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百年奇迹:关于活性污泥工艺的几个之最

国际节能环保网  来源:环保产业  日期:2017-12-29
  1914年,活性污泥法诞生。有人将污水曝气过程中形成的悬浮物进行回流,由此开创出了活性污泥工艺。时至今日它依然是当今世界污水处理应用技术的主角,活跃在世界污水处理的舞台。翻看史册,诞生百年的工艺并不少见,然而,历经百年却一直占据行业主导地位的,却屈指可数。
  
  有人说,因为简单。简单设计,简单运行,即可完成污水处理基本功能。而简单意味着可靠,意味着可以普及。组成简单,一个池子,配以曝气、搅拌及将沉淀池污泥回流的系统便可自成一体;简单适用,即可用于市政污水,也可用于各种工业废水。活性污泥法凭借其简单、粗放、混沌的特质,爆发出了强大的生命力与适应力。
  
欧洲大陆最早的活性污泥污水处理厂


  
  埃森—雷克林豪森污水处理厂是欧洲大陆(不包括英国)首座采用活性污泥法的污水处理厂,它是由埃森市于1912年建成的,并于1914年纳入德国鲁尔河协会。该厂最初采用双层沉淀池,设计人口当量为22000人。然而,到了二十世纪二十年代初期,该厂的处理能力不足致使污水排放至靠近城市水源地的鲁尔河。
  
  因此,该厂于1925年5月开始建设一个大型的曝气池,新厂设计的人口当量是45000人。除此之外,由于进水包含采矿废水,该厂的设计允许污水流量是四倍于当时的水平(人均每天600升)。1925年12月,欧洲大陆的第一个曝气池投入运行,直到2005年,新的南埃森污水处理厂建成才被关闭。
 
  
中国最早的活性污泥污水处理厂

  
  上海北区污水处理厂是中国第一座城市污水处理厂,位于欧阳路681号,占地0.84公顷,建成于1923年。污水厂采用当时先进的活性污泥工艺,日处理能力为3500立方米,尾水排入沙泾港。
  
  1918年,在印度理工学院执教的福勒(ProfGilbertJFowler)受工部局之聘来沪考察,建议为保护饮水水源,必须建立污水处理系统。工部局遂相继在扬州路、汇山码头、开纳路(今武定路)、欧阳路4处建立小型污水处理试验基地,最后决定在欧阳路基地正式建造北区污水处理厂。
  
  该厂于1921年破土动工,次年,第一组污水处理池包括1组曝气池及1座沉淀池投入运转,效果显著。民国12年,该工程全部完工。主要构筑物计有曝气池6组21条,每2组占7条,中间1条用作回流污泥曝气再生槽;竖流式二次沉淀池4座,以及厂内泵站、空气压缩机房等。
  
  污泥经干化床干化后由农民运作肥料。配合污水厂建设,厂外输送沟渠系统也同步建成。该系统采用分流制,粪便污水由专门铺设的污水管道输送。管道有直径230~300毫米管和管径300×450毫米蛋形管,总长5.19公里。大部分污水由大楼、住宅的水厕直接排入污水管道输送进厂,一部分污水由真空泵车运送进厂。
  
  抗日战争时期,污水厂失管失修,损坏严重,一度停止运转,至抗战胜利时,部分机电设备已被拆毁,曝气池、沉淀池只起沉淀作用。
  
  新中国建立后,污水厂服务地区内大量新住房建成。1954年,该厂经检修,恢复二级处理并进行扩建。新建2座竖流式二次沉淀池、2座湿污泥池,以及曝气池出流槽、回流污泥井和相应的各种管道。日处理能力提高到4500立方米。
  
  60年代初期,上海城区需要接纳的污水量日渐增多。1963年起,大连西路泵站采取污水灌溉农田的方法排放污水。为提高处理效率,于1963年添建湿污泥池1座,又于1965年添建沉砂池1座2条。
  
  至70年代后期,污水厂日流量增到1.2万立方米以上,已经属于超负荷运行,处理质量严重下降,污染了附近河道。为接纳大连、广中等新村污水,1982年污水厂再次扩建,增建立式二次沉淀池2座,污泥浓缩池1座,污泥回流泵站1座,配水井1座。
  
