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探討如何科學選配除磷劑提高藥劑混合強度等除磷效果的措施

    發(fā)布時間:2017年7月3日     點擊數(shù):6770   【

摘要:結合某城鎮(zhèn)污水處理廠的工程概況,介紹了其污水處理工藝流程,并提出了改善氧化溝內溶解氧濃度、科學選配除磷劑、提高藥劑混合強度等除磷措施,既達到了污水處理標準,又降低了藥劑費用。

1工程概況

某城鎮(zhèn)污水處理廠,2008年開工建設,一期設計處理規(guī)模為6.0×104m3/d,采用2000型改良氧化溝工藝,設計進水水質:CODCr≤350mg/L,BOD5≤150mg/L,SS≤200mg/L,NH3-N≤30mg/L,TN≤40mg/L,TP≤5mg/L,出水標準為GB81918—2002一級A排放標準。該工程主要設計工藝參數(shù)為:污泥負荷0.059kgBOD5/(kg·MLSS·d),容積負荷0.295kgBOD5/(m3·d),污泥齡18d,設計水溫較高30℃、較低13℃,水力停留時間18.4h。該污水處理廠2009年5月開工建設,2010年11月建成投運,其工藝流程如圖1所示。

2運行工況

該污水處理廠2013年即達到滿負荷運行,整個污水處理系統(tǒng)的運行情況較為穩(wěn)定,各項出水指標除TP時有很標外,其余各項指標均滿足GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準要求。從2014年2月份開始,該污水處理廠來水量一直保持在6.5×104m3/d以上,較高日進水量達到了8.12×104m3/d,進水水質也發(fā)生了一定變化,特別是進水TP一直較高,TP較高瞬時值甚至達到了65mg/L,其實際進出水數(shù)據(jù)與設計進水水質對比如表1所示。

通過對表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比可知:出水水質指標CODCr,BOD5,SS,NH3-N和TN均能滿足設計要求,只有出水TP有很標現(xiàn)象。為解決出水TP很標的問題,該廠采取了諸多運行措施,以期達到降低出水TP的目標。

表1 進、出水水質 mg /L
項目   CODCr BOD5 SS NH3-N TN TP
設計進水水質   350 150 200 30 40 5
設計出水水質 50 10 10 5( 8) 15 0.5
實際進水水質 140 ~ 370  75 ~ 120  140 ~ 330  18 ~ 32 25 ~ 48  5 ~ 13
 實際出水水質 ≤35. 0 ≤8. 0 ≤7. 0  ≤2. 75 ≤8. 17 0. 27 ~ 1. 53

 

3除磷措施

3.1提高生物除磷的工藝措施

由生物除磷的機理可知,只有除磷菌在厭氧條件下進行充分釋磷,才能實現(xiàn)除磷菌在好氧條件下大量的吸收磷。相關研究表明,除磷菌在厭氧條件下釋放1mg的磷可以在好氧區(qū)吸收

2.54mg的磷。

1)降低進水跌水曝氣強度,減少進水溶解氧對系統(tǒng)的影響。該污水處理廠分兩期建設,在進行一期建設時,預處理工段構筑物即按12.0×104m3/d的規(guī)模一次建成,在污水提升泵站處設置一期、二期配水井一座,如圖2所示。配水井設置有提升泵出水口、消能槽和配水槽,一、二期的配水量通過配水槽出水閥門進行調節(jié)。由圖2a)可看出,經(jīng)過提升泵提升的廢水經(jīng)過兩次跌水,一次是出水口到消能槽的跌水,跌水高度約計500mm;另一次跌水在配水槽處,跌水高度在900mm左右。

通過調整一、二期的配水閥門開啟度,提高配水槽的水位,可降低二次跌水高度甚至消除二次跌水,減少跌水曝氣充氧。經(jīng)現(xiàn)場實測,二次跌水后,配水槽進水中的溶解氧濃度可達4.4mg/L,通過消除二次曝氣,配水槽進水中的溶解氧濃度降低到了0.2mg/L以下,再經(jīng)過后面的管道輸送后,基本消除了進水跌水曝氣對厭氧系統(tǒng)溶解氧的影響。

2)延長厭氧區(qū)的水力停留時間,強化聚磷菌釋磷。

影響厭氧區(qū)、缺氧區(qū)溶解氧濃度的主要因素有進水溶解氧濃度、外回流污泥溶解氧濃度、內回流溶解氧濃度等。本文著重探討降低外回流污泥、內回流污泥對厭氧區(qū)、缺氧區(qū)溶解氧的影響措施。無論是外回流污泥還是內回流污泥,其溶解氧濃度的大小都與氧化溝好氧區(qū)的溶解氧濃度及溶解氧的分布梯度有關。所以,在保證整個系統(tǒng)出水穩(wěn)定達標的前提下,適度調控好氧區(qū)的溶解氧濃度及溶解氧的分布可以改善系統(tǒng)的生物除磷效果。根據(jù)2000型改良氧化溝工藝的結構特點,一方面通過增加開啟氧化溝好氧區(qū)前部區(qū)域轉碟曝氣機的臺數(shù)及增加單臺轉碟曝氣機的碟片數(shù)量,來提高前區(qū)的溶解氧濃度;另一方面是通過減少開啟氧化溝好氧區(qū)后部區(qū)域轉碟曝氣機的臺數(shù)及拆除部分轉碟曝氣機的碟片數(shù)量,來降低后區(qū)的溶解氧濃度。這樣既可以在氧化溝好氧區(qū)形成一個低—高—低的溶解氧梯度分布區(qū)域,同時又可使整個好氧區(qū)溶解氧濃度在2.5mg/L左右,保證了微生物硝化和吸磷的環(huán)境。

