污水廠高效沉淀池與濾布濾池組合工藝

污水廠高效沉淀池與濾布濾池組合工藝隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，水體納污能力嚴(yán)重不足，水環(huán)境污染問題形勢嚴(yán)峻。近年來，國家加大了對水污染的治理力度，出臺了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）和《水污染防治行動計劃》（水十條）等一系列標(biāo)準(zhǔn)和政策，要求重點流域、區(qū)域的城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國城鎮(zhèn)生活污水普遍采用的處理工藝為活性污泥法，常規(guī)和強化二級處理工藝不能或難以穩(wěn)定達到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，必須采用深度處理工藝進行提標(biāo)改造。目前，深度處理技術(shù)主要有高效沉淀池工藝、濾布濾池工藝、V型濾池工藝、深床反硝化濾池工藝、膜處理工藝、活性炭吸附工藝、高級氧化工藝等，去除污染物的原理及種類也不盡相同。對于大部分城鎮(zhèn)污水處理廠來說，由于排水體制問題（主要是雨污分流不徹底），SS和TP是制約大部分城鎮(zhèn)污水處理廠穩(wěn)定達一級A標(biāo)準(zhǔn)的主要因素。深度處理工藝的選擇要結(jié)合各污水處理廠實際情況，因地制宜，全面考慮進水水質(zhì)水量、出水水質(zhì)要求、工藝運行穩(wěn)定性、改造難度、占地面積、施工難度方面等因素。絮凝沉淀和過濾工藝技術(shù)成熟可靠，通過投加絮凝劑沉淀（輔助化學(xué)除磷）以及濾料的攔截和篩濾作用，可有效去除污水中的TP、SS。因此，高效沉淀池、濾布濾池工藝以及兩種工藝的組合在城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造中應(yīng)用廣泛。一、工程概況1.1項目背景三峽庫區(qū)某城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計處理規(guī)模為12萬m3/d，原處理工藝為“預(yù)處理+AAO+二沉池+液氯消毒”，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。污泥經(jīng)脫水后外運至水泥窯協(xié)同焚燒處置，尾水排入長江，工藝流程如圖1所示。該廠主要服務(wù)沿線居民生活污水，服務(wù)人口約為44萬人，服務(wù)面積約為12.2km2，設(shè)計進、出水水質(zhì)如表1所示。為滿足環(huán)保要求，改善庫區(qū)水環(huán)境，按照水污染防治行動計劃要求，對該廠進行提標(biāo)改造，出水水質(zhì)由一級B標(biāo)準(zhǔn)提升至一級A標(biāo)準(zhǔn)。

表1原設(shè)計進、出水水質(zhì)Tab.lDeignedInfluentandEfflLiriiiHhHtQujilityofExisting項舀C皿B。叫SSTNNH「NTP設(shè)計進水水質(zhì)/(mg'L-1)35018020045355設(shè)計出水水質(zhì)/(mg^L1)6()2020201.51.2實際進出水水質(zhì)分析該污水處理廠建成投運以來，運行情況良好，出水水質(zhì)均能滿足一級B標(biāo)準(zhǔn)，實際進水、出水水質(zhì)如表2所示。由表2可知，平均濃度和90%覆蓋率的實際進水基本都在設(shè)計范圍內(nèi)，95%覆蓋率的進水TP和SS超過原設(shè)計值。該污水處理廠實際平均進水BOD/COD為0.53，可生化性較好，提標(biāo)改造前TP和SS的一級A標(biāo)達標(biāo)率分別為69.9%、40.4%，而COD、BOD、TN、NH3-N均能達到一級A標(biāo)準(zhǔn)。因此，提標(biāo)改造的重點是進一步削減TP和SS污染物指標(biāo)，使之穩(wěn)定達到一級A標(biāo)準(zhǔn)。表2實際遂、出水水質(zhì)TejIl2 IniflurntglElYlsfeni職m「Qunlily151)!\S5TNNH「NTF迎求出水迎亦出水道木III本進水伯水a(chǎn)t出水進蟲出水275 32.6L4I5 7.31X&9.637.K10.