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設(shè)計(jì)案例 | 城市污水廠一級(jí)A提標(biāo)改造如何進(jìn)行工藝選擇和設(shè)計(jì)

時(shí)間:2020-06-19 09:38

來(lái)源:凈水技術(shù)

評(píng)論(

  隨著城市水環(huán)境綜合治理的需求,污水處理廠一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)全面推行,而提標(biāo)改造工程的工藝的合理選擇將直接關(guān)系到工程投資和運(yùn)行成本,并影響污水廠高效低耗、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

  那么如何合理地進(jìn)行工藝選擇?設(shè)備工藝如何設(shè)計(jì)改造?

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  本文從實(shí)際工程出發(fā),總結(jié)國(guó)內(nèi)污水廠一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn),討論了污水廠出水提標(biāo)至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)手段,分析了深度處理工藝主要構(gòu)筑物選型及特點(diǎn),并對(duì)污水廠未來(lái)發(fā)展方向提出了建議。

  城市污水處理廠發(fā)展

  城市污水處理廠的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。

  第一階段:以去除懸浮物、較大顆粒物為主的一級(jí)污水廠,處理工藝一般為沉砂池、初沉池,該類污水廠主要建于20世紀(jì)初期,對(duì)污水中BOD5、SS的去除率分別約為30%與50%,目前一級(jí)污水廠僅在特殊情況下采用或作為更高級(jí)污水廠分期建設(shè)的第一階段。

  第二階段:以生物處理為主體二級(jí)污水廠,即一般在預(yù)處理的基礎(chǔ)上新增曝氣反應(yīng)池和二沉池,該類污水廠在20世紀(jì)50年代以后得到快速發(fā)展,可去除水中可生物降解的有機(jī)物、懸浮固體以及部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(氮、磷)等,尤其是對(duì)污水中COD、BOD的去除率分別可達(dá)到80%與90%。

  二級(jí)生物處理主要包括活性污泥法(AO工藝、AAO工藝、氧化溝OD工藝以及SBR工藝等)和生物法(生物濾池等),目前兩者共同覆蓋了我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施主體工藝的90%以上。

  第三階段:以“混凝-沉淀-過(guò)濾”深度處理工藝為代表的三級(jí)污水廠,該類污水廠在20世紀(jì)60年代末開(kāi)始建設(shè),至90年代逐漸得到重視,主要用來(lái)進(jìn)一步去除污水中剩余的懸浮固體,氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及其它微量有機(jī)物,三級(jí)污水廠出水大大降低了污染負(fù)荷,對(duì)于控制水體富營(yíng)養(yǎng)化,改善水環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。城市污水處理廠工藝流程如圖所示。

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  污水處理廠的提標(biāo)改造

  統(tǒng)計(jì)資料顯示,截至2016年底,我國(guó)已累計(jì)建成污水處理廠共3 552座,出水水質(zhì)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)比例約為27%。隨著水污染的防治力度的加大,部分地區(qū)制定了嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn),將排入地表水體N、P等污染物的排放限值規(guī)定進(jìn)一步接近或達(dá)到地表Ⅳ類水體水質(zhì)。但結(jié)合我國(guó)實(shí)際發(fā)展情況,大部分地區(qū)還應(yīng)以一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)為污水處理的主要目標(biāo),因地制宜地實(shí)施污水處理廠的升級(jí)改造。

  通常污水廠水質(zhì)提標(biāo)時(shí),可能存在已建生物反應(yīng)池脫氮除磷能力可能不足,二級(jí)生物處理本身較難保證出水SS、TP及TN同時(shí)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。需采取強(qiáng)化二級(jí)生物處理工藝或增加深度處理工藝的方法進(jìn)行提標(biāo)改造,確保污水廠出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。例如TN,需要進(jìn)行生物反應(yīng)池改造強(qiáng)化生物脫氮,同時(shí)增加后置反硝化脫氮工藝和碳源補(bǔ)充措施等。在實(shí)際工程應(yīng)用中,應(yīng)結(jié)合不同地區(qū)污水處理廠運(yùn)行的實(shí)際情況、污水廠實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)分析等,因地制宜,合理地進(jìn)行工藝選擇。

