SBR工藝污水處理廠升級改造工程工藝優化
在分析某污水處(chu)理廠(chang)原有(you)工藝設計參數(shu)和實際運行情況(kuang)的基礎上(shang),通過升級(ji)(ji)改(gai)造,將(jiang)原有(you)一級(ji)(ji)B標出水改(gai)造為(wei)一級(ji)(ji)A標出水,系統(tong)能耗卻下降了80kwh/千(qian)噸水,詳細介紹了改(gai)造的技術方案、內容和效果,可為(wei)當前(qian)SBR工藝污水處(chu)理廠(chang)升級(ji)(ji)改(gai)造提(ti)供參考(kao)。
1、工程概況
某污水處理(li)廠(chang)為滿足城鎮污水處理(li)廠(chang)污染物排放標準?(GB18918-2002)的一(yi)級A標,對已建成的5萬m3/d的一(yi)級B標出水的二級污水處理(li)廠(chang)進行脫氮(dan)除磷升級改造工程。
1.1、工(gong)藝(yi)流(liu)程
污水(shui)處理廠設(she)計運(yun)行現狀:5萬m3/d的(de)污水(shui)處理廠分(fen)(fen)兩期(qi)建設(she),一期(qi)工程建設(she)規模2萬m3/d,采用厭(yan)氧(yang)水(shui)解+SBR工藝;二(er)期(qi)工程建設(she)規模3萬m3/d,采用厭(yan)氧(yang)水(shui)解+P-SBR工藝。二(er)期(qi)工藝流程分(fen)(fen)別見圖1、圖2:

1.2、目(mu)前(qian),污水處理廠(chang)出水可以達到(dao)一(yi)級(ji)B標(biao),根據(ju)一(yi)級(ji)A標(biao)相關水質指標(biao),按(an)污水處理廠(chang)目(mu)前(qian)的運行狀況需要調整的地方有:
1.2.1、根(gen)據現狀進水(shui)水(shui)質(zhi),BOD5/TKN較低(di),碳源不足(zu),系(xi)統的反硝化能力難以提高,TN的去除率(lv)較低(di);
1.2.2、按脫氮除(chu)磷工程(cheng)的設計進出(chu)水水質,一期供氣量偏低;
1.2.3、根(gen)據現狀進水水質,PH值較低,反硝化所需堿度不(bu)足;
1.2.4、原二(er)期設計中P-SBR池缺氧反(fan)硝化池容難(nan)以滿足脫總氮要求,反(fan)硝化液回流存在短(duan)路現象。
2、原有工(gong)藝流(liu)程的升級改造(zao):
根據以上情況,確定生(sheng)物段采用強(qiang)化二級生(sheng)物脫氮除磷處(chu)理(li)工藝,核心是強(qiang)化生(sheng)物脫氮。污水深度(du)處(chu)理(li)工藝采用微過濾技術,設(she)計采用盤片(pian)式微過濾器,過濾精度(du)達到10微米,從而(er)保證了出水懸浮物處(chu)理(li)效果(guo)。
一(yi)期(qi)2萬噸/天(tian)(tian),工(gong)藝考慮在cast池(chi)的(de)反應周期(qi)中增(zeng)(zeng)設(she)缺氧(yang)攪拌段(duan),缺氧(yang)攪拌段(duan)時長0.5h,采用浮(fu)筒式攪拌機,同(tong)(tong)時為(wei)(wei)提(ti)高(gao)(gao)N的(de)去除率,增(zeng)(zeng)設(she)碳源投加裝置一(yi)套,確保TN去除所需碳源;為(wei)(wei)提(ti)高(gao)(gao)硝(xiao)化(hua)反應能(neng)力(li),增(zeng)(zeng)設(she)石灰(hui)投加裝置一(yi)套;把原有10%溶氧(yang)率旋混(hun)式曝(pu)氣頭更換成35%高(gao)(gao)溶氧(yang)率膜片式曝(pu)氣頭。同(tong)(tong)時由(you)于原一(yi)期(qi)DN300風(feng)管(guan)管(guan)徑偏小,設(she)計(ji)考慮增(zeng)(zeng)設(she)兩路DN300的(de)風(feng)管(guan),以減小風(feng)管(guan)阻(zu)力(li),增(zeng)(zeng)大風(feng)機使用效率。二期(qi)3萬噸/天(tian)(tian),P--SBR反應池(chi)采用新增(zeng)(zeng)4臺(tai)硝(xiao)化(hua)液回泵,缺氧(yang)區增(zeng)(zeng)設(she)4臺(tai)浮(fu)筒式攪拌機,增(zeng)(zeng)設(she)碳源、石灰(hui)投加系統各(ge)一(yi)套,強化(hua)硝(xiao)化(hua)、反硝(xiao)化(hua)效果,從而(er)保證(zheng)達到一(yi)級A生物處理效果。
