城镇污水处理中NPR工艺应用实践
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摘要：通过对NPR污水处理工艺的概述及其应用实践,分析了NPR工艺技术的实现原理与工艺流程,并通过对该技术的应用实践工程,阐述了NPR工艺技术与传统污水处理技术的优缺点,该技术实现所需要的建筑设施、污水处理站总体设计要求、相应的资金成本投入与相关改进建议,为城市污水处理过程中应大力推广使用NPR工艺技术,从而更好地为NPR技术应用范围的扩大、节能环保、相关的投资成本降低与工作效率的增加等方面提供了一定的理论与实践基础。
收稿日期：20120326
作者简介：王璐（1986—），女，满族,内蒙古包头人,助理工程师,主要从事污水处理工作。
中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：16749944(2012)05014502
1引言
随着科学技术的飞速发展,对于自然资源的再生利用方面的技术同样获得了巨大成就,例如npr工艺技术,这种技术能够对城镇所产生的污水进行深层次的处理,从而使废弃污水得到一定程度的净化,使其能够被再次利用。对于环保节能与维护生态系统正常都有着至关重要的积极意义。
2NPR工艺概述
作为新研发的污水再生利用工艺技术,NPR工艺技术有机结合了两种传统污水处理工艺技术,即BAF工艺技术与A2/O工艺技术,从而取两种工艺技术之长,避其之短,对城镇污水处理的效率进行了大幅度的提升。经其处理后的水质应用广泛,可适应于农业灌溉、工业用水等各方面。从NPR的工艺技术原理上来说,它可以分为两个阶段,第一阶段由类似A2/O工艺技术的好氧、缺氧以及厌氧3个部分组成。3个部分各自分工不同,好氧部分主要负责对部分有机物进行降解及聚磷菌的摄磷过度工作;缺氧部分则负责对污水的多数有机物进行去除并同时实施反硝化脱氮作业;厌氧部分则对污水进行磷释放。第2阶段是以BAF工艺技术为主,对来自经过第一阶段处理后的污水实施深度处理,主要处理漂浮物与残余的有机物,并同时实施硝化反映,从而把氨氮转化为硝态氮。经第二阶段处理后的水一部分排放,而剩余未达标的则回至缺氧部分继续进行反硝化脱氮操作。
从NPR工艺技术原理流程与传统两种污水处理工艺技术的对比,不难看出NPR工艺技术在污水处理方面的优势相当明显,主要体现为以下几个方面。
(1)应用NPR工艺技术的污水处理总投资与运行费用与二级处理普通污水的工程相当,在成本方面具有明显优势。特别是在好氧部分,不经过NH4-H的硝化处理,从而相应的池容量需求减小,节省了成本。
(2)经NPR工艺技术处理后亚硝酸盐与硝酸盐成分不存在于回流污泥之中,从而在一定程度上避免了反硝化现象的产生,相应地也对表面负荷与出水的水质提高有了保证。同时污泥在回流过程中,易形成厌氧环境,进而对有机磷的释放效果有了一定的提升,磷摄取率加大其去除效果同时得到提高。
(3)针对BAF工艺技术对进水要求高与A2/O工艺技术中脱氮除磷的效果差的缺点,NPR工艺技术将经过A2/O工艺技术处理后达到一定标准的水继续进行BAF工艺技术的深度处理,既使A2/O阶段的处理效果提升,又使BAF阶段的进水质得到了保证。
(4)利用NPR工艺技术能够使污水的处理与循环利用形成进污水,出中水的一站式处理流程,从而在成本降低的基础上,使水质在最短时间内达到相应的标准。从而对污水处理站进行了有效简化,有利于在城市发展中以更小的体积解决城镇污水的处理工作。
3NPR工艺应用实践
3.1城镇污水处理工程
面积为4hm2的北方某污水处理厂,其处理污水范围30km2左右,污水处理总量设计3×104t/d,该厂污水处理技术通过微絮凝过淲与NPR技术相结合的工艺技术实现。出水水质则为我国相关污染物排放的A一级标准。
该污水处理厂主要由反应过滤池、污泥浓缩脱水房、污泥回流泵池、二次沉池、NPR反应池、沉沙池、进水泵房以及粗细格栅等建筑物组成,这些建筑物以两个反应池为主。过滤池与混凝池共同组成反应过滤池,其中过滤池设计尺寸10m×3.3m×3.5m,而混凝池设计尺寸14.35m×8.1m×3.77m;NPR反应池设计尺寸72.75m×40m,2.8m处于地下,总深5.2m。
