污水厂采用了超滤膜作为终端设备，超滤膜的主要优点是出水指标优异，主要缺点是流量会随时间而衰减，需要定期（3--5）更换一次膜组件，更多的问题是：

1 出水指标超过了处理标准也没有办法调整，由此增加了运行费用。

2 即使定期更换膜组件，但是流量衰减导致了降低了产水量，如果备份衰减的产水量膜组件，则大大增加了投资费用，

3 需要加盖厂房和吊车，用于离线清洗，平时还要在线清洗和药剂清洗，比较繁琐。

 总体看，超滤膜是很好的过滤设备，用在给水领域比较合适，用在污水领域总是有些牵强，总是很费事，一旦有替代工艺，相信一定会很快替代超滤工艺。以下是一个典型的超滤膜作为终端的污水厂，日处理量5万立方，运行一年后降到了4万立方，流量还在继续衰减，每天反洗水量为产水量的15---20%，膜前的保安过滤器经常堵塞，用户为此很是烦恼。

 双微系统可以对在用的超滤膜系统进行技改，这次所谓的技改不是修补而是变革，是彻底的不再使用超滤膜组件作为污水的终端处理工艺。为了确保稳定平滑过渡，采用了平行分别处理，逐步替代的方式。

技改前后对比一览表 （表三）

对比内容技改前技改后备注主要工艺加药气浮--保安过滤---超滤加药气浮---微滤 分离设备超滤膜微滤罐 厂房投资需要不需要 吊车投资需要不需要 反洗水泵需要不需要 离线清洗需要不需要 药剂清洗需要不需要 流量衰减10—15%/年无衰减 膜组寿命3—5年使用寿命20年 维修费用100%20% 综合投资100%60---70% 运行费用100%40---50% 出水SS1mg/L 不可调1---5mg/L 可调 出水浊度0.2NTU 不可调0.2---5NTU 可调 进水SS≤ 20 mg/L≤ 100 mg/L  双微设备系统简介

1 以每天处理3000（*高3500立方）立方为一个模块设备单元，该单元包括了

名称数量规格备注混合罐1套Ф3×6m用于絮凝剂混合微滤罐2套Ф3×6m用于去除悬浮物加药设备3套非标实际操作根据水质可能用也可能不用空压机1台1.0 m3/m用于反冲洗储气罐1台2 m3 自动阀门多台配套 控制柜1台0.8*0.4*1.8m用于自动控制

2 上述模块单元可以多套并列使用，从每天1万立方直到数十万立方。

3 实际技改过程中，用户可以先租赁一套每天3000立方的一个单元，观察体会处理效果。

4 备有每天100立方的集装箱式设备演示系统，可以提供有偿演示。

5 工艺技术路线可以压力工作（0.1---0.2Mpa, 流速8--10m），也可以常压工作，水头损失2米，

 设计流速6—8米。

                                         北京市一滴水环保科技有限公司

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