同時,將氧化溝好氧區(qū)至缺氧區(qū)的內回流量調至100%左右,外回流污泥在30%和60%兩個梯度,間歇調整運行。通過上述調整,氧化溝內厭氧區(qū)水力停留時間由1.5h延長至2.5h以上,聚磷菌的釋磷效率和反硝化菌的反硝化效率都得到了提高。

3)穩(wěn)定連續(xù)排除剩余污泥。

活性污泥系統(tǒng)生物除磷的除磷途徑主要是通過排除剩余污泥來實現(xiàn)的。剩余污泥的排放有間歇排放和連續(xù)排放兩種方式,雖然這兩種排泥方式都能排除剩余污泥,但從工藝運行的穩(wěn)定調控來講,連續(xù)排泥能夠降低磷在系統(tǒng)的停留時間,更能達到生物除磷的目的。

3.2強化化學除磷

由于我國城市污水中BOD/TP較低,采用單一的生物除磷技術很難穩(wěn)定的達到GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準,往往需要輔助化學除磷措施來滿足要求。通過對表1數(shù)據(jù)的分析,本廠進水BOD/TP在9~24之間,其比值確實較低,實際的運行結果也表明,單靠生物除磷不能實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定達標。

通過化學除磷的機理可知,在污水中投加藥劑后,金屬離子與磷酸鹽快速結合會形成低溶解度、很細小晶狀體的磷酸鹽化合物;然后,在流速梯度或混合擴散過程作用下互相接觸生成大顆粒絮凝體;較后,絮凝體通過沉淀分離或過濾分離等方法與水體分開,從而達到化學除磷的目的。由此可見,化學除磷的本質就是磷酸鹽從液相轉移到固相的過程。

污水處理的化學除磷主要涉及兩個方面:一個是除磷藥劑的選擇,另一個是化學除磷工藝的設計。

1)除磷藥劑的篩選。

目前,用于污水化學輔助除磷的藥劑主要可分為鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽、改性硅藻土及復合絮凝劑等。在選擇藥劑的過程中,上述污水處理廠分別針對5個廠家的干式聚合氯化鋁及2個廠家的聚合硫酸鐵原液和1個廠家的干粉聚合硫酸鋁鐵共計8種除磷劑,進行了比對小試和生產(chǎn)性試驗。試驗考核指標主要包括藥劑的溶解時間、投加劑量、礬花大小、礬花的沉淀性能、TP去除率、出水色度、工作勞動強度、運營成本8個項目,以TP去除率、運營成本為除磷藥劑主要篩選指標,較終確定選用含鐵量不小于11.0%的聚合硫酸鐵原液作為該廠除磷藥劑。

不過,通過除磷藥劑的比選試驗發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)自來水凈化應用性能較好的鋁鹽、鐵鹽,在污水化學除磷方面使用效果并不突出,這主要與產(chǎn)品的鹽基度有關。在污水化學除磷過程中,發(fā)生的主要是化學沉析反應,化學絮凝反應是副反應。

2)化學除磷工藝的設計。

化學除磷工藝是按照除磷藥劑的投加位置來區(qū)分的。藥劑投加方式一般可分為前置投加(沉砂池出水)、同步投加(生物曝氣池)、后置投加(二沉池出水)三種方式。上述污水處理廠較初的化學除磷工藝采用后置加藥方式,在進行生產(chǎn)性試驗時,雖然采用了多種藥劑做對比,但出水總磷都很難穩(wěn)定在0.5mg/L以下。通過工藝改造,將加藥位置設置在了混合強度較大的氧化溝出水堰跌水曝氣處。改造后的運行結果表明:出水總磷TP≤0.25mg/L,實現(xiàn)了穩(wěn)定達標,且藥劑費用降低到了0.04元/t污水以下。

4結語

生產(chǎn)性試驗表明:降低厭氧區(qū)進水溶解氧濃度,控制內、外污泥回流比,適度調整好氧區(qū)溶解氧分布梯度,可以延長厭氧區(qū)的水力停留時間,釋磷菌能夠在厭氧區(qū)充分釋磷;連續(xù)排除剩余污泥可以減少磷在系統(tǒng)的積累。再者,選擇液體聚合硫酸鐵,投加在氧化溝出水口跌水處,能夠提高化學除磷的效率,降低藥劑費用。

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