大型工业废水处理厂节能降耗减污集成新工艺研究
【摘要】：在当前能源紧缺、资源匮乏的大背景下，可持续发展成为人们关注的话题。本文以清洁生产、循环经济、可持续发展的理念为指导，以国内最大的工业废水处理厂、规模60万m~3／d的绍兴污水处理厂为研究对象，围绕该厂运行中的节能降耗减污进行了各工艺环节实用技术的集成研究，以期解决面临的困难，帮助企业走出困境。
首先对污水处理厂运行现状进行了调查研究。通过分析工艺流程、工艺参数、进出水水质、污泥产量、物料消耗、运行成本等指标，找出了现有工艺的不足之处主要有CODcr和色度不达标、处理量达不到设计规模、剩余污泥未得到妥善处置等等。而电耗高、混凝剂等物料消耗大、基本上未考虑物料和废弃物的再利用等问题是影响污水处理厂经济运行的瓶颈。
接着，结合污水处理厂的工艺流程，研究了该厂实现节能减污的四个关键点。(1)、通过进一步分析原水水质，发现其中含有较多不易生化的有机污染物，如高级烷烃、芳香族类、毒性物等，起始惰性溶解性有机物可达120mg／L，必须强化预处理工艺段的水质调理，以降低进入生化系统的S_I和毒性物质含量，提高B／C比，降低碱度和pH值，以利于后续生化处理；(2)、在厌氧工艺节点的研究中，采用EGSB、ABR、ASBR三种不同的厌氧反应器，探明了现有工艺条件下，厌氧反应以水解和硫酸盐还原为主，甲烷气基本上不产生。主要的污染物对苯二甲酸(TA，占总CODcr的30％以上)未得到有效地开环和进一步的降解。厌氧对COD的去除总量仍可达200-450mg／L。分别采用折板反应器和回转式厌氧反应器，结合已有工艺流程和生产设施进行改造，应用后节能效果明显。(3)、供氧量的控制是实现节能的关键。针对生产上存在的溶解氧波动过大，分布不合理的弊端，引入智能供氧系统(MASTERAIR)，使DO波动减少，布气更趋合理。此项技术可平均节电18.71％，使运行管理更方便。(4)对污水处理厂的废物进行了减量化、稳定化、资源化研究，确定了污泥干化焚烧循环处理的工艺路线，污泥减容80％，并利用焚烧后的残渣制做水质调理剂回用于生产，进一步降低了运行成本。
最后，应用以上的有关研究成果，实施了70万m~3／d挖潜改造工程，使污水运行成本下降了0.12元／m~3，每年节省运行费用达3000多万元。
【关键词】：污水处理厂 节能降耗减污 水质调理剂 运行成本 干化焚烧
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2006.193806
【目录】：
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2006.193806
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-7
- 目录7-12
- 第1章 前言12-22
- 1.1 问题的提出12-13
- 1.2 污水处理厂节能降耗减污的研究现状13-19
- 1.2.1 新工艺的研究与开发13-15
- 1.2.2 设备材料与药剂的研发与应用15-16
- 1.2.3 资源化利用(Reuse和Recycle)16-19
- 1.3 已有研究存在的不足19
- 1.4 本工作的研究内容与技术路线19-21
- 1.4.1 主要研究内容19-20
- 1.4.2 拟采取的技术路线20-21
- 1.5 本研究的特色与创新点21-22
- 第2章 污水处理厂运行现状的调查22-45
- 2.1 污水处理厂概况22-24
- 2.2 绍兴污水处理一期工程24-35
- 2.2.1 工艺流程和工艺参数24
- 2.2.2 处理水量、水质、污泥产量24-28
- 2.2.3 电能和物料消耗28-33
- 2.2.4 运行费用33-34
- 2.2.5 一期工程优缺点34-35
- 2.3 绍兴污水处理二期工程35-41
- 2.3.1 工艺流程和工艺参数35
- 2.3.2 处理水量、水质、污泥产量35-39
- 2.3.3 能量和物料消耗39-40
- 2.3.4 运行费用40-41
- 2.3.5 二期工程优缺点41
- 2.4 本章小结41-45
- 第3章 废水处理厂预处理工艺段节能降耗研究45-67
- 3.1 进水水质45-55
- 3.1.1 溶解性惰性物质S_I和微生物溶解性残留物S_R45-48
- 3.1.2 污水的特征污染物48-50
- 3.1.3 污水中微量有机成分50-55
- 3.2 水质调理剂的研制55-56
- 3.2.1 调理剂的研制55
- 3.2.2 调理剂作用机理55-56
- 3.3 废水的水质调理效果与分析56-63
- 3.3.1 水质COD_(cr)、BOD_5及BOD_5/COD_(cr)的变化56-58
- 3.3.2 N、P营养物的变化58-59
- 3.3.3 pH值变化59-60