<127.】 D.93.460.部格用垠籃率■"典-IT}293 37.4167 土12U61240.3 1J.229?S 1.64奶。.驅(qū)財Ki饕擊率}3?5 39.61：70 9.52121241.2 13.y31.3 2.94_521.1333州0[77 土91343.1 13.535.2 5-83.341.31-巍日碰達標(biāo)率im>100餅100灸1伽密一皺A標(biāo)排詁榻率100喉蟻6%1伽哭枚1.3實際處理水量分析提標(biāo)改造前，實際處理水量如表3所示。由表3可知，由于該廠服務(wù)范圍內(nèi)雨污分流不徹底，進水水量波動較大，實際處理水量為6.19萬?14.55萬m3/d，平均處理水量為9.71m3/d，其中，95%覆蓋率的處理水量超過設(shè)計處理能力。因此，在提標(biāo)改造設(shè)計時，需充分考慮深度處理工藝的耐水量負(fù)荷沖擊能力。表3實際姓理水量At-liiiiil.(^upiiriEycufalin-j安晰姓理水成年均姓理水后朽說侵宥率必傳蓋率萬H*d-1)&1。一14.559.71IJ.5411.6212.7二、提標(biāo)改造工程工藝設(shè)計2.1提標(biāo)改造設(shè)計水質(zhì)通過對實際進出水水質(zhì)進行分析可知，雖然95%覆蓋率的TP和SS超過設(shè)計進水值，但本次提標(biāo)改造主要是為了進一步去除TP和SS。因此，提標(biāo)改造設(shè)計進水水質(zhì)按原設(shè)計考慮，不做調(diào)整。如存在進水TP和SS超過設(shè)計值情況，可通過合理的工藝調(diào)控進行控制，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。2.2提標(biāo)改造工藝路線選擇鑒于該污水處理廠用地緊張、進水水量波動較大，在選擇提標(biāo)改造工藝時，優(yōu)先選擇占地面積小、低能耗、處理效果穩(wěn)定可靠的成熟工藝，以減少工程投資，降低運行成本。目前，國內(nèi)一級A提標(biāo)改造常見工藝為“絮凝沉淀+過濾”，通過化學(xué)除磷保證出水TP達標(biāo)，過濾后進一步降低水中SS，確保出水SS小于10mg/L。高效沉淀池是集機械混合、載體絮凝、斜管沉淀、污泥濃縮為一體的組合型沉淀池。其原理是在傳統(tǒng)的沉淀池基礎(chǔ)上，充分利用速混合原理、接觸絮凝原理和淺池沉淀原理，把機械混合凝聚、機械強化絮凝、斜管沉淀分離3個過程有機結(jié)合起來，與普通的沉淀池相比，高效沉淀池具有絮凝沉淀效果好、沉淀速度快、表面負(fù)荷高、抗沖擊能力強、占地面積小、排泥濃度高等優(yōu)勢。結(jié)合本項目實際情況，絮凝沉淀單元選擇高效沉淀池。過濾是深度處理工藝核心單元，常見的過濾工藝有氣水反沖洗均質(zhì)濾池、高效纖維濾池、濾布濾池，表4就幾種常見過濾工藝進行對比。由表4可知，濾布濾池工藝具有運行管理方便、建設(shè)投資小、占地面積小、自動化程度高、水頭損失小等優(yōu)點。該工藝是近幾年發(fā)展起來的一種新型過濾裝置，主要依靠一定孔徑的濾布對水中有機物和SS的黏附及攔截作用，去除水中的固體顆粒物質(zhì)，在城鎮(zhèn)生活污水處理廠提標(biāo)改造中應(yīng)用廣泛。表4過濾丁藝對比表Tijb.4Cniupari^onofDiffetenFihratiori瀟is比較內(nèi)容氣水反沖洗均質(zhì)濾池高效纖維濾池濾布濾池占地面積皎大較小較小姓理效果穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定水浜損欠大較大小反沖洗水量約占處理水量約占處理水量約占處理水量理~3%0,建吱周期較長較短.較短運行管理管理水平要求較高管理水平要求較高使用方便一能耗低運行成本較小較小較小-匚程投賞較大較小藪小綜上所述，本項目提標(biāo)改造工程選擇“高效沉淀池+濾布濾池”作為深度處理工藝，改造后的工藝流程如圖2所示。二沉池出水經(jīng)提升泵提升后進入高效沉淀池，通過絮凝沉淀后進入濾布濾池進一步降低SS，最終進入接觸消毒池消毒后達標(biāo)排放。本次提標(biāo)改造保留原二沉池進水PAC投加點，一方面通過化學(xué)除磷進一步降低TP含量，以緩解后續(xù)工藝段的運行負(fù)荷，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標(biāo);另一方面通過投加PAC，增加污泥沉降性能，縮短沉降時間，以應(yīng)對進水水量過大和污泥沉降性能較差導(dǎo)致的二沉池翻泥問題。

