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“十四五”生态环境创新工程百佳案例-肇庆四会市碧海湾装配式污水处理厂项目
来源:泵站节电技术 | 作者:综合节电科技服务网 | 发布时间: 2021-11-04 | 14 次浏览 | 分享到:
​广州鹏凯环境科技股份有限公司是一家专注于水环境技术研究、水处理设备专业制造及水环境综合治理的高新技术企业,总部位于广州市番禺区,在肇庆拥有30000平方米的生产基地,以及湖南、贵州、海南、西安、粤西等多家分公司、办事处。公司先后获得“国家高新技术企业”、“符合《环保装备制造业(污水治理)规范条件》第一批企业”、“第六届中国创新创业大赛优秀企业(成长组)”、“广州“高精尖”企业”、“2019年度广东省环境技术进步奖”、“2019年/2020年重点环境保护实用技术及示范工程”、“《广东省水污染防治技术指导目录》-鹏凯塔”等荣誉称号和资质认定。

公司根据“工程设备化、设备标准化、运维智能化”的核心理念,深耕运行稳定、出水效果优、投资成本低、运维简单的污水处理设备,核心技术产品包括模块装配式污水处理集成系统、SBAF、鹏凯箱(E-co Box)及膜深度处理集成化系统,泵站节电技术,等。其中,模块装配式污水处理集成系统被认定为“国际领先”水平。产品和解决方案适用于产品主要应用于农村污水、黑臭水体处理;垃圾渗滤液处理;城镇污水处理厂扩容提标改造服务;高浓度废水处理、MVR、零排放;水体生态修复治理等领域。

公司已先后承建了多项的水处理相关工程,如:惠州市大亚湾淡澳河水质提升设施一体化项目(6万T/D)、广州市净水有限公司黑臭水体治理(10万T/D)、广州市番禺区黑臭水体治理(35500T/D)、肇庆高新区东一支排渠整治处理项目(25000T/D)、广州市黄埔区沉水园一体化污水处理项目(20000T/D)、广州市荔湾区沙洛片区一体化污水处理项目(10000T/D)、广州市李坑综合处理厂沼液处理项目(800T/D)、祈福新邨净水厂第二处理站提标工程(16000T/D)、惠州污水处理厂提标改造(20000T/D)、汕尾市东区污水处理厂一体化污水处理(10000T/D)、贵州苍龙片区白酒废水处理厂改造工程项目(2000T/D)等。

“净化水质、造福于民”,秉承“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念,为生态环境的改善,人与自然的可持续和谐发展,美丽中国的建设作出更大贡献。  

二、案例介绍

2.1项目名称

肇庆四会市碧海湾装配式污水处理厂项目

2.2项目概况

为保护肇庆四会市绥江河水水质,需要将内河涌上游居民排放的约5000m³/d生活污水以及碧水湾住宅区约3000m³/d生活污水截留处理。肇庆四会市碧海湾装配式污水处理厂项目采用装配式污水厂建设模式,项目占地面积约1650平方米,污水处理设计规模为1万吨/天,项目实现30天内安装调试完成,40天内投产运营,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准,达标后排入绥江。对保护绥江流域生态环境,为绥江流域生态环境和资源保护贡献贡献了重要力量。


2.3项目规模

项目处理规模为:10000m³/d

2.4技术特点

从“因地制宜、生态生物、综合利用、系统集成”的处理理念出发,结合污水特性,为达到出水效果好、高氮磷去除效率的目的,采用“鹏凯圆-循环升流式同步短程硝化反硝化水处理集成系统”一体化处理方式,确保达到较高的去除效果,形成具有显著优势的生活污水处理技术。

