摘要: 在某小型污水處理廠提標(biāo)改造工程中, 通過將常規(guī)A2 /O 工藝進(jìn)行局部改造和增加深度處理設(shè)施等措施, 使出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)介紹了提標(biāo)改造內(nèi)容及采取的技術(shù)措施, 可為類似的小型污水處理廠提供借鑒。

關(guān)鍵詞: 提標(biāo)改造; A2 /O 工藝; 脫氮除磷; 一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)

污水處理廠是從1982年起開始運(yùn)行的省內(nèi)首座污水二級(jí)生物處理廠, 先后經(jīng)歷了三次擴(kuò)建, 其中四期工程建成于2001年, 規(guī)模為1. 5×104 m 3 /d, 處理工藝為A 2 /O, 處理后的出水水質(zhì)情況見表1。根據(jù)相關(guān)政策, 太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的尾水排放要執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn), 即《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 18918-2002)的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)(見表1), 因此需要對(duì)污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造。

1改造技術(shù)方案

提標(biāo)改造工藝流程見圖1。

污水廠建廠較早, 廠內(nèi)用地緊張, 無新征用地可能, 在污水廠占地面積確定、構(gòu)筑物已建成的情況下, 需尋求構(gòu)筑物改造小、投資省的工藝方案。針對(duì)出水一級(jí)A 的排放要求, 特別是氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)高的問題, 需克服碳氮比明顯偏低及冬季水溫低的不利影響, 以達(dá)到穩(wěn)定排放。

原水經(jīng)曝氣沉砂池處理后, 進(jìn)入高負(fù)荷初沉池 (選擇)進(jìn)行有機(jī)物和無機(jī)物的固液分離。根據(jù)工藝情況, 出水可以選擇性地進(jìn)入預(yù)缺氧池、厭氧池和缺氧池; 二沉池回流污泥和內(nèi)回流混合液回流至預(yù)缺氧池, 預(yù)缺氧池混合液以及部分原水進(jìn)入?yún)捬醭? 厭氧池出水與剩余部分原水和內(nèi)回流混合液進(jìn)入缺氧池, 缺氧池混合液全部進(jìn)入好氧池, 經(jīng)二沉池固液分離后, 出水進(jìn)入后續(xù)濾布過濾器和紫外消毒裝置。

該工藝流程具有很強(qiáng)的運(yùn)行調(diào)整靈活性。首先, 可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特征和出水排放標(biāo)準(zhǔn)的需要, 調(diào)節(jié)進(jìn)水在三個(gè)池內(nèi)的分配比例; 其次, 考慮到預(yù)缺氧池過長(zhǎng)的停留時(shí)間, 可以適當(dāng)調(diào)節(jié)預(yù)缺氧池以內(nèi)源反硝化為主, 通過內(nèi)源反硝化去除部分NO- 3 - N, 節(jié)省碳源, 緩解因污水廠進(jìn)水碳源嚴(yán)重不足所造成的TN 和TP同步穩(wěn)定達(dá)標(biāo)難度大的問題; 其三, 在兩個(gè)缺氧池中以局部的環(huán)溝型結(jié)構(gòu)代替原來的整體推流式結(jié)構(gòu), 一方面可以降低水力負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)沖擊的影響, 另一方面還有助于實(shí)現(xiàn)混合液在系統(tǒng)內(nèi)的完全混合。

2提標(biāo)改造主要技術(shù)措施

① 設(shè)置高負(fù)荷初沉池

經(jīng)研究分析, 進(jìn)水SS /COD 值不高, VSS /SS 值平均維持在0. 8, 其中絕大部分時(shí)間維持在0. 7 以上, 無機(jī)物含量相對(duì)較低, 生物系統(tǒng)可利用的有機(jī)成分含量相對(duì)較高, 因此取消四期初沉池。為保持運(yùn)行靈活性, 在三期初沉池位置重建高負(fù)荷初沉池 (沉淀時(shí)間為0. 64 h)進(jìn)行固液分離, 主要是分離有機(jī)物和無機(jī)物, 并設(shè)超越管, 根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況可選擇性超越。

② 內(nèi)源反硝化強(qiáng)化生物脫氮技術(shù)

對(duì)污水廠歷年水質(zhì)的分析結(jié)果表明, 進(jìn)水TN 較高, 平均為60 mg /L左右, 且BOD /TN 值< 2. 8。在碳源不足的情況下實(shí)現(xiàn)總氮的穩(wěn)定達(dá)標(biāo), 并盡可能解決生物除磷問題, 是本次改造的重點(diǎn)。

將四期初沉池改造為預(yù)缺氧池, 以預(yù)缺氧池內(nèi)源反硝化生物脫氮為強(qiáng)化生物脫氮的核心單元, 充分利用污水處理廠生物系統(tǒng)污泥活性物質(zhì)含量高 (MLVSS /MLSS高)所形成的高內(nèi)源反硝化速率, 以及將現(xiàn)有初沉池改造為預(yù)缺氧池的長(zhǎng)停留時(shí)間( 3h)的實(shí)際特征, 通過回流污泥自身的內(nèi)源反硝化, 實(shí)現(xiàn)生物脫氮, 從而一方面降低回流污泥反硝化對(duì)碳源的需求, 另一方面降低污泥系統(tǒng)活性組分含量, 提高沉降性能。