  淮安經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠擴(kuò)建及提標(biāo)改造工程

  一級(jí)A提標(biāo)改造工藝選擇

  在傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝中,污水中氮的去除通過(guò)有機(jī)物氧化、氨化、硝化和反硝化過(guò)程實(shí)現(xiàn),認(rèn)為硝化與反硝化兩個(gè)過(guò)程相對(duì)獨(dú)立。但是,在實(shí)際工程應(yīng)用中,同一反應(yīng)池中生物脫氮與生物除磷過(guò)程易受各種因素影響(包括溫度、pH、碳源、溶解氧、污泥齡、混合液或污泥回流比等),并相互制約,很難同時(shí)獲得較高的生物脫氮、生物除磷效率。因此,在污水廠提標(biāo)改造時(shí),對(duì)現(xiàn)有二級(jí)生物處理工藝脫氮除磷效率進(jìn)行分析,深入挖掘傳統(tǒng)工藝脫氮除磷能力,減少后續(xù)工藝流程長(zhǎng)度,是十分必要的。

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  在實(shí)際工程應(yīng)用中,若要進(jìn)行生物脫氮或生物除磷,一般要求進(jìn)水BOD5/TKN>4或BOD5/TP>17,保證碳源充足;若要同步脫氮除磷,由于污水生物脫氮與生物除磷之間存在碳源競(jìng)爭(zhēng),所需C/N、C/P值更高。因此,碳源不足可能成為限制生物脫氮除磷效率提高的關(guān)鍵因素。隨著厭氧氨氧化、短程硝化反硝化和反硝化除磷等新型生物脫氮除磷工藝研究的應(yīng)用,污水處理過(guò)程中的碳源、能源消耗可大大減少,但上述工藝在國(guó)內(nèi)實(shí)際工程應(yīng)用的還較少。因此,現(xiàn)階段我國(guó)污水處理廠提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)的一般原則仍然是優(yōu)先生物脫氮,強(qiáng)化生物除磷、輔助化學(xué)除磷,同時(shí)宜考慮碳源補(bǔ)充措施。

  一級(jí)A提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)與改造

  已建處理單元改造

  (1)初沉池改造

  污水廠中初沉池主要用來(lái)降低懸浮固體的含量,保證后續(xù)生物處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行,但另一方面,初沉池對(duì)碳源也有一定比例的去除(BOD的去除率為25%~40%),造成污水廠生物反應(yīng)池進(jìn)水碳源不足問(wèn)題更加突出,影響生物脫氮除磷效率。目前,針對(duì)污水廠已建初沉池,結(jié)合具體工程條件,若需要進(jìn)行改造,一是將初沉池改為厭氧區(qū)或(預(yù))缺氧區(qū),增加生物反應(yīng)池水力停留時(shí)間;二是利用初沉池污泥發(fā)酵產(chǎn)生VFA(揮發(fā)性脂肪酸),充分利用內(nèi)部碳源,提高系統(tǒng)脫氮除磷效果。研究表明,初沉發(fā)酵池宜在進(jìn)水BOD5 /TN偏低(BOD5/TN<4)、SS/BOD5偏高(SS/BOD5>1.2)時(shí)設(shè)置,可有效提高生物系統(tǒng)的污泥活性,減少外部碳源投加量。

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 ?。?)生物反應(yīng)池改造

  在提標(biāo)改造工藝設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀水質(zhì)分析,按設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)已建生物反應(yīng)池池容進(jìn)行復(fù)核。通過(guò)技術(shù)改造,充分發(fā)揮二級(jí)生物處理功能,提高生物脫氮除磷效率。目前,已建生物反應(yīng)池改造常用的方法有:①調(diào)整功能分區(qū),若已建生物反應(yīng)池容積基本滿足要求,可通過(guò)新增土建隔墻或結(jié)合初沉池改造的方式,將原池內(nèi)各段分區(qū)進(jìn)行調(diào)整,或改為倒置AAO工藝、五段Bardenpho工藝、UCT工藝等;②MBBR工藝改造:即一般在優(yōu)先保證厭、缺氧區(qū)容積的條件下,通過(guò)好氧區(qū)投加懸浮填料富集微生物,實(shí)現(xiàn)活性污泥法與生物膜法聯(lián)用,保證二級(jí)生物處理效果,該方法比較適用于用地限制、不增加反應(yīng)池容積的老廠改造;③擴(kuò)容減量改造,通過(guò)核減已建生物反應(yīng)池處理規(guī)模,減小負(fù)荷、延長(zhǎng)水力停留時(shí)間,同時(shí)另外新建生物反應(yīng)池滿足污水處理水量要求。

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編輯:王媛媛

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