青岛李村河污水处理厂二期工程的设计与运行

更新时间:2023-08-07 23:33:01 阅读量: 实用文档 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

污水处理

青岛李村河污水处理厂二期工程的设计与运行

刘浩,安洪金,牟润芝

(青岛首创瑞海水务有限公司,山东青岛266042)

摘要:青岛李村河污水处理厂二期工程采用多模式A2/O工艺,可实现ⅥP、多点进水倒置

A2/o、A2/o、预缺氧+A2/o四种工艺方式,详细介绍了处理工艺特点、设计运行参数、自控升级改造方式.调试措施,运行特点。实际运行结果表明,该工艺具有较高的耐冲击负荷能力,适应不同环境条件下的运行需求,各项出水指标均达到了设计要求。

关键词:多模式A2/Oxg;除磷;脱氮;污泥上清液

1工程概况

青岛李村河污水处理厂二期工程设计规模为9×104m3/d,于2008年7月投入运行,根据工程分期建设的特点,二期工程的格栅间、进水泵房、沉砂池、鼓风机房、脱水机房等土建部分采用一期原有构筑物,仅增加了工艺设施及设备,同时对自控系统进行升级改造,运行至今出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)二级排放标准。二期工程采用多模式A2/o工艺,设计进出水水质见表l。

表1设计进出水水质

指标进水

出水

BOD。400<30

COD900<100

SS70030

NH3-N58<25

TP10<3

去除率>88.9%>92.5%>88.9%>56.7%>70.0%

2工程设计

2.1多模式A2,o工艺

青岛李村河污水处理厂地处青岛市工业区,周边汇水区域面积为124kin2,进水水质具有浓度高、变化大、可生化降解性差的特点,夏季回流污泥中硝态氮对除磷的干扰突出,冬季低温条件对生物硝化的影响较大【l】,因此解决N、P去除的冲突,提高工艺的耐冲击负荷能力,是选择处理工艺的关键因素。本工程采用的多模式A2/O工艺,实际运行中可以根据季节、水质、水量的变化特性,按照VIP、倒置A2/O、A2/O、预缺氧+A2/o四种工艺方式运行,其工艺设计见图l。

(1)按VIP工艺运行

使用该工艺时仅由①点进水至厌氧区,污泥外回流按a路径回流至缺氧区,回流比R为50%.200%,好氧内回流c和缺氧内回流d同时运行,回流比r分别为50%.150%。

(2)按A2/o工艺运行

使用该工艺时仅由①点进水至厌氧区,污泥外回流按b路径回流至厌氧区,回流比R为50%.200%,好氧内回流按c路径进入缺氧区,回流比r为50%.150%。

(3)按分点进水倒置A2/0工艺运行

使用该工艺时由①、②点分别进水,进水①点为60%,②点为40%,污泥外回流按b路径回

污水处理

流至缺氧区,回流比R为50%.100%,好氧内回流按e路径进入缺氧区,回流比r为50%.100%。分点进水倒置AZ/O工艺是对倒置A2/o工艺的改进,减少进入缺氧区的进水量,将大部分优质碳源分配给厌氧除磷。而好氧区产生的N03-N不再通过外回流进入厌氧区,回流污泥、60%的进水、50.100%的好氧内回流均进入缺氧段,停留时间为2.3小时,更多的污泥经过完整的厌/缺/好氧环境,从而使单位池容的反硝化速率明显提高,也强化后续除磷效果【2】。

(4)按预缺氧+A2/o工艺运行

使用该工艺时由①、②点分别进水,进水①点为40%,②点为60%,污泥外回流按b路径回流至缺氧区,回流比R为50%.100%,好氧内回流按c路径进入缺氧区,回流比r为50%.150%。该工艺是对A2/O工艺的改进,将前置缺氧区作为预缺氧区进行反硝化,而后面则是常规A2/O工艺,预缺氧存在减少硝酸盐对厌氧区的冲击,可作为生物反应器,脱氮除磷效果都较好。

