為了進一步感受國際污水處理發展的時代脈搏,了解發達國家的污水處理前沿技術應用,探尋污水處理技術的可持續發展之路。JIEI研究院通過對德國、奧地利、荷蘭、挪威、瑞典、丹麥等國的污水項目實地考察,將收獲進行系列分享。
歐洲先進污水處理廠案例分析第一期:奧地利維也納主污水處理廠
簡介
維也納主污水處理廠靠近多瑙河的運河口,是維也納的最低點。維也納的市政污水經此處理后流入多瑙河,設計旱季日處理量為68 萬 m3/d,雨季最大日處理量為 155 萬 m3/d。生物處理工藝采用改良的 AB 法,該廠計劃于 2020 年實現能量的完全自給。
處理流程與工藝參數
維也納主污水處理廠的工藝流程為進水→機械抓斗除渣→提升→格柵(6mm)→除砂→初沉池→AB 法(A 段采用表面曝氣,中間沉淀池為平流式沉淀池,HRT=1.5h)→輻流式沉淀池。污泥經濃縮脫水后外運焚燒。
維也納主污水處理廠的進水濃度較高,進水 COD=500-700mg/L,氨氮 60-70mg/L,C/N>8。參觀當天的出水氨氮為 0.63mg/L,NOx-N 為 1.88mg/L,PO4-P 為 0.7mg/L。
特點
改良 AB工藝
維也納主污水處理廠并不是傳統的 AB 工藝,而是對 AB 工藝進行了一定的改良。第一個顯著特點是將一部分初沉池出水進入到B 段曝氣池的缺氧區,這樣就提高了 B 段的反硝化性能,這部分旁路的流量根據溫度、進水碳源的特性而變化。夏季,旁路的流量為進水流量的 50%;冬季,旁路的流量為進水流量的10%左右。如下圖所示。
由于旁路流量的存在,A段水力負荷有所降低,因此 B 段出水的一部分流量又回流到 A段,提高氮的去除,這是其第二特點。第三個特點是將 B段的一部分剩余污泥回流到 A段,A段的泥齡大約是 3~4天,無法完成硝化,但是通過將B段的一部分剩余污泥回流到A段,在A段也能取得一定的氨氮去除效果。第四個特點是該廠將一部分 A 段的污泥回流到 B段,稱之為 Hybrid(混合)模式,如下圖所示。
實際的運行結果表明,將初沉池出水的一部分流量旁路到 B 段的脫氮能力比將 A 段的污泥回流到 B 段的要高,但將 A 段的污泥回流到B 段會提高污泥的沉降性能。因此,在絕大多數的時候是采用旁路的模式,只是在污泥沉降性能變差的時候,采用將 A 段污泥回流到 B 段的做法。
二沉池
維也納主污水處理廠的二沉池直徑為 64 米,出水采用淹沒出流的方式。淹沒出流有兩個優點,大型二沉池的池面易受風的影響,與鋸齒堰的方式相比,淹沒出流的方式不受此影響。另外,淹沒出流的方式也避免了池面浮渣的影響。
該廠二沉池的另外一個特點是采用了螺旋刮渣設備,這種刮渣設備效率較高,當出現嚴重的池面浮泥時,可有效地清除。
EOS污泥能源優化項目
“EOS”是德語 Energie-Optimierung Schlammbehandlung的縮寫,可譯為污泥處理的能源優化。目前污水廠每年需要耗電 60 萬度,約城市總用電量的 1%。該項目正在準備進行中,其目標是回收利用污泥中富含的能源。該計劃將建造 6 個 35 米高的污泥消化池。污泥消化產生的沼氣在熱電聯產廠中將會被轉化成電能和熱能。該項目計劃在 2015 年開始建設,為期 6 年。預計總投資額為 2 億歐元,2020 年起,可再生能源將會全面滿足整個水廠的能量要求。
污泥處理所需要的區域將會通過改造初沉池及曝氣池的 A 段來實現,整個設計已經全部完成,計劃于今年底開工。因為水廠在此期間將會繼續運行,項目其中一個關鍵點是需了解改造工作對污水處理效率產生的負面影響。
維也納主污水處理廠注重節能的細節設計,廠內裝有一個軸流式水輪機,相當于 500戶家庭同一時間的用電量。另外還準備在污水處理廠安裝太陽能和風能發電系統,通過這些措施,降低化石能源消耗量,為當地環保工作做出貢獻。