摘要:隨著污水處理除氮脫磷要求的不斷提高,污水處理工藝及其運行日益復(fù)雜化,污水處理的投資及其運行費用也隨之越來越高,因此如何在滿足處理要求的前提下,簡化工藝流程,減少工程投資和運行費用,是世界各國所面臨的一個共同課題。下面簡要介紹臨沂污水處理廠采用中國礦大的"分點進(jìn)水厭氧——多級缺氧好氧活性污泥法工藝"進(jìn)行除磷脫氮工藝改造的成功經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞:污水處理,脫氮除磷,分點進(jìn)水

除磷脫氮是當(dāng)今水污染控制領(lǐng)域研究的熱點和難點之一,大量的研究已經(jīng)證明,污水中的氮和磷是導(dǎo)致受納水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。常規(guī)的污水處理技術(shù)主要以去除有機(jī)物BOD和懸浮物SS為目的,沒有考慮對氮、磷等無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的去除,所以在污水處理中僅有10%～20%氮、磷被去除,而大部分氮、磷仍存在處理水中,使大量的氮、磷排入水體造成污染。氮、磷的污染對我國水體環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。根據(jù)生物脫氮除磷原理,針對常規(guī)污水生物脫氮除磷工藝技術(shù)存在的問題,本文將介紹臨沂首創(chuàng)水務(wù)有限公司在污水除磷脫氮新技術(shù)方面的成果。

臨沂首創(chuàng)水務(wù)有限公司一期10萬噸/日的工程于2002年10月份投產(chǎn)運行,采用氧化溝池形,鼓風(fēng)曝氣好氧工藝。設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)CODCr:400mg/L,BOD5:200mg/L,SS:250mg/L,NH3-N:30mg/L;出水水質(zhì)BOD5:30mg/L,SS:30mg/L,CODcr:100mg/L,NH3-N:25mg/L,沒有除磷脫氮功能。在實際運行中,當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)較穩(wěn)定時,出水效果較好,但是由于污水廠上游工礦企業(yè)較多,排放的污水性質(zhì)不穩(wěn)定,并且含有許多有毒有害化學(xué)物質(zhì),進(jìn)水總磷總氮嚴(yán)重超標(biāo),往往會破壞生化池的生物系統(tǒng),甚至造成微生物死亡,致使出水水質(zhì)有時不能達(dá)標(biāo)。近年來國家對污水廠出水水質(zhì)提出了更高要求,要求出水水質(zhì)達(dá)國家一級B 標(biāo)準(zhǔn),而污水廠沒有除磷脫氮功能,不能解決尾水排放造成水體富營養(yǎng)化的問題。所以污水廠工藝改造已迫在眉睫。一期改造工程原計劃在原有生物池上增加厭氧池、缺氧池,形成A2/O 工藝, 雖然這種工藝除磷脫氮效果較明顯, 但是施工時間長,而且施工期間需要停產(chǎn),這顯然不符合環(huán)保規(guī)范。最終公司采用了中國礦大的“分點進(jìn)水厭氧——多級缺氧好氧活性污泥法工藝”,該工藝是中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院張雁秋教授等研究人員近年來根據(jù)中國國情開發(fā)的一種高效脫碳、脫氮工藝, 具有總停留時間短, 運行費用較低的顯著優(yōu)點。分點進(jìn)水是本工藝的核心過程。

1 生物除磷脫氮原理

各種除磷脫氮工藝一般都是除碳、除氮、除磷三種流程的有機(jī)組合, A / O 工藝、A2/O 工藝、各種氧化溝工藝、S B R 工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現(xiàn)除碳、除氮、除磷三種流程的組合, 都是比較實用的除磷脫氮工藝。脫氮首先利用設(shè)施內(nèi)的好氧段,由亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的硝化作用, 將N H 3- N 轉(zhuǎn)化為N O 3- N ,再利用缺氧段經(jīng)反硝化細(xì)菌將N O 3- N 還原成氮氣, 從而達(dá)到脫氮的目的。生物除磷則是利用某些微生物(如聚磷菌PAOs)在厭氧時釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機(jī)物,在好氧段,超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷除去。

“分點進(jìn)水厭氧——多級缺氧好氧活性污泥法工藝” 則是利用污泥處于缺氧- 好氧的反復(fù)交替的環(huán)境中,從而達(dá)到除磷脫氮的目的。

2 改造方案

2.1 改造原則

根據(jù)污水廠已有條件,改造方案需滿足以下5 個方面的要求: 脫碳(BOD5、COD)、除磷、脫氮效率都較高;滿足滿負(fù)荷處理10 萬噸/日污水;投資少,施工容易;占地面積較小,充分利用現(xiàn)有場地,盡量利用前期工程處理設(shè)施;操作管理較為方便, 運行費用增加不多。

