携手同行,共创辉煌!
论文交流
当前位置:首页 > 业务交流 > 论文交流

改良 AAO+磁混凝工艺在污水厂提标改造项目中的应用———以山东某污水处理厂为例

山东某污水厂现状处理规模为3m³/d,进水中印染、机械加工等工业废水占比约30%,现状出水标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A标准,尾水排至明堂河,属于南水北调一般保护区域。根据当地区域水环境总体要求,本污水厂出水中部分指标需满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中IV类水体限值要求,即CODCr≤30mg/LTN≤1012mg/LTP≤0.3mg/L,需进行原位提标改造。

本厂厂区用地紧张且附近无地可征用,进水中工业废水占比较高,新出水标准要求较高,故需进行原位提标改造,深度挖潜生化处理等现状设施功能,增设节地高效的深度处理工艺。经过现场踏勘和方案对比分析,本工程选用改良AAO+新增磁混凝沉淀(预留活性炭投加)+V型滤池的原位提标改造工艺,取得了良好的处理效果,可为国内类似项目原位提标改造提供参考。

01、污水厂现状分析

1.1现状概况

污水厂始建于2009年,现状建设规模为3m³/d,实际日均污水处理量约为2.2m³/d,主要处理园区内300多家企事业单位和近10万人的生产生活污水。污水处理工艺采用AAO+二沉池+二泵房+V型滤池,出水执行一级A标准。污泥采用储泥池+带式浓缩脱水机处理,出泥含水率≤80%。消毒采用ClO2,现状厂区无除臭系统。


1.2现状进水水质分析

污水厂进水中生活污水占比约70%,工业废水占比约30%,其中工业废水以印染、机械加工、综合制药、食品加工等为主。

对污水厂20191—20209月的进水进行频次分析,如表所示,厂区进水水质与原设计进水水质较为接近,原设计进水水质取值较为合理,但CODCrSSTP3项指标偶尔会出现超标现象。进水中B/C约为0.38,可生化性一般;BOD5/TP约为54.61BOD5/TN约为3.20。实际进水水质碳源相对不足,为保证出水TN稳定达标,需部分时段额外投加碳源。

1污水厂原设计及实际进水水质

1.3现状处理工艺

污水厂现采用AAO工艺,工艺流程如图所示。


现状污水处理工艺

1.4现状出水水质

对污水厂20191—20209月的出水进行频次分析,如表所示。CODCrBOD5SS、氨氮、TNTP一级A达标率均为100%,现状工艺流程和设计参数可满足一级A出水标准。若按准类新标准考核,CODCr达标率为85.14%,氨氮达标率为79.50%TN达标率为74.47%TP达标率为80.33%,达标率均较低,无法满足新要求,现状处理工艺亟需改造。

2污水厂原设计及实际出水水质

注:括号外数值为31—1130日的控制指标;括号内数值为121次年31日的控制指标

1.5提标改造要求

本项目为原位提标改造工程,进水中含印染、机械加工等工业废水,新标准要求较高,其中CODCr≤30mg/LTN≤1012mg/LTP≤0.3mg/L,结合实际进出水水质情况以及现状池体和设备情况,本次提标改造工程需重点关注CODCrTNTP3项污染指标。另外,工艺改造时需充分利用现状设施,深度挖潜生化处理能力,针对性增设节地高效的深度处理单元。

02、现状改造重难点分析及应对措施

通过分析实际进出水水量水质情况,复核现状处理设施,同时结合厂区实际运营情况和新标准要求,本项目需重点关注以下问题。

2.1进水水质复杂

本厂进水中含印染纺织、机械加工、综合制药、食品加工、机械加工等工业废水,占比约30%,印染纺织废水中溶解性难生物降解性CODCr较高,新标准要求出水CODCr含量由50mg/L降至30mg/LTN含量由15mg/L降至10mg/LTP含量由0.5mg/L降至0.3mg/L,现状工艺为AAO+V型滤池,无法满足提标要求。经复核,现状生化池总有效池容(23625m³)设置合理,但分区不合理,且无内回调节设施、无固定碳源投加设施、进水点单一,另外深度处理工艺缺少混凝沉淀段,仅靠生化处理难以满足CNP污染物提标要求。