图1多模式A2/O工艺流程

2.2工艺流程

青岛李村河污水处理厂工艺流程见图2。

化学污泥

图2污水处理厂工艺流程

污水处理

2009年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会论文集

2.3主要构筑物及设计参数2.3.1一期原有构筑物

青岛李村河污水处理厂在一期建设时,已充分考虑了二期工程的建设需要,因此二期工程仍使用原有的粗细格栅间、进水泵房、沉砂池、鼓风机房、浓缩池、消化池、脱水机房。依据日处理能力17万m3/d(一期设计8万m3/d)、变化系数1.3的设计规模,粗格栅间更换为3台过水能力为3070m3/h的机械粗格栅,进水泵房增加4台1535m3/h的进水泵,细格栅间增加1台过水能力3500m3/h的细格栅,沉砂池增加1台42L/S的砂水分离器,鼓风机房增加1台与原鼓风机风压匹配、风量为21000m3/h的离心式鼓风机,脱水机房增加3台30m3m的离心式脱水机。另外,还增加了1个lOkV变电站,对35kV变电站的变压器、电容柜、环网柜进行了扩容。2.3.2二期新建构筑物

(1)初沉池

采用2座中心进水周边出水的辐流式沉淀池,最大流量时表面负荷为1.94m3/m2.h,每座池的直径为40米、池深4.8米,沉淀池内安装有半桥式周边传动刮泥桥,通过底部排泥管将初沉污泥排入集泥槽,再由排泥泵将集泥槽中污泥排至浓缩池。

(2)多模式A2/o生物池

平面尺寸131×104m,有效水深6米,分为2组独立运行的生物池,系统设计泥龄21.1天,污泥负荷0.086kgBOD/(kgMLSS d),MLSS为49/L,有效总池容积8万m3,总停留时间21.3h,分为厌氧区、缺氧区、好氧区。其中厌氧区、缺氧区安装有推流式搅拌器,保证生物系统的完全混合和推流,好氧区采用渐减式微孔曝气系统,共计有18022个微孔曝气头。进水点、回流污泥、内回流点分别设置在厌氧区和缺氧区多个位置,通过电动、手动闸门的调节,可以实现不同的工艺方式。

(3)二沉池

采用4座中心进水周边出水的辐流式沉淀池,每座池直径为42米,单池峰值流量为1219m3/h,峰值表面负荷为0.88m3/m2 h,平均表面负荷为0.68m3/In2 h,有效池边水深5米,水力停留时间5.1h,安装有周边传动全桥式刮泥桥,通过真空泵和虹吸管将污泥吸至集泥槽,然后再回流至回流污泥泵房。

(4)除磷池

为减少污泥上清液回流对进水中磷酸盐的影响,在污泥处理工艺中新增加1座除磷池,配套设施有废液提升泵房、加药间、管道混合器,除磷池平面尺寸为24X7m,有效水深3米,峰值水量为300m3/h,水力停留时间为100min。池内安装有4台搅拌器用于混凝搅拌,1台行车式刮泥桥,2台排泥泵保证产生的化学污泥及时排出,处理后的出水回流至进水端。2.3.3一、二期工程衔接

(1)处理流程衔接

由于一期工程预处理单元构筑物均按17万m3/d规模建设,因此二期工程进水引自已建配水井,而一二期工程出水最终汇集至新建出水混合井。一、二期初沉污泥、剩余污泥均利用已建浓

污水处理

2009年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会论文集

缩池、消化池、脱水机房,其中污泥上清液需经过新建除磷池处理后至进水端。

(2)工艺管线的衔接

二期工程与一期工程管线的衔接按照统筹设计的原则,由一期管线进行延伸,进水管、风管、给水管、中水管、雨污水管通过高程与坐标的调整,既满足工艺需要,又尽可能避免不同管线的交叉。

(3)电气自控的衔接

结合工程实际,经与电业部门协商,将35KV变电站原有的一用一备电源改为二常用,但是10/0.4KV系统仍将维持原有的运行方式(即变压器一用一备)。由于二期工程投产后用电负荷增加,因此需要增加环网柜、开关柜、电容柜,对部分母排进行改造。

二期工程的自控设计着重对一期工程的PLC和中央控制系统进行扩容改造,包括厂区检测仪表、自控控制装置、网络通讯系统、视频监控、在线监测、防雷接地等,同时增加1个PLC分站,以满足扩容后设备、工艺的监控要求。2.4设计特点