③ 生化反應(yīng)池局部改造

在相鄰的兩個(gè)缺氧池中以局部的環(huán)溝型結(jié)構(gòu)代替原來的整體推流式結(jié)構(gòu)。

生化反應(yīng)池中厭氧池原有推進(jìn)器不做調(diào)整, 在兩個(gè)缺氧池中間的隔斷上一端設(shè)置導(dǎo)流墻, 另一端開設(shè)連通孔, 兩個(gè)缺氧池一側(cè)各設(shè)兩臺(tái)水下推進(jìn)器, 并調(diào)整兩臺(tái)推進(jìn)器的推進(jìn)方向, 使缺氧池內(nèi)形成循環(huán)往復(fù)流動(dòng)。

④ 新建過濾設(shè)施

為進(jìn)一步去除SS、BOD、COD、TP, 設(shè)置過濾設(shè)施。因廠內(nèi)用地緊張、水力高程有限, 故設(shè)置濾布過濾器。進(jìn)水通過濾盤過濾后, 經(jīng)中心集水管排出, 大于濾布孔徑的顆粒被截留在濾盤外, 部分沉積在池底。利用水力落差過濾, 水力損失小, 無需水泵提升。當(dāng)濾盤外表顆粒物積聚, 過濾阻力增加, 水位逐漸升高至反沖洗水位時(shí), 啟動(dòng)反抽吸泵, 旋轉(zhuǎn)濾盤進(jìn)行反沖洗。反沖面積一般占過濾面積的1% 。濾池設(shè)有斗形池底, 定時(shí)排泥。采用聚酯編織針氈濾布或合成纖維絨毛濾布, 最小孔徑為10 μm, 表面浸沒度為100% 。濾布需停機(jī)更換, 其占地面積小, 模塊化安裝便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。

⑤ 新建紫外消毒

一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)要求出水糞大腸菌群數(shù)) 1 000 個(gè)/L。結(jié)合工程規(guī)模較小的現(xiàn)狀, 并考慮到消毒設(shè)施在總平面中布置的可能性, 采用紫外消毒方式。

⑥ 磷的去除

本次工藝改造以強(qiáng)化生物脫氮、確保TN 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)為首要任務(wù)。因污泥回流及混合液回流中 NO- x - N造成厭氧環(huán)境被破壞, 生物除磷往往無法達(dá)到滿意的效果, TP達(dá)標(biāo)通過輔助化學(xué)法實(shí)現(xiàn)。

為確保出水TP達(dá)標(biāo), 采取以下措施:

a. 利用預(yù)缺氧池內(nèi)源反硝化強(qiáng)化脫氮, 降低進(jìn)入?yún)捬醭氐腘O- 3 - N 濃度, 減少其對(duì)厭氧段釋磷過程的影響, 提高生物除磷效率。

b. 濃縮池上清液及脫水機(jī)房沖洗濾布水中TP 濃度極高且變化范圍較大, 上清液的TP為13. 9~ 124mg /L。提標(biāo)改造中, 增設(shè)了加藥間, 內(nèi)設(shè)混合池及高效澄清器等, 利用化學(xué)方法降低高效澄清器出水TP濃度以及重新進(jìn)入處理系統(tǒng)的TP返回負(fù)荷。

c. 在二沉池前設(shè)投加藥劑點(diǎn)以同步化學(xué)除磷。

d. 在二沉池后投加藥劑并進(jìn)行濾布過濾, 進(jìn)一步除磷。

⑦ 投加碳源

污水廠碳氮比嚴(yán)重失調(diào), 2006年—2008年連續(xù)三年COD /NH3 - N 日均值僅為8. 6, 折合BOD /TKN 不足2. 5, 2009 年測(cè)定的連續(xù)5 d 的24 h COD /TN 均值僅為3. 7, 折合BOD /TKN 值不足2, 總體存在碳源不足的情況, 必要時(shí)需投加外碳源。碳源投加位置: 內(nèi)源反硝化池、厭氧池、缺氧池。碳源可選擇乙酸、乙酸鈉等。

3提標(biāo)改造后運(yùn)行效果

提標(biāo)改造后污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)見表2。

從表2可以看出, 通過提標(biāo)改造, 污水處理廠的脫氮除磷效果有了較大的提高, 出水水質(zhì)達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)! ( GB 18918- 2002)的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn), 特別是TN 指標(biāo), 去除率從原來的50%左右提高到了70%以上。

4結(jié)論

① 本次提標(biāo)改造充分利用現(xiàn)有設(shè)施, 節(jié)省投資, 盡量減少土建工程, 適當(dāng)增加管道, 在充分考慮各構(gòu)筑物以及不同時(shí)期建設(shè)工程不同高程的基礎(chǔ)上, 確定了最佳改造思路和控制方案。

② 改造技術(shù)措施以內(nèi)源反硝化生物脫氮緩解碳源不足, 以缺氧池溝道型結(jié)構(gòu)緩解沖擊負(fù)荷, 針對(duì)因進(jìn)水碳源嚴(yán)重不足而導(dǎo)致的氮磷不能同時(shí)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)問題, 輔以外加碳源和化學(xué)除磷等措施。

③ 新增深度處理過濾裝置, 確保SS等穩(wěn)定達(dá)標(biāo); 新增消毒設(shè)施, 確保衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)達(dá)標(biāo)。

④ 運(yùn)行靈活, 在不同水質(zhì)、不同外界條件下, 可以按照不同的模式運(yùn)行。

⑤ 污水廠改造前通過試驗(yàn)分析, 確定了切實(shí)可行的改造方案, 對(duì)小型污水處理廠的一級(jí)A 提標(biāo)改造具有示范意義。

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