时间:2024-08-31
陈向农
摘 要:龙岩南翼污水厂是“十二五”国家考核的重点减排项目,也是龙岩市重点民生项目。该厂借鉴福建省各地市污水处理厂的运行工艺、运行效果以及运行能耗等特点,结合龙岩地区的水质状况,设计采用“改良A2/O生物池+混凝沉淀过滤深度处理”工艺,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A排放标准,投产至今运行稳定, 抗负荷冲击性较强, 出水水质稳定达标。
关键词:设计参数 运行效果 工艺调控 污水处理
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2021)01(b)-0012-05
Engineering Design and Operation Effect of Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan
CHEN Xiangnong
(Longyan City Development Group Co., Ltd., Longyan, Fujian Province, 364015 China)
Abstract: Nanyi Sewage Treatment Plant in Longyan is a key emission reduction project assessed by the state in the 12th Five Year Plan, and also a key livelihood project in Longyan city. The plant adopts the advanced treatment of "improved A2 / Obiological tank + coagulation sedimentation filtration", and the effluent is in accordance with class a discharge standard of "pollutant discharge standard of urban sewage treatment plant (GB18918-2002)". it has been running stably, with good impact resistance and stable effluent quality.
Key Words: Design parameters; Operation effect; Process control;Sewage treatment
隨着环保意识的提高,污水处理的出水要求越来越高,为切实加大水污染的防治力度,国务院于2015年4月印发了《水污染防治行动计划》,明确提出了要加快现有城镇污水处理设施建设与改造步伐。为响应国家号召,积极应对水环境整治,福建省要求近岸海域汇水区的污水处理厂应尽快按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准实施,解决这些重点地区的污水综合治理、污水回用或城市景观用水需求等问题[1]。这就要求污水处理厂在原一级B标准的基础上进行提标改造,通过对已有处理设施提标改造以及增加深度处理工艺进一步降低氮磷等污染物质指标。
据《全国城镇污水处理管理信息系统》统计数据,截至2019年底,全国共有2913座城镇污水处理厂执行一级A标准,由于进水量的不断增加和出水浓度的不断降低,污染物削减总量显著提高,对流域有机物、氮、磷减排及富营养化控制做出了积极的贡献。但是在实际执行“一级A标准”的城镇污水处理厂尚存在一些问题亟需解决。具体存在问题如下。
一是污水处理厂进水水质浓度远低于生活污水理论COD浓度、碳氮比低、无机悬浮物浓度高是当前全国城镇污水处理厂普遍存在的问题。这造成污水处理厂活性污泥难以正常生长繁殖,处理效率降低;运行管理难度加大,设备闲置或者低效运转,碳源投加费用增加等问题。
二是污水处理从预处理到生物处理再到深度处理,过程中涉及的构筑物、设备种类繁多,如何合理选择搭配污水处理工艺与设施设备对污水处理厂运营起着至关重要的作用。
三是“一级A标准”的执行对污水处理工艺控制要求更为严格,对人员以及硬件的配置要求更高,要求污水处理设施运行管理和建设技术水平需要大幅度提升。这就需要各级部门加大对污水处理厂的运营成本的投入[2]。
本文通过对龙岩市执行“一级A”排放标准的某污水处理厂的管网建设、工艺设计、运营调控等方面的进行了详细调研分析、总结,供后续污水处理厂参考借鉴。