(1)考虑到汇水区域面积范围广,进水水质变化大,生物池采用多模式A2/O工艺,可以通过闸门的调节,改变进水点、回流点,从而实现不同工艺的运行方式

(2)受雨污混流的影响,夏季存在进水碳源较低的情况,在初沉池工艺段铺设超越管,一旦进水碳源不足,进水可以直接超越初沉池。

(3)剩余污泥的排放方式由原来的排放混合液改变为排放回流污泥,这样剩余污泥的含固率增加了l倍,减少了排放总量。

(4)在一、二期工程的生物池始、末两端各增加了1根DN400连通管,使不同运行条件下的生物池在必要时段可以实现贯通,缩短生物系统启动驯化时间和大修后恢复时间。

(5)在污泥处理流程中,采取了将一、二期初沉污泥单独利用一座浓缩池,一、二剩余污泥单独利用一座污泥浓缩池的浓缩方式。初沉污泥经过浓缩后进入消化池,可以提高沼气产率;剩余污泥经过浓缩后进入储泥池,直接进行脱水,这样污泥含水率也会得到降低。

(6)一旦污泥处理系统不正常时,可以将污泥上清液通过废液提升泵房,排入除磷池,经过除磷池的搅拌、混凝、沉淀将处理后的上清液回流至进水井,从而减少污泥上清液对进水SS、TP等指标的影响,产生的化学污泥排放至浓缩池进行压缩沉淀。

(7)自控设计偏重于全厂自控系统的升级改造和在线监测仪表的系统完善,通过INTOUCH组态软件,接收下位机传送的各个仪表测量信号、设备状态及操作员控制指令,数据传输采用IP城域网光纤专线,在线监测仪表则使用无线数传方式,同时利用在线出水Nit3-N监测仪表完善DO的串级曝气控制,

3调试措施

青岛李村河污水处理厂二期工程投产后,为快速保证出水水质达标的要求,采取了~些技术措施,

(1)在活性污泥驯化时期,采用逐个生物池培养的方式,提前4天终止一期生物池的排泥,利

污水处理

2009年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会论文集

用连通管将一期生物池污泥引至二期工程的1号生物池,通过间歇进水连续进泥的方式,在4天内逐步将MLSS浓度提高至3000mg/1,待液位提高至出水堰时,停止进水进泥,分别打开缺氧、好氧内回流泵将混合液回流至厌氧区、缺氧区,保持1天时间,然后控制2万m3/d的连续进水,期间测量SV、MLSS及出水水质指标。

(2)待1号生物池出水水质稳定达标后,开启二期生物池2号生物池的外回流闸门,向2号生物池排放驯化后的活性污泥,进水、进泥方式与1号生物池相同。考虑到培养时期7月份的季节性和进水水质特点,将工艺运行方式调整为多点进水的倒置A2/O工艺。

(3)二期工程的活性污泥驯化周期为lO天,第12天的出水水质就实现了稳定达标,这与充分利用一期生物池活性污泥,采用合理的多点进水的倒置A2/O工艺有很大关系。

4运行效果

青岛李村河污水处理厂二期工程投产后,由于当地政府对该汇水区域的管网建设和截污十分重视,进水水量增长非常迅速,2009年6月基本实现满负荷,2009年7月污水处理负荷率达到108.11%,由于工艺运行稳定可靠,保证了出水水质远远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级排放标准,2008年7月一2009年7月的实际水量、水温、水质、处理效率情况见表2。

