淺議污水處理廠提標改造工藝上傳

1、污水處理廠提標改造工藝淺析摘 要：針對國家環(huán)境保護總局2006年第21號公告，城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 18918-2002)一級A標準。本章對污水處理廠出水水質由一級B標提升到一級A標的原則、所需的代表性工藝操作單元進行闡述，并提出適合城鎮(zhèn)污水處理廠一級A穩(wěn)定達標處理的工藝流程，例舉簡析了提標改造的工程實例。關鍵詞：提標改造 原則 除磷脫氮 工藝流程1引言基于氧化溝、CASS工藝等傳統(tǒng)活性污泥法的污水處理工藝只能滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 189182002)一級B標準，而從2005年起，

2、國家環(huán)境保護總局要求城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執(zhí)行GB 189182002一級A標準。在實際工程中，污水處理廠從一級B標準提升到一級A標準，所選工藝應滿足處理效果穩(wěn)定可靠、工藝控制調節(jié)靈活、工程實施切實可行、運行維護管理方便、投資運行費用節(jié)省、整體工藝協(xié)調優(yōu)化1 王阿華.城鎮(zhèn)污水處理廠提標改造的若干問題探討J.中國給水排水，2010，26（2）：22 。城鎮(zhèn)污水處理應進行科學改造而穩(wěn)定達標,改造前,應首先對其服務范圍內的污水水質、產生量進行核定。提標工程的原處理構筑物和新建構筑物的設計水質、水量應以核定后的污水水質、產生量為準。當核定后偏差大

3、時，應在核實已建污水處理廠服務范圍內的污水水質、產生量、偏差原因和已建處理構筑物的能力之后，判斷提標改造的必要性。最基本的，一級A標準的初衷不是作為排放標準，而是再生水水質的基本要求2 馬世豪，何星海城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準淺釋J給水排水，2003，29(9)：8994。城鎮(zhèn)污水處理廠出水一級A達標的工藝流程實際上相當于城鎮(zhèn)污水再生處理工藝流程，是污水二級強化處理、三級處理、高級處理和消毒的不同組合方式。污水二級強化處理是一級A穩(wěn)定達標的關鍵工藝單元，其選則既要考慮二級處理出水中的主要水質指標(TN、NH3N、CODcr、TP)能否達到一級A排放標準，更要考慮后續(xù)深度處理對前處理工藝的要求

4、，前處理和后處理工藝能夠相互補充以增強整個工藝流程的總體效能。2提標改造遵循原則2.1“質”與“量”分析首先，應對進水水質水量特性和出水水質標準要求進行分析與權衡。研究表明，不同的城鎮(zhèn)污水處理廠進水SCODcr/CODcr、BOD5/CODcr、BOD5/TN、BOD5/SS、TN中可氨化和溶解性不可氨化有機氮成分、水溫等水質特性都不相同。若技術改造方案確定前不進行調研測試，很難提出有針對性的達標技術措施。2.2非工程措施其次，應優(yōu)先采取非工程措施使出水水質達到一級A標準。當現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)無法穩(wěn)定達到尾水排放標準，且設備的能力、池容的利用狀況、操作參數(shù)的控制存在一定的可供調控空間時，提標改造

5、工程應優(yōu)先采用運行優(yōu)化擴容技術，提高系統(tǒng)除磷脫氮能力。污水處理廠在原有工藝的基礎上進行提標改造時（以A2O工藝為例），若采用優(yōu)化運行后，出水TN、NH3N仍然不能穩(wěn)定達標或新增池容困難時，提標改造工程可考慮在生化段好氧區(qū)投加填料，將生物膜技術與活性污泥工藝結合，優(yōu)化系統(tǒng)內微生物的組成和數(shù)量，提高系統(tǒng)的硝化穩(wěn)定性和反硝化能力。另外，也可以通過投加填料減小好氧區(qū)的容積及增大缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的容積，但不宜在缺氧區(qū)和厭氧區(qū)投加填料。當尾水含磷量不達標時，可采用化學同步除磷。當尾水氮含量不達標時，可嘗試向缺氧池中投加碳源，增強反硝化能力，讓回流污泥曝氣再生，增強硝化菌的生物活性，提高TN、NH3N去除率，

6、已達到進一步脫氮目的。2.3工程措施最后，當采用以上非工程措施仍不能達到標準時，應采用工程措施。通常污水處理工藝流程中必須增設深度處理單元以滿足出水水質達一級A標準。二級處理后的深度處理應以過濾為核心單元，混凝沉淀為強化手段，起到高效去除懸浮固體和膠體物質的作用，降低SS和消除病原體，以及通過調整混凝劑和劑量同步完成化學除磷。當二級強化處理出水的NH3N及TN已經穩(wěn)定達到一級A標準，BOD、COD已經穩(wěn)定達到一級B標準，出水SS不穩(wěn)定且需要化學除磷時，宜采用混凝沉淀過濾工藝，以確保出水各項水質指標全面穩(wěn)定達標。當二級處理出水水質接近一級A標準，但還不能穩(wěn)定達標時，可以采用絮凝過濾(混凝過濾)、

