小型污水处理厂A2/O工艺提标改造技术措施与运行
摘要: 在某小型污水处理厂提标改造工程中, 通过将常规A2 /O 工艺进行局部改造和增加深度处理设施等措施, 使出水水质达到一级A 排放标准。详细介绍了提标改造内容及采取的技术措施, 可为类似的小型污水处理厂提供借鉴。
关键词: 提标改造; A2 /O 工艺; 脱氮除磷; 一级A 标准
污水处理厂是从1982年起开始运行的省内首座污水二级生物处理厂, 先后经历了三次扩建, 其中四期工程建成于2001年, 规模为1. 5×104 m 3 /d, 处理工艺为A 2 /O, 处理后的出水水质情况见表1。根据相关政策, 太湖流域城镇污水处理厂的尾水排放要执行新标准, 即《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB 18918-2002)的一级A 标准(见表1), 因此需要对污水厂进行提标改造。
1改造技术方案
提标改造工艺流程见图1。
污水厂建厂较早, 厂内用地紧张, 无新征用地可能, 在污水厂占地面积确定、构筑物已建成的情况下, 需寻求构筑物改造小、投资省的工艺方案。针对出水一级A 的排放要求, 特别是氮磷排放标准高的问题, 需克服碳氮比明显偏低及冬季水温低的不利影响, 以达到稳定排放。
原水经曝气沉砂池处理后, 进入高负荷初沉池 (选择)进行有机物和无机物的固液分离。根据工艺情况, 出水可以选择性地进入预缺氧池、厌氧池和缺氧池; 二沉池回流污泥和内回流混合液回流至预缺氧池, 预缺氧池混合液以及部分原水进入厌氧池, 厌氧池出水与剩余部分原水和内回流混合液进入缺氧池, 缺氧池混合液全部进入好氧池, 经二沉池固液分离后, 出水进入后续滤布过滤器和紫外消毒装置。
该工艺流程具有很强的运行调整灵活性。首先, 可以根据进水水质特征和出水排放标准的需要, 调节进水在三个池内的分配比例; 其次, 考虑到预缺氧池过长的停留时间, 可以适当调节预缺氧池以内源反硝化为主, 通过内源反硝化去除部分NO- 3 - N, 节省碳源, 缓解因污水厂进水碳源严重不足所造成的TN 和TP同步稳定达标难度大的问题; 其三, 在两个缺氧池中以局部的环沟型结构代替原来的整体推流式结构, 一方面可以降低水力负荷对系统冲击的影响, 另一方面还有助于实现混合液在系统内的完全混合。
2提标改造主要技术措施
① 设置高负荷初沉池
经研究分析, 进水SS /COD 值不高, VSS /SS 值平均维持在0. 8, 其中绝大部分时间维持在0. 7 以上, 无机物含量相对较低, 生物系统可利用的有机成分含量相对较高, 因此取消四期初沉池。为保持运行灵活性, 在三期初沉池位置重建高负荷初沉池 (沉淀时间为0. 64 h)进行固液分离, 主要是分离有机物和无机物, 并设超越管, 根据进水水质情况可选择性超越。
② 内源反硝化强化生物脱氮技术
对污水厂历年水质的分析结果表明, 进水TN 较高, 平均为60 mg /L左右, 且BOD /TN 值< 2. 8。在碳源不足的情况下实现总氮的稳定达标, 并尽可能解决生物除磷问题, 是本次改造的重点。
将四期初沉池改造为预缺氧池, 以预缺氧池内源反硝化生物脱氮为强化生物脱氮的核心单元, 充分利用污水处理厂生物系统污泥活性物质含量高 (MLVSS /MLSS高)所形成的高内源反硝化速率, 以及将现有初沉池改造为预缺氧池的长停留时间( 3h)的实际特征, 通过回流污泥自身的内源反硝化, 实现生物脱氮, 从而一方面降低回流污泥反硝化对碳源的需求, 另一方面降低污泥系统活性组分含量, 提高沉降性能。
③ 生化反应池局部改造
在相邻的两个缺氧池中以局部的环沟型结构代替原来的整体推流式结构。