2.2厂区用地紧张

厂区现状建构筑物布局较为紧凑,无提标改造预留用地。经工艺论证,在充分改造利用现有处理设施的基础上,需新增混凝沉淀单元、碳源除磷药剂投加装置、化验间、除臭装置等处理设施,需充分利用现状零星地块,选择节地高效工艺,合理规划施工顺序。

2.3部分设备老化

本厂建设使用已有十余年,细格栅、二沉池出水槽、中间提升泵、储泥池搅拌器、生化池曝气系统、生化池搅拌器等工艺设备和部分电气自控设备老化严重,运行效果不佳,且维修频繁,需对其重置。

03、提标改造工艺设计

3.1提标改造设计水量水质

本厂现状建设规模为3m³/d,实际日均污水处理量约为2.2m³/d,提标改造工程设计规模维持现状不变。

经对比分析实际进水水质情况和原设计进水水质,本提标改造工程设计进水水质延用原设计进水水质,出水按照当地要求执行地表Ⅳ类水标准,具体如表3所示。

3设计进、出水水质

注:括号外数值为31—1130日的控制指标;括号内数值为121次年31日的控制指标。

3.2工艺设计

本提标改造工程污水处理工艺采用改良AAO+二沉池+二次提升泵房+磁混凝沉淀池(预留活性炭投加)+V型滤池,污泥处理采用污泥均质池+带式浓缩脱水机,除臭采用生物滤池工艺,具体如图所示。


提标改造工艺流程

1)预处理系统

现状粗格栅及提升泵房设备完好、运行工况佳,维持现状利用。

细格栅旋流沉砂池建设时间较长,细格栅老化严重,除渣效果较差,本工程对其重置。主要设计参数为:格栅形式为网板格栅,数量2套,栅条间隙为6mm,栅渠宽度为1300mm,安装角度为75°

2)生物处理系统

现状AAO生化池设计规模为3m³/d,有效水深为5.8m,总有效池容为23625m³,其中,厌氧区水力停留时间(HRT)为2.13h,缺氧区HRT3.30h,好氧区HRT13.47h,总计HRT18.90h。进水点仅设厌氧池1处,曝气设施老化严重、曝气不均匀,内回流通过在缺氧、好氧池间设置连通渠、靠渠道闸门控制。经复核,总池容可满足要求,但各分区池容设计不合理,缺氧池池容严重偏小,需重新设计各分区池容,增设进水点,充分利用进水中碳源,增设设内回流泵、灵活调节混合液回流量,并重置碳源投加设施、曝气系统等,强化生物池去碳脱氮能力。

将现状生化池改造为改良AAO,维持总池容不变,增设缺氧、第一好氧池2处可调进水点,调整各分区池容,延长缺氧区HRT5.51h,缩短好氧区HRT9.92h,在好氧池末端设置1.00h脱气区,同时重置碳源投加设施、推流器、曝气器等。主要工艺设计参数为:设计混合液悬浮浓度(MLSS)为4000mg/L,混合液回流比为300%,污泥回流比为100%,气水比为4.8:1


AAO生化池改造平面图

现状生化池曝气采用离心风机,效率较低、噪声大,且老化严重,将其更换为空气悬浮风机,总计3台,21备,均采用变频控制,主要设计参数为:Q=50Nm³/minP=68.6kPaN=80.0kW

现状二沉池为中进周出辐流式,数量2座,池径为35m,混凝土出水渠池壁破损严重,本工程对出水渠进行改造,采用内嵌SS304不锈钢板,厚度为1mm

现状污泥泵房部分设备老化严重,本工程对其重置。污泥回流泵总计3台:现状利用2台(其中1台为变频控制,Q=738m³/hH=3mN=11kW),重置1台(变频控制,Q=625m³/hH=3mN=11kW)。剩余污泥泵维持现状,总计2台,11备,Q=50m³/hH=12.5mN=5.5kW

