BNR技術(shù)在污水廠升級改造中的應用

BNR技術(shù)在污水廠升級改造中的應用第1頁/共29頁西門子（天津）水技術(shù)工程有限公司(SWTE)SIMENSWaterTechnology—全球最大的水技術(shù)工程集團，污水處理業(yè)務遍及全球；西門子（天津）水技術(shù)工程有限公司(SWTE)

—西門子拓展中國水務市場的龍頭企業(yè)，以西門子的特有技術(shù)與設備為依托，提供水綜合解決方案服務，在國內(nèi)工業(yè)與市政水處理工程領(lǐng)域取得令人矚目的成績。MunicipalDrinkingWater市政給水IndustrialProcessWater工業(yè)工藝用水HighPurityWater高純水MunicipalWastewater市政污水IndustrialWastewater工業(yè)廢水WaterReuse循環(huán)用水第2頁/共29頁SWTE在中國水技術(shù)市場業(yè)績主要提供從工藝解決方案、工藝導圖支持、系統(tǒng)集成、設備供貨、安裝、工藝調(diào)試、人員培訓到交鑰匙工程服務以及工藝系統(tǒng)運行維護服務。自進入中國水技術(shù)市場以來業(yè)務遍及全國二十余個省、市、自治區(qū)；工程業(yè)務領(lǐng)域涉及市政污水、工業(yè)廢水、醫(yī)療污水、垃圾滲濾液治理，中水回用、城鎮(zhèn)及農(nóng)村供水等各個方面。其中工業(yè)廢水治理主要包括化工、電子、醫(yī)藥、食品、紡織印染等行業(yè)。第3頁/共29頁廣泛應用的先進水處理技術(shù)WaterTechnologies自2006年9月

轉(zhuǎn)為垃圾滲瀝液處理技術(shù)Hydro-Clear

過濾器VLR立環(huán)反應器ORBAL氧化溝BNR生物處理技術(shù)MEMCOR膜技術(shù)Verticel工藝RBC生物轉(zhuǎn)盤第4頁/共29頁

案例分析—天津某污水處理廠Verticel工藝

Casestudy—VerticelprocessinaTianjinWWTP第5頁/共29頁工程概況天津某污水處理廠總處理規(guī)模為45萬噸/天，共分5個系列運行，每個系列的處理規(guī)模為9萬噸/天。原工藝為：除磷型AO工藝，執(zhí)行GB18918-2002二級排放標準。ThetotalflowrateofatianjinWWTPis450000CMD.Thereare5trains,theflowrateofeachtrainis90000CMD.TheoriginalprocessisAOwithphosphorusremovalandtheeffluentstandardisclass2.單系列參數(shù)介紹：曝氣池為9個廊道，總池容為：34,300m3；總水利停留時間為：9.2hrsTheparametersofeachtrain:thereare9passes;thetotalvolumeis34,300m3;theHRTis9.2hrs.設計進水水質(zhì)influentquality：COD：300mg/l；

BOD5：165mg/l；TSS:165mg/l；NH3-N：45mg/l；總氮：60mg/l；PH:7-8。設計出水水質(zhì)effluentquality：生物處理系統(tǒng)出水氨氮和總氮執(zhí)行GB18918-2002一級A標準，其余指標執(zhí)行GB18918-2002一級B標準.TNandNH3-Nmeetclass1Aandotheritemsmeetclass1B。第6頁/共29頁系統(tǒng)改造systemretrofit采用SiemensBNR/Verticel工藝對現(xiàn)有生化池進行改造。保留原有生化池主要結(jié)構(gòu)尺寸不變，進行內(nèi)部局部修改，其中前兩個廊道改為VLR立環(huán)氧化溝，其余廊道略微改變曝氣量，使系統(tǒng)形成0、1、2mg/L的溶解氧梯度模式。Theproposedup-graderequiresnochangesinthedimensionsofthebio-reactor;allup-gradingworksarecarriedoutinsidethetankwherethefirsttwopassesareconvertedintoVLRreactorsfollowedbysevenpasseswithfine-bubblediffusedaeration.TheDOindifferentpassischangefrom0,1to2mg/l.第7頁/共29頁改造效果——氨氮去除率對比圖

