TDS三维结构生物转盘在乡镇生活污水处理中的优势

杨建华 林丽 张勇 覃一峰(重庆川仪环境科技有限公司,重庆 401121)



TDS三维结构生物转盘在乡镇生活污水处理中的优势

杨建华 林丽 张勇 覃一峰
(重庆川仪环境科技有限公司,重庆 401121)

【摘 要】TDS三维结构生物转盘正常稳定运行后折算其污泥浓度约为常规活性污泥浓度的11倍,通过对污泥浓度的计算可以看出,TDS三维结构生物转盘工艺对高浓度和低浓度废水都有较强的处理能力。其在日本主要应用于食品加工废水及小区废水处理,在国内首先将其应用于乡镇污水处理,从其工程造价、运行费用和维护管理方面来看,其具有较大的优势。同时其成套化设备的特性能够从工程投资上减少近期投入,特别适合应用于当前的PPP、BOT等模式。

【关键词】环境工程学 TDS三维结构生物转盘 乡镇生活污水 最佳组合工艺

1 生物转盘工艺应用介绍

生物转盘工艺属于膜处理工艺， 生物膜技术实质上是微生物固定化技术，它是将微生物细胞固定在载体(即填料)上，细胞与载体间不发生任何化学反应，并在其上生长繁殖，最后形成膜状生物污泥。[1]

生物转盘是60年代联邦德国开创的一种污水生物处理技术。我国从70年代初开始引进生物转盘技术，对其展开了广泛的科学研究，不仅在生活污水和城市废水方面得到了应用，而且在化纤、石化、印染、制革、造纸、煤气发生站等行业的工业废水处理领域也得到了应用，并取得了良好的效果。70年代至80年代在我国也应用了一段时间，后由于受材料和制造工艺的限制，便停止大面积推广。21世纪初，生物转盘工艺再次从日本、荷兰等引入我国。生物转盘在日本主要用于小区污水、食品废水和垃圾渗滤液处理，在我国现主要应用于生活污水处理和垃圾渗滤液处理，并有成功运行的案例。TDS三维结构生物转盘(TDS-Biodisc)(图1)是在攻克了传统生物转盘诸多弊端，由 NPO法人APEX和日本积水化学共同研发的新型生物转盘，是目前运行稳定、处理效率高、能耗低、应用成熟的中小规模污水处理工艺装置，在国外污水处理中得到广泛应用，有数千个应用案例。重庆川仪环境科技有限公司自2010年从日本买断专利。

图1 TDS三维结构生物转盘

图2 TDS三维结构生物转盘一级B标工艺流程

2 TDS三维结构生物转盘的污泥浓度计算方法

TDS三维结构生物转盘的适用范围广，进水浓度从10mg/l到10000mg/l范围都能得到较好的处理。常规生物转盘稳定运行约1个月的生物转盘长膜厚度约7 0 0 u m，其所拥有的微生物量约为260000g/m3[2]，生物转盘折算成污泥浓度为：

MLVSS=a×V/V1

其中，a、生物转盘单位体积微生物量，g/m3。(厚度为700um，微生物量为260000g/m3)；V、生物转盘微生物容积量，m3；V1、生物转盘有效容积，m3；通过以上公式，不考虑TDS三维结构生物转盘具有比常规生物转盘更好的处理效果，按照常规微生物生长厚度及微生物量，TDS三维结构生物转盘的MLVSS浓度大概为常规活性污泥浓度的约11倍。

3 现状乡镇污水的特点

现状乡镇污水建设多数建设后不能运行，即便运行其运行也不稳定，究其原因是由于乡镇污水具有以下特点：

(1)排水分散，现场复杂，管网收集困难；(2)污水处理厂规模通常较小，污水量与水质变化大，单位水量建设与运行费用高；(3)许多小城镇经济发展水平低，经济承受能力弱，目前可供选择的适用技术少；(4)专业施工人员、安装人员、技术人员及运行管理经验严重缺乏；(5)水质变化大；COD＝350～770mg/L， BOD5＝200～400mg/L， 普遍高于城镇生活污水，可生化性好，SS＜500mg/L， TN＝30～40mg/L，与城镇生活污水相当，TP＝2.5～5.5 mg/L，高于城镇生活污水。(6)水量变化系数高(见表1)，夜晚多停止进水，常规停止进水时间约10个小时。