F高敕誼淀池―波布流池樨嵌__圖F高敕誼淀池―波布流池樨嵌__圖W提株改造后的丁一藝流程映機池―?好機池i內(nèi)回流切詞羿升南房2.3構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)2.3.1中間提升泵房新建中間提升泵房1座，用于將二沉池出水提升至高效沉淀池，提升泵尺寸：LXBXH=12.6mX7.3mX6.3m，有效容積為579m3。提升泵池內(nèi)設(shè)有4臺潛水軸流泵，3用1備，單臺Q=2167m3/h，H=3.0m，N=30kW。2.3.2高效沉淀池新建高效沉淀池1座2組，單組處理水量為6萬m3/d（高峰變化系數(shù)為1.30），由混合池、絮凝池、沉淀池組成。二沉池出水經(jīng)提升泵提升后進入高效沉淀池，經(jīng)過混合池混合攪拌、絮凝池絮凝反應(yīng)、沉淀區(qū)沉淀后，上清液經(jīng)集水槽收集進水渠，最后進入濾布濾池。為便于維護維修和減小運營成本，設(shè)置了超越管道，可根據(jù)實際情況采用高效沉淀池和濾布濾池聯(lián)合運行或單獨運行?；旌铣貑纬毓に嚦叽纾篖XBXH=3.0mX3.0mX8.0m，有效容積為72m3，混合停留時間為100s；快速混合攪拌器2臺，N=11kW，D=1500mm，G=300?500s-1。絮凝池單池工藝尺寸：LXBXH=16mX5.4mX8.0m，有效容積為691m3，絮凝停留時間為12min；絮凝攪拌器4臺，N=5.5kW，D=2500mm，G=40?150s-1。沉淀池單池工藝尺寸：LXBXH=16mX16mX8.0m，有效容積為691m3,表面負(fù)荷為12m3/（m2h），傳動刮泥機2臺，N=3.7kW，D=16000mm；剩余污泥泵和回流污泥泵（轉(zhuǎn)子泵）各2臺，N=15kW，H=20m，Q=40?100m3/h。斜管2套（斜長為1.5m，高度為1.3m，厚度為1.1mm，間距為80mm）。2.3.3濾布濾池新建濾布濾池1座3組，設(shè)計處理水量為12萬m3/d（高峰變化系數(shù)為1.30），采用外進內(nèi)出模式，濾布為聚酯纖維，濾布孔徑小于10um，設(shè)計平均濾速為7.3m3/（hm2），有效過濾面積為678m2。單組濾布濾池工藝尺寸LXBXH=12mX9.0mX4.0m，配套反沖洗泵6臺，N=3.7kW，H=17m，Q=57m3/h。三、運行參數(shù)控制和運行效果分析3.1運行參數(shù)控制高效沉淀池與濾布濾池組合工藝依靠混合、絮凝、沉淀、攔截去除TP、SS污染物。TP的去除主要由PAC投加量決定。PAM投加量對SS去除有較大影響，PAM投加量不足，不能絮凝形成較大磯花，細小顆粒隨出水進入濾布濾池，易造成濾布濾池堵塞，且增加SS出水超標(biāo)風(fēng)險，過量投加PAM,會增加藥耗成本，同時，易造成濾布濾池堵塞。污泥回流比的作用是增加顆粒物的含量和增強絮凝效果，適量的排放剩余污泥有利于維持污泥濃度和保持污泥的活性，防止污泥上浮影響出水水質(zhì)。濾布濾池過水能力主要依靠液位進行控制，液位較高，表面濾布存在堵塞情況。因此，合理控制PAC投加量、PAM投加量、污泥回流量、剩余污泥排放量、污泥濃度、濾布濾池液位是確保工藝良好穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。借鑒錢志軍等的研究成果，結(jié)合該污水處理廠實際情況，經(jīng)過調(diào)試階段的摸索，確定該工程實際運行的參數(shù)如下：PAC投加量為5.0mg/L，有效鋁含量為16%;PAM投加量為0.25mg/L;污泥回流量為100m3/h;污泥濃度為1500?2500mg/L，剩余污泥排放量根據(jù)污泥濃度適時排放，當(dāng)斜管區(qū)污泥上浮時，可提高排放量;濾布濾池液位高于3.0m時自動反沖洗。3.2運行效果分析采用“高效沉淀池+濾布濾池”組合深度處理工藝進行提標(biāo)改造后，出水各項指標(biāo)均達到設(shè)計要求。2018年實際進出水水質(zhì)如表5所示。由表5可知，“高效沉淀池+濾布濾池”組合工藝對TP和SS的去除效果明顯。與提標(biāo)改造前實際出水水質(zhì)相比（表2），平均出水TP降低了0.41mg/L，平均出水SS降低了4.2mg/L，TP削減量提高17.5t/a，SS削減量提高157.7t/a，環(huán)境效益明顯。