摘要: 在某小型污水處理廠提標改造工程中, 通過將常規A2 /O 工藝進行局部改造和增加深度處理設施等措施, 使出水水質達到一級A 排放標準。詳細介紹了提標改造內容及采取的技術措施, 可為類似的小型污水處理廠提供借鑒。

關鍵詞: 提標改造; A2 /O 工藝; 脫氮除磷; 一級A 標準

江蘇某污水處理廠是從1982年起開始運行的省內首座污水二級生物處理廠, 先后經歷了三次擴建, 其中四期工程建成于2001年, 規模為1. 5×104 m 3 /d, 處理工藝為A 2 /O, 處理后的出水水質情況見表1。根據相關政策, 太湖流域城鎮污水處理廠的尾水排放要執行新標準, 即《城鎮污水處理廠污染物排放標準》( GB 18918-2002)的一級A 標準(見表1), 因此需要對污水廠進行提標改造。

1改造技術方案

提標改造工藝流程見圖1。

污水廠建廠較早, 廠內用地緊張, 無新征用地可能, 在污水廠占地面積確定、構筑物已建成的情況下, 需尋求構筑物改造小、投資省的工藝方案。針對出水一級A 的排放要求, 特別是氮磷排放標準高的問題, 需克服碳氮比明顯偏低及冬季水溫低的不利影響, 以達到穩定排放。

原水經曝氣沉砂池處理后, 進入高負荷初沉池 (選擇)進行有機物和無機物的固液分離。根據工藝情況, 出水可以選擇性地進入預缺氧池、厭氧池和缺氧池; 二沉池回流污泥和內回流混合液回流至預缺氧池, 預缺氧池混合液以及部分原水進入厭氧池, 厭氧池出水與剩余部分原水和內回流混合液進入缺氧池, 缺氧池混合液全部進入好氧池, 經二沉池固液分離后, 出水進入后續濾布過濾器和紫外消毒裝置。

該工藝流程具有很強的運行調整靈活性。首先, 可以根據進水水質特征和出水排放標準的需要, 調節進水在三個池內的分配比例; 其次, 考慮到預缺氧池過長的停留時間, 可以適當調節預缺氧池以內源反硝化為主, 通過內源反硝化去除部分NO- 3 - N, 節省碳源, 緩解因污水廠進水碳源嚴重不足所造成的TN 和TP同步穩定達標難度大的問題; 其三, 在兩個缺氧池中以局部的環溝型結構代替原來的整體推流式結構, 一方面可以降低水力負荷對系統沖擊的影響, 另一方面還有助于實現混合液在系統內的完全混合。

2提標改造主要技術措施

① 設置高負荷初沉池

經研究分析, 進水SS /COD 值不高, VSS /SS 值平均維持在0. 8, 其中絕大部分時間維持在0. 7 以上, 無機物含量相對較低, 生物系統可利用的有機成分含量相對較高, 因此取消四期初沉池。為保持運行靈活性, 在三期初沉池位置重建高負荷初沉池 (沉淀時間為0. 64 h)進行固液分離, 主要是分離有機物和無機物, 并設超越管, 根據進水水質情況可選擇性超越。

② 內源反硝化強化生物脫氮技術

對污水廠歷年水質的分析結果表明, 進水TN 較高, 平均為60 mg /L左右, 且BOD /TN 值< 2. 8。在碳源不足的情況下實現總氮的穩定達標, 并盡可能解決生物除磷問題, 是本次改造的重點。

將四期初沉池改造為預缺氧池, 以預缺氧池內源反硝化生物脫氮為強化生物脫氮的核心單元, 充分利用污水處理廠生物系統污泥活性物質含量高 (MLVSS /MLSS高)所形成的高內源反硝化速率, 以及將現有初沉池改造為預缺氧池的長停留時間( 3h)的實際特征, 通過回流污泥自身的內源反硝化, 實現生物脫氮, 從而一方面降低回流污泥反硝化對碳源的需求, 另一方面降低污泥系統活性組分含量, 提高沉降性能。

③ 生化反應池局部改造

在相鄰的兩個缺氧池中以局部的環溝型結構代替原來的整體推流式結構。

生化反應池中厭氧池原有推進器不做調整, 在兩個缺氧池中間的隔斷上一端設置導流墻, 另一端開設連通孔, 兩個缺氧池一側各設兩臺水下推進器, 并調整兩臺推進器的推進方向, 使缺氧池內形成循環往復流動。