thecontrastoftheammoniaremovalrate第8頁/共29頁分析analyzeVerticel系列已穩(wěn)定實現(xiàn)了硝化過程。取得了氨氮遠遠好于一級A的排放標準。而對比的原系列雖然在部分時段內(nèi)也能較好地實現(xiàn)硝化過程。但出水效果不穩(wěn)定。在一半以上的時間內(nèi)氨氮均不能滿足出水一級A的排放要求。NitrificationisverygoodinVerticelsystemandtheeffluentisfarmorebetterthantheeffluentrequirementstandard.Onlylessthan50%effluentammoniadatameetclass1Ainthecontrastivetrain.Itmeansnitrificationinthecontrastivetrainisstillnotstableenough.第9頁/共29頁TN總氮去除與碳氮比的關(guān)系therelationshipbetweenTNremovalrateandBOD/TN目前系統(tǒng)總氮還沒有滿足一級A的排放標準，但通過以下曲線圖可見TN去除率與原水中BOD/TN的比值基本有統(tǒng)一的變化趨勢，當BOD/TN的比值偏高時去除率也略好，且由于原水中的BOD/TN的總體比值偏低基本小于3，下一步可通過降低初沉池排泥和部分超越初沉池等措施來增加碳源來逐步提高TN去除率。UptonowtheTNdoesnotmeetclass1A.FrombelowcurvewecanknowtheTNremovalratehasthesimilarvariabilitywiththeratioofBODandTN.TheratiobetweenBODandTNishigher,thentheremovalrateishigher.BecausetheratioofBODandTNisalmostlowerthan3.0(shortagecarbonsourceintherawinfluent),wecanoperatethesystemasholdingthesolidslongerintheprimaryclarifiersandpartially

BypassingtheprimaryclarifierstoincreaseTNremovalrategradually.第10頁/共29頁BNR工藝原理介紹BIONUTRE?工藝，簡稱BNR工藝。

BNR工藝采用生物脫氮除磷技術(shù)，具有節(jié)能的優(yōu)點。該工藝中通過控制其生化反應池中各個反應段的運行參數(shù)，達到提高池容有效利用率，提高出水水質(zhì)的目的。第11頁/共29頁BNR工藝原理介紹BNR工藝的核心思想為：缺氧曝氣。引入ORP參量對系統(tǒng)各個工況段的溶解氧進行精確控制。同時在生物處理工段中形成溶解氧梯度，使各工段溶解氧的濃度不同。既提高氧傳遞速率，又使得硝化-反硝化在系統(tǒng)中同步進行，并實現(xiàn)短程反硝化。第12頁/共29頁BIONUTRE@(BNR)工藝介紹缺氧曝氣的設計理念。在缺氧曝氣區(qū)，既存在氧化污水中的有機物反應，同時也發(fā)生著硝化/反硝化和短程反硝化反應。

AkeyconceptofBNRisaeratedanoxicreactor.

Organicoxidation,

simultaneousnitrification/denitrificationandshort-cutdenitrificationhappeninthisreactor.0-1-2溶解氧的階梯分布，提高傳氧效率，降低能耗。

0-1-2DOincreasesoxygentransferefficiencyandsaveenergy.第13頁/共29頁ORP原理-800mV+200mVAnaerobic厭氧Anoxic缺氧Aerobic好氧Methanogenesis產(chǎn)甲烷SulfurReduction除硫AcidFormation產(chǎn)酸PhosphorusRelease磷釋放Denite反硝化Nitrification硝化AerobicOxidation好氧反應第14頁/共29頁BIONUTRE@(BNR)

微生物系統(tǒng)發(fā)育樹microorganismevolvement0.1NineSpringsClonesNineSpringsClonesNineSpringsClonesNineSpringsClonesMarshallClonesMarshallClonesMarshallClonesMarshallClonesH-DOReactorClonesL-DOReactorClonesL-DOReactorClonesN.europaealineageNitrosospiralineageN.oligotrophalineageN.marinalineageN.communislineageN.cryotoleranslineageCourtesyofHeeDeungPark第15頁/共29頁0.00246810DO(mgDO/L)m

(day-1)MeasuredValues(HighDO)測量值（高溶解氧）Non-linearRegression(H)非線性回歸（H）MeasuredValues(LowDO)測量值（低溶解氧）Non-linearRegression(L)非線性回歸（L）CourtesyofHeeDeungParkKineticParameters

動力學參數(shù)第16頁/共29頁BIONUTRE@(BNR)技術(shù)特點“缺氧曝氣”理論優(yōu)勢Advantagesof“aeratedanoxic”不需單設攪拌設備系統(tǒng)，充氧設施同時起攪拌作用aerationmechanismsimultaneously

suppliesmixing更好的硝化效果betternitrification更低的C/N比需求lowertherequirementforC/N降低了曝氣功率Decreaseaerationpower更好的反硝化效果betterdenitrification硝化反應的優(yōu)點Advantagesofnitrification同步硝化反硝化simultaneousnitrification/denitrification

短程硝化反硝化short-cutdenitrification

第17頁/共29頁市政污水處理廠升級改造背景及應用技術(shù)簡述根據(jù)國家環(huán)?？偩殖雠_的規(guī)定，目前大部分污水處理廠面臨著對現(xiàn)有工藝進行升級改造，以達到國家規(guī)定要求的問題。針對各污水處理廠的現(xiàn)狀不同，需采用不同的改造措施以達到一級排放標準。生化池的改造——SiemensBNR二沉池的改造——FEDWA/Tow-Bro三級處理工藝——Hydro-clear,discfilter第18頁/共29頁生化池的改造AO/A2O改造為Verticel氧化溝通過調(diào)整溶解氧的重新分配，形成0-1-2模式。針對各污水廠采用的不同工藝形式，在盡量利用現(xiàn)有構(gòu)筑物的前提下，因地制宜采用表曝與底曝相結(jié)合的BNR處理工藝。第19頁/共29頁Rim-Flo@—

