小型污水处理厂提标改造多级AAO工艺

2021-02-15  来自: 山东环科环保科技有限公司 浏览次数:1043

一、工程背景

  某城区小型污水处理厂原建设规模为1.0万m3/d,污水处理工艺采用“AAO+机械絮凝反应+过滤”工艺出水标准执行GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级标准A类标准要求,处理后一部分用于城市景观用水,一部分直接排入鄂河。

  在城镇污水处理厂排放标准全1面提高的政策背景下,根据山西省水污染防治行动计划文件要求,污水处理出水COD氨氮总磷三项主要污染物排放指标稳定达到地表水Ⅴ类标准,为此,需对污水处理厂进行提标改造

  二、提标改造前污水处理厂概况

  2.1 改造前水质、水量及实际运行情况

  通过对水厂1月~来年3月进出水质、水量数据分析,污水处理厂总进水量在4000m3/d~6000m3/d较多,进水量季节性变化明显,冬季进水量较夏季少,来年1月,2月进水量逐步增大。

  现状月平均COD指标中有2个月份的指标在400mg/L左右,其余13个月的平均值均在366mg/L以下,总氮指标月平均值大值88.6mg/L,其余14个月的平均值均在75.3mg/L以下,氨氮指标月平均值大值65.4mg/L,其余14个月的平均值均在53.0mg/L以下。

  污水处理厂改造前进水水质大部分指标较原设计偏高,且进水量未达到满负荷,因此出水水质指标大部分可以达到一级A标准,但在水量高或进水水质浓度高时,不能保障。

  2.2 改造前存在的问题及原因分析

  1)县城排水体质为雨污合流制,雨季进水泥沙量大。冬季进水水温较低,***温度在5℃左右,生物池处理效率低,出水COD、氨氮不能保障达标。

  2)污水处理厂昼夜进水量变化大,预处理提升泵池调节容积小,提升泵启停频率高,检修维护频繁。

  3)旋流沉砂池停留时间短,除砂效果差,加大后续构筑物负担。

  4)初沉池出泥管路堵塞,沉淀池停用,导致二级生化段进水无机的悬浮物含量高。

  5)现状进水COD、氨氮、总氮较原设计值偏大,根据校核计算,现有的AAO池池容小,停留时间仅12.6h,处理负荷高。

  6)二沉池采用半桥式刮泥机重力排泥,排泥不畅,浮泥较多,出水中悬浮物较高,严重影响深度处理效果。

  7)深度处理采用的混凝、过滤设施已停用。由于二沉池出水悬浮物较多,经混凝后形成大量的矾花,出水未设沉淀设施直接进入后端滤池,而滤池采用粒度较细的单层石英砂,最终造成滤池表面污泥结板,导致滤池不能使用。

  三、提标改造工程设计思路及工艺方案确定

  3.1 改造工程进出水水质确定

  本着“适度超前、预留空间”的原则预测污水厂未来进水水质。乡宁县城区污水处理厂运行多年,其进水水质具有相当程度的可靠性,本次设计调取水厂1月~来年3月的水质进行分析,并结合生活污水水质特点最终确定设计进水水质见表1。

小型污水处理厂

  乡宁县城区污水处理厂提标改造工程出水COD、氨氮、总磷执行GB3838—2002地表水环境质量标准Ⅴ类标准限值要求,其余指标仍执行GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准限值,见表2。

小型污水处理厂

  3.2 改造总体思路

  根据进水水质特点分析,提标改造工程以生物脱氮除磷为主要工艺选择。

  1)预处理段:污水处理厂现状昼夜污水进水量变化大,现状集水池容积较小,停留时间仅满足大一台10min流量,造成水泵启停频繁,且对生化池运行造成一1定影响,因此粗格栅后增加调节池一座,对进水水量进行调节,配套污水提升泵,并与现状集水池联通。

  由于进水含沙量较大,新增曝气沉砂池一座,增大停留时间,提高沉砂池稳定性、排砂率,并新增新式孔径2mm内进流网板式细格栅,降低生物池内浮渣量。

  2)二级处理段:污水处理厂运行多年,进水水质较稳定,处理工艺采用生物脱氮除磷工艺符合本工程水质特点。降解污染物主要工序原设计是AAO工艺,符合指南要求,但目前进水水质较原设计增大,且出水标准要求严格,因此须对原有工艺进行校核,作相应改造。

  根据现有的生化段池容及提标改造建设规模,校核认为生化池总停留时间12.6h较短,处理负荷高,出水水质不能保障,因此须扩大生化池池容/提高污泥浓度,降低容积负荷,保障BOD5,COD,NH3 ̄N,TN在二级处理段稳定达控制目标。TP在二级处理段可通过生物除磷得到大部分去除,剩余部分在三级处理段通过化学反应去除。为保证冬季寒冷条件下生化池内的污水温度,确保污水中微生物的活性及主要水质去除的稳定性,对现状及新建外露生化段处理设施增加相应保温措施。