3.2污水处理流程
为实现NPR工艺技术的实际应用,由好氧池、缺氧池与厌氧池组成其主体NPR的生化反应池区域,同时设置回流装置于好氧池与缺氧池间以及水下搅拌装置,其中好氧池处理工艺通过聚氧活化曝气的增氧系统加以实现。NPR工艺技术的生物膜填料为编带形式,并形成适宜的环境使各类菌种得以正常生长。对所需要处理的污水进行比例分配,而后分别往缺氧池与厌氧池内注入分配好的污水。由于编带式填料拥有较大比表面积,从而使附着于其上的微生物保持高浓度,使NPR技术对污水中的氮、磷以及有机物的处理时间大幅度缩短。而当这些生物膜填料在生长以后,其比表面积得到进一步增加。这样一来,其使用的微生物的生长与脱落形成了自然规律的平衡,硝化菌对硝化反应的速度有着相当好的效果,
除NPR工艺技术的流程对污水处理进行实现以外,对于污水处理厂的进水量与水质控制也是污水处理过程中的重要步骤。该污水处理厂分别设置了内外两套回流控制阀门系统,经调节后控制外回流量在25%,而内回流量在80%,使内回流位置的曝气溶解氧为4mg/L,不但保证了内外回流时营养物与亚硝酸盐对于去氮、磷的正面影响,而且使污水处理的整体系统运行达到标准。
在污泥培养方面,该污水处理厂不使用自繁衍式的污泥。其在投污泥后,不采取排泥措施,而是对其实施足够量的曝气作业,从而使微生物保持加速生长状态,在这个阶段池内溶解氧程度相当高,这时应保持高曝气量,以使菌种继续进行培养生长。持续约3个星期后,如果出现溶解氧程度快速降低,其数值范围显示为1~2mg/L时,则表示培养的菌种已经完成且池内污泥的浓度已达到相应标准。而后将曝气量逐渐减小,避免出现污泥老化加速的现象,最后使整个系统恢复正常运行状态,从而让微生物能够保持自动规律式的更新代谢。
3.3效果评估
通过该污水处理厂投入实际运行的情况来看,各项指标均能达到设计的一级A标准,其中进污水中氨氮浓度在13.5~20.4mg/L,而当其经过污水处理后,氨氮浓度可降至0.13~1.28mg/L;总体污染物从103~195mg/L降至10.8~49.4mg/L。因此可以看出其对污水的处理有效率高达80%以上且相当稳定。
而对该污水处理厂的出水水质进行评估分析后,其标准能够符合城市污水的再生循环利用的相关标准,综合运行费用成本相比于规模相同污水处理厂来说更低,仅1.2元/t且该厂出水能够满足冲刷、绿化、景观以及企业冷却用水等方面,从而保护了地下水资源,为当地经济发展的可持续性提供了良好保障。
4改进建议
(1)污水处理厂出水处理上,普遍存在着回用设施未能配套建设,导致经污水处理厂处理后的出水只用于农业灌溉,使得出水的再生利用率极低。因此在污水处理厂的配套设施建设上要加以重视,从而有效提升其出水利用率。
(2)在原水与回流污泥的进水渠道上,应分别在缺氧池与厌氧池设置独立流量仪表与闸门,从而对进水的比例进行灵活化的控制,以实现在污水中所含污染物不同时,对于其处理的流程上的灵活多变。
(3)对于所于特殊环境下的污水处理厂,比如严寒天气等,应对阀门与污泥管道实施保温保养,而相应的格栅则应在室内放置。
(4)经相关研究与实验表明,碳源可使NPR工艺技术处理中的脱氮效率明显提升,因此NPR工艺技术在实际对污水处理过程中,可适当将其碳氮比率提升,从而相应提升脱氮效率。
5结语
NPR工艺技术在污水处理上有着相当明显的优势,不但能够保证在短时间内对污水进行相应的处理,从而使处理后的出水能够满足各方面循环再利用的需要,应用面相当广泛,而且其有效地将两种传统污水处理工艺进行科学、合理地结合,从而有效降低了投资与运行相关的成本,具有很好的经济可行性。鉴于这两方面优势,可以预见,NPR工艺技术在未来一段时间内仍是污水处理的主要技术。因此对于NPR工艺技术进行深入的研究分析,进而对该技术提出合理化的建议与改进,使其在城镇污水处理上也能够与时俱进,更好地为城市发展服务。
参考文献：
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