Biolak型A2/O工藝在小型污水處理廠中的應(yīng)用
摘要:介紹了臨沂市河?xùn)|區(qū)污水處理廠采用的Biolak型A2/O工藝,分析探討該工藝的優(yōu)點(diǎn)及其在低負(fù)荷和高負(fù)荷條件下的運(yùn)行效果。運(yùn)行實(shí)踐表明,該工藝耐沖擊性強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞:污水處理廠,Biolak工藝,A2/O工藝,懸浮鏈曝氣
1 污水處理廠設(shè)計(jì)概況
臨沂市河?xùn)|區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模6萬(wàn)m3/d, 分兩期實(shí)施,一期工程3萬(wàn)m3/d,除生物處理部分外其余設(shè)備設(shè)施一次建設(shè)完畢,規(guī)劃占地3hm2。該工程位于河?xùn)|區(qū)鳳凰大街東首楊嶺村西,服務(wù)于整個(gè)河?xùn)|城區(qū)。處理出水排入李公河西支,匯入沂河,屬于淮河流域。
1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
根據(jù)國(guó)家對(duì)淮河流域水質(zhì)排放要求,結(jié)合河?xùn)|排水狀況和水體環(huán)境保護(hù)情況,污水處理廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918- 2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
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1.2 設(shè)計(jì)工藝流程
河?xùn)|區(qū)污水處理廠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境、投資等因素,主體工藝采用Biolak型A2/O工藝,工藝流程見(jiàn)圖1。
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1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
1.3.1 預(yù)處理系統(tǒng)
預(yù)處理系統(tǒng)包括進(jìn)水井、粗格柵、集水池、提升泵、細(xì)格柵和旋流曝氣沉砂池,設(shè)計(jì)規(guī)模6萬(wàn)m3/d,設(shè)計(jì)平均流量2500m3/h,設(shè)計(jì)最大流量3286m3/h (Kz=1.31)。
1.3.2 綜合生化池
綜合生化池為Biolak型A2/O工藝的核心部分,包括厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和安全池, 各池緊湊布置合而為一,減少占地降低造價(jià)。設(shè)計(jì)規(guī)模3萬(wàn)m3/d,設(shè)計(jì)平均流量1250m3/h,設(shè)計(jì)最大流量1773m3/h(Kz=1.42)。
由于工業(yè)廢水占的比例較大,進(jìn)水水量水質(zhì)負(fù)荷波動(dòng)大,綜合生化池設(shè)計(jì)總?cè)莘e為23132m3,總水力停留時(shí)間18.5h,其中厭氧池1.5h,缺氧池 5.9h,好氧池11.1h。污泥回流比取100%;混合液濃度MLSS4000mg/L,混合液回流比取200%。碳化、硝化和反硝化總需氧量332.3kgO2/h。
1.3.3 污泥處理系統(tǒng)
設(shè)計(jì)總污泥齡15.2d,剩余濕污泥量575m3/d (含水率為99.2%),干污泥量4600kg/d,污泥均質(zhì)池有效容積275m3,污泥脫水采用壓濾脫水,濾布2m。
2 Biolak型A2/O工藝特點(diǎn)
在整個(gè)社會(huì)對(duì)保護(hù)環(huán)境提高污水處理率越來(lái)越重視的形勢(shì)下,污水處理廠對(duì)節(jié)約用地、減少投資、脫氮除磷效果好、處理成本低的工藝的探索日益普遍,Biolak工藝和A2/O工藝的應(yīng)用越來(lái)越廣泛, Biolak型A2/O工藝結(jié)合了Biolak工藝和A2/O工藝的優(yōu)勢(shì),其主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)結(jié)構(gòu)緊湊,占地少、投資低。Biolak型A2/ O工藝采用A2/O工藝的厭氧、缺氧、好氧和沉淀的工藝流程,借用Biolak工藝的土池壩體結(jié)構(gòu)和曝氣布置方式,使厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池和安全池合而為一即綜合生化池,使分散的布局緊湊化,節(jié)約用地且降低了工程造價(jià)。