1 项目概况
龙岩某污水处理厂位于中心城区,占地约19亩,总投资约8158万元,设计日处理能力1万t,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A排放标准。该污水处理厂是“十二五”国家考核的重点减排项目,也是龙岩市重点民生项目。
2 污水处理厂设计优化
2.1 做好污水处理厂网设计前的调研工作
在污水处理厂设计阶段开展基础调研分析,详细调研进水水质水量情况,对排污口污水水质进行实时监测,预测各种变化等因素所引起的水量及水质的变化,从而为污水处理收集管网铺设线路以及污水处理厂的科学、合理设计提供依据[3]。本污水处理厂主要服务曹溪美食城一带的居民,鉴于污水处理厂选址的标高较高,经多方论证,采用建设厂外提升泵站的方案。
2.2 科学选用污水处理工艺
城镇污水处理工艺已逐步成熟,每种工艺各有优缺点,均可实现污水脱氮除磷的目的。“一级A”排放处理技术的选择的过程中要从多方面考虑,多利用现代技术,如在改造过程中可利用化学技术进行磷处理、强化生物脱氮、过滤悬浮物和部分有机质的深度处理等技术措施。综合进厂污水水质、出厂水质要求、处理厂规模、污泥处置方案以及当地气温、工程地质、环境等条件,同时考虑节省工程投资、运行管理便捷、节约运行成本,确保出水达标等方面的考虑,选择技术先进成熟,运行稳妥可靠、动力效率高,运行成本低的改良型A2/O生化处理+高效混凝沉淀+转盘生物滤池工艺。
2.3 合理设置污水处理单元
设计时采用灵活的设备和设施组合,合理选择格栅、鼓风机、推流器等设备类型,保证工艺系统的高效稳定对污水处理厂出水稳定达标尤为重要。该污水处理厂已设置厂外泵站,大块垃圾基本停留于泵站,厂内可节省粗格栅工序;在处理悬浮物不是很高的原水上,若是原水经过很长时间停留在沉淀池,那么就会损失一定的碳源,这样对于生物脱氮处理很不利,所以沉淀池的使用一定要灵活。该污水处理厂根据实际的水质,适当的提高沉砂池的负荷,缩短停留时间,沉砂池停留时间不足1h,既去除无机SS,又保留进水中的BOD5,优化进水水质;结合以往的污水处理运行经验,对生化系统设备的选型与放置位置进行优化,尽可能达到彼此间的平衡,生物系统内循环更顺畅、高效,提高了充氧效率以及微生物对氧气的利用率[4]。
2.4 配齐应急处理系统
为确保污水处理厂出水达标排放,应配齐应急加药系统(包括碳源投加系统、除磷药剂投加系统、消毒剂投加系统),应对突发的水质水量波动。同时考虑到该污水处理厂处理能力以及可能遇到的突发情况,将厂外泵站与排入其他污水处理厂的管网联通,超过安全水位时污水将溢流入龙岩其他污水处理厂,确保厂外泵站的安全。
2.5 注重設备选型,合理考虑设备设施组合之间的相互影响
污水厂设备均采用行业内高端品牌,可自动化控制,减少故障率,实现节能降耗:除渣能力强。细格栅采用孔径为3mm的阶梯式网板格栅,自动回转及反冲洗,除渣效果良好;污水处理系统所有泵类、搅拌器、推流器等产品均采用进口品牌,水下设备效能高,运行稳定;曝气系统采用鼓风机及微孔管式曝气器组合,鼓风机可实现大宽幅的风量需求,便于溶解氧控制,微孔管式曝气器采用进口品牌产品,曝气管气孔细微,充氧效率高;深度处理中的过滤工艺采用过滤孔径为10μm,可截留粒径大于10μm的微小颗粒,出水水质稳定;电气自动化程度高,中控监控软件开发制作功能完善,组成的自动化系统在现场手动状态下,各设备均可独立开停机,远控联动状态下有半自动全自动控制模式,整套自动控制系统参数调控灵活[5]。
3 污水处理厂处理工艺
3.1 工艺流程图
该污水处理厂采用具有脱氮除磷功能的“改良型A2/O”生物池+高效混凝沉淀+过滤深度处理工艺。污泥处理采用“污泥浓缩→污泥脱水→污泥处置”,污泥外运制有机肥,出水消毒采用紫外线消毒工艺,具体工艺流程图如图1和图2所示。
3.2 设计进出水水质
考虑该污水处理厂服务范围内现状企业排污量少,工业主要以发展机械制造(运输机械、工程机械)、光电产业、物流等相关低污染产业,参考当地其他污水处理厂实测平均进水水质,确定龙岩市污水处理厂进水水质;出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级排放标准的A类标准。进出水水质指标如表1所示。
3.3 各处理单元作用
3.3.1 预处理单元
细格栅:截除污水中较小漂浮物。根据格栅前后水位差或按时间周期自动控制清渣,也可机旁手动控制清渣。
旋流沉砂池:砂水混合物由气提吸砂泵输送至砂水分离器,去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生化处理。