2.2 改造方案

改造原有的一座初沉池為反硝化池, 改原有的曝氣生物池為多級缺氧好氧池。由初沉池到生物池的進(jìn)水由一個點改為分四個點進(jìn)入,由一次配水改為四次配水,由一級完全混合改為四級完全混合串聯(lián)進(jìn)行。四個點依次進(jìn)水量分別為10%,15%,13%,12% 。原工藝流程及改造工藝流程分別表示如圖1 、圖2、圖3 。

局部改造內(nèi)容如下:

2.2.1 初沉池配水井

增加污泥回流進(jìn)口.在原初沉池配水井適當(dāng)位置引入污泥回流管(DN900)兩條,通過配水井將回流污泥均勻布置到原初沉池中。增加到曝氣池的配水管路出口。在污水進(jìn)入配水井之前,通過增加閘板和管路,將一部分水通過分流的形式直接引入到脫氮池(DN600)和曝氣池中(DN600)。

2.2.2 初沉池改造

工藝改造后, 原初沉池的功能發(fā)生了變化, 成為厭氧池, 池內(nèi)活性污泥濃度為12000mg/L 左右,為了達(dá)到一個較好的反應(yīng)流態(tài),對原初沉池的進(jìn)水口和刮泥板進(jìn)行改造。

初沉池變?yōu)閰捬醭睾?原進(jìn)水點偏高,不適合泥水混合過程,通過在原進(jìn)水口處增加罩管,減少進(jìn)水面積(可適當(dāng)增加流速),同時降低進(jìn)水點高度,在刮泥板行走和進(jìn)水(泥水混合物)沖擊的共同作用下,得到一個較好的反應(yīng)流態(tài)。
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2.2.3 曝氣池改造

原有曝氣池為四池串聯(lián)工藝,只有脫碳功能,沒有脫氮的功能,工藝改造后使其成為既脫碳又脫氮(硝化)的曝氣池。由于原有的配水方式和出水發(fā)生了變化,因此作如下改造:曝氣池隔墻上開孔,鋪設(shè)布水管道;增加曝氣池出水堰高度具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2.2.4 污泥回流泵房

工藝改造后回流泵房內(nèi)兩小室水位提高,為防止返流和兩室之間串流,在原開口處增加閘門, 提高出水水位。

2.3 工藝流程說明

污泥回流至厭氧池之前,污泥回流比根據(jù)運行調(diào)試控制在30~60%之間;厭氧池配水量為總進(jìn)水量的50% 左右,其余部分分為四次配入后續(xù)多級缺氧好氧池中;多級缺氧好氧池由一次配水改為四次配水,由一級完全混合改為四級完全混合串聯(lián)運行,改造前后進(jìn)水方法見下圖:大量剩余污泥由二沉池排出,少量污泥由厭氧池排出; 污泥在多級缺氧好氧池處于缺氧- 好氧的反復(fù)交替反應(yīng)中。

2.4 工藝改造特點

回流污泥與部分進(jìn)入?yún)捬醭?原初沉池)中廢水的有機(jī)物在厭氧池內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),促進(jìn)厭氧釋磷,有機(jī)物提供必要碳源,同時降低后續(xù)曝氣池有機(jī)負(fù)荷,并節(jié)省一定曝氣動力;在反硝化池內(nèi)進(jìn)行部分反硝化,部分硝態(tài)氮與有機(jī)物這兩種污染物在反硝化菌的作用下相互作用,同時降低后續(xù)曝氣有機(jī)負(fù)荷并節(jié)省一定曝氣動力;多極缺氧好氧反應(yīng)池整個系統(tǒng)污泥濃度高,污泥總量大,污泥齡長,慢速生長的硝化菌從而避免被系統(tǒng)稀釋出去,系統(tǒng)內(nèi)有足夠的硝化菌生物量,因此硝化作用明顯;由于系統(tǒng)內(nèi)生物總量比其他常規(guī)工藝要高得多,因此活性污泥系統(tǒng)穩(wěn)定性明顯增強(qiáng),抗受沖擊負(fù)荷的能力明顯提高。（臨沂首創(chuàng)水務(wù)有限公司）