(2)懸浮鏈曝氣,單耗低,維修方便,節(jié)約成本。 Biolak型A2/O工藝保留了Biolak工藝的懸浮鏈曝氣方式,利用效率高,電耗低,節(jié)約了處理成本。同時(shí)懸浮鏈曝氣工藝維護(hù)維修方便,避免工藝的停產(chǎn)檢修,降低了設(shè)施的運(yùn)營(yíng)成本,確保了污水處理廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
(3)強(qiáng)化氮磷去除效果。Biolak型A2/O工藝同時(shí)利用了A2/O工藝厭氧池、缺氧池和Biolak工藝厭氧池、好氧池缺氧區(qū)的脫氮除磷作用,強(qiáng)化了氮磷的去除效果。
(4)運(yùn)行方式靈活,耐水量水質(zhì)負(fù)荷波動(dòng)性強(qiáng)。合而為一的綜合生化池、懸浮鏈的曝氣方式和兩次的脫氮除磷工序的系統(tǒng)布置方式,可以根據(jù)進(jìn)水水量和水質(zhì)的不同,隨時(shí)靈活調(diào)整工藝的控制運(yùn)行方式,大大增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)負(fù)荷的耐沖擊能力,同時(shí)降低了系統(tǒng)污泥的產(chǎn)率,減少了污泥的二次處理費(fèi)用。
3 工藝的運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)性分析
河?xùn)|區(qū)污水處理廠于2007年7月投產(chǎn)運(yùn)行,至今已運(yùn)行了3年多,取得了滿(mǎn)意的效果。由于Bio lak型A2/O工藝應(yīng)用少,成熟可借鑒的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不多,從運(yùn)行至今來(lái)看,整個(gè)工藝對(duì)水量水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng),處理成本低,運(yùn)行效果良好且穩(wěn)定。
3.1 低負(fù)荷時(shí)運(yùn)行方式和處理效果
河?xùn)|區(qū)污水處理廠運(yùn)行初期,由于污水管網(wǎng)覆蓋率和收集率較低,導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)廠水量?jī)H為設(shè)計(jì)規(guī)模的1/3左右且進(jìn)水不均勻程度高,因此會(huì)大幅度延長(zhǎng)污水在廠內(nèi)構(gòu)筑物和管路中的停留時(shí)間。同時(shí)進(jìn)水有機(jī)營(yíng)養(yǎng)源嚴(yán)重不足,致使進(jìn)水水量水質(zhì)負(fù)荷明顯偏低,且低有機(jī)負(fù)荷率易發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。針對(duì)此種實(shí)際情況,我們經(jīng)過(guò)反復(fù)的摸索,采取了風(fēng)機(jī)變頻間歇運(yùn)行的方式,減少向好氧池的供氣量,避免低負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生過(guò)氧化現(xiàn)象;混合液回流泵維護(hù)性運(yùn)行的方式,降低溶解氧帶入缺氧池的概率,保持缺氧池的缺氧狀態(tài);二沉池回流泵自控間歇運(yùn)行的方式,減少二沉池泥水分離時(shí)的擾動(dòng)因素,強(qiáng)化分離效果改善出水水質(zhì)等的系列措施,使整個(gè)系統(tǒng)保持低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。不但實(shí)現(xiàn)了工藝的穩(wěn)定運(yùn)行和水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放,而且降低了處理電耗。污水處理廠2007 年8月的處理效果如表2所示。
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3.2 高負(fù)荷時(shí)運(yùn)行方式和處理效果
隨著河?xùn)|區(qū)污水管網(wǎng)覆蓋率的增加和污水收集率的提高,進(jìn)入污水處理廠的水量和污染物質(zhì)濃度也不斷增加,逐漸達(dá)到滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。經(jīng)過(guò)多次的嘗試,在工藝穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,我們采取減少設(shè)備的設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,降低好氧池設(shè)計(jì)溶解氧濃度等措施, 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定出水達(dá)標(biāo)排放的同時(shí),延長(zhǎng)了設(shè)備設(shè)施的使用壽命,降低了運(yùn)營(yíng)成本。污水處理廠2009年 12月處理效果如表3所示。
