強(qiáng)化生物脫氮工藝在污水處理廠升級(jí)改造中的應(yīng)用

□文/石曉川

強(qiáng)化生物脫氮工藝在污水處理廠升級(jí)改造中的應(yīng)用

□文/石曉川

某污水廠在結(jié)合自身特點(diǎn)與未來發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，經(jīng)過工藝比選及實(shí)際試驗(yàn)應(yīng)用，決定采用強(qiáng)化生物脫氮工藝作為未來的新工藝并通過技術(shù)論證與試驗(yàn)，對(duì)強(qiáng)化生物脫氮工藝的實(shí)際處理效果與城鎮(zhèn)污水處理廠的升級(jí)改造關(guān)系進(jìn)行了研究。

污水處理廠；強(qiáng)化生物脫氮；升級(jí)改造

某城鎮(zhèn)污水處理廠位于城郊結(jié)合部，隨著周邊城市人口的增加與工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)、生活用水量日益增長，污水排放與日俱增，排放的污染物總量也越來越多，對(duì)城市水資源和環(huán)境造成了嚴(yán)峻考驗(yàn)，污水廠運(yùn)行工藝及出水水質(zhì)已達(dá)不到未來的城市發(fā)展規(guī)劃及城市生態(tài)環(huán)境要求，為此需對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。

1 現(xiàn)狀工藝流程

污水處理系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的活性污泥法，污泥處理采用厭氧中溫消化，沼氣攪拌，帶式脫水機(jī)脫水。BOD、SS等主要污染物在進(jìn)行處理后達(dá)到國家規(guī)定的二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)，具體的工藝流程見圖1。

2 進(jìn)出水指標(biāo)

1）原設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)見表1。

表1 原設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo) mg/L

2）改造后設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo)見表2。

表2 改造后設(shè)計(jì)進(jìn)出水指標(biāo) mg/L

3 污水廠改造工藝的選擇

3.1 工藝選擇的原則

1）根據(jù)周邊區(qū)域的實(shí)際情況，決定是否在現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行升級(jí)改造；是否可以征地，如不征地，則應(yīng)采用占地較小的處理工藝。

2）盡量減小對(duì)現(xiàn)有構(gòu)筑物的改動(dòng)，對(duì)現(xiàn)有活性污泥處理構(gòu)筑物要充分利用，縮短斷水的頻率和周期，減少臨時(shí)處理的各項(xiàng)費(fèi)用。

3）充分利用污水廠現(xiàn)有的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，不要對(duì)日常運(yùn)行程序大范圍進(jìn)行改變。

4）選擇的工藝運(yùn)行費(fèi)用應(yīng)相對(duì)較低且易于實(shí)施，盡量縮短施工周期，使改造過程中少停水、不停水。

5）檢測進(jìn)水水質(zhì)是否具有良好的可生化性；對(duì)氨氮、有機(jī)物等主要污染物應(yīng)采用生化法進(jìn)行處理，降低運(yùn)行費(fèi)用。

3.2 確定工藝

鑒于水質(zhì)的實(shí)測情況，處理工藝應(yīng)具有較強(qiáng)的硝化和反硝化能力才能滿足要求?？紤]到曝氣生物濾池工藝受進(jìn)水SS的限制，導(dǎo)致其進(jìn)水BOD較低，浪費(fèi)碳源，投加大量甲醇后運(yùn)行費(fèi)用很高，不適用本水質(zhì)的情況。因此綜合考慮下選擇了強(qiáng)化生物脫氮工藝作為最終工藝。

4 強(qiáng)化生物脫氮工藝

4.1 簡介

強(qiáng)化生物脫氮工藝具有高效的脫氮功能，其生物反應(yīng)池由一個(gè)厭氧池、一個(gè)轉(zhuǎn)碟曝氣的缺氧曝氣區(qū)和2級(jí)微孔曝氣池組成。

該工藝將處理分為3個(gè)階段并讓每一段保持不同的DO濃度。

第1段為厭氧池，作用為生物除磷，以減少化學(xué)除磷的加藥量。下一段采取硝化、反硝化同步進(jìn)行，通過控制轉(zhuǎn)碟曝氣池的DO濃度，來完成同步反應(yīng)，將氮的去除率大大提高。最后一段使用鼓風(fēng)曝氣，由二級(jí)微孔曝氣池組成，該曝氣池為好氧反應(yīng)的精細(xì)反應(yīng)區(qū)，溶解氧控制在1.5～2.6 mg/L。從此曝氣池出水后進(jìn)入后邊的二沉池，從而達(dá)到了泥水分離的目的。