表2实际水量、水温、水质、处理效率

日均进水量

项目

7月8月9月10月11月12月1月2月

水温

‘C24.8

CODmg/1

SS

mg/lNH3-Nmgh

TP

mg/l

万m3/d

3.504.485.015.175.334.876.106.336.856.817.838.979.736123

进水

701.14395976476097771013840.51186140618031245720.8856

出水

33.337374140444242.74353475151.240.16

进水

468.7289352.7373358506754495.57279221132912703.3570.9

出水

11.176.52987117101312810.69.25

进水

26.123.7237.5839.346.5352.344.2247.0956.4550.3l47.2347.7426.7638.95

出水

0.941.07O.951.331.421.643.282.663.341.79O.754.091.081.6

进水

“.17.079.948.1210.5412.4316.5513.6619.4217.4019.3516.4212.812.49

出水

1.921.091.772.182.662.432.22.230.970.461.031.821.21.57

25.5

23.821.416.913.5lO.612.313.215.719.322.324.918.78

3月4月

5月6月

髓獬

5运行特点

7月

95.3%98.38%94.94%

87.43%

在一年运行期内,虽然进水水质基本与设计水质相符合,但由于汇水区域的增加和经济环境的变化,进水水质变动性大,成分复杂多样,给污水处理厂带来了较大的冲击,厂内技术人员结合二期工程设计特点,灵活采取不同的运行方式,为出水水质达标和节能减排创造了良好的条件,现总结分析如下

(1)在夏秋季节,生物池水温>16‘C时采取多点进水倒置A2/o工艺,根据沿程取样结果确定

污水处理

2009年给水厂、污水厂升级改造及节能减排新技术新工艺研讨会论文集

缺氧区、厌氧区的进水比例,通常厌氧区的进水比例40.60%,这样也提高了污泥在缺氧区的停留时间,使反硝化更为彻底,同时也实现了厌氧区的较高污泥浓度,增加了聚磷菌总量,提高了TP去除率。与一期工程相比,在同等条件下,多点进水倒置A2/O工艺比倒置A2/o工艺在低碳源条件下,除磷效果更好。

(2)在冬季1月,由于上游企业排放有毒有害物质,导致生物池内硝化菌大量死亡,一期生物池此时采用A2/o工艺,生物池N03-N由8.9mg,1下降到1.Olmg/1,出水N]-]3-N由O.91mg/l上升至32.8mg/l,此时生物池水温仅有9.9‘C,基本无法实现正常的脱氮功能。而二期工程此时采用VII'工艺,虽然也受到一定冲击,但由于工艺本身有多道回流,耐冲击负荷效果好,因此生物池内N03-N为2.34mg/1。针对这种情况,将工艺恢复重点调整为二期生物池,通过提高DO浓度,增加泥龄,加大好氧回流、外回流比,在2天内将生物池的N03-N恢复至6.7mg/1,然后将二期生物池的活性污泥通过连通管排放至一期生物池,整个工艺恢复时间为4天,出水NH3-N超过25mg/1的情况仅有2天。

(3)在春节3-6月受经济环境影响,进水水质超标严重,现有脱水机不能满足污泥处理总量要求,泥水不平衡问题突出,污水处理厂面临着要么减量处理,减少收入,要么出水不达标的风险。在这种条件下,采取将污泥上清液通过废液提升泵房排入除磷池的措施,TP为127mg/1的污泥上清液经过处理后,TP仅为17mg/1,基本未对进水中TP产生影响,消除了污泥上清液厌氧释磷对生物除磷的影响。

(4)在自动控制系统中,上位机使用的Intouch9.5可在多种操作系统上运行,在与PLC的通讯方面更提高了稳定性,同时通过wonderware的windowmaker图形编辑程序可以快捷方便的生成各类实时报表、趋势图。另外,通过DO仪与出水NH3-N在线监测仪表的串级控制,在夏季可以减少N03.N总量约25%,降低供电能耗18%。

6结论

青岛李村河污水处理厂二期工程依据一期工程运行现状,采用多模式A2[O工艺并结合污泥上清液集中处理,满足了不同环境条件下脱氮除磷工艺的需求,在进水水质浓度变化大、低温、有毒有害物质侵袭等不利因素下出水水质仍能稳定达标。一年的运行实践表明,该工程处理效果稳定、耐冲击负荷能力强、节省能耗、应用前景良好。

参考文献:

[I】陆嘉弘.M.UCT法用于市政污水的除磷脱氮.全国污水除磷脱氮技术研讨会论文集,2000,3:74.【2】2尹士君,李亚峰,等.水处理构筑物设计与计算.化学工业出版社,2003,12:54.

作者简介:刘浩(1977一),男,辽宁黑山,硕士,总工程师,水污染技术与控制。

E—mail:liuhaocom@vip.sina.tom

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/h5zj.html

Top