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3.3 高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)經(jīng)濟(jì)性分析
河?xùn)|區(qū)污水處理廠工程首期投資約2700萬(wàn)元。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí),實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用主要包括動(dòng)力費(fèi)、藥劑費(fèi)和人工費(fèi)。動(dòng)力費(fèi):高負(fù)荷運(yùn)行時(shí),電耗為0.214kW#h/m3,電價(jià)以0.57元/(kW#h)計(jì), 可得單位水量動(dòng)力費(fèi)用為0.122元。藥劑費(fèi):設(shè)計(jì)主要藥劑為用于脫泥的聚丙烯酰胺、用于除磷的氯化鐵和用于消毒的二氧化氯,單位水量藥劑費(fèi)用為 0.163元。人工費(fèi):實(shí)際定員8人,人均工資1500 元/月,則單位水量人工費(fèi)用為0.014元。合計(jì)以上各項(xiàng)費(fèi)用,單位水量運(yùn)行成本約為0.299元/m3。
4 工藝在實(shí)際運(yùn)行中的問(wèn)題與建議
(1)好氧池缺氧區(qū)不易控制,建議改進(jìn)懸浮曝氣鏈布置方式。Biolak型A2/O工藝好氧池的缺氧區(qū)是靠懸浮曝氣鏈的間距和交替曝氣/不曝氣形成的,由于曝氣鏈間距較近及其擺動(dòng)和水的流動(dòng),容易把好氧區(qū)中的溶解氧帶入缺氧區(qū),致使缺氧環(huán)境在實(shí)際運(yùn)行中不易連續(xù)穩(wěn)定保持,導(dǎo)致脫氮能力發(fā)揮不充分。建議今后的工程中,改進(jìn)各條懸浮曝氣鏈的間距和擺動(dòng)幅度,盡可能創(chuàng)造連續(xù)穩(wěn)定的缺氧環(huán)境,達(dá)到穩(wěn)定的脫氮效果。
(2)沉淀池耐沖擊效果不穩(wěn)定,建議增加導(dǎo)流墻并改進(jìn)吸泥方式。Bioalk型A2/O工藝采用平流式沉淀池,受池體合建的限制,進(jìn)出水設(shè)置在沉淀池的長(zhǎng)邊使得長(zhǎng)寬比、長(zhǎng)深比均低于常規(guī)平流沉淀池的設(shè)計(jì)要求,引起水流的紊流擴(kuò)散和脈動(dòng),導(dǎo)致水流穩(wěn)定性低于常規(guī)平流沉淀池,同時(shí)該工藝沿池子長(zhǎng)端刮吸泥,都使得污泥顆粒的沉淀受到干擾,因此沉淀池的耐沖擊效果不穩(wěn)定。建議今后可以考慮設(shè)導(dǎo)流墻優(yōu)化水流水力條件,同時(shí)增加吸泥泵臺(tái)數(shù)降低單機(jī)功率,減少顆粒沉淀的擾動(dòng)性,改進(jìn)沉淀耐沖擊負(fù)荷效果。
(3)安全池取消,或者增設(shè)手動(dòng)刮吸泥設(shè)施,充分發(fā)揮其去除效果。安全池主要起到出水曝氣充氧和輔助澄清沉淀的功能,由于無(wú)排泥設(shè)施存在沉淀物不易清除等問(wèn)題,同時(shí)國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有出水溶解氧的要求,因此可取消安全池。由于國(guó)家對(duì)出水深度處理的要求日益迫切,亦可考慮保留安全池,以進(jìn)一步去除微污染物,延長(zhǎng)沉淀時(shí)間增加沉淀池長(zhǎng)度, 改善水流穩(wěn)定性,強(qiáng)化出水曝氣充氧輔助沉淀功能, 繼續(xù)降低出水懸浮物等指標(biāo),但是應(yīng)該改進(jìn)曝氣鏈系統(tǒng),增設(shè)底部沉泥手動(dòng)去除設(shè)施,確保安全池系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
5 結(jié)語(yǔ)
河?xùn)|區(qū)污水處理廠采取Biolak型A2/O脫氮除磷污水處理工藝,投入運(yùn)行來(lái),在進(jìn)水水量水質(zhì)低負(fù)荷和高負(fù)荷時(shí),各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 總體運(yùn)行情況良好。適用新建的小型污水處理廠, 要求采用占地少、投資低、脫氮除磷效果好、易維護(hù)、成本低的處理工藝。
參考文獻(xiàn)
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