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目前国内最大的光伏废水零排项目位于鄂尔多斯市蒙苏经济开发区零碳产业园工业污水处理厂及水资源再生利用项目,该项目总投资22.2亿元,由鄂尔多斯市圣圆水务集团有限责任公司建设。污水处理厂占地面积487亩,每天工业废水处理规模达10万吨,主要承担着零碳产业园光伏全产业链及其他企业的综合废水处理工作。该项目最大的特点是,将上游光伏企业的废水,经过污水处理厂处理后,再回上游光伏企业利用,回用率达到95%,为全国最高,达到零排放。今天我们来揭秘下整个项目情况,欢迎大家共同交流学习。 一、工艺概述
项目日处理规模总计10万m3/d,厂区设置2套处理系统,分为隆基专用废水处理系统和园区内其他企业废水集中处理系统。其中隆基废水处理系统处理规模为6.0万m3/d,园区内其他企业废水处理系统处理规模为4.0万m3/d。 隆基废水处理系统处理工艺采用:除硅除硬高效沉淀+多模式A0生化池+除氟高效沉淀+过滤+臭氧催化氧化+纯膜MBBR+磁混凝沉淀+双膜处理工艺UF+R0,出水满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)敞开式循环冷却水系统补充用水标准要求,同时满足隆基生产用水要求。浓水处理工艺采用:预处理+膜浓缩+蒸发结晶+混盐蒸发+杂盐干化。处理过后的浓水中水与前端中水混合回用于隆基生产用水。 其他企业废水处理系统废水处理工艺采用:格栅+初沉池+五段bardenpho生化池+高速气浮池+过滤+臭氧催化氧化后中水回用于园区内其他企业生产用水。 二、6.0万m3/d废水处理系统主要产品规格
1、回用水:设计最终产水量为5.7万m/d,达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中敞开式循环冷却水系统补充水的水质要求及隆基用水需求,最终回用于隆基生产用水。
2、副产盐:本项目采用分盐结晶,结晶盐有氯化钠、硫酸钠。氯化钠设计产量为165t/d,满足《再生工业盐氯化钠》(T/ZGZS0302-2023)工业干盐标准。硫酸钠产量为7t/d,满足《再生工业盐硫酸钠》(T/ZGZS0303-2023)工业硫酸钠。
三、特征污染物去除工艺
1、COD 的去除
本项目设计进水难降解CODcr指标为300mg/L,双膜工艺进水前处理要求CODcr<20mg/L,去除率为93.3%。鉴于进水COD中难生物降解部分占比大,这些污染物的继续去除已不属生化和普通物化处理所能解决的了,因此采用了高级氧化工艺。 高级催化氧化是利用羟基自由基·OH作为强氧化剂来破坏常规氧化剂、臭氧不能氧化的有机物的污水处理新工艺。其基本原理羟基自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断链和破环等,使水中的大分子、难降解有机物氧化隆解成低毒或者无毒的小分子物质,使不可降解的成分变成可降解的成分,在后续生物反应池中进一步降解成CO2,和水,最终去除。这种方法对于COD的去除没有选择性,具有反应彻底、效率高,速度快的优点。臭高级化是利用臭在催化剂的作用下产生羟基自由基·OH,反应在中性、常温、常压的条件下进行消耗的材料只有液氧,没有任何副产物。目前这种技术已日成熟,出水水质稳定,运行成本低,被广泛得应用于城市和工业污水处理。臭氧消耗量一般在0.8~1.2mgO3/mgCOD。 2、氨氮的去除
本项目设计进水NH3-N指标为15mg,出水NH3-N 指标小于1.0mg/L,去除率为 93.3%。 本工程氨氮的去除主要靠硝化过程来完成,氨氮的硝化过程将成为控制生化处理好氧单元设计的主要因素。要满足出水要求,必须进行较高效率的硝化作用,与此同时进行充分供氧,在进行完全硝化的同时,碳源也被氧化,将会提高 BOD.去除率,同时能够保证出水氨氮指标控制在1.0mg以内。 3、总氮的去除
在原污水中,氮主要以NH3-N 及有机氮形成存在,原污水中的硝酸盐氮NOx-N(包括 NO3-N 和 NO2-N)几乎为零。这四种形式的氮合在一起称为凯氏氮(TKN)。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工方法予以控制。首先,污水中有机氮在好氧的条件下转化成氨氮,而后在硝化菌作用下变成硝酸盐氮,这个阶段称为好氧硝化。随后在缺氧的条件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这个阶段称为缺氧反硝化。 整个生物脱氮过程就是氮的氧化还原反应,反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及反硝化碳源。生物脱氮系统中,硝化菌增长速度较缓慢,所以要有足够的污泥泥龄,也就是要求系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行,以便使系统的泥龄大于维持硝化所需最小泥龄,一般设计污泥负荷在0.18kgBODs/kgMLSS及以下时,就可达到硝化与反硝化的目的。反硝化菌的生长,主要在缺氧条件下进行,并且要在充裕的碳源提供能量才可促使反硝化作用顺利进行。由于可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段,足够的溶解,DO值2mg/L以上,合适温度,最好20℃,不能低于10℃,足够长的污泥泥龄,合适的pH条件。反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件,DO值0.2mg/1左右,充足的碳源(能源),合适的pH 条件。 4、总磷的去除
