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水质净化厂提标扩容改造及方案设计

发布时间:2020-09-29 15:56

  随着现今社会飞速发展,工业不断进步,现行污水厂实际服务人口超出设计服务人口,污水处理量远超过设计污水处理量,导致出水水质不能满足《广东省水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准及国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A中较严者的要求。因此,在考虑污水处理能力和不再新增用地情况,需要对现状污水厂进行提标改造和扩容。本文提供两种不同工艺组合方案,对现状污水厂进行提标改造和扩容的同时,还节约投资成本和运营成本。

  [关键词]市政污水;提标扩容;A/A/O微曝氧化沟-MBBR;纤维转盘滤池;MBR膜池;曝气生物滤池

  生活污水来自于人们在日常生活过程中产生的污水,包括餐厨废水等。生活污水的主要污水物包括CODcr、BOD5、SS等。随着现今社会飞速发展,人口聚集等因素,导致现行的水质净化厂(污水厂)服务人口超过设计规模,出水水质达不到预期效果。而且,国家对人居环境的越来越重视,环境质量标准不断提高,现行污水厂出水水质达不到国家或地区的限排标准。还有,新建污水厂占地面积太大。因此,需要对现状污水厂进行提标扩容改造。本文通过对比不同工艺方案,对污水厂进行提标扩容改造,从而达到出水水质优于水质排放标准。

  污水厂现行规模为10万吨/天,分一、二期建设,处理规模分别为5万吨/天。主要的处理工艺见图1。污水厂现状主体工艺为“A/A/O微曝氧化沟”,出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和《广东省地方标准污染物排放限值》(DB44/26-2001)规定的一级水质排放标准的要求。随着污水厂服务人口越来越多,出现以下问题:①出水水质中TP超标;②进水水质中SS超过设计进水水质指标。

  纤维转盘安装在特别设计的混凝土滤池内,它的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质,提高污水处理厂出水水质。纤维转盘滤池的运行状态包括:过滤、反冲洗、排泥状态。其优点:出水水质好、耐冲击负荷、占地面积小、设备闲置率低、总装机功率低、运行自动化、滤前处理系统的事故对滤池的影响较小且恢复较快、设计周期和施工周期短。

  移动床生物膜反应MBBR(MovingBedBiofilmReactor)通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。其优点:容积负荷高;耐冲击性强,性能稳定,运行可靠;搅拌和曝气系统操作方便,维护简单;生物池无堵塞,生物池容积得到充分利用。

  曝气生物滤池充分借鉴了污水处理接触氧化池和给水快滤池的设计思路,集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。曝气生物滤池是一种高效能、低成本和体积小的污水处理系统。其优点:提供了巨大的生物栖息空间,使大量微生物得以附着生存;增高了氧的利用率;提高了生物处理效率;加快了传质速度;该处理装置结构紧凑,占地面积小;能够进行脱氮和除磷。

  活性砂滤池是一种连续过滤的砂滤设备,即不需要将滤池停止运行就可以清洗砂床。过滤自上而下进行。在过滤过程中脏砂在一个清洗容器中清洗,脏物随清洗水一起排出。其优点:占地面积小,处理规模大;抗冲击能力强,出水效果稳定;无需反冲洗,操作控制简单;内部提砂,能耗小;池体结构多样化,工程投资低;分体式E/P控制,维护灵活简便,节省配套投资。

  膜生物反应器技术(MBR)是膜分离技术和污水生物处理技术有机结合的产物,该技术的特点是以超、微滤膜分离过程取代传统活性污泥处理过程中的泥水重力沉降分离过程,由于采用膜分离,因此可以保持很高的生物相浓度和非常优异的出水效果。其优点:出水水质良好;占地面积小;剩余污泥排放少有机负荷低、泥龄长,污泥产率低;不受污泥膨胀的影响;氨氮去除率高;除磷效果好;抗水质冲击负荷能力强。

  本次改造需要提标的指标主要有:CODcr、SS、NH3-N、TN和TP,同时需要最大程度的提高处理能力,又不新增用地的情况下,需综合考虑采用占地面积少的处理工艺。本次改造拟采用三种工艺组合方案来同时实现本次改造扩容和提标两大目的。

  由于污水厂一、二期工程均已建成,经过对各单体处理能力进行详细核算,本次改造工程部分单体需新建,部分单体可通过改造提高处理容量。工艺流程:市政污水(20万t/d)分别进入现状改造后的预处理系统和三期新建预处理系统,部分污水(15万t/d)经现状改造后的预处理系统处理后,出水排至A/A/O微曝氧化沟-MBBR池进行生化处理后,出水进入二沉池,然后经纤维转盘滤池后,最后经紫外消毒即可达标排放。另一部分污水(5万t/d)经三期新建预处理系统处理后,经过精细格栅池,进入A/A/O-MBR池处理,经紫外消毒后排放。污泥排至污泥浓缩池,通过螺杆泵进入污泥脱水机房压缩成泥饼,装车外运处置。工程提标扩容改造后,污泥总量估算将增加至23.6tDS/d,拟新建一座污泥脱水间,与原污泥脱水间共同处理全厂污泥。本次改造工程工艺流程见图2。

  由于污水厂一、二期工程均已建成,经过对各单体处理能力进行详细核算,本次改造工程部分单体需新建,部分单体可通过改造提高处理容量。具体工艺过程为:市政污水(20万t/d)分别进入现状改造后的预处理系统和三期新建预处理系统,部分污水(15万t/d)经现状改造后的预处理系统处理后,出水排至A/A/O微曝氧化沟-MBBR池进行生化处理后,出水进入二沉池,然后经纤维转盘滤池后,经紫外消毒后排放。另一部分污水(5万t/d)经三期新建预处理系统处理后,排至高效沉淀池,经过曝气生物滤池处理,紫外消毒后排放。污泥排至污泥浓缩池,通过螺杆泵进入污泥脱水机房压缩成泥饼,装车外运处置。工程提标扩容改造后,污泥总量估算将增加至24.8tDS/d,拟新建一座污泥脱水间,与原污泥脱水间共同处理全厂污泥。本次改造工程工艺流程见图3。

  方案一总投资为13109.56万元,其中建设费为12747.89万元,单位水量电耗0.34kWh/吨,经营成本0.478元/吨。方案二总投资为12508.06万元,其中建设投资为12160.13万元,单位水量电耗0.325kWh/吨,经营成本0.455元/吨。

  污水厂的提标扩容改造既需要考虑最大程度上处理能力,又不新增用地,还需要减少各项成本投入。而本文提供的两种工艺组合处理方案,既实现现状污水厂改造扩容和提标两大目的,又能节约投资及运营成本。

  [1]崔玉川,刘振江,张绍怡,等.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京:化学工业出版社,2004.

  [2]琚凯玲.对城市生活污水处理技术与发展趋势的探究[J].环境与发展,2018,30(3):93-93.

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