生化反应池中厌氧池原有推进器不做调整, 在两个缺氧池中间的隔断上一端设置导流墙, 另一端开设连通孔, 两个缺氧池一侧各设两台水下推进器, 并调整两台推进器的推进方向, 使缺氧池内形成循环往复流动。
④ 新建过滤设施
为进一步去除SS、BOD、COD、TP, 设置过滤设施。因厂内用地紧张、水力高程有限, 故设置滤布过滤器。进水通过滤盘过滤后, 经中心集水管排出, 大于滤布孔径的颗粒被截留在滤盘外, 部分沉积在池底。利用水力落差过滤, 水力损失小, 无需水泵提升。当滤盘外表颗粒物积聚, 过滤阻力增加, 水位逐渐升高至反冲洗水位时, 启动反抽吸泵, 旋转滤盘进行反冲洗。反冲面积一般占过滤面积的1% 。滤池设有斗形池底, 定时排泥。采用聚酯编织针毡滤布或合成纤维绒毛滤布, 最小孔径为10 μm, 表面浸没度为100% 。滤布需停机更换, 其占地面积小, 模块化安装便于现场调整。
⑤ 新建紫外消毒
一级A 标准要求出水粪大肠菌群数) 1 000 个/L。结合工程规模较小的现状, 并考虑到消毒设施在总平面中布置的可能性, 采用紫外消毒方式。
⑥ 磷的去除
本次工艺改造以强化生物脱氮、确保TN 稳定达标为首要任务。因污泥回流及混合液回流中 NO- x - N造成厌氧环境被破坏, 生物除磷往往无法达到满意的效果, TP达标通过辅助化学法实现。
为确保出水TP达标, 采取以下措施:
a. 利用预缺氧池内源反硝化强化脱氮, 降低进入厌氧池的NO- 3 - N 浓度, 减少其对厌氧段释磷过程的影响, 提高生物除磷效率。
b. 浓缩池上清液及脱水机房冲洗滤布水中TP 浓度极高且变化范围较大, 上清液的TP为13. 9~ 124mg /L。提标改造中, 增设了加药间, 内设混合池及高效澄清器等, 利用化学方法降低高效澄清器出水TP浓度以及重新进入处理系统的TP返回负荷。
c. 在二沉池前设投加药剂点以同步化学除磷。
d. 在二沉池后投加药剂并进行滤布过滤, 进一步除磷。
⑦ 投加碳源
污水厂碳氮比严重失调, 2006年—2008年连续三年COD /NH3 - N 日均值仅为8. 6, 折合BOD /TKN 不足2. 5, 2009 年测定的连续5 d 的24 h COD /TN 均值仅为3. 7, 折合BOD /TKN 值不足2, 总体存在碳源不足的情况, 必要时需投加外碳源。碳源投加位置: 内源反硝化池、厌氧池、缺氧池。碳源可选择乙酸、乙酸钠等。
3提标改造后运行效果
提标改造后污水处理厂进、出水水质见表2。
从表2可以看出, 通过提标改造, 污水处理厂的脱氮除磷效果有了较大的提高, 出水水质达到了城镇污水处理厂污染物排放标准! ( GB 18918- 2002)的一级A 标准, 特别是TN 指标, 去除率从原来的50%左右提高到了70%以上。
4结论
① 本次提标改造充分利用现有设施, 节省投资, 尽量减少土建工程, 适当增加管道, 在充分考虑各构筑物以及不同时期建设工程不同高程的基础上, 确定了最佳改造思路和控制方案。
② 改造技术措施以内源反硝化生物脱氮缓解碳源不足, 以缺氧池沟道型结构缓解冲击负荷, 针对因进水碳源严重不足而导致的氮磷不能同时稳定达标问题, 辅以外加碳源和化学除磷等措施。
③ 新增深度处理过滤装置, 确保SS等稳定达标; 新增消毒设施, 确保卫生学指标达标。
④ 运行灵活, 在不同水质、不同外界条件下, 可以按照不同的模式运行。
⑤ 污水厂改造前通过试验分析, 确定了切实可行的改造方案, 对小型污水处理厂的一级A 提标改造具有示范意义。
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