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大型污水处理厂工艺改造与应用对比分析
更新时间:2016-10-13 来源:《给水排水》 作者:李勇,彭贵龙,何强,朱慧,刘孟子

摘要:污水处理厂出水氮、磷标准的提高,促使污水处理厂必须进行脱氮除磷改造。结合重庆某大型污水处理厂二期工程工艺调整与三期工程工艺改造,对详细的调整、改造内容,改造前后的出水水质进行了对比分析。

氮磷过量排放引起的水体富营养化是我国政府和公众当前最为关注的环境问题之一[1]。控制水体富营养化,防止水体污染的最根本途径就是对污染源进行治理,控制污染物的排放量。污水排放标准的日趋严格是目前世界各国普遍的发展趋势,以控制富营养化为目的的脱氮除磷工艺已成为各国的主要研究方向[2]。近年来我国加快了污水治理设施的建设步伐,污水处理厂数量逐年增加。然而,很多早期建造的污水处理厂对氮、磷的去除效率较低,面临着污水深度脱氮除磷的要求[3,4]。

1 污水处理厂概况

重庆某大型污水处理厂服务范围涉及重庆主城6个区的21个排水区域,排水体制为雨污合流制,服务面积为261km2,服务人口143万,该厂总占地面积820亩(1亩≈667m2)。进水主要为生活污水,处理工艺为A2/O,同时可以进行工艺倒置运行。该厂于2005年12月完成二期设计规模60万m3/d的建设并投入运行,2011年完成三期设计规模20万m3/d的建设并投入运行,最终形成的污水处理能力为80万m3/d。二期工程运行初期,存在脱氮除磷效果不佳的问题,因此,运行过程中不断对工艺状况和参数进行探索和调整,并增加了一些强化措施(如:增加搅拌器以扩大缺氧区等),最终确保了TN、TP的达标排放。为应对出水水质中TN、TP指标提高的要求,在三期扩建过程中,针对二期设计的不足进行了优化和改进,从而在三期投运以后,水质实现了稳定达标排放。本文对该厂三期与二期设计中的改进和运行效果进行分析和总结。

2 原工艺存在的问题及改造方案

2.1 工艺流程及水质

污水处理厂原工艺流程见图1,进出水水质见表1。

2.2 存在的问题

(1)进水碳源不足。一般情况下,生活污水要求BOD5/TN>4,则可生化性较好,而该厂通过历年的进水数据分析,BOD5/TN>2.7,无法完全满足脱氮除磷工艺的需求。

(2)实际工艺运行参数调整较大。由于污水管网为雨污合流制,导致实际进水水质和设计值有一定的差异,在实际运行中,无法完全按照设计参数运行,必须根据实际情况进行调整和改变。

(3)冬季低温期脱氮效果不佳。由于冬季进水温度平均在15℃以下,最低为12℃,因此,低温严重影响了脱氮效果,导致出水水质中TN不稳定,偶有超标情况出现。

(4)曝气头的设置为平均分布,实际运行中,在曝气池好氧段存在过度曝气的情况,不利于TN 的去除。

(5)三期工程要求的出水水质尤其是TN、TP 指标明显提高。三期要求出水水质除SS外均达到GB 18918-2002一级A标准,而二期为一级B标准,因此,各工艺构筑物、设备和参数必须进行调整。

(6)虽然二期的出水水质达到了排放标准,但仍存在工艺调整工作量较大、工艺运行不够稳定、活性污泥缺氧上浮可能性较大等问题,因此,在三期的设计中必须予以改进。

2.3 二期工艺调整结果

针对上述问题,于2007年进行了二期工程工艺调整,特别在脱氮除磷工艺运行中,先后采取了初沉池部分超越、提高生物反应池污泥浓度、扩大缺氧区、提高内外回流比、增加搅拌器和降低耗氧量等措施。通过一年的运行,最终实现出水水质较稳定地达标排放。

2.4 工艺调整与改造工程内容

二期和三期工程生物反应池单座处理能力均为20万m3/d,每座池都分为两组,主要区别体现在以下几个方面。

2.4.1 反应池容积和功能

二期单池容积为87 386m3,其中厌/缺氧区容积为30 776m3,好氧区容积为56 610m3,设计有效水深均为6m。

三期单池容积为141 410m3。其中厌/缺氧区容积为59 840m3,交替区容积为17 422m3,好氧区容积为64 128m3,厌/缺氧区设计有效水深为8m,交替区和好氧区设计有效水深为6m。在厌/缺氧区与好氧区之间增设交替区,其池形构造与厌/缺氧区相似,配有潜水搅拌器,但同时底部也布设了曝气器,使其根据工艺需要既可按照厌/缺氧的方式运行,也可按照好氧的方式运行。

2.4.2 污泥浓度

二期要求污泥浓度控制在3 300mg/L左右。由于三期设计出水水质TN要求提高,同时,脱氮工艺要求低负荷、高泥龄,因此,三期的污泥浓度设计要求控制在4 000mg/L以上,必要时,可根据工艺运行条件进行调整。

2.4.3 水力停留时间

二期生物反应池总水力停留时间为10.49h,其中厌/缺氧区停留时间为3.70h,好氧区停留时间为6.79h。三期生物反应池总水力停留时间为16.97h,其中厌/缺氧区停留时间为7.18h,交替区停留时间为2.09h,好氧区停留时间为7.70h。由于三期设计进出水水质标准的提高,三期反应池停留时间比二期有了较大延长。同时受到三期预留场地的限制,在三期设计中将厌/缺氧区有效水深设计为8m,以保证在有效场地内满足三期工程的工艺处理要求。

版权、出处:《给水排水》

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