文章来源:奔跑的环保人
微污染物治理
小编说
微污染物治理一直是行业里面讨论的热点之一,但是国内似乎还没有真正大面积开展。欧盟1 月 1 日生效的修订版《城市污水处理指令》(UWWTD)中关于微污染物处理的要求,标志着该行业 30 年来最大的变革之一,新规对微污染物处理的要求将推动欧洲在污水深度处理方面的巨额投入和增长。
处理规模超 15 万人口当量(大约7.5万吨/天)的大型污水处理厂,以及处理规模在 1 万 – 15 万人口当量且排入对微污染物敏感水体的中型污水处理厂,将被要求增加四级处理设施,以去除至少 80% 的微污染物。
据研究和之前项目显示,活性炭吸附、臭氧氧化或两者组合工艺,已成为最受欢迎的处理路线。
01|欧洲2000座污水厂待升级
根据欧盟联合研究中心的数据,GWI估计,需增加四级处理设施的污水处理厂,其安装和运营成本每年至少达到 12 亿欧元(包括资本折旧)。这将涉及约 560 座大型(>15 万人口当量)和 1400 座中型(1 万 – 15 万人口当量)污水处理厂的基础设施升级;然而,随着各成员国确定哪些中型污水处理厂应被归类为排放可能造成危害的风险厂,这一数字可能会发生变化。
当然,三级处理是有效去除微污染物的先决条件,因此针对那些没有三级处理设施的污水处理厂,要增加针对微污染物的处理,必须得同时增加三级处理和四级处理设施。
许多公用事业机构已经在对其污水处理厂进行投资,部分老旧污水厂,在翻新过程中,有能力的公用事业机构现在正在采取行动去除微污染物,或去除更多的氮和磷,以满足新指令的排放要求。部分国家已经启动了相关的工作。
在德国,已有三个州向公用事业机构提供补贴,以支持四级处理升级。截至 2023 年 10 月,已有 55 座污水处理厂正在升级。
瑞士在 2016 年就引入了微污染物处理要求,截至 2024 年 12 月,其 33 座运营中的污水处理厂将为许多欧盟国家未来的发展提供借鉴。
荷兰在这一领域也处于领先地位,目前有几家公用事业机构正在规划微污染物处理升级项目。
02|活性炭吸附技术

根据GWI报道,活性炭吸附和臭氧氧化技术,被认为是对微污染物去除有效的技术。活性炭吸附法能有效去除众多类别的污染物,微污染物也是一样。但是活性炭投加在哪个工艺段,对污染物的去除效率是不同的。由于成本原因的考虑,通常对难降解有机物、或特殊的污染物才会采用活性炭吸附工艺。常规污染物还是通过生化法去除更具经济性,这也是活性污泥法是目前污水处理最为广泛应用工艺的原因。作为微污染物处理重要的四级处理技术之一,活性炭吸附也有众多不同的技术,有粉末活性炭工艺,也有颗粒活性炭滤池等,今天盘点一下,首先是两种粉末活性炭吸附澄清工艺。
01 DensaCarb炭吸附高密池

粉末活性炭与高密度沉淀池的结合,上升流速可达20-30m/h,占地仅为传统沉淀池的1/8-1/5,污泥外排浓度可达20-30g/L,无需额外浓缩即可脱水处理。
可用于饮用水澄清处理中去除悬浮物和微污染物,也可用于污水深度处理中除难降解COD、TP、SS,以及微污染物。
02 炭吸附脉冲澄清池池

•上升流速4~8 m/h,占地小
•澄清与粉末活性炭结合,吸附时间较长>30min
•稳定的污泥床层,具有过滤截留功能
•无水下移动设备,运行更加稳定可靠
•优化药剂投加,可不投加絮凝剂
•运行能耗低,吨水电耗低至5Wh
•水头损失小,仅0.5~1 m,水力提升要求低
颗粒活性炭滤池种类更多,有上向流滤池、下向流滤池,还有双向流滤池。
01 微膨胀型上向流炭吸附池