由于高效沉淀池的沉淀作用和濾布濾池的攔截作用，出水COD、BOD、TN、NH3-N均有一定程度的降低。表5提標(biāo)改造啟售，出水水應(yīng)Tab.5jrdki^nlJtul葉制住U（JgKhaftniL［堡r血Lit電uiul月頃M峰，L）SS/fTHg-L'1)岫L}T1V(m廣1勺進水HI*造水出水避水Jilt進木水進米出術(shù)進化山水1月32423.21352110637.49.927.().464.2fl.16衛(wèi)月3022181214.0185636,79.227.00.762.940.243月32222.71574.S2TM64J.527.60.473.63fl.274月3252]a51?14.45艷69.326.70.275.54fl.叫53122H9162m54(1.19.52S.fl0.4?4.31&月114M71584.7]7553L79.02(L30.35X9T0.427月37120.15.4167535134.13.W0.41K月綁15.6ISU5.31555攻5l<J.]20.S0.433.5SU..359月277心1554.5]56533.身9124.50.Z94.010.]4月2-6613.71444.014#532.78.322.20.353.43(k3011M26313.31524□]4763537SH22.4(J.273?116]&12月29213.41324.3］的53J.4HE.122.00.SS4.03平均值辿18.41544.51705.3836.09.024.7U.433.730?25提標(biāo)改造后，運行單耗也發(fā)生了變化，高效沉淀池工藝段PAC平均投加量為5.0mg/L，PAM平均投加量為0.25mg/L，提標(biāo)改造新增電耗約為6.5X10-2kWh/m3，由于高效沉淀池投加了絮凝劑，干污泥產(chǎn)泥量增加了340kg/（萬m3）。為了分析各深度處理單元對SS和TP的去除情況，本文對各深度處理單元進出水TP、SS進行了監(jiān)測，如表6所示。經(jīng)高效沉淀池處理后，出水TP和SS分別為0.25、6.6mg/L；經(jīng)濾布濾池進一步處理后，出水TP和SS分別為0.14、5.3mg/L。高效沉淀池對TP和SS的去除率分別為55.36%、35.92%，濾布濾池對TP和SS的去除率分別為19.64%、12.62%。由于進水水量波動較大，進水水量為8.04萬?14.08萬m3/d，降低了高效沉淀池和濾布濾池的處理效果，導(dǎo)致出水TP、SS存在一定波動，但各工藝段出水TP、SS均能穩(wěn)定達一級A標(biāo)準(zhǔn)，說明高效沉淀池和濾布濾池工藝具有一定的抗水量沖擊能力。

表& 答深度處理匚藝段理H：水TF,5S液度Tal)s.6IikHuif-nljjiilILfflut!]iiLWEwtCun^ejaLruLiaiLu「TPmidSSjjiEachAdvmrw^dTreaLuiEnLPnH^bdSS/(mk*L-3) TPXl臼咽水量-/(7im']迎水有效徂■淀沌出水洛布濾池出水時他迎水高短征淀池出水鹿市港淮山水177n773.就fl.55D.28O'-122DIS-(W-O2R.9BIH19643.L60.4^<13(1120IS-W-03B.04165母753.M0.380.24Q.0320lg-TO-(M<?.2R1*777a.660.T7D.3SQ.27S.S413510646.370.53a40-.149IB1必12655.61O.hlD.240-.D72018-(^-0712.091626662.4^0.53D.34H】：SMl跟盼]0.002567643.440.49D.370.25或網(wǎng)1商IU-*42.M□.8D.4|[>b3l20|8=(^10i10.6513711&66.440.5D.132OIB-I?-]I1O.3314312543叫U,670.22cumZ0IS-tW-12IL67147IU1754.32U.§9?.19H142018-09-13B597750.470.18&.QJIQ-3815714<i4.420.550.13Q.WR.1)4府12644.L9性凹fl_22G.122018-09-16B.0615612751H40.W3&.13&.W20I8-TO-I7JQ.281379653.41￡l.5RD.32H19I