3、工程(cheng)實施(shi)情(qing)況
3.1、一期4個(ge)鋼結構SBR反應池(chi)(chi)(chi),池(chi)(chi)(chi)容17371m3,更換曝(pu)氣(qi)頭(tou)(tou)采用輪流(liu)更換方式(shi),只對其中一個(ge)SBR反應池(chi)(chi)(chi)停水放空,先拆除原有旋混式(shi)曝(pu)氣(qi)頭(tou)(tou),再進行鋼結構池(chi)(chi)(chi)體防腐,最后(hou)更換新(xin)的(de)膜片式(shi)曝(pu)氣(qi)頭(tou)(tou),一個(ge)鋼結構池(chi)(chi)(chi)體施工(gong)(gong)周期一個(ge)月左右,施工(gong)(gong)期間其余3個(ge)SBR池(chi)(chi)(chi)繼續運行,4個(ge)SBR池(chi)(chi)(chi)體輪流(liu)施工(gong)(gong)作業(ye),避免了一期2萬(wan)噸/天污水處理廠全部停產,影響整個(ge)服務區(qu)域正常(chang)排水。
3.2、原有4個SBR池運行周期為(wei)6小時,分別由(you)兩(liang)臺79.8m3/min羅茨鼓風(feng)機2路(lu)(lu)架(jia)空DN300的(de)(de)風(feng)管(guan)(guan)(guan)間歇供氣,每個SBR池曝氣時間3小時,經核算供氣管(guan)(guan)(guan)道管(guan)(guan)(guan)徑偏小,造成風(feng)管(guan)(guan)(guan)噪(zao)音比(bi)較大,設(she)計考慮(lv)另(ling)增設(she)兩(liang)路(lu)(lu)DN300的(de)(de)風(feng)管(guan)(guan)(guan),池內曝氣主管(guan)(guan)(guan)也分兩(liang)路(lu)(lu)分別與2路(lu)(lu)DN300的(de)(de)曝氣主管(guan)(guan)(guan)對接。整個曝氣管(guan)(guan)(guan)路(lu)(lu)改造完工(gong)實際運行后,風(feng)管(guan)(guan)(guan)噪(zao)音明顯下降,降低了風(feng)管(guan)(guan)(guan)阻力,提高了風(feng)機使用效率。
3.3、為提高一期(qi)cast池(chi)(chi)(chi)(chi)缺(que)(que)(que)氧(yang)脫氮能力,初(chu)步設計考慮cast池(chi)(chi)(chi)(chi)增設進水缺(que)(que)(que)氧(yang)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)段,缺(que)(que)(que)氧(yang)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)時(shi)(shi)(shi)間(jian)0.5h,采用(yong)(yong)污(wu)水混流(liu)泵干式(shi)安裝(zhuang)對進水進行(xing)水力攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban),需在(zai)鋼結(jie)構池(chi)(chi)(chi)(chi)體上兩邊各開DN400孔2個,修正設計為采用(yong)(yong)諸暨菲達宏宇的立(li)式(shi)環流(liu)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)機,每(mei)個池(chi)(chi)(chi)(chi)內放置(zhi)3個3KW的立(li)式(shi)環流(liu)攪(jiao)拌(ban)(ban)(ban)機,既(ji)節約了(le)安裝(zhuang)時(shi)(shi)(shi)間(jian),又(you)減少了(le)運行(xing)費用(yong)(yong),避(bi)免了(le)鋼結(jie)構池(chi)(chi)(chi)(chi)體開孔。同(tong)時(shi)(shi)(shi)為保(bao)持cast池(chi)(chi)(chi)(chi)運行(xing)周(zhou)期(qi)6h不(bu)變(bian),將沉(chen)淀時(shi)(shi)(shi)間(jian)由原來1.5h縮短為1h。