本项目设计出水水质要求中总磷指标为0.2mg/L,用常规的生化处理方法无法保证总磷的达标,必须以生物除磷为主,化学除磷为辅,才能保证总磷的稳定达标。废水除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。 (1)化学除磷
化学除磷主要是向污水中投加药剂,使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物,然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行,也可与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。按工艺流程中化学药剂投加点的不同,磷酸盐沉淀工艺可分为前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是原污水进水处,形成的沉淀物与初沉污泥一起排除;协同沉淀的药剂投加点包括初沉出水、曝气池及二沉池之前的其它位置,形成的沉淀物与剩余污泥一起排除;后置沉淀的药剂投加点是二级生物处理之后,形成的沉淀物通过另设的固液分离装置进行分离,包括清池或滤池。化学除磷的药剂主要包括石灰、铁盐和铝盐 化学除磷的优点是工艺简单,除加药设备外不需要增加其它设施,因此特别适用于旧厂增加除磷设备,缺点是药剂消耗量大,剩余污泥量增加,浓度降低,体积增大,使污泥处理的难度增加,同时还要消耗水中碱度,影响NH3-N硝化。因此,在二级生物处理工艺中,仅当出水含磷要求较高时,才考虑化学法辅助除磷。 (2)生物除磷
生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下,受到压抑而释放出体内的磷酸盐产生能量用以吸收快速降解有机物,并转化为PHB储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的PHB产生能量,用于细胞的合成和吸磷,形成高浓度污泥,随剩余污泥一起排出系统,从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量,处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放,对污泥处理工艺的选择有一定的限制。在厌氧段释放1mg的磷吸收储存的有机物,经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖,能够吸收2~2.4mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放,而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量,有机物与磷的比值越大,除磷效果越好。一般的活性污泥法其剩余污泥中的含磷量为1.5~2%,采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2~3倍,在设计中往往采用3~4%。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下优势增长,而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此,污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段,并对污泥中磷的含量进行控制。但生物除磷工艺对磷的去除率还是有一定的限制,如要确保 PO-P<0.5mg,则应辅以化学除磷处理工艺。这也是目前国外大多数生物除磷污水处理厂较为普遍采用的措施。 污水中的磷分为无机的正磷酸盐、聚磷和有机磷。经水解和生物处理后,有机磷得到降解,而磷酸盐和聚磷主要通过同步絮凝沉淀的作用去除。在生物反应池中投入硫酸铁或氯化铁等化学药剂,使正磷和聚磷置换成难溶的磷酸铁盐,经沉淀后随剩余污泥排出系统。 5、氟化物、硅酸盐、硬度的去除
设计进水氟化物8mg/L,硅酸盐120mg/L,钙离子350mg/L,因再生水处理工艺采用超滤+反渗透工艺,而上述物质的存在易结垢造成膜污染,致使反渗透膜元件寿命缩短,因此,在前端需要进行消减,降低浓度,设计控制进入双膜工艺前水中硅酸盐≤20mg/L,钙离子<20mg/L,目前常用的除硅除硬技术为混凝沉淀工艺,通过投加诸如石灰、碳酸铵、偏铝酸钠、镁剂等药剂,在PH值碱性条件下反应沉淀去除。 综上所述,本文主要介绍了国内最大光伏废水零排项目的相关工艺流程、产品规格及部分特征污染物的去除情况,仅供大家学习交流。
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