- 3.3.4 污水颜色的变化60-61
- 3.3.5 污泥产量变化61-62
- 3.3.6 对后续生化处理的影响62-63
- 3.4 水质调理后节能降耗预测63-65
- 3.5 本章小结65-67
- 第4章 废水处理厂厌氧工艺段的节能降耗研究67-91
- 4.1 研究内容68-69
- 4.2 试验装置69-72
- 4.2.1 EGSB反应器69-70
- 4.2.2 折板厌氧反应器ABR70-71
- 4.2.3 序批式厌氧反应器ASBR71-72
- 4.3 结果及讨论72-88
- 4.3.1 不同厌氧反应器对COD_(cr)的削减情况72-75
- 4.3.2 影响COD_(cr)削减的影响因素75-85
- 4.3.3 厌氧过程中COD_(cr)削减途径85-87
- 4.3.4 不同厌氧反应器具体应用形式探讨87-88
- 4.4 生产性应用后节能降耗减污的效果预测88-90
- 4.5 本章小结90-91
- 第5章 好氧工艺段供氧系统的节能降耗研究91-106
- 5.1 曝气池供氧(溶解氧)控制策略91-92
- 5.2 绍兴污水处理二期工程曝气池内供氧控制现状92-93
- 5.3 MASTERAIR智能供氧系统93-97
- 5.4 MASTERAIR智能供氧系统在绍兴二期工程中的应用97-104
- 5.4.1 DO的波动减小情况98-100
- 5.4.2 节能效果分析100-103
- 5.4.3 MASTERAIR应用后对出水水质的影响103-104
- 5.5 MASTERAIR应用后节能降耗减污的效果预测104-105
- 5.6 本章小结105-106
- 第6章 污泥干化焚烧无害化处置工艺路线试验研究106-124
- 6.1 污泥特性109-116
- 6.1.1 污泥干化过程中的粘滞区111-112
- 6.1.2 发热量112
- 6.1.3 灰分112-113
- 6.1.4 着火点113-115
- 6.1.5 机械强度和热稳定性115-116
- 6.2 污泥干化+焚烧内循环工艺路线116-122
- 6.2.1 工艺路线与主要设备116-117
- 6.2.2 污泥干化+焚烧内循环工艺参数117-119
- 6.2.3 干化+焚烧系统的物料平衡与能量平衡分析119-122
- 6.3 干化+焚烧系统的经济性分析122-123
- 6.4 本章小结123-124
- 第7章 污泥焚烧残渣制做水质调理药剂及其循环利用研究124-147
- 7.1 污泥焚烧残渣的性状分析125-126
- 7.2 水质调理剂的制备126-130
- 7.2.1 不同类型酸及浓度的影响127-128
- 7.2.2 反应温度和反应时间影响128-129
- 7.2.3 液固比对铁溶出率的影响129-130
- 7.3 水质调理剂的性能分析130-139
- 7.3.1 Y189水处理调理剂成分分析131-132
- 7.3.2 Y189水质调理剂调理性能132-138
- 7.3.3 Y189预处理剂的作用机理分析138-139
- 7.4 Y189型预处理剂的循环使用性能139-143
- 7.4.1 Y189循环几次后有害元素含量分析139-140
- 7.4.2 残渣在循环过程中有害元素含量的变化140
- 7.4.3 Y189在循环过程中有害元素含量的变化140-141
- 7.4.4 循环过程中残渣的溶出率变化141-142
- 7.4.5 循环过程中残渣物相的变化142-143
- 7.5 经济技术性分析和应用前景143-145
- 7.5.1 生产成本分析143
- 7.5.2物料平衡分析143-144
- 7.5.3 效益分析144-145
- 7.6 本章小结145-147
- 第8章 新工艺应用实例-绍兴70万吨/日挖潜改造工程147-159
- 8.1 挖潜改造工程的主要内容147-150
- 8.1.1 70万吨/日挖潜工程一期工程147-148
- 8.1.2 70万吨/日挖潜工程二期工程148-150
- 8.2 挖潜改造工程的成效与分析150-158
- 8.2.1 处理水量和水质150-153
- 8.2.2 产泥量变化153-154
- 8.2.3 污染物降解途径及物料、能量变化154-157
- 8.2.4 成本分析157-158
- 8.3 本章小结158-159
- 第9章 结论159-161
- 致谢161-162
- 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果162-163
- 参考文献163-167
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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