3.4、根據(ju)進出(chu)水(shui)(shui)核算,二期工(gong)(gong)程P-SBR池總池容(rong)及供氣量均(jun)能滿足一級(ji)A標出(chu)水(shui)(shui),只是缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)容(rong)積稍缺(que)(que),為(wei)此(ci)在不改(gai)變池容(rong)的基礎(chu)上,將原(yuan)來厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)改(gai)為(wei)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu),即將原(yuan)來P-SBR池的A2/O方式(shi)變更為(wei)A/O的運行(xing)方式(shi);同時為(wei)有效減少(shao)P-SBR池內(nei)回(hui)(hui)流“短流”現象,將硝(xiao)(xiao)化(hua)液回(hui)(hui)流泵由原(yuan)來主曝氣區(qu)回(hui)(hui)流改(gai)裝到(dao)SBR區(qu)隔墻回(hui)(hui)流到(dao)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu),考慮拆改(gai)費(fei)用,實際施(shi)工(gong)(gong)采(cai)用了新增4臺硝(xiao)(xiao)化(hua)液回(hui)(hui)流泵,來自主曝氣區(qu)、SBR區(qu)硝(xiao)(xiao)化(hua)液和進水(shui)(shui)100%~200%混合液回(hui)(hui)流均(jun)進入(ru)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)段(duan),使得(de)缺(que)(que)氧(yang)(yang)(yang)(yang)段(duan)污泥濃度較(jiao)好氧(yang)(yang)(yang)(yang)段(duan)高出(chu)50%,從而增加了處(chu)理能力(li),反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)速率明顯提(ti)高,提(ti)高了出(chu)水(shui)(shui)總氮去除率。
3.5、根據進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質及實(shi)際運行(xing)情況(kuang)分析得(de)知(zhi):原(yuan)水(shui)(shui)(shui)B/C比=0.367,污水(shui)(shui)(shui)的可生化性(xing)較(jiao)(jiao)好(hao),但是進水(shui)(shui)(shui)TKN=41.9mg/l,BOD5/TKN=2.92<4,(規(gui)范要求>4)。原(yuan)水(shui)(shui)(shui)碳源(yuan)不充(chong)足(zu),較(jiao)(jiao)難滿足(zu)反硝(xiao)化要求,為此增設碳源(yuan)投加(jia)(jia)裝置一套,分別向一、二期(qi)生化反應池(chi)投加(jia)(jia)碳源(yuan),通過在(zai)進水(shui)(shui)(shui)泵房處增設COD及TKN在(zai)線檢測(ce)儀來控制碳源(yuan)投加(jia)(jia)量(liang)。初步設計(ji)碳源(yuan)采(cai)用(yong)淀(dian)粉,考慮易(yi)降(jiang)解性(xing)后改(gai)用(yong)醋(cu)酸(suan)鈉,設計(ji)用(yong)量(liang)1.2T/天(tian),但實(shi)際運行(xing)中(zhong)需根據階段(duan)性(xing)水(shui)(shui)(shui)質變(bian)化情況(kuang)調(diao)整(zheng)用(yong)量(liang),一般控制BOD5/TKN>4,一期(qi)4個SBR池(chi)分別于進水(shui)(shui)(shui)曝氣時投加(jia)(jia),二期(qi)2座P-SBR池(chi)分別投加(jia)(jia)于進水(shui)(shui)(shui)缺氧區(qu),連續投加(jia)(jia)。