  1985年,与曲阳新村配套的曲阳污水厂建成,北区污水厂的大连西路泵站一路污水划入曲阳污水厂收集系统。此后,又因北区污水处理厂的设施陈旧老化,无法正常运转,而曲阳污水厂建成后流量不足,遂于1989年排管,将北区污水厂输送系统的污水全部纳入曲阳污水处理厂收集系统。北区污水处理厂于1990年8月21日停止运转,1993年底报废。
 
  
美国最早的活性污泥污水处理厂
  
  密尔沃基城市污水处理厂是美国最早的大型活性污泥污水处理厂,它的成功运行引领了美国其他许多城市的污水处理。1925年之前,生活污水和工业废水从密尔沃基市及其郊区(当时人口50万)排放到密尔沃基河、梅诺莫尼福河和尼克河,最终汇聚在密尔沃基,并通过一个出口排放到密歇根湖。
  
  被污染的河水流经城市中心时,曾引起了极大的民怨。尽管最后想出的办法是将干净的密歇根湖水通过两个隧道抽提至密尔沃基和尼克河中,但公共健康问题仍未得到解决。1913年,密尔沃基市建立了一个污水处理委员会,建设和开发污水截留系统和污水处理设施。
  
  经过大量的实验和测试,该委员会最终选择了当时的新技术——活性污泥法作为其首选的处理方法。第一座污水处理厂位于琼斯岛,设计日处理规模33万立方米/日,于1925年开始投入运作,该厂后来又扩建至45万立方米/日,并于1935年12月3日投入运作。
  
  处理工艺包括格栅、沉砂池、曝气池、二沉池、消毒及污泥脱水,剩余污泥的有机物含量约75%,含氮量高,并包含一些磷元素,污泥脱水后可转化成肥料,称为“密尔沃基有机氮肥”,处理后的出水通过海港入口的4个虹吸管处排放,管道位于水位线以下23米。
  

 
世界最大的活性污泥污水处理厂
  
  美国芝加哥Stickney污水处理厂是世界上最大的污水处理厂,该厂位于美国芝加哥西南部,是一座具有90多年历史的污水处理厂,处理规模为465万m3/d,采用传统活性污泥工艺,目前的实际处理水量为271万m3/d。该厂实际上由两个分厂组成,西厂于1930年开始运行,西南厂于1939年投入运行。其进水泵站是世界最大的地下式污水提升泵站,污水能从地下90米深的隧道中提升至污水处理厂。
  
  早在40年前,Sitckney污水处理厂就通过延长泥龄实现了氨氮的稳定去除。Stickney污水处理厂的平均水力停留时间(HRT)是8小时,峰值水力停留时间不到4小时,出水BOD5和SS均小于10mg/L,出水氨氮小于1mg/L。
  
  Stickney污水处理厂采用了多种污泥处理工艺,初沉污泥在双层沉淀池下部常温消化,消化后的污泥部分经干化床自然干化,部分转送到污泥塘稳定,剩余活性污泥全部经浓缩后进入中温消化池,部分消化污泥由真空滤机脱水后烘干制成肥料,另一部分经浓缩后加压输送到污泥塘,进一步稳定并脱水,然后用船送到郊区农田施肥。
  
  Stickney污水处理厂在2013年启动了磷回收项目,建成后预计每年可以回收1300吨缓释磷肥,同时该厂希望在未来10年内实现能量的完全自给。
 
  
中国最大的活性污泥污水处理厂
  
  上海白龙港污水处理厂位于浦东新区合庆镇朝阳村,是上海市污水治理二期工程的一个重要组成部分。2008年9月,该厂的升级改造工程全部建成投产,处理规模达200万立方米/日,是中国最大的污水处理厂,其处理能力占上海城市污水处理能力的1/3左右。
  
  白龙港污水处理厂改造升级采用AAO生物处理工艺,出水水质达国家二级排放标准后,经深水排放系统排入长江口。同时,污泥处理工程也在同步建设,其主要工艺是浓缩、厌氧消化稳定后,利用沼气进行干化处理。通过这几项工程的建设,使白龙港污水处理厂成为了国内规模最大的具有脱氮除磷功能和污泥厌氧消化的城市污水处理厂。
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