Carbzur Up微膨胀型上向流炭吸附池,运行时膨胀率10-30%,滤速5-15m/h。水头损失较小,主要用于处理含有较高浓度有机物及微污染物的水;该类型吸附池吸附量大,上升流速工作范围大,对水力负荷变化不敏感,有机物的去除效果更好。
02 流化型上向流炭吸附池

Carbazur Plus流化型上向流炭吸附池,通常位于砂滤上游,采用小粒径颗粒活性炭滤料,滤床更浅、滤速更高,适用于处理浊度高的澄清水及污水处理厂二级生化处理出水;也可以与臭氧联用作为臭氧-生物活性炭吸附池组合工艺。
膨胀率30-50%,上升流速为10~15m/h,反冲洗频率极低,水洗频率超过一月一次、气洗频率每年1~2次。
03 下向流炭吸附池

CarbazurTM V/G/GH下向流炭吸附池,第二代下向流颗粒活性炭吸附池以CarbazurTM G/GH为代表,采用类似普通快滤池的池型,设置有横向的反洗水排放槽,防止反洗过程中活性炭流失。适用于进水水质较好、对出水浊度要求较高、活性炭更换频率较低的情况。滤速通常5-15m/h,广泛应用于饮用水深度处理领域。
04 炭砂滤池

CarbMediazur下向流炭砂滤池,池型与Carbazur GH相同,采用颗粒活性炭和
石英砂双层滤料。活性炭层起物理化学吸附&生物降解作用,去除微污染物、有机物及氨氮;砂滤层起物理截留作用,去除悬浮颗粒、微生物、浮游动物等。
05 双向流炭吸附池

CarbazurTM DF双向流炭吸附池,专门开发用于有机物负荷较高、活性炭更换频率较高等工况下的重力流式吸附池。双吸附单元的设计确保实现连续“逆流”接触,使活性炭吸附功能处于最佳状态,极大地提高了其利用效率。经过双向吸附的活性炭吸附污染物的饱和度高,而且第二个单元由于活性炭吸附污染负荷小、吸附活性强,从而可以进一步提升最终出水水质。
当第一单元内的活性炭饱和后,将其取出并进行再生处理;并将第二单元内的活性炭转移到第一单元,然后重新填充新的
活性炭或再生后的活性炭。
06 颗粒活性炭吸附-砂滤池

CarbazurTM Up Biflux颗粒活性炭吸附-砂滤池,第一单元作为上向流颗粒活性炭吸附池,第二单元作为下向流砂滤池,一座池子兼具上向流颗粒活性炭吸附池和砂滤池的两种功能。
03|颗粒活性炭与粉末活性炭
在实际工程应用中,颗粒活性炭与粉末活性炭工艺如何选择,是很多人头疼的问题。小编列个表把这些都讲清楚。

04|微污染物去除案例
1 瑞士,洛桑

污水处理厂规模:40万人口当量
处理工艺:

2 瑞士,ALTENRHEIN

瑞士第四个微污染处理实例,处理量3万吨/天
3 法国,Louveciennes WTP

饮用水厂规模:12万吨/天

4 法国,Sophia

处理规模:50000 PE
05|微污染物治理其他技术
微污染物类型繁多,源头治理始终是各类污染物治理的最重要、但最容易被忽略的措施,微污染物也一样。由藻类引起的微污染物,如土溴素和2-MIB等物质,是饮用水处理中需要关注的指标。在上游通过气浮工艺降低藻类含量,是至关重要的措施,远比单纯在末端增加深度处理(臭氧、活性炭)运行成本低且效率高。
AquaDAF 高速气浮,上升流速可达2–40m/h,占地小、效率高。回流比8-10%。(一切不说回流比、只强调效果的气浮,都是耍流氓)

臭氧氧化,也是去除微污染物有效的手段。且臭氧+活性炭的组合,对一些微污染物的去除,可以起到1+1>2的作用。

NF/RO膜,对一些微污染物的去除非常有效。研究报道显示,活性炭对一些类型的微污染物去除非常有效,NF/RO对另外一些非常有效,二者的结合,对绝大多数微污染物可以起到很好的去除。

Source:L.Durand-Bourlier et al., « Quelles usines d’eau potable de demain?Comparaison entre les Procédés Membranaires et le Charbon Actif en Poudre(CAP) », ASTEE, 2015
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