ECOSUNIDE工藝用于沂水污水處理廠的升級改造
摘要：分點(diǎn)進(jìn)水高效脫氮除磷工藝(ECOSUNIDE)通過改變進(jìn)水方式，創(chuàng)造了有利于硝化茵和聚磷菌生長的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)高效脫氮，并在沂水縣城市污水處理廠升級改造中得到了成功應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：ECOSUNIDE工藝,生物脫氮,升級改造
分點(diǎn)進(jìn)水高效脫氮除磷工藝(ECOSUNIDE)基于統(tǒng)一動力學(xué)理論、動力學(xué)負(fù)荷理論、回流污泥濃度優(yōu)化理論，突破了傳統(tǒng)活性污泥法硝化速度慢、除磷量較少的瓶頸，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)高效脫氮除磷，并在山東省沂水縣城市污水處理廠的改造工程中得到了成功應(yīng)用。
1 工程實(shí)例
1．1 項(xiàng)目概況
沂水縣城市污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為5×10 In ／d，原采用水解／生物濾池二級生化處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996) 的二級標(biāo)準(zhǔn)。
由于南水北調(diào)和污水資源化利用需要，沂水縣城市污水處理廠的出水水質(zhì)需達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)的一級B標(biāo)準(zhǔn)。而其現(xiàn)有工藝難以滿足提標(biāo)要求，因此需進(jìn)行工藝改造和運(yùn)行優(yōu)化。
2007年沂水縣城市污水處理廠委托有關(guān)單位對污水處理廠改造項(xiàng)目進(jìn)行了可行性研究。若采用傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行改造，需要投資4 000萬元，同時(shí)處理規(guī)模將減少為3×10 m ／d。若采用ECO— SUNIDE工藝¨J，工程總投資為800萬元，處理規(guī)模不變，出水水質(zhì)可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)的一級B標(biāo)準(zhǔn)。
1. 2 工藝流程改造
考慮到沂水縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件，確定改造方案時(shí)必須同時(shí)考慮以下幾個(gè)方面一 ：
① 脫碳、脫氮和除磷效率高；
② 投資少，施工容易；
③ 占地面積較小，充分利用現(xiàn)有設(shè)施；
④ 操作管理方便，運(yùn)行費(fèi)用增加不多。
原工藝流程及改造后的工藝流程分別如圖1、2 所示。
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1．3 主要改造內(nèi)容
① 水解池
在原水解池中筑墻，將其容積大致分為5：11 兩段，成為具有一定沉淀功能的厭氧池和好氧池 O1。為了獲得較好的反應(yīng)流態(tài)，有利于泥水混合過程，在厭氧池內(nèi)設(shè)置4根布水管，池內(nèi)設(shè)置折流板。
② 生物濾池
拆除原有生物濾池內(nèi)的濾料，將生物濾池改為活性污泥池，并將其分為O2、O3 、A、O4四部分，其中 O2 、O 3、O4 為曝氣池，A為缺氧池。曝氣池內(nèi)設(shè)置微孑L曝氣器，并配套污泥回流泵和鼓風(fēng)機(jī)。
③ 接觸氧化池
將原有接觸氧化池改為平流沉淀池，與原有沉淀池并聯(lián)，作為活性污泥池后的二沉池。
④ 進(jìn)水點(diǎn)分配
將原有的進(jìn)水全部進(jìn)入水解池，改為分點(diǎn)進(jìn)水，其中厭氧池配水量占總流量的40％左右，O2、O3、A、 04段配水量分別占l7％ 、13％ 、12％ 、8%左右，平流沉淀池的配水量占3．3％ 左右，輻流沉淀池的配水量占6．7％左右。
1．4 處理效果和效益分析
沂水縣城市污水處理廠經(jīng)改造后，處理水量仍為5×10 m ／d，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—2O02)的一級B標(biāo)準(zhǔn)。改造后的進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。
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2 分析與討論
通過改造，沂水縣城市污水處理廠以較低的投資和運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了高效脫氮除磷。這是由于 ECOSUNIDE工藝改變了傳統(tǒng)活性污泥法的進(jìn)水方式，通過將進(jìn)水分配至厭氧區(qū)和好氧區(qū)，創(chuàng)造了有利于聚磷菌、硝化菌生長的環(huán)境，增大了厭氧釋磷負(fù)荷及硝化速度，進(jìn)而提高了脫氮除磷效率。
結(jié)合ECOSUNIDE工藝的原理，對沂水縣城市污水處理廠改造項(xiàng)目進(jìn)行了深入分析與探討。
① 厭氧段不完全進(jìn)水提高了除磷效率
厭氧段進(jìn)水量約占總進(jìn)水量的40％ ，和傳統(tǒng)活性污泥法相比，大大提高了污泥在厭氧區(qū)的停留時(shí)間，使得聚磷菌釋磷充分。部分進(jìn)水實(shí)現(xiàn)了厭氧池內(nèi)的高污泥濃度，提高_(dá)『聚磷菌總量，從而可以提高除磷效率。該 程的污泥回流比為0．78，相應(yīng)的回流污泥濃度為12．5 g／L ，厭氧池污泥濃度為8 263 mg／L。
② 好氧段分點(diǎn)進(jìn)水降低了好氧池有機(jī)物濃度
有機(jī)物濃度是影響硝化菌生長的重要因素之一。在碳氧化和硝化同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)器中，異養(yǎng)脫碳菌和白養(yǎng)硝化菌之間存在著競爭關(guān)系。分點(diǎn)進(jìn)水使得好氧段前端的有機(jī)物水平低于傳統(tǒng)活性污泥法，使硝化自養(yǎng)菌處于生長優(yōu)勢，提高了系統(tǒng)的硝化脫氮能力。
③ 好氧段分點(diǎn)進(jìn)水提高了好氧池的污泥濃度實(shí)行分點(diǎn)進(jìn)水后，O1、O2、O3、A、O4各池的污泥濃度分別為8 326、7 222、6 588、6 094、5 804 mg／L。而采用傳統(tǒng)進(jìn)水方式的活性污泥法，在同樣條件下的污泥濃度僅為5 476 mg／L。因此，分點(diǎn)進(jìn)水工藝的污泥濃度明顯高于傳統(tǒng)工藝。
④ 分點(diǎn)進(jìn)水強(qiáng)化了硝化和反硝化效果
在曝氣區(qū)分點(diǎn)進(jìn)水可以提供碳源，同時(shí)控制曝氣池內(nèi)的溶解氧濃度，創(chuàng)造了有利于同步硝化反硝化的工況，一方面提高了硝化效率，另一方面降低了回流污泥中的溶解氧，有利于厭氧段磷的釋放。
在好氧池中問段的缺氧區(qū)中，利用分點(diǎn)進(jìn)水提供的碳源強(qiáng)化了對總氮的去除。
⑤ 降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用
分點(diǎn)進(jìn)水高效脫氮除磷工藝由于無內(nèi)回流，以及其具有的高污泥濃度梯度污泥減量技術(shù)、高污泥濃度高效捕集氣泡技術(shù)，可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用20％ 左右，同時(shí)也降低了20％左右的工程投資。
綜上所述，分點(diǎn)進(jìn)水高效脫氮除磷工藝的污泥濃度高，可使硝化菌及聚磷菌處于生長優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了高效脫氮除磷；分點(diǎn)配水結(jié)合厭氧、好氧、缺氧反應(yīng)時(shí)間的合理安排，使得活性污泥系統(tǒng)得到人工優(yōu)化，從而提高了出水水質(zhì)，并大大降低了工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。
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