3.6、由于(yu)(yu)硝(xiao)化反應(ying)(ying)(ying)對(dui)進(jin)水堿(jian)度要求比較高,經核算總堿(jian)度應(ying)(ying)(ying)大于(yu)(yu)250(以CaCO3計)換算成PH>7,通過對(dui)厭氧水解出水平(ping)均分析(xi)得(de)知為6.77,為提(ti)高系(xi)統硝(xiao)化反應(ying)(ying)(ying)能(neng)力,增設石灰(hui)投(tou)加裝置(zhi)一(yi)(yi)套,投(tou)加熟(shu)石灰(hui)用量(liang)為1.5T/D,控制出水堿(jian)度應(ying)(ying)(ying)不小于(yu)(yu)50mg/l,一(yi)(yi)期(qi)(qi)進(jin)水曝氣階段間歇投(tou)加于(yu)(yu)SBR池(chi)中,二(er)期(qi)(qi)連續(xu)投(tou)加于(yu)(yu)2個(ge)P-SBR池(chi)的(de)主曝氣硝(xiao)化反應(ying)(ying)(ying)區。實際運(yun)行中由于(yu)(yu)二(er)期(qi)(qi)P-SBR工藝(yi)硝(xiao)化反應(ying)(ying)(ying)能(neng)力比較強,只對(dui)一(yi)(yi)期(qi)(qi)cast池(chi)進(jin)行了堿(jian)度的(de)加藥調整(zheng)。
3.7、盤片式微過濾池為本工程三級處理(li)系統(tong)核心單元,設(she)計處理(li)能力5萬噸/天,KZ=1.38,反沖洗水直接排入廠區污水管,平面尺(chi)寸(cun):18.7*6.5,采用德國琥珀公司專利產品轉(zhuan)盤過濾器,設(she)備數量4套(tao),設(she)計進水SS濃度<25mg/l,出水SS<5~10mg/l,濾網(wang)孔徑10um,水頭損失<0.15m,運(yun)轉(zhuan)方式:壓差形成時,間歇運(yun)轉(zhuan)(水沖1分鐘,6次/小時)。
四(si)、試運行效(xiao)果(guo)
本工程(cheng)2008年(nian)元月(yue)開(kai)始(shi)(shi)建(jian)設,2008年(nian)8月(yue)30日完工,2008年(nian)9月(yue)3日開(kai)始(shi)(shi)進入工程(cheng)試運行(xing)(xing)階段,2008年(nian)12月(yue)30日通過(guo)區環保局竣(jun)工驗收(shou)。試運行(xing)(xing)期(qi)間加藥裝置連續運行(xing)(xing)了2周左右,二期(qi)反(fan)硝化液回(hui)流(liu)泵沒有運行(xing)(xing),轉盤(pan)過(guo)濾器11月(yue)份(fen)開(kai)始(shi)(shi)運行(xing)(xing),其余(yu)設備均正常運行(xing)(xing)。試運行(xing)(xing)以來進出(chu)水(shui)水(shui)質見表1、表2。
試(shi)運(yun)行至今整個(ge)升級改造(zao)工程已初(chu)見(jian)成效,具體體現以下幾個(ge)方面:
4.1、一期(qi)(qi)(qi)采用(yong)浮筒(tong)式(shi)攪拌機,從試運行(xing)至(zhi)今,運行(xing)狀態良(liang)好,明(ming)顯提高(gao)了一期(qi)(qi)(qi)系統總(zong)(zong)的(de)氮效果(guo)。一期(qi)(qi)(qi)總(zong)(zong)氮合(he)格率8月份(fen)為70%,9月份(fen)為80%,9月28日(ri)浮筒(tong)式(shi)攪拌器正式(shi)投入(ru)運行(xing)后,10月份(fen)一期(qi)(qi)(qi)出(chu)水總(zong)(zong)氮指標合(he)格率達(da)到(dao)了100%。系統總(zong)(zong)氮去除率從10月份(fen)的(de)58%提高(gao)至(zhi)11月份(fen)的(de)65%。
4.2、轉盤過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)經(jing)過(guo)(guo)(guo)設(she)備單機調試、中控聯動試運行至今(jin),出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質得到(dao)了明(ming)(ming)顯改善(shan),經(jing)過(guo)(guo)(guo)化驗室連續檢測轉盤過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)進出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質數(shu)據統(tong)計