④ 新建過濾設施

為進一步去除SS、BOD、COD、TP, 設置過濾設施。因廠內用地緊張、水力高程有限, 故設置濾布過濾器。進水通過濾盤過濾后, 經中心集水管排出, 大于濾布孔徑的顆粒被截留在濾盤外, 部分沉積在池底。利用水力落差過濾, 水力損失小, 無需水泵提升。當濾盤外表顆粒物積聚, 過濾阻力增加, 水位逐漸升高至反沖洗水位時, 啟動反抽吸泵, 旋轉濾盤進行反沖洗。反沖面積一般占過濾面積的1% 。濾池設有斗形池底, 定時排泥。采用聚酯編織針氈濾布或合成纖維絨毛濾布, 最小孔徑為10 μm, 表面浸沒度為100% 。濾布需停機更換, 其占地面積小, 模塊化安裝便于現場調整。

⑤ 新建紫外消毒

一級A 標準要求出水糞大腸菌群數) 1 000 個/L。結合工程規模較小的現狀, 并考慮到消毒設施在總平面中布置的可能性, 采用紫外消毒方式。

⑥ 磷的去除

本次工藝改造以強化生物脫氮、確保TN 穩定達標為首要任務。因污泥回流及混合液回流中 NO- x - N造成厭氧環境被破壞, 生物除磷往往無法達到滿意的效果, TP達標通過輔助化學法實現。

為確保出水TP達標, 采取以下措施:

a. 利用預缺氧池內源反硝化強化脫氮, 降低進入厭氧池的NO- 3 - N 濃度, 減少其對厭氧段釋磷過程的影響, 提高生物除磷效率。

b. 濃縮池上清液及脫水機房沖洗濾布水中TP 濃度極高且變化范圍較大, 上清液的TP為13. 9~ 124mg /L。提標改造中, 增設了加藥間, 內設混合池及高效澄清器等, 利用化學方法降低高效澄清器出水TP濃度以及重新進入處理系統的TP返回負荷。

c. 在二沉池前設投加藥劑點以同步化學除磷。

d. 在二沉池后投加藥劑并進行濾布過濾, 進一步除磷。

⑦ 投加碳源

污水廠碳氮比嚴重失調, 2006年—2008年連續三年COD /NH3 - N 日均值僅為8. 6, 折合BOD /TKN 不足2. 5, 2009 年測定的連續5 d 的24 h COD /TN 均值僅為3. 7, 折合BOD /TKN 值不足2, 總體存在碳源不足的情況, 必要時需投加外碳源。碳源投加位置: 內源反硝化池、厭氧池、缺氧池。碳源可選擇乙酸、乙酸鈉等，同時也可以查看中國污水處理工程網更多關于小型污水處理廠A2 /O工藝提標改造技術文檔。

3提標改造后運行效果

提標改造后污水處理廠進、出水水質見表2。

從表2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污水處理廠污染物排放標準! ( GB 18918- 2002)的一級A 標準, 特別是TN 指標, 去除率從原來的50%左右提高到了70%以上。

4結論

① 本次提標改造充分利用現有設施, 節省投資, 盡量減少土建工程, 適當增加管道, 在充分考慮各構筑物以及不同時期建設工程不同高程的基礎上, 確定了最佳改造思路和控制方案。

② 改造技術措施以內源反硝化生物脫氮緩解碳源不足, 以缺氧池溝道型結構緩解沖擊負荷, 針對因進水碳源嚴重不足而導致的氮磷不能同時穩定達標問題, 輔以外加碳源和化學除磷等措施。

③ 新增深度處理過濾裝置, 確保SS等穩定達標; 新增消毒設施, 確保衛生學指標達標。

④ 運行靈活, 在不同水質、不同外界條件下, 可以按照不同的模式運行。

⑤ 污水廠改造前通過試驗分析, 確定了切實可行的改造方案, 對小型污水處理廠的一級A 提標改造具有示范意義。

參考文獻:

[ 1] 鄭興燦, 尚巍, 孫永利, 等. 城鎮污水處理廠一級A 穩定達標的工藝流程分析與建議[ J]. 給水排水, 2009, 35( 5): 24- 28.

[ 2] 王阿華. 城鎮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): 19- 22.

[ 3] 何伶俊. 太湖流域城鎮污水處理廠除磷脫氮改造技術 [ J] . 建設科技, 2007, ( 7) : 110- 111. 來源：中國給水排水 作者: 戴界紅