  3)深度处理段:维修现有机械絮凝池,新增斜板沉淀池,更换现有的滤池滤料,组成混凝、沉淀、过滤单元,这一过程水中悬浮微粒集聚变大,或形成絮团,从而加快粒子的聚沉,达到固—液分离的目的,保证出水TP,SS达标。

  4)增加应急处理设施:在冬季水温低,出水COD、氨氮经生化系统处理后仍不能稳定达标时,在深度处理段设置投药设施:a.增设投加活性炭粉末除设备,保障出水COD达标,b.增加次氯酸钠投加设备,保障出水氨氮达标。

  3.3 改造工艺方案确定

  采用“预处理+多级AAO+混凝、沉淀、过滤”的方案。

  拆除现有初沉池,新建多级AAO的厌氧缺氧池,改造现有的生物池为好氧池及Ⅱ段缺氧好氧池,深度处理段新建斜板沉淀池,改造、维修原有混凝反应池、双层滤池。

  在Ⅰ段好氧池内投加MBBR填料,提高硝化菌浓度,并对新建的厌氧、缺氧池进行保温加盖。

  新建的多级AAO的厌氧缺氧池,在池体设计时,考虑多点进水设置,充分利用原水中的碳源

  改造后工艺流程见图1。

小型污水处理厂

  四、提标改造工艺设计

  1)预处理阶段:保留并利用原有进水井、粗格栅间及配套设施,新建调节池、超细格栅、曝气沉砂池及其相应配套设备。

  调节池上层作为应急加药间,并与调节池合建。应急加药间内设碳源加药设备及活性炭粉末加药设备。

  2)二级处理阶段:

  a、多级AAO池是本工程污水处理的核心构筑物,用于生物脱氮除磷。多级AAO池由厌氧区、Ⅰ段缺氧区、Ⅰ段好氧区及Ⅱ段缺氧区、Ⅱ段好氧区五部分组成。本次改造在原初沉池拆除的空地上新建厌氧区、Ⅰ段缺氧区,改造原AAO池为Ⅰ段好氧区及Ⅱ段缺氧区、Ⅱ段好氧区。

  改造后生物池设计参数:总停留时间为26.4h,其中厌氧池为2.0h,Ⅰ段缺氧池为12h,Ⅰ段好氧池为8.0h,Ⅱ段缺氧池为3.3h,Ⅱ段好氧池为1.1h,混合液污泥浓度4000mg.MLSS/L,污泥龄15d,BOD污泥负荷0.111kgBOD/kgMLSS.d,气水比14∶1,混合液回流比300%~350%,污泥回流比100%。

  由于本项目进水生物脱氮的碳源不充足,为保证反硝化过程的充分进行,设置碳源投加系统,实际运行中根据水质情况进行碳源投加,碳源投加量按BOD5/TN提升至3.5∶1进行配置,在Ⅰ段,Ⅱ段缺氧池前段均设投加点。

  该地区冬季气温较低,为保障生化池内污水温度,对新建的厌氧池、缺氧池进行加盖、保温,原有生物池已经建有加盖设施,不变动。

  b、污水厂现有2座?20m的中进周出的二沉池,采用半桥式刮泥机。二沉池大流量时表面负荷1.05m3/(m2?h),停留时间2.4h。原采用半桥式刮泥机为重力排泥,运行时间越长,导致管道堵塞,造成排泥不畅,浮泥较多,因此将2台刮泥设备改造为2台全桥式刮吸泥机,并根据二沉池现状内部构造,相应定制专用刮吸泥机。

  3)深度处理阶段及出水:改造机械絮凝池、新建斜板沉淀池、更换滤池内部滤料、配套布水管路。保留并利用原有接触消毒池、巴氏计量槽、在线监测间。现状的二氧化氯发生器及配套药剂储罐已不能使用,本工程拆除二氧化氯发生器,更换为次氯酸钠加药设备。

  五、技术经济指标分析

  提标改造工程总投资约3817.0万元。其中土建费用1447.4万元,设备费用1429.6万元,安装费用368.0万元,二类费用356.0万元,预备费216.0万元。工程单位建设投资为3817.0元/m3。

  六、提标改造工程运行后出水水质

  污水处理厂提标改造工程已于7月底安装调试完工,8月份进入试运行阶段,根据8月~11月实际运行数据显示,9月上旬水厂进水量达到满负荷,改造后的工艺运行稳定,效果良好,出水水质稳定达标。

  七、结论

  1)增加调节池,解决了昼夜进水量变化大对后续系统的冲击。

  2)采用多级A/O工艺,解决了原工艺外加碳源多、运行成本高的问题。

  3)冬季水温低,生化池内微生物活性降低,处理率下降,增加保温措施后,有助于维持生化池内微生物正常生存的环境,保障微生物的活性,确保工艺要求的处理效率。

  4)保障出水TN指标达到排放要求。

  5)新增加了应急处理设施,冬季气温低的情况下,保障出水COD、氨氮达标。


关键词: 小型污水处理厂   提标改造   多级AAO工艺   AAO