我司自主研发的模块装配式污水处理集成系统(鹏凯圆,PKR)包含预处理单元、循环升流式同步短程硝化-反硝化水处理单元和污泥处理单元等三部分。其中,循环升流式同步短程硝化-反硝化水处理单元为整个系统的核心,该水处理单元呈多级环状结构,外圈参考经典氧化沟工艺(按出水水质要求调节厌氧/好氧区域),通过控制内部回流和曝气量实现同步短程硝化-反硝化;内圈集成第一好氧区、三相分离区与沉淀池,通过结构设计实现水、气、污泥有效分离,并利用汽提实现泥水混合液在内外圈之间的无动力回流。污水在内圈层的第一好氧区中与活性污泥进行硝化反应(通过控制工艺参数,将反应产物中硝酸根与亚硝酸根浓度比约为1:4),反应后的混合物进入三相分离区,气体与部分泥水混合液通过回流管进入到外圈层中,余下的泥水混合液向上溢流,经沉淀后出水。除氮效果好、效率高,减少了过程中所需的氧气及活性污泥量。

短程硝化-反硝化工艺:硝化过程是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应,是可以分开的,对于反硝化菌,亚硝酸根或硝酸根均可以作为最终受氢体。短程硝化-反硝化就是将硝化过程控制在亚硝化阶段而终止,随后进行反硝化,在反硝化过程将亚硝酸根作为最终受氢体。控制硝化反应停止在亚硝化阶段是实现短程硝化-反硝化生物脱氮技术的关键。该反应主要影响因素有温度、污泥龄、溶解氧、pH和游离氨等。控制较高温度、降低溶解氧和较高pH值和极短的污泥龄等条件,可以抑制硝酸菌生成,使亚硝酸菌占绝对优势,从而使硝化过程控制在亚硝化阶段。

外圈好氧段是采用我公司自主研发的IRC-MBBR工艺,原理是通过向反应器中投加一定数量的IRC-MBBR填料,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好氧菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。

内圈三相分离区通过结构设计实现水、气、污泥有效分离,并通过分离后的气体收集后形成大流量的汽提,实现泥水混合液在系统内的无动力回流。可有效的通过生化过程去除水体中COD、NH3-N、TN和TP,保证出水稳定达标排放。鹏凯圆内部增加过滤段,进一步保证出水各项指标达标,其反应状态如下图2所示。


                  图2  鹏凯圆反应示意图

2.5项目优势

2.5.1拥有可调控智能曝气系统。DO仪表与风机的联动,根据进水水质,鹏凯圆外圈采用分组曝气系统,可随时调整的厌氧、缺氧、好氧的分区,保证出水达标排放。

2.5.2鹏凯圆外圈呈环状结构,只需低能耗即形成自循环系统,无额外的动力设备。

2.5.3高效好氧三相分离器的应用。高效三相分离器应用,实现气、水、泥分离,省去了传统的二沉池,并利用气体收集特殊结构形成汽提作用,实现好氧至缺氧/厌氧的无动力回流,省去传统的回流系统,减少机电设备的使用,降低能耗。

2.5.4碳源自调节MBBR活性填料。IRC-MBBR填料是我司在MBBR填料基础上自主研发的一种新型生物活性载体,在MBBR填料上复合固体碳源,为微生物快速附着生长提供优质的碳源的同时,在填料表面形成大量的微孔结构,为微生物提供更加有利的附着区。

2.5.5侧流除磷工艺的运用,内圈设置污泥浓缩区,在该池内污泥形成厌氧环境,在厌氧环境下磷释放出来,释放的磷随上层清液流入化学反应沉淀池,在反应池内加入除磷剂形成化学沉淀,最终磷通过化学沉淀物排出系统。

2.5.6内圈充分好氧区域,因为其特殊的好氧环境,可在三相分离器下方形成好氧颗粒污泥,具有很强的去除COD,脱氮除磷的功能。

2.5.7三相分离器上方形成一层污泥层,其中含有大量的好氧反硝化菌,经三相分离器的出水经过该层污泥层时发生好氧反硝化反应,进一步达到脱氮的效果。

2.5.8鹏凯智慧云平台控制系统:鹏凯智慧云平台集软硬件/多功能模块和移动办公APP于一体,可满足水质监测、维护预警、数据存储、运行监控、安全防卫、故障反馈、远程运维等需求,通过远程集中智能化管理和低成本运维管理,真正实现水处理站自动运行和无人值守,鹏凯智慧云平台控制系统如图3所示。

