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城市污水處理廠提標改造工藝探討:看熱訊

2023-01-18 09:30:32 來源: 公務員之家

【摘要】當前,在人與環(huán)境和諧發(fā)展理念的指引下,我國各地政府和各級主管部門均出臺了一系列改善生態(tài)環(huán)境的舉措。尤其是對城市污水處理廠的提標改造工作,可以進一步提升城市污水處理能力。文章結(jié)合滄州市運東污水處理廠提標改造工程的相關內(nèi)容進行分析研究,就污水處理廠改造工藝的要點進行介紹,并對相關方案做了比對,最終得出BBR工藝更適合運東污水處理廠提標改造的要求。

【關鍵詞】污水處理;提標改造

1工程現(xiàn)狀


(資料圖片僅供參考)

1.1處理工藝現(xiàn)狀

滄州市運東污水處理廠總設計規(guī)模10.0萬m3/d,包含污水處理設施和污泥處理設施。其中,深度處理系統(tǒng)已經(jīng)過一次提標改造,改造后連同始建時工程,形成2套,設計規(guī)模分別為3.0萬m3/d和7.0萬m3/d,2套系統(tǒng)處理工藝基本相同,均為高密度沉淀池+濾池。

1.2運行維護現(xiàn)狀

污水處理廠管理運營人員具有良好的運行管理經(jīng)驗,現(xiàn)有設備基本保養(yǎng)良好,設施整體運行良好;面臨進廠污水水質(zhì)、水量負荷的季節(jié)性變化沖擊,以及部分設備老化的困境,積極采取有效措施,保持出水水質(zhì)的基本穩(wěn)定。由于冬季進水水溫較低,活性污泥生化性較差,生化系統(tǒng)中氨氮去除,硝化作用受溫度的制約因素較強,因此運東污水處理廠冬季氨氮的去除效果不能得到很好的保障,出水氨氮容易出現(xiàn)波動。

1.3工程提標改造的必要性

現(xiàn)狀運東污水處理廠采用以A2/O工藝為主體的三級深度處理工藝,設計出水水質(zhì)達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。滄州市委、市政府印發(fā)的《滄州市消除劣V類河流攻堅行動方案》中明確提出,包括滄州市運東、運西污水處理廠在內(nèi)的多家排水單位和污水處理設施,2020年底前完成提標改造;此后,又先后在2019年的9月和11月召開兩次會議,落實了運東污水廠提標改造的資金來源和實施期限。方案對污水廠的出水水質(zhì)提出了更高要求,現(xiàn)狀污水處理廠在冬季低溫環(huán)境下,部分指標不能滿足《行動方案》的要求。根據(jù)滄州市水污染防治工作領導小組約談要求,滄州市運東污水處理廠要在2020年7月15日前完成提標改造。

2提標改造方案

2.1提標改造思路

2.1.1CODcr的去除本次提標改造工程的目標是將現(xiàn)有出水的CODcr由50mg/L降至40mg/L。現(xiàn)有工程處理工藝成熟、完整,對水中可降解的有機污染物質(zhì)已有極高的去除效率,出水中殘存CODcr多為難降解成分,主要來源為:微生物代謝產(chǎn)物和原水難降解成分。實踐表明,微生物代謝產(chǎn)物貢獻值不足10mg/L,再通過深度處理設施的去除(主要是沉淀、過濾過程中隨SS一同去除),使CODcr達到40mg/L壓力不大。本廠目前實際出水CODcr指標即已滿足這一要求。

2.1.2氮的去除本次改造工程出水水質(zhì)對NH3-N指標提出了更高的要求,而污水處理廠對NH3-N的去除基本是在生化階段依靠硝化作用完成的,常規(guī)AAO工藝的好氧池只要充氧充足,可以使出水NH3-N濃度滿足設計要求。但由于目前實際進水氨氮已超出原設計水平,如欲利用現(xiàn)有池體達到改造后出水氨氮要求,經(jīng)核算,氧池內(nèi)硝化速率需高達0.069kgNH3-N/(kgMLVSS·d),大大超出合理范圍。實際上,運營單位為使出水氨氮達到一級A標準,已采取了大量應對調(diào)整措施,但距離改造后工程要求的2mg/L仍有顯著差距,故必須對現(xiàn)有生化池進行改造。

2.1.3磷的去除現(xiàn)狀工程在設計階段就已充分考慮對TP和SS的去除能力,設置了絮凝沉淀池、磁混凝高密度沉淀池和濾池等深度處理設施。通過投加絮凝劑,可以同時去除TP和懸浮物,因此這兩項指標事實上成為同一個問題。提標改造工程的目標是將現(xiàn)有出水的0.5mg/L降至0.4mg/L。

2.2確定改造方案

綜上所述,對氨氮的去除是本次改造工程的重點和難點,現(xiàn)有主體生化工藝是按照原設計出水水質(zhì),即GB18918-2002的一級A標準設計的,受其自身技術原理的限制,客觀上對氮和磷的去除無法完全兼顧,同時脫氮除磷能力有限。由此確定本次改造對工藝選擇的路徑如下:①重點強化生物脫氮效果,保證出水的氮,尤其是氨氮、總氮達標;②由生化處理系統(tǒng)發(fā)揮除磷的主要功能,針對污水中的溶解性無機磷,采取必要的改造措施,提高其去除率。根據(jù)以上思路,本次設計對現(xiàn)有生化系統(tǒng)進行升級改造,選用脫氮能力較強的先進工藝。

