VT污水处理工艺的几点优势

冯生华;郑道才;蒋惠敏

　　VERTREAT（下文简称VT）污水处理工艺是一种高效好氧活性污泥法，适用于城市污水处理和工业废水处理。加拿大Deep Shaft Techology Inc.公司对深井曝气工艺进行了多年的研究，并申请了专利。二十世纪末，加拿大NORAM公司收购了Deep Shaft Techology Inc.公司，并在此基础上进行进一步开发和研究。VT污水处理工艺就是NORAM公司在深井曝气工艺基础上开发的专利技术，目前在北美开始运用推广并取得了良好的效果。VT污水处理工艺是目前先进的高效好氧活性污泥处理技术之一。它利用潜置于地下的竖向反应器对污水进行超深水好氧生物处理，其主要特点是将普通深井曝气工艺中的三个分离处理区合并，使反应池体积更
小，氧的利用率更高，从而有效地降低了工程投资和运行费用。
　　井式生化反应器从上而下分为一级处理区和二级处理区二个部分。在生物一级处理区内设有一个同轴回流管，用来保持混合液处于循环状态，在一级处理区内包含有氧化区和混合区，占整个井式反应器长度的3/4。空气由混合区注入，一方面为一级处理区提供生物氧化所需氧气，另一方面为反应器内液体的循环提供动力。反应器的底部为二级处理区（又称深度氧化区），二级处理区溶解氧含量极高，停留时间较长，BOD得到深度去除，其出水方式采用从反应器的底部出水，出水进入气浮澄清池实现泥水分离，气浮分离过程无须加入任何药剂。

　　VT污水处理工艺具有以下特点：

　　低的运行费用

　　VT工艺的运行费用低，去除每公斤BOD耗电小于0.8度，较低的运行费用主要是有以下方面原因：
　　——高的氧转移率和低曝气量　传统工艺的转移率一般为15%左右，而VT工艺由于反应器深度达到100米左右，大大提高氧的溶解度，同时通过技术革新，污水同空气的接触时间比深井曝气工艺大为延长，所以转移率大为提高，最高可达到86%，在CHVERON FEFINERY中，通过现场测试发现，原所注入空气中含氧为21%，在反应器顶部所排放的废气中，其含氧量为3～4%，二氧化碳含量则达到18%左右，说明氧的转移率达到近905，所需的气量为传统工艺的15%，即约1/6，而在供应同样空气量的情况下考虑压力的因素，电耗将高3倍，二者合一综合考虑，VERTREAT工艺比传统污水处理工艺节省电耗58%。此工艺不但氧转移效率高，而且高压空气的利用也是十分巧妙，压缩气体在充氧的同时，完成了溶气功能，为活性污泥气浮分离、浓缩二步一次完成；压缩空气在充氧的同时，还完成了混合液的搅拌功能，保证了混合液与原污水的充分混合，最后压缩空气在充氧的同时，还完成了混合液的推流功能，保证混合液按工艺设计要求进行环流和潜流，确保污水在反应器中的反应时间及去除效率。因此本工艺实际上是一气多用：即充氧、混合液的推流、搅拌、泥水分离、污泥浓缩及污泥回流。其节能效果是目前任何工艺无法相比的。
　　——重力污泥回流系统　VT工艺污泥回流量同常规污水处理工艺相当，但VT工艺由于其自身的特殊结构和特征，充分利用水力学条件，VT工艺的出水重力流到气浮分离池实现泥水分离（不需填加任何药剂），分离出来的污泥回流也可以实现重力回流，从而有效降低运行费用。
　　——较低的人工管理费用和维修费用　整个VT处理系统采用先进的自动控制技术，可以实现无人控制，在CHVERONR EFINERY污水处理场中，日常操作人员仅为3人，夜班无人值班；同时整个VT系统中无活动部件和易损耗件，所需要维护的仅仅是空压机，所以大大降低日常维护和维修工作量，核心设施的使用寿命可达到20年以上或更多，从而大大降低折旧费用。
　　——低污泥处理费用VT工艺采用气浮分离池实现泥水分离，剩余污泥的含固率可达到4%，可直接进入污泥脱水机进行脱水；而传统工艺的剩余污泥含固率为0.8%，需要配套污泥浓缩池或预浓缩机进行浓缩后才能进行污泥脱水；同时采用VERTREAT工艺产生的污泥量较少，并且在脱水中加入的药剂较少，所以污泥处理费用较低。

　　较强的耐冲击负荷能力

　　VT反应器分为循环氧化处理区和深度氧化区，进水在循环区与原污水充分混合，对进水的污染因子在反应器内迅速被稀释，具有极强的耐冲击负荷能力。
　　由于反应器混合液具有很高的CO2浓度，对进水的PH值具有很强的缓冲作用，在进水PH局EPA所规定的A级生物固体标准，可作为肥料无限制用于各种场所，是解决污泥最终处置问题的理想方法。
　　以一座100，000吨/日城市污水处理厂为例，每日剩余污泥量为1680m3/d（含水率99.2%，折合干泥13.44吨/日），采用VERTAD污泥消化工艺进行污泥的处理，只需在原有污泥脱水系统的基础上增加占地260平方米，即可建成VERTAD污泥处理系统，产生的污泥可达到A级标准，从而可安全方便地进行污泥的最终处置，避免目前污泥处置中产生的二次污染等情况。其运行费用可折算为每立方米污水增加电耗0.043度，总投资2440万人民币。

VT工艺与其他工艺占地面积比较

序号 污水处理工艺 生化部分占地面积 比例 1 三沟式氧化沟工艺 98m×66m×3＝19404m² 298% 2 DAT-IAT工艺 80m×32m×6＝15360m² 236% 3 CAST工艺 30m×50m×8＝12000m² 185% 4 VT工艺 6500m² 100%