图3 TDS三维结构生物转盘工艺花园式建筑

表1 乡镇污水水量变化系数

表2 TDS三维结构生物转盘在日本使用实例

表3 不同规模下TDS三维结构生物转盘单方造价

由于以上原因，急切需要一种处理工艺能够解决以上乡镇污水存在的问题。

4 TDS三维结构生物转盘的适用范围

TDS三维结构生物转盘从日本引进，在日本主要用于小区废水处理、食品加工废水处理、垃圾渗滤液处理等，同时其排放标准主要为下水道排放标准。TDS三维结构生物转盘能够随着进水浓度的增加，其挂膜厚度也随着增加，生物转盘挂膜厚度从0～3mm不等，其处理能力也可根据其均匀的进水水质的高低作相应的调整，同时由于其占地面积小，故其用于高浓度废水的初期处理具有较高的处理效率。其部分工程实例(见表2)。

5 TDS三维结构生物转盘处理乡镇废水的最佳组合工艺及工程实例及其需注意的地方

针对乡镇生活污水处理的特点，我们推荐TDS三维结构生物转盘采用如下处理工艺(见图2)以解决以上问题，使其在处理乡镇污水时能够在投资较省的基础上保证连续稳定达标运行。

1000方以下污泥采用污泥干化池，占地面积有限及1000方以上采用贮泥池+脱水机房处理。化粪池采用有效停留时间24小时，调节池停留时间按平均时考虑10小时，生物转盘根据设计负荷选择，沉淀池采用斜管沉淀池，同时考虑撇渣措施。污水处理站可以建设成美观、大方的花园式造型，参照图3所示。

6 TDS三维结构生物转盘工艺的工程造价

TDS三维结构生物转盘工艺造价和常规工艺工程造价类似，其根据规模不同而造价各异。其大致范围如表3所示，其占地面积为0.3-1.5平方米/吨水。

7 TDS三维结构生物转盘工艺的运行费用

TDS三维结构生物转盘工艺的直接运行费用主要包括：电费、药剂费用、人工费、水费、污泥处置费用、维修费用。TDS三维结构生物转盘的运行维护简单，仅需要定期给生物转盘添加润滑油，其管理不需要具有专业能力的人员维护。同时，生物转盘上生长的微生物生物链长，产生的污泥量仅为常规活性污泥的1/3，同时生物转盘本身耗电量低约为0.15°/m3。在进水水质为常规乡镇污水水质，出水达到《城镇污水排放标准GB18918-2002》一级B标的情况下，其处理费用仅为0.3～0.5元/吨水。

8 TDS三维结构生物转盘工艺的应用优势

随着PPP、BOT的大力推广， TDS生物转盘工艺的适用空间进一步扩大。由于PPP、BOT工艺存在着预计水量和实际水量差别较大的情况。在实际运行的时候，可以根据来水水量的多少，采购相应台数的生物转盘，这样便于减少一次性投资，从而控制工程费用减少运行时财务费用。由于生物转盘占地面积小，设备安装方便灵活，对于后期设备的增加也简便合理。

9 结语

只要来水水质和水量相对均匀，TDS三维结构生物转盘适用于10-10000mg/l浓度的废水处理，其处理效果能够很好的得到保证。TDS三维结构生物转盘的处理效果随着生物膜厚度的增加而增加，在设计和运行过程中，保证对生物转盘进水水质和水量的均匀性，努力培养微生物膜显得格外重要。改进工艺后的TDS三维结构生物转盘工艺由于其占地面积小，投资省、运行维护方便、运行费用低，特别适合乡镇污水处理。同时由于其可以根据不同的规模分批上设备，特别适用于现行的乡镇污水的PPP和BOT处理模式，对于控制前期投资具有重要意义。

参考文献:

[1]吴会中,单欣,赵琛琛.生物膜处理技术的研究进展[J].技术交流, 2005(14):52-54.

[2]增田纯雄,等.关于生物转盘附着生物膜内细菌分布及其作用研究[J].下水道协会志,吕炳南译.日本.1987.278.