7、微絮凝(混合過濾)或直接過濾等深度處理單元。當采取以上措施后處理出水仍不能穩(wěn)定達標時，可以考慮采取化學氧化或活性炭吸附方法。當出水需要脫色時，可以考慮增加臭氧氧化措施；特殊情況下(如印染廢水進水比例較高時)，可以采用投加粉末活性炭作為應急或補充措施。3工藝單元淺議從技術可行性和經濟合理性角度考慮，有機物(CODcr、BOD5)和氮、磷的達標去除應盡量在二級生物處理工藝單元中完成。二級（強化）處理以有機物、懸浮物、氮磷等的高效去除為前提，以生物除磷和生物硝化/反硝化為主要方法，必要時增加化學協(xié)同除磷技術。繼二級（強化）處理后的深度處理深度應以過濾工藝為核心單元、混凝沉淀為強化手段，起到高效去除懸

8、浮固體和膠體物質的作用，降低處理水的濁度和消除病原體，必要時通過調整混凝劑優(yōu)選和劑量同步完成化學除磷。高級處理是達標深度處理的選用單元，通過物理、化學或生物方法更充分地去除水中某些特定的成分，例如反硝化濾池去除硝態(tài)氮，活性炭吸附和臭氧化去除難生物降解有機物及脫色、反滲透法去除溶解性固體。消毒處理是達標的必備單元及深度處理流程的最后一個單元，其功能是利用物理、化學或生物的方法去除和滅活水中的各種病原體。3 鄭興燦，尚巍，孫永利.城鎮(zhèn)污水處理廠一級A穩(wěn)定達標的工藝流程分析與建議J. 給水排水，2009，35 （5）：2428具體單元可參考附圖1。4一級A穩(wěn)定達標工藝流程選擇 4.1基本工藝流程在二

9、級強化處理出水的TN和NH3N已能穩(wěn)定達到一級A標準，CODcr穩(wěn)定達到一級B標準的前提下，一級A穩(wěn)定達標可采用的工藝流程為：二級強化處理化學混凝(沉淀) 介質過濾消毒。其中化學混凝有如下三種形式：1) 快速混合絮凝沉淀過濾。在快速混合池或進水管道內完成快速混合，經過絮凝反應后，在澄清池中沉淀處理，沉淀出水進入濾池過濾。在二級處理出水SS不穩(wěn)定或需要化學除磷的情況下，需要采用該工藝組合，以確保出水的全面穩(wěn)定達標。2) 快速混合絮凝過濾。在快速混合池或進水管道內完成快速混合，經過一定時間的絮凝反應，不經沉淀，直接進入濾池過濾。一般采用聚鋁或硫酸鋁作為化學除磷藥劑。3) 管道混合過濾。通過快速混合

10、器或管道內部混合器完成化學藥劑的投加與快速混合，絮凝過程在深床上向流濾池的底部或深床重力流濾池的頂部完成，不設置中間沉淀段。采用聚鋁作為除磷藥劑時，需要一定的化學沉淀反應時間，否則除化學磷效果會受到一定影響。4.1.1化學混凝處理深度處理工藝流程中設置化學混凝劑投加系統(tǒng)，其核心目的是提高后續(xù)過濾工藝的顆粒去除性能，以提高懸浮物、膠體物質、磷酸鹽和病原體的去除效果；混凝劑包括鋁鹽、鐵鹽、石灰、復合藥劑和聚合物等。如果深度處理工藝系統(tǒng)在不投加化學藥劑的情況下就能穩(wěn)定達到TP去除要求和3 NTU的濁度，則允許混凝劑投加系統(tǒng)停止運行，但化學藥劑投加系統(tǒng)必須每月至少保持運行兩次，以保證需要時整個加藥系統(tǒng)

11、能夠正常投入運行。4.1.2過濾處理過濾處理是達一級A達標處理的重要組成部分，可以在消毒之前去除固體物質、TP和濁度，從而能提高后續(xù)消毒效果，使病原微生物失活或去除。濁度是混凝絮凝沉淀過濾工藝處理效果的主要度量參數(shù)，雖然不能用于度量病原體的去除程度，但濁度卻是出水消毒效果的重要控制指標。濾池可采用雙層濾料濾池、單層濾料濾池、均質濾料濾池等。4.1.3消毒處理消毒處理技術主要有氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒。4.2一級A穩(wěn)定達標排放與再生利用工藝考慮到再生水利用的水質可靠性和穩(wěn)定性要求較高，一級A達標排放與再生水生產相結合的基本工藝流程為：二級強化生物處理膜過濾(多層濾料過濾)消毒，必要時膜過濾之

