典型城镇污水处理厂能耗调查分析及强化混凝沉淀试验研究

【摘要】：近年来，水环境污染的问题已成为制约我国社会经济快速发展的关键问题之一。解决水环境污染的问题最直接有效的措施是兴建污水处理厂，随着我国建成污水处理厂的数量越来越多，污水处理厂过高的运行成本问题越来越突出。过高的运行成本一方面造成我国能源危机的加重，另一方面造成许多城镇污水处理厂“建得起，用不起”，城镇污水处理厂减排效应得不到发挥。本文选择徒骇河、马颊河流域典型城镇污水处理厂为研究对象，通过调研污水处理厂的能耗现状，提出可行的节能降耗策略。在此基础上，通过对污水处理厂混凝沉淀单元的优化研究，提高污水处理厂的污染物去除效果，解决污水处理厂出水稳定达标问题。 通过对徒骇河、马颊河流域城镇污水处理厂能耗现状的调查结果表明：（1）徒骇河、马颊河流域城镇污水处理厂的吨水处理能耗一般在0.258~0.372千瓦时范围内，以华北地区城镇污水处理厂的吨水能耗0.285千瓦时为衡量标准，吨水能耗低于0.285千瓦时的城镇污水处理厂占25%，高于0.285千瓦时的城镇污水处理厂占75%。（2）徒骇河、马颊河流域内典型城镇污水处理厂—陵县第二污水处理厂的吨水能耗为0.372千瓦时，是所在的徒骇河、马颊河流域城镇污水处理厂中吨水能耗较高的污水处理厂。该污水处理厂鼓风机的能耗占整个工艺流程的48.95%，污泥脱水离心机的能耗占12.87%，生物池搅拌器的能耗占10.60%，进水泵的能耗占6.18%，曝气系统的节能是污水处理厂节能降耗的关键。 混凝沉淀优化试验结果表明：（1）适合陵县第二污水处理厂二沉池出水性质最佳混凝剂是PFS，在二沉池沉淀效果得到保证的条件下，PFS的最佳投药量为20mg/L，二沉池出水高浓度较高条件下，PFS的最佳投药量为30mg/L。（2）PFS除磷效果最佳的pH值为6.5，对CODCr和SS去除效果最佳的pH值为8.5。（3）混凝剂PFS对水中的悬浮颗粒物有较好的去除效果，对难降解的CODCr去除效果较差；含有氧化剂的PFS利用NaClO3和Na2S2O8的氧化作用，可以有效氧化溶解性难降解CODCr，降低出水CODCr含量。在投药量为30mg/L时，投加含有NaClO3的PFS混凝剂对SCODCr的去除率为37.5%，比只投加PFS的去除率高14.3%，比投加含有Na2S2O8的PFS去除率高10.7%。（4）混凝剂PFS（含有NaClO3）和助凝剂PAM配合的最佳投药量为30mg/L+0.4mg/L时，其最优条件下出水CODCr、TP、SS的浓度分别为32mg/L、0.25mg/L、9mg/L，对CODCr、TP、SS的去除率分别为64.0%、88.3%、92.9%。 机械搅拌澄清池运行优化控制结果表明：（1）机械搅拌澄清池中投加粉煤灰后，出水变得清澈，上清液中漂浮的絮体含量减少，且能够减少混凝剂和助凝剂的投药量。（2）机械搅拌澄清池中心筒最佳的絮体浓度为1125mg/L时，出水CODCr、NH4+-N、TN、TP、SS浓度的平均值分别为45.40mg/L、0.68mg/L、42.68mg/L、0.43mg/L、12.00mg/L，对CODCr、NH4+-N、TN、TP、SS的去除率分别为49.0%、60.0%、39.7%、85.8%、90.1%。 【关键词】：节能减排 混凝沉淀 混凝剂 机械搅拌澄清池
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 绪论13-24
• 1.1 城市污水处理现状13-14
• 1.1.1 国内城市污水处理现状13-14
• 1.1.2 国外城市污水处理现状14
• 1.2 城镇污水处理厂能耗研究状况14-18
• 1.2.1 国内城镇污水处理厂能耗研究状况15-16
• 1.2.2 国外城镇污水处理厂能耗研究状况16-17
• 1.2.3 国内外城镇污水处理厂节能降耗的途经研究17-18
• 1.3 混凝技术的理论基础18-21