圓形周進周出二沉池

TransFlo@—

矩形周進周出二沉池技術(shù)特點Features用于二沉池usedforsecondarysedimentationtank最大程度地提高沉淀效率maximizedsedimentationefficiency占地面積更小smallerarea快速排泥且吸泥濃度高quicksludgeremovalandhighersludgedraw-offconcentration出水水質(zhì)好highqualityeffluent可用于傳統(tǒng)平流沉淀池的改造usedforretrofitoftraditionalflatbottomclarifiers第20頁/共29頁中進周出二沉池的改造——FEDWA/Tow-BroTow-Bro單管吸泥機的優(yōu)勢在于，它的排泥效率提高了30%。TheTow-BroUnitubeheaderisabletoprovideupto30%highersludgewithdrawalefficiency.FEDWA—消散進水能量，有效分配流量促進污泥的絮凝。

FEDWA–DissipatesInfluentEnergyandEffectivelyDistributesFlow,

ReducesInletVelocityandPromotesFlocculationoftheBiologicalSolids沉淀池中的污泥量可以通過使用Tow-Bro/FEDWA減少到40%。

Thesludgeinventoryinclarifierscanbefurtherloweredupto40%byusingboththeTow-BroandFEDWAAlternative.與傳統(tǒng)刮泥機和中心泥斗相比，單管吸泥機可以使?jié)饪s污泥充分地壓縮。

UsingtheTow-Brothecondensedsludgelayerscanbesubstantiallyloweredincomparisonwiththatintheclarifiersequippedwithscrapersandacentralhopper.使沉降污泥的濃度最大，以便回流污泥（回到生化池的部分）容積最小。

Maximizetheunderflowconcentrationofsolidssoastominimizetherequiredreturnsludgevolume(whichissentbacktothebiologicalreactor).既能節(jié)省能耗又能優(yōu)化生化池的運行Energyissavedandthebiologicalreactorisoptimized.第21頁/共29頁Hydro-Clear@—淺層過濾技術(shù)UniqueFeatures獨特的性能Shallowbed,singlegrade,finesandmedia淺層濾床，單一濾料，細砂載體AirMix?diffuserforsolidssuspension使固體雜質(zhì)保持懸浮狀態(tài)的空氣混合曝氣系統(tǒng)PulseMix?mediaregeneratorforsurfaceregenerationandindepthsolidsstorage用于濾層表面再生和固體深層存儲的脈沖混合再生系統(tǒng)Air-assistedbackwash空氣輔助反沖洗High-efficiencyHydro-Scour?backwashunderdrainsystem高效水力擦洗式反沖洗暗渠配水系統(tǒng)ChemCleangreasecleaningsystem油脂的化學清洗系統(tǒng)

第22頁/共29頁Hydro-Clear@—淺層過濾技術(shù)

EnsureOperability-strictregulatoryenvironment運行可靠－嚴格控制運行條件Removeeffluentsuspendedsolids去除出水固體懸浮物Removeorganicsassociatedwiththesolids去除固體懸浮物攜帶的有機物Removeoil+grease*去除油和油脂Improvetreatmentplantoperationsandefficiency改善污水廠運行狀況和提高效率Wastewaterreclamationandreuse污水回收和再利用Reacttounforeseensituations應對異常情況Containplantupsetconditions確保水廠不正常運行時的出水達標*Mostconventionalsandfilterspre-chlorinatetoenableoil/greasetopassthroughthemedia大部分傳統(tǒng)砂濾池需要進行氯化消毒預處理以使油脂物質(zhì)可以穿過載體第23頁/共29頁Hydro-Clear@—淺層過濾技術(shù)

Applications應用Municipaltertiary市政污水三級處理Waterreclamation,reuse水資源回收，再利用Stormwater暴雨處理系統(tǒng)Algae除藻Industrial工業(yè)廢水Watersupply供水Reuse再利用Wastewater廢水處理第24頁/共29頁DiscFilter@—盤片過濾器技術(shù)特點FeaturesSimplermachine簡單的機械過濾Filtrationmediumwithabsoluterating(10um)10um孔徑的過濾屏障Wovenmedia機織物的過濾介質(zhì)Mediuminfiltratewater過濾介質(zhì)在清水中Backwashwithfiltrate反洗時仍能正常過濾Countercurrentwash由外而內(nèi)的逆流反洗Lowerpressurerequirements(100psi)反洗壓力較低7.7bar第25頁/共29頁Disc