TDS三維結構生物轉盤在鄉鎮生活污水處理中的優勢

楊建華 林麗 張勇 覃一峰(重慶川儀環境科技有限公司,重慶 401121)

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TDS三維結構生物轉盤在鄉鎮生活污水處理中的優勢

楊建華 林麗 張勇 覃一峰
(重慶川儀環境科技有限公司,重慶 401121)

【摘 要】TDS三維結構生物轉盤正常穩定運行后折算其污泥濃度約為常規活性污泥濃度的11倍,通過對污泥濃度的計算可以看出,TDS三維結構生物轉盤工藝對高濃度和低濃度廢水都有較強的處理能力。其在日本主要應用于食品加工廢水及小區廢水處理,在國內首先將其應用于鄉鎮污水處理,從其工程造價、運行費用和維護管理方面來看,其具有較大的優勢。同時其成套化設備的特性能夠從工程投資上減少近期投入,特別適合應用于當前的PPP、BOT等模式。

【關鍵詞】環境工程學 TDS三維結構生物轉盤 鄉鎮生活污水 最佳組合工藝

1 生物轉盤工藝應用介紹

生物轉盤工藝屬于膜處理工藝， 生物膜技術實質上是微生物固定化技術，它是將微生物細胞固定在載體(即填料)上，細胞與載體間不發生任何化學反應，并在其上生長繁殖，最后形成膜狀生物污泥。[1]

生物轉盤是60年代聯邦德國開創的一種污水生物處理技術。我國從70年代初開始引進生物轉盤技術，對其展開了廣泛的科學研究，不僅在生活污水和城市廢水方面得到了應用，而且在化纖、石化、印染、制革、造紙、煤氣發生站等行業的工業廢水處理領域也得到了應用，并取得了良好的效果。70年代至80年代在我國也應用了一段時間，后由于受材料和制造工藝的限制，便停止大面積推廣。21世紀初，生物轉盤工藝再次從日本、荷蘭等引入我國。生物轉盤在日本主要用于小區污水、食品廢水和垃圾滲濾液處理，在我國現主要應用于生活污水處理和垃圾滲濾液處理，并有成功運行的案例。TDS三維結構生物轉盤(TDS-Biodisc)(圖1)是在攻克了傳統生物轉盤諸多弊端，由 NPO法人APEX和日本積水化學共同研發的新型生物轉盤，是目前運行穩定、處理效率高、能耗低、應用成熟的中小規模污水處理工藝裝置，在國外污水處理中得到廣泛應用，有數千個應用案例。重慶川儀環境科技有限公司自2010年從日本買斷專利。

圖1 TDS三維結構生物轉盤

圖2 TDS三維結構生物轉盤一級B標工藝流程

2 TDS三維結構生物轉盤的污泥濃度計算方法

TDS三維結構生物轉盤的適用范圍廣，進水濃度從10mg/l到10000mg/l范圍都能得到較好的處理。常規生物轉盤穩定運行約1個月的生物轉盤長膜厚度約7 0 0 u m，其所擁有的微生物量約為260000g/m3[2]，生物轉盤折算成污泥濃度為：

MLVSS=a×V/V1

其中，a、生物轉盤單位體積微生物量，g/m3。(厚度為700um，微生物量為260000g/m3)；V、生物轉盤微生物容積量，m3；V1、生物轉盤有效容積，m3；通過以上公式，不考慮TDS三維結構生物轉盤具有比常規生物轉盤更好的處理效果，按照常規微生物生長厚度及微生物量，TDS三維結構生物轉盤的MLVSS濃度大概為常規活性污泥濃度的約11倍。

3 現狀鄉鎮污水的特點

現狀鄉鎮污水建設多數建設后不能運行，即便運行其運行也不穩定，究其原因是由于鄉鎮污水具有以下特點：

(1)排水分散，現場復雜，管網收集困難；(2)污水處理廠規模通常較小，污水量與水質變化大，單位水量建設與運行費用高；(3)許多小城鎮經濟發展水平低，經濟承受能力弱，目前可供選擇的適用技術少；(4)專業施工人員、安裝人員、技術人員及運行管理經驗嚴重缺乏；(5)水質變化大；COD＝350～770mg/L， BOD5＝200～400mg/L， 普遍高于城鎮生活污水，可生化性好，SS＜500mg/L， TN＝30～40mg/L，與城鎮生活污水相當，TP＝2.5～5.5 mg/L，高于城鎮生活污水。(6)水量變化系數高(見表1)，夜晚多停止進水，常規停止進水時間約10個小時。