• 1.3.1 混凝与强化混凝的概述18-19
• 1.3.2 混凝技术的作用机理19-20
• 1.3.3 混凝效果的影响因素20-21
• 1.4 混凝剂的种类以及发展前景21-24
• 1.4.1 无机混凝剂22
• 1.4.2 有机高分子混凝剂22
• 1.4.3 复合混凝剂22-23
• 1.4.4 微生物混凝剂23-24
• 第2章 课题研究的内容及目的24-26
• 2.1 课题研究的来源24
• 2.2 课题研究的背景及意义24
• 2.3 课题研究的内容24-25
• 2.4 水质指标测试及分析方法25-26
• 第3章 徒骇河、马颊河流域城镇污水处理厂节能降耗潜力调查26-44
• 3.1 城镇污水处理厂发展进程及能耗分析26-27
• 3.2 徒骇河、马颊河流域城镇污水处理厂能耗调查分析27-29
• 3.3 示范工程的选择及简介29-33
• 3.3.1 示范工程的选择29-30
• 3.3.2 示范工程的简介30-33
• 3.4 陵县第二污水处理厂存在的问题33-38
• 3.4.1 陵县第二污水处理厂进水水质浓度及系统负荷变化大33-37
• 3.4.2 冬季低温条件下系统硝化能力低37-38
• 3.4.3 陵县第二污水处理厂二级生化处理及最终出水存在不稳定现象38
• 3.5 陵县第二污水处理厂能耗调查分析38-41
• 3.5.1 陵县第二污水处理厂能耗调查现状38-39
• 3.5.2 污水处理厂各单元能耗现状及分析39-41
• 3.6 污水处理厂节能降耗的主要策略41-43
• 3.6.1 污水处理厂的系统节能41-42
• 3.6.2 污水处理厂的节点节能42-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第4章 污水处理厂深度处理单元混凝沉淀优化试验研究44-63
• 4.1 混凝沉淀优化实验44-50
• 4.1.1 实验水质44-45
• 4.1.2 实验仪器45
• 4.1.3 实验药品45-46
• 4.1.4 实验方法46
• 4.1.5 实验步骤46
• 4.1.6 投加不同混凝剂对 CODCr、TP、SS 的去除效果对比46-50
• 4.2 不同 pH 值条件下混凝沉淀对主要污染物去除效果比较50-54
• 4.2.1 不同 pH 值条件下投加 PFS 对 CODCr的去除效果52-53
• 4.2.2 不同 pH 值条件下投加 PFS 对 TP 的去除效果53-54
• 4.2.3 不同 pH 值条件下投加 PFS 对 SS 的去除效果54
• 4.3 不同种类 PFS 对主要污染物的去除效果比较54-58
• 4.4 PFS 协同 PAM 对主要污染物去除效果58-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 机械搅拌澄清池的运行效果分析63-74
• 5.1 机械搅拌澄清池的工作原理63-68
• 5.2 机械搅拌澄清池优化试验对主要污染物的去除效果68-73
• 5.2.1 机械搅拌澄清池对 CODCr的去除效果68-69
• 5.2.2 机械搅拌澄清池对 NH4~+-N 的去除效果69-70
• 5.2.3 机械搅拌澄清池对 TN 的去除效果70-71
• 5.2.4 机械搅拌澄清池对 TP 的去除效果71-72
• 5.2.5 机械搅拌澄清池对 SS 的去除效果72-73
• 5.3 本章小结73-74
• 第6章 结论与建议74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 建议75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作80-81
• 致谢81

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