12、前增加混凝沉淀預處理。有化學除磷需求，或者生物處理出水SS濃度偏高時，應采取混凝沉淀預處理。4.3 低濃度和高濃度城鎮(zhèn)污水的達標工藝流程部分中低濃度污水和進水水質特性較好的中等濃度污水，其二級處理出水的TN、NH3N已經能夠達到一級A標準，TP、COD和BOD5接近一級A標準，只要直接進行過濾處理，出水水質就可以全面達到一級A標準的要求，過濾方式包括砂濾池、機械過濾器或膜過濾系統(tǒng)等。在二級強化生物處理化學混凝(沉淀) 過濾的基本工藝流程的出水水質難以穩(wěn)定達到一級A標準的情況下，需要在基本工藝流程的基礎上擴展某些功能。例如：在二級強化生物處理部分，主要包括好氧生物池添加填料提高硝化能力和硝化穩(wěn)定

13、性，缺氧段投加碳源提高反硝化能力及其穩(wěn)定性，初沉污泥發(fā)酵和剩余污泥破解補充碳源。在二級強化生物處理之后，主要包括去除氨氮的曝氣生物濾池，去除TN的反硝化濾池，去除CODcr的活性碳吸附，脫除色度的臭氧氧化，脫除鹽分的反滲透以及膜生物反應器的應用。5一級A穩(wěn)定達標工藝流程實例分析5.1倒置A2O工藝本例4 王立東，王阿華.污水處理廠提標改造措施選擇與工程實踐J.中國給水排水，2010,26（8）:3036改擴建中深度處理部分采用高效混凝沉淀池型濾池紫外線消毒工藝。提標改造工藝流程如圖2所示。 圖2 效混凝沉淀池型濾池紫外線消毒提標改造工藝改造后其出水水質指標如下表1：表1 提標改造后污水處理廠進

14、、出水水質從表1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，出水水質達到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB189182002）的一級 A標準。5.2 AOMBR反應器工藝利用A/OMBR工藝對某污水處理廠出水進行提標改造后，除TP外，出水COD、NH3N、TN指標符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB189182002)一級A標準，應對出水再采用一定的強化除磷措施(如投加化學除磷藥劑等)；在投加碳源后，MBR內污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)質量分數(shù)由40提高到了65，TN去除率也隨之提高。實際運用中，在接種污泥的MLVSS較低時，可在試驗開始階段通過投加碳源等方式

15、對污泥進行馴化，使MLVSS保持在7080，以達到較好的運行效果5 周慧.A/O膜生物反應器工藝應用于城市污水處理廠出水提標改造的研究J.環(huán)境污染與防治,2011，33（12）：1322。工藝流程如圖3。圖3 AOMBR反應器工藝流程示意圖5.3初沉發(fā)酵池和懸浮填料技術結合氧化溝工藝的運用圖4提標改造前工藝流程圖圖5提標改造后工藝流程圖圖6提標改造后氧化溝工藝布局初沉發(fā)酵池是主要針對我國城鎮(zhèn)污水普遍存在BOD5/TN偏低（BOD5/TN<4）、SSBOD5偏高（SSBOD5>1.2）的實際情況及高效除磷脫氮的功能要求，開發(fā)的一種集生物絮凝沉淀和水解發(fā)酵作用于一體的，改善城鎮(zhèn)污水處理

16、廠進水水質構成特性的預處理系統(tǒng)，可實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水有機碳源的充分利用和無機懸浮固體的有效分離，提高進水中的優(yōu)質碳源（快速降解有機物）比例，相應提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脫氮效果和運行穩(wěn)定性，降低污水處理工程的建設投資、運行費用和能耗物耗水平。懸浮填料技術是以M工藝為核心，可增強活性污泥法生物硝化功能及運行穩(wěn)定性的一項新技術，充分利用活性污泥法易操作、效率高和生物膜法抗沖擊、運行負荷高的優(yōu)點，可緩解活性污泥法易受水量水質波動影響的缺點，消除傳統(tǒng)生物膜法易腐敗和堵塞的缺點。特別適用于已有污水處理廠的提標改造，在不增加用地的情況下，只需對原有設施進行簡單改造就能提高氨氮和總氮去除效果，溫度和沖擊負荷所造成的不利影響明顯降低，其一能解決提標改造中經常遇到的生物池池容嚴重不足問題，其二能解決冬季低溫硝化和反硝化能力低的問題。6 楊敏，劉