圖3 TDS三維結構生物轉盤工藝花園式建筑

表1 鄉鎮污水水量變化系數

表2 TDS三維結構生物轉盤在日本使用實例

表3 不同規模下TDS三維結構生物轉盤單方造價

由于以上原因，急切需要一種處理工藝能夠解決以上鄉鎮污水存在的問題。

4 TDS三維結構生物轉盤的適用范圍

TDS三維結構生物轉盤從日本引進，在日本主要用于小區廢水處理、食品加工廢水處理、垃圾滲濾液處理等，同時其排放標準主要為下水道排放標準。TDS三維結構生物轉盤能夠隨著進水濃度的增加，其掛膜厚度也隨著增加，生物轉盤掛膜厚度從0～3mm不等，其處理能力也可根據其均勻的進水水質的高低作相應的調整，同時由于其占地面積小，故其用于高濃度廢水的初期處理具有較高的處理效率。其部分工程實例(見表2)。

5 TDS三維結構生物轉盤處理鄉鎮廢水的最佳組合工藝及工程實例及其需注意的地方

針對鄉鎮生活污水處理的特點，我們推薦TDS三維結構生物轉盤采用如下處理工藝(見圖2)以解決以上問題，使其在處理鄉鎮污水時能夠在投資較省的基礎上保證連續穩定達標運行。

1000方以下污泥采用污泥干化池，占地面積有限及1000方以上采用貯泥池+脫水機房處理。化糞池采用有效停留時間24小時，調節池停留時間按平均時考慮10小時，生物轉盤根據設計負荷選擇，沉淀池采用斜管沉淀池，同時考慮撇渣措施。污水處理站可以建設成美觀、大方的花園式造型，參照圖3所示。

6 TDS三維結構生物轉盤工藝的工程造價

TDS三維結構生物轉盤工藝造價和常規工藝工程造價類似，其根據規模不同而造價各異。其大致范圍如表3所示，其占地面積為0.3-1.5平方米/噸水。

7 TDS三維結構生物轉盤工藝的運行費用

TDS三維結構生物轉盤工藝的直接運行費用主要包括：電費、藥劑費用、人工費、水費、污泥處置費用、維修費用。TDS三維結構生物轉盤的運行維護簡單，僅需要定期給生物轉盤添加潤滑油，其管理不需要具有專業能力的人員維護。同時，生物轉盤上生長的微生物生物鏈長，產生的污泥量僅為常規活性污泥的1/3，同時生物轉盤本身耗電量低約為0.15°/m3。在進水水質為常規鄉鎮污水水質，出水達到《城鎮污水排放標準GB18918-2002》一級B標的情況下，其處理費用僅為0.3～0.5元/噸水。

8 TDS三維結構生物轉盤工藝的應用優勢

隨著PPP、BOT的大力推廣， TDS生物轉盤工藝的適用空間進一步擴大。由于PPP、BOT工藝存在著預計水量和實際水量差別較大的情況。在實際運行的時候，可以根據來水水量的多少，采購相應臺數的生物轉盤，這樣便于減少一次性投資，從而控制工程費用減少運行時財務費用。由于生物轉盤占地面積小，設備安裝方便靈活，對于后期設備的增加也簡便合理。

9 結語

只要來水水質和水量相對均勻，TDS三維結構生物轉盤適用于10-10000mg/l濃度的廢水處理，其處理效果能夠很好的得到保證。TDS三維結構生物轉盤的處理效果隨著生物膜厚度的增加而增加，在設計和運行過程中，保證對生物轉盤進水水質和水量的均勻性，努力培養微生物膜顯得格外重要。改進工藝后的TDS三維結構生物轉盤工藝由于其占地面積小，投資省、運行維護方便、運行費用低，特別適合鄉鎮污水處理。同時由于其可以根據不同的規模分批上設備，特別適用于現行的鄉鎮污水的PPP和BOT處理模式，對于控制前期投資具有重要意義。

參考文獻:

[1]吳會中,單欣,趙琛琛.生物膜處理技術的研究進展[J].技術交流, 2005(14):52-54.

[2]增田純雄,等.關于生物轉盤附著生物膜內細菌分布及其作用研究[J].下水道協會志,呂炳南譯.日本.1987.278.