3提標改造工藝要點

3.1改造工藝重難點問題

本工程具有技術難度較高,施工復雜程度較高,且建設工期緊張的特征。因此,對改造工藝技術也提出了較高的要求,所選工藝技術必須具備以下條件:①應能密切結(jié)合現(xiàn)狀水廠運行特征進行精密調(diào)整;②應能保證以合理成本實現(xiàn)出水長期穩(wěn)定達標;③應實施快捷的工程措施,以保質(zhì)保量地完成建設進度目標;④應易于操作管理,同時具備較強的抗水質(zhì)、水量沖擊負荷能力,以應對本廠承受的復雜進水條件。

3.2主體工藝比選

從本工程現(xiàn)狀工藝設施出發(fā),AAO工藝、MBBR工藝和BBR工藝較適用于本工程情況,能夠合理利用現(xiàn)狀已有的池體和設備設施。

3.2.1AAO工藝特點脫氮除磷效果好,冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定,抗沖擊負荷能力較強,運行費用較高。工藝優(yōu)點主要有:①在硝化與反硝化工藝系統(tǒng)中可以稱為同步脫氮除磷工藝,總的水力停留時間少于氧化溝工藝;②污泥中含磷濃度高,具有很高的肥效;③厭氧段、缺氧段只能輕緩攪拌,并不增加溶解氧濃度。工藝缺點主要有:①脫氮、除磷效果難以再提高;②工藝流程復雜,占地面積大,需加深度處理工藝才能達到排放標準,處理構(gòu)筑物多,運行管理繁瑣;③當水質(zhì)、水量變化較大時,系統(tǒng)耐沖擊能力較生物轉(zhuǎn)盤差;④由于其推流的池型結(jié)構(gòu),對水質(zhì)變化的緩沖能力較差;⑤脫氮效果受混合液回流比大小影響,電耗高,除磷脫氮效果則受回流污泥中挾帶溶解氧和硝酸態(tài)氧的影響;⑥水溫在10℃~12℃脫氮比較困難,碳氮比低于4無法滿足脫氮要求,水溫8℃~10℃無法達標;⑦需要增加深度處理,投資成本高[1]。

3.2.2MBBR工藝脫氮除磷效果一般,冬季氨氮、總氮不穩(wěn)定,抗沖擊負荷能力一般,運行費用一般。工藝優(yōu)點主要有:①適合污水處理廠的擴容;②適合現(xiàn)有城市和工業(yè)污水處理廠的新建和升級改造;③具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點,又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性。工藝缺點主要有:①需要增加深度處理,投資成本高;②操作運行困難,經(jīng)常出現(xiàn)由于池內(nèi)進氣分布不均勻,而導致局部填料堆積現(xiàn)象;③填料掛膜與曝氣量大小相關,操作時容易導致掛膜緩慢和脫落;④填料格柵板容易堵塞,影響污水廠運營;⑤水溫在10℃~12℃脫氮比較困難,碳氮比低于4無法滿足脫氮要求,水溫8℃~10℃無法達標[2]。

3.2.3BBR工藝脫氮除磷效果很好,全年出水穩(wěn)定達標,抗沖擊負荷能力很強,運行費用較低。工藝優(yōu)點主要有:①比傳統(tǒng)工藝氮、磷、COD去除效率高,抗沖擊負荷能力強;②所需曝氣量?。ㄈ芙庋鯙?.1mg/l—1.0mg/l),運行成本低;③污水停留時間短、占地面積??;④全過程無須設置獨立除臭裝置;⑤水溫8℃~12℃以上,能達到高效處理,穩(wěn)定達到排放標準;⑥比傳統(tǒng)工藝回流比低,節(jié)省電耗;⑦不易發(fā)生污泥膨脹;⑧限氧曝氣池容僅為A2/O工藝生化池的1/2—1/3;⑨污泥產(chǎn)量少。工藝缺點主要有:需每日投加營養(yǎng)劑,從而產(chǎn)生少量費用,但每噸水投加營養(yǎng)液成本0.03元/m3。

3.3比選結(jié)論

考慮污水處理廠要求脫氮除磷率較高,尤其在冬季低溫條件下,仍要能夠保證出水穩(wěn)定達標,且實施進度緊張,經(jīng)比較,BBR工藝在項目總投資和噸水成本中占有較大優(yōu)勢,處理效果可靠,且實施簡單快捷,新增的主要設備均可直接增設于現(xiàn)狀生化池池頂、或設備間內(nèi),無須再新增建構(gòu)筑物,最大程度縮短了建設工期,降低了改造工程實施的復雜度,故選擇“BBR工藝”作為滄州市運東污水處理廠提標改造工程的改造工藝方案,改造后的工藝流程如圖1所示。

4結(jié)語

為深入了解BBR工藝在污水處理中的運行效果,建設單位分別兩次對BBR工藝進行調(diào)研。通過實地調(diào)研及分析,認為:①BBR工藝改造施工便捷,4家污水處理廠調(diào)試期間出水氨氮、總氮去除率均較高;②BBR工藝與傳統(tǒng)A2/O相結(jié)合的工藝,能滿足滄州市政府要求的出水排放標準;③BBR的工藝方案能實現(xiàn)滄州市政府規(guī)定的完工期限;④基于傳統(tǒng)生化處理基礎上的BBR工藝改造,較傳統(tǒng)活性污泥法擴容減負改造方案更節(jié)省基建投資。所以,基于傳統(tǒng)生化處理基礎上進行的BBR工藝改造更適用于運東污水處理廠提標改造工程項目,運用該工藝技術實施的改造后工程,能夠保證出水水質(zhì)長期穩(wěn)定達標。

參考文獻

[1]王培培.城鎮(zhèn)污水處理廠提標改造工藝的思考[J].化工管理,2019(32):96.

[2]鄧穎輝.天津城鎮(zhèn)污水處理廠地方標準提標改造技術[J].科技資訊,2017,15(9):121-122.

作者:楊磊 單位:青海潔神環(huán)境科技股份有限公司武漢分公司

編輯:Edt_69

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