3)深度处理系统

现状深度处理段仅设有V型滤池单元,化学除磷药剂直接投加在生化池中,药耗较大且效能较低。二沉池出水部分时段SS较高,直接进入V型滤池,导致滤料堵塞板结,反洗频次较高,增大了现场设施维护工作量。厂区仅有一片空地,现状为太阳能板用地,平面尺寸为25m×20m。新出水标准要求较高,而磁混凝沉淀池具备负荷高、处理效果好、占地少、耐冲击等特点。因此,本项目在V型滤池前拆除现状太阳能板,利用此片空地增设磁混凝沉淀池,同时预留活性炭投加池,进一步强化NP污染物去除能力。

新建磁混凝沉淀池1座,分2格,设计规模为3m³/d,变化系数为1.32,活性炭混合池HRT10.52min,混凝池HRT2.31min,磁混池HRT2.31min,絮凝池HRT4.62min,沉淀池平均负荷为10.66m³/(m²·h),污泥回流比为5%。活性炭采用湿式投加,污泥回流泵前设置截污剪碎格栅机。磁粉采用人工干式投加,同时每格池单设磁粉回收系统1套,处理量为40m³/h。剩余污泥通过高剪机打散磁粉污泥混合絮体,再通过水力旋流器初步分离磁粉和污泥,最后经过磁分离器将磁粉从污泥中分离出来返回混凝池,经过磁粉回收后的剩余污泥进入污泥脱水系统进一步处理。

现状V型滤池设计规模为3m³/d1座,分5格,土建良好,运行状况佳,维持现状利用。相关参数为:单格平面尺寸为8.0m×6.4m,平均滤速为5.2m/h

现状二泵房中间提升泵扬程不能满足新要求,本工程对其重置,总计3台,其中2台采用变频控制,主要设计参数为:Q=825m³/hH=6.5mN=22kW

4)污泥处理系统改造

经复核,本次提标改造污泥产量变化不大,现状带式浓缩脱水机运行状况良好,维持现状利用。贮泥池进中无搅拌设备,增加搅拌器1台。

5)加药间改造

本工程需重置碳源投加装置、新增除磷药剂投加装置。现状加药间平面尺寸为24.0m×8.1m,可满足本工程药剂投加装置集中布设要求。现状有PAMSPFS加药设施,将其拆除并改造为葡萄糖、PAMSPFS等加药设施,主要设备有加药缓冲罐、加药泵、在线稀释装置等。

6)新增除臭系统

现状厂区无除臭设施,本工程新增除臭系统1套,除臭范围为粗格栅提升泵房、细格栅旋流沉砂池、厌氧池、贮泥池、脱水机房,除臭风量为9000m³/h,采用生物滤池工艺。

04、工程设计特点

1)原位提标改造,无需新征用地

厂区布局紧凑,现状空地较少,深度处理工艺存在缺陷,而新标准要求高,且厂外无地可征,故需进行原位提标改造,采取了以下措施:充分利用现状设施,深度挖潜生化系统处理能力,保留现状V型滤池,增设节地高效的加碳磁混凝沉淀池,改造利用现状加药间集中布置碳源、除磷药剂投加设施等。

2)选用改良AAO+加碳磁混凝沉淀池,稳定可靠,调控灵活

通过调整生化池各分区池容、增设多点可调进水、重置碳源投加应急装置、增设混合液回流泵变频控制、重置曝气系统等,将现状常规AAO池型改造为改良AAO池型,生化处理系统更加稳定可靠且可灵活调控。深度处理段保留V型滤池,增设加炭磁混凝沉淀池,强化去碳除磷能力,活性炭投加量可根据实际运行状况灵活调配,具有占地小、投资省、运行可靠的特点。

05、运行效果及经济指标分析

5.1运行效果

本提标改造工程于20206月开工,202010月建成通水,202011—20216月实际日出水水质情况如图所示,各项指标均可达到准类标准要求。


提标改造后的实际日出水水质

5.2经济指标分析

本提标改造工程总投资为2567.53万元,其中建安费为1996.69万元,提标改造后污水厂直接运行成本为0.76/m³(含电费、药剂费、水费及人工费等),总投资和运行成本均低于国内同类项目。