3.3.2 生化处理单元
改良A2/O生物池:生物池分为选择区、厌氧区、缺氧区和好氧区四个部分。通过微生物的新陈代谢去除污水中BOD5、COD等污染物,同时进行生物除N、P。
鼓风系统:采用微孔曝气,为生物池好氧区充氧提供气源。
污泥泵房:回流活性污泥至生物池;提升剩余污泥至污泥储泥池,最后进入污泥浓缩脱水车间。
储泥池:为污泥浓缩、脱水调蓄部分剩余污泥。为了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厌氧条件下重新释放。
污泥浓缩脱水机房及加药间:将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水、降低含水率,便于污泥运输和最终处置;同时配备化学除磷所需化学药剂(碱式氯化铝)的投配和投加设施。
二沉池:进行混合液固液分离,确保污水厂出水SS和BOD5达到所要求的排放标准,是生化处理不可缺少的一个组成部分。
3.3.3 深度处理单元
高效澄清池。高效澄清池共分六个区:机械搅拌区、中间反应区、快速混合反应区、推流反应区、澄清区、污泥系统;对生化处理出水中比重较小的固体悬浮物进一步进行沉淀分离,提高出水质量,确保达标排放[3]。
纤维转盘滤池。纤维转盘滤池的运行过程包括:过滤、反冲洗、排泥状态。用于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质,提高污水处理厂出水水质,保障出水SS达到一级A标准[6]。
4 污水处理厂运营管理
4.1 加强对沿线排口水质水量管控
定期组织人员对沿线主要排口进行检查,同时对污水处理厂服务范围内的排污企业加强巡查,科学监管,对其污水处理设施给予技术支持。及时掌握泵站水质变化情况,确保污水处理厂进水的水质水量处于稳定波动状态[7]。
4.2 优化污水处理厂生化系统调控
4.2.1 强化系统脱氮除磷效果
生化池设置多点进水,灵活调配,充分发挥预缺氧段脱氮作用,降低硝酸盐氮浓度,减轻硝酸盐氮对除磷效果的影响,提高生化脱氮除磷效果。同时好氧段合理控制DO,证碳源有效利用,同时增加反硝化菌和释磷菌类优势菌群结构;根据需要调整生化系统好氧段的回流比例,可提高活性污泥对污染物的处理效果。
4.2.2 合理控制污泥泥龄,提高生化系统抗冲击性
在运行过程中,根据季节不同及时调整污泥龄,除磷需要污泥龄越短越好,脱氮是需要污泥龄在15天以上,根据进出水情况及水温及时调整污泥龄,确保生化脱氮除磷的效果。为了提高生化系统的抗冲击性,枯水期生化系统污泥浓度控制在4500~5500mg/L范围内;同时污泥泵加装变频确保对生物池污泥回流量精准调控。
4.2.3 增强系统预警机制
一旦进水或者出水总磷出现较大波动,系统将报警提示,并在生物池出水口添加除磷药剂。
4.3 优化深度处理系统调控
处理厂的尾水处理要达到一级A的标准,传统的以生物系统很难确保城镇污水处理厂的氮磷同步稳定达标,仍需要考虑辅以化学除磷实现磷的稳定达标,后段再采用混凝、沉淀、过滤等工艺,降低出水SS、COD 和 TP 浓度[8]。
在使用纤维滤池工艺时,如需增加化学除磷,不在混凝或微絮凝沉淀池投加,除磷药剂投加点应改在二沉池前端或在混凝工艺生化系统出水段,可保证悬浮物浓度不会超过后续过滤系统的要求。
5 污水处理厂运行效果
该污水处理厂目前是龙岩市首座也是唯一一座执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A排放标准的城镇污水厂,采用“改良型A2/O+混凝沉淀+微孔过滤”工艺。该污水处理厂平均进水COD浓度约200mg/L,生物池好氧区溶解氧控制在1.5mg/L左右,生物池污泥浓度控制在4000~5500mg/L之間,内回流比200%左右,外回流比90%左右。2019年该污水处理厂日均处理0.9万t,全年处理水量305.4万t,出水水质100%达标排放;处理污泥1608t,全部实现资源化利用。
投产3年多来该污水厂各项出水指标均优于一级A排放标准,几项主要指标已达到地表水Ⅳ类水质标准,现阶段作为受纳水体河道上游的优质冲刷水源,经进一步处理也可作为城市公园湖泊的补水水源[9]。另外,该厂内处理完达标出水作为再生水回用于污水厂的生产、景观和绿化使用,有效节约了水资源,充分发挥了再生水循环利用的功效[2]。在2017年与2019年福建省住房和城乡建设厅进行的全省城镇生活污水处理厂运行评估考核中获得“优秀”成绩。
参考文献
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