該工藝具有如下特點(diǎn)。

1）同時(shí)硝化與反硝化反應(yīng)節(jié)約了碳源。該工藝的中心原理為缺氧曝氣，DO值是影響需氧量的關(guān)鍵因素，降低了需氧量，迅速加大了氧傳遞效率。

2）氧傳輸效率高。由于前半部分為機(jī)械式曝氣，后半部分為微孔式曝氣，前后不同的曝氣形式組合，大大提高了曝氣的速率。

4.2 試驗(yàn)研究

近一年來，進(jìn)行了以強(qiáng)化生物脫氮工藝為核心的同步硝化、反硝化工藝試驗(yàn)。

1）試驗(yàn)情況。以生物反應(yīng)池為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，只對(duì)曝氣池進(jìn)行了簡單而有效的改造和優(yōu)化，從而達(dá)成硝化和反硝化同步反應(yīng)的作用，達(dá)到生物脫氮，提高總氮、氨氮的去除效果，保障出水排放達(dá)標(biāo)。

將生物反應(yīng)池改造后維持原有的工藝流程，不對(duì)其他構(gòu)筑物做改動(dòng)，僅將曝氣池改造成一個(gè)缺氧曝氣式的立環(huán)氧化溝與二級(jí)微孔曝氣的工藝。

曝氣池改造后分成3個(gè)處理工段，在每一個(gè)工段中 DO的濃度不同，分別為 0、0.6、1.9 mg/L，在溶解氧濃度為0～0.6 mg/L的缺氧曝氣工段中采取了硝化反硝化的同步反應(yīng)技術(shù)，也就是通過控制DO濃度、氧化還原電位來達(dá)到在缺氧曝氣的反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行同步硝化與反硝化反應(yīng)，將氮、磷的去除效率提高。

2）試驗(yàn)結(jié)論。

（1）硝化、反硝化的同步反應(yīng)工藝可實(shí)現(xiàn)缺氧硝化，從而節(jié)約了大量能耗。

（2）強(qiáng)化生物脫氮工藝具有很強(qiáng)的硝化功能。由于采用了硝化、反硝化同步反應(yīng)工藝，就算在冬季低溫（10～12℃）和短泥齡（10 d）條件下也能達(dá)到較好的硝化效果，出水氨氮能夠穩(wěn)定達(dá)到國家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

（3）強(qiáng)化生物脫氮工藝TP須采用化學(xué)除磷方法才能達(dá)標(biāo)。由于受進(jìn)水碳源不足和污泥回流硝酸鹽的影響，系統(tǒng)出水TP不能達(dá)標(biāo)，出水平均為3 mg/L。

（4）出水TN不達(dá)標(biāo)。由于受到進(jìn)水碳源不足的影響，TN去除率保持在41%左右；通過投加碳源可使出水TN達(dá)標(biāo)，當(dāng)投加碳源6 t/d時(shí)，TN平均去除率可提高到57.9%，出水TN平均為23 mg/L。當(dāng)投加碳源量為9 t/d時(shí)，出水TN預(yù)計(jì)能達(dá)到國家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 主要改造內(nèi)容及新工藝流程

根據(jù)強(qiáng)化生物脫氮的特點(diǎn)結(jié)合實(shí)際情況，主要改造內(nèi)容為新建轉(zhuǎn)碟曝氣池，在該池前設(shè)置厭氧區(qū)以利于除磷；新建好氧曝氣池；改造二沉池。改造后具體的工藝流程見圖2。

5 結(jié)語

通過試驗(yàn)可以看出，對(duì)于城鎮(zhèn)污水廠改造項(xiàng)目來說，強(qiáng)化生物脫氮工藝所采用的同步硝化、反硝化技術(shù)，在投加一定的碳源基礎(chǔ)上，可以保證在短泥齡和冬季低溫條件下可以取得很好的硝化效果，出水總氮和氨氮能夠保持在一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，符合城市發(fā)展和環(huán)境要求。從資金投入上來講，強(qiáng)化生物脫氮工藝對(duì)現(xiàn)有構(gòu)筑物、建筑物的改動(dòng)都不是很大，增設(shè)構(gòu)筑物也不多，比較符合城鎮(zhèn)污水廠改造對(duì)資金、環(huán)境、土地利用等方面的要求，由此可以看出強(qiáng)化生物脫氮工藝無論從資金、技術(shù)、合理性上講都具有一定特點(diǎn)，應(yīng)逐步在城鎮(zhèn)污水廠改造工程中推廣并應(yīng)用。

X703.1

C

1008-3197（2011）06-48-02

2011-08-15

石曉川/男，1985年生，助理工程師，天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司，從事工程項(xiàng)目管理工作。