    


图3 鹏凯智慧云平台控制系统

2.6工程创新

2.6.1自主研发模块装配式污水处理系统,采用模块装配化形式在自有工厂进行预制生产和施工,可有效缩短工期,减少基建;两万吨的污水处理站可在2个月内建设完成,土建成本和施工周期都可大幅减少,对于工期紧任务重的项目可高效应对;

2.6.2占地面积小。相对于传统污水处理厂和一般一体化设备可大幅度减少占地,并可因地制宜的利用一些异形地块,对工程用地的需求可大幅降低;

2.6.3调试周期短,半个月内完成调试,主要通过投加活性污泥及适当驯化就可短时间达标排放,且污泥来源为一般的污水处理厂活性污泥,取材简单可靠;

2.6.4运行操作简单,调试完成后在运行过程中只需控制好溶氧即可基本实现全自动运行,对现场运营人员数量和技能要求不高;

2.6.5能耗低,通过泵站节电技术进水经一次提升后,整个系统实现无动力内循环;使用药剂少,通过结构设计实现污泥沉降和连续出泥(必要时投加少量PAC);运行过程中主要靠活性污泥的生长来消耗污水中的有机质和污染物,对环境影响较小;;

2.6.6运行成本低,主要成本为电耗和污泥,并且由于主工艺为生化活性污泥,所以污泥产量相较一般一体化设备可降低60%以上;

2.6.7系统抗冲击能力强,受来水变化影响小,因充分利用空间,增大了停留时间,且有效容积较大,可非常有效的抗击原水水质水量的突变,保障处理效果和环境安全;

2.6.8池体可根据项目的使用年限要求采用碳钢防腐或304不锈钢材质,在节约成本的前提下有效保证了池体结构的安全使用寿命。

2.7效益分析

2.7.1由于污水工程为城镇基础设施项目,以服务于社会为主要目的,它既是社会生产部门必不可少的生产条件,又是改善环境的必要条件,对国民经济的贡献主要表现为外部效果,所产生的效益除部分经济效益可以定量计算外,大部分则表现为难以用货币量化的环境效益和社会效益,因此,应从系统观点出发,与人民生活水准的提高和健康条件的改善,与工业农业生产的加速发展等宏观效益结合在一起来评价,城市排水设施及污水处理设施的投资效益具有以下三个特点:

①间接性,排水及污水处理设施投资所带来的效益往往是使其它部门生产效益的提高,损失的减少,所以,投资的直接收益率低。

②隐蔽性,排水设施投资的主要效果是保证生产、方便生活和防治水污染,减少或消除水污染损失,因此,其所得到的是人们不容易觉察到的“无形”补偿。

③分散性,水污染的危害涉及社会各方面,包括生产、生活、景观、人体健康等,因此,排水设施投资效益基本上是间接的经济效果。

2.7.2通过本工程的实施,将改善当地的水体卫生环境,随着污水系统的完善及污水处理系统的建设,将改变目前污水未经处理随意排入自然水体的现象,增加城镇环境容量,使项目地周边的水质得到改善,其收益者是附近居民、旅游者及水产资源,为当地的社会经济可持续发展创造条件。

2.7.3污水处理系统建设的前提是配套管网的完善,形成综合的污水收集及处理系统,为居民 提供健康上和环境上的效益。居民生活产生的污水纳入污水系统内,有利于周边区域的发展,通过排污收费,提高居民的环境保护意识,自觉维护环境。

2.7.4目前污水处理已纳入环保产业,在对社会产生环境效益、为周边区域带来经济发展的 同时,也给环保企业自身带来投资回报,同时可作为景观或生态补偿用水,美化环境。



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