小型污水處理廠A2/O工藝提標改造技術措施與運行
摘要: 在某小型污水處理廠提標改造工程中, 通過將常規(guī)A2 /O 工藝進行局部改造和增加深度處理設施等措施, 使出水水質(zhì)達到一級A 排放標準。詳細介紹了提標改造內(nèi)容及采取的技術措施, 可為類似的小型污水處理廠提供借鑒。
關鍵詞: 提標改造; A2 /O 工藝; 脫氮除磷; 一級A 標準
污水處理廠是從1982年起開始運行的省內(nèi)首座污水二級生物處理廠, 先后經(jīng)歷了三次擴建, 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)行新標準, 即《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》( GB 18918-2002)的一級A 標準(見表1), 因此需要對污水廠進行提標改造。
1改造技術方案
提標改造工藝流程見圖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、構筑物已建成的情況下, 需尋求構筑物改造小、投資省的工藝方案。針對出水一級A 的排放要求, 特別是氮磷排放標準高的問題, 需克服碳氮比明顯偏低及冬季水溫低的不利影響, 以達到穩(wěn)定排放。
原水經(jīng)曝氣沉砂池處理后, 進入高負荷初沉池 (選擇)進行有機物和無機物的固液分離。根據(jù)工藝情況, 出水可以選擇性地進入預缺氧池、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缺氧池, 預缺氧池混合液以及部分原水進入?yún)捬醭? 厭氧池出水與剩余部分原水和內(nèi)回流混合液進入缺氧池, 缺氧池混合液全部進入好氧池, 經(jīng)二沉池固液分離后, 出水進入后續(xù)濾布過濾器和紫外消毒裝置。
該工藝流程具有很強的運行調(diào)整靈活性。首先, 可以根據(jù)進水水質(zhì)特征和出水排放標準的需要, 調(diào)節(jié)進水在三個池內(nèi)的分配比例; 其次, 考慮到預缺氧池過長的停留時間, 可以適當調(diào)節(jié)預缺氧池以內(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, 緩解因污水廠進水碳源嚴重不足所造成的TN 和TP同步穩(wěn)定達標難度大的問題; 其三, 在兩個缺氧池中以局部的環(huán)溝型結構代替原來的整體推流式結構, 一方面可以降低水力負荷對系統(tǒng)沖擊的影響, 另一方面還有助于實現(xiàn)混合液在系統(tǒng)內(nèi)的完全混合。
2提標改造主要技術措施
① 設置高負荷初沉池
經(jīng)研究分析, 進水SS /COD 值不高, VSS /SS 值平均維持在0. 8, 其中絕大部分時間維持在0. 7 以上, 無機物含量相對較低, 生物系統(tǒng)可利用的有機成分含量相對較高, 因此取消四期初沉池。為保持運行靈活性, 在三期初沉池位置重建高負荷初沉池 (沉淀時間為0. 64 h)進行固液分離, 主要是分離有機物和無機物, 并設超越管, 根據(jù)進水水質(zhì)情況可選擇性超越。
② 內(nèi)源反硝化強化生物脫氮技術
對污水廠歷年水質(zhì)的分析結果表明, 進水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現(xiàn)總氮的穩(wěn)定達標, 并盡可能解決生物除磷問題, 是本次改造的重點。
將四期初沉池改造為預缺氧池, 以預缺氧池內(nèi)源反硝化生物脫氮為強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)有初沉池改造為預缺氧池的長停留時間( 3h)的實際特征, 通過回流污泥自身的內(nèi)源反硝化, 實現(xiàn)生物脫氮, 從而一方面降低回流污泥反硝化對碳源的需求, 另一方面降低污泥系統(tǒng)活性組分含量, 提高沉降性能。
③ 生化反應池局部改造
在相鄰的兩個缺氧池中以局部的環(huán)溝型結構代替原來的整體推流式結構。
生化反應池中厭氧池原有推進器不做調(diào)整, 在兩個缺氧池中間的隔斷上一端設置導流墻, 另一端開設連通孔, 兩個缺氧池一側(cè)各設兩臺水下推進器, 并調(diào)整兩臺推進器的推進方向, 使缺氧池內(nèi)形成循環(huán)往復流動。
④ 新建過濾設施
為進一步去除SS、BOD、COD、TP, 設置過濾設施。因廠內(nèi)用地緊張、水力高程有限, 故設置濾布過濾器。進水通過濾盤過濾后, 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, 啟動反抽吸泵, 旋轉(zhuǎn)濾盤進行反沖洗。反沖面積一般占過濾面積的1% 。濾池設有斗形池底, 定時排泥。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% 。濾布需停機更換, 其占地面積小, 模塊化安裝便于現(xiàn)場調(diào)整。
⑤ 新建紫外消毒
一級A 標準要求出水糞大腸菌群數(shù)) 1 000 個/L。結合工程規(guī)模較小的現(xiàn)狀, 并考慮到消毒設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
本次工藝改造以強化生物脫氮、確保TN 穩(wěn)定達標為首要任務。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到滿意的效果, TP達標通過輔助化學法實現(xiàn)。
為確保出水TP達標, 采取以下措施:
a. 利用預缺氧池內(nèi)源反硝化強化脫氮, 降低進入?yún)捬醭氐腘O- 3 - N 濃度, 減少其對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。提標改造中, 增設了加藥間, 內(nèi)設混合池及高效澄清器等, 利用化學方法降低高效澄清器出水TP濃度以及重新進入處理系統(tǒng)的TP返回負荷。
c. 在二沉池前設投加藥劑點以同步化學除磷。
d. 在二沉池后投加藥劑并進行濾布過濾, 進一步除磷。
⑦ 投加碳源
污水廠碳氮比嚴重失調(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提標改造后運行效果
提標改造后污水處理廠進、出水水質(zhì)見表2。
從表2可以看出, 通過提標改造, 污水處理廠的脫氮除磷效果有了較大的提高, 出水水質(zhì)達到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準! ( GB 18918- 2002)的一級A 標準, 特別是TN 指標, 去除率從原來的50%左右提高到了70%以上。
4結論
① 本次提標改造充分利用現(xiàn)有設施, 節(jié)省投資, 盡量減少土建工程, 適當增加管道, 在充分考慮各構筑物以及不同時期建設工程不同高程的基礎上, 確定了最佳改造思路和控制方案。
② 改造技術措施以內(nèi)源反硝化生物脫氮緩解碳源不足, 以缺氧池溝道型結構緩解沖擊負荷, 針對因進水碳源嚴重不足而導致的氮磷不能同時穩(wěn)定達標問題, 輔以外加碳源和化學除磷等措施。
③ 新增深度處理過濾裝置, 確保SS等穩(wěn)定達標; 新增消毒設施, 確保衛(wèi)生學指標達標。
④ 運行靈活, 在不同水質(zhì)、不同外界條件下, 可以按照不同的模式運行。
⑤ 污水廠改造前通過試驗分析, 確定了切實可行的改造方案, 對小型污水處理廠的一級A 提標改造具有示范意義。
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