分析表明(ming)(ming):轉盤過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)出(chu)水(shui)(shui)SS<4mg/l,達(da)(da)到(dao)了化驗室無法檢測出(chu)其(qi)含量的程度,由(you)于去(qu)除(chu)了SS,相應降(jiang)低了其(qi)它指標,11月份轉盤過(guo)(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)COD平(ping)均去(qu)除(chu)率達(da)(da)到(dao):32%,總氮去(qu)除(chu)率達(da)(da)到(dao):11%,總磷(lin)去(qu)除(chu)率達(da)(da)到(dao)56%,氨(an)氮去(qu)除(chu)率達(da)(da)到(dao):17%。
4.3、原一(yi)期生化反應(ying)池采用(yong)旋混式(shi)曝(pu)氣頭,更換成膜片式(shi)曝(pu)氣頭后,平均溶解氧(yang)上升(sheng)3mg/l左右,節(jie)能80kwh/噸(dun)水(shui),每年可節(jie)省150萬(wan)元運(yun)行電費及維修費用(yong),同(tong)時節(jie)約(yue)變電所、風機房建設費用(yong)近(jin)200萬(wan)元。
4.4、由于原(yuan)有一期兩路DN300風(feng)管(guan)管(guan)徑偏小,導致整個污(wu)水處理廠(chang)廠(chang)區噪音很大,新增(zeng)兩路DN300的(de)風(feng)管(guan),經過新增(zeng)空氣管(guan)上電動閥(fa)聯動調試運行后,風(feng)管(guan)噪音明顯(xian)(xian)降低,風(feng)管(guan)阻力下降,風(feng)機效率增(zeng)加,節能效果明顯(xian)(xian)。
5、存在(zai)問題及改進措施
由升級改(gai)造工程試運行情況來看,主要(yao)有以下問題:
5.1、石(shi)灰(hui)、淀(dian)粉加藥(yao)裝置比(bi)較容易堵塞,原設計石(shi)灰(hui)、淀(dian)粉加藥(yao)裝置時(shi)已考慮了管道堵塞問題,采用(yong)以下多(duo)方面措施來(lai)控制管道堵塞:
5.1.1、一(yi)期(qi)、二期(qi)共計(ji)六個加藥點分別(bie)采用(yong)6臺計(ji)量泵(beng)來(lai)計(ji)量投加和控制加藥,并(bing)設置一(yi)臺計(ji)量泵(beng)作為冷備用(yong)泵(beng),避免管道、閥門(men)切換等帶來(lai)堵(du)塞問題(ti);
5.1.2、加(jia)藥(yao)(yao)(yao)設備(bei)設置增設停(ting)泵(beng)自動(dong)反洗程(cheng)序,即(ji)停(ting)止加(jia)藥(yao)(yao)(yao)時(shi),反沖(chong)洗電磁(ci)閥自動(dong)打開,計量(liang)泵(beng)延時(shi)5min繼續用自來水沖(chong)洗加(jia)藥(yao)(yao)(yao)管道(dao)和計量(liang)泵(beng),以保證(zheng)管道(dao)內不積存石灰、淀粉等(deng)藥(yao)(yao)(yao)液,避免管道(dao)堵塞;
5.1.3、加藥溶(rong)解罐(guan)、儲存(cun)罐(guan)程序確保一定(ding)(ding)的攪拌強度,以免罐(guan)內石灰、淀粉(fen)等(deng)存(cun)積,同(tong)時加藥罐(guan)、儲存(cun)罐(guan)增設檢修(xiu)人孔、放(fang)空管等(deng),考慮定(ding)(ding)期(qi)清理(li)、檢修(xiu)。
5.1.4、2套(tao)加(jia)(jia)藥(yao)裝置(zhi)共有(you)12根(gen)加(jia)(jia)藥(yao)管道(dao),采用拉管施(shi)工方法,沿程(cheng)拐彎(wan)處(chu)共設(she)置(zhi)了(le)(le)5個加(jia)(jia)藥(yao)管道(dao)檢修(xiu)口,在(zai)每(mei)個檢修(xiu)口都(dou)分(fen)別每(mei)根(gen)管道(dao)都(dou)增設(she)了(le)(le)放空檢修(xiu)閥。即使采取了(le)(le)以上措(cuo)施(shi),在(zai)實(shi)際加(jia)(jia)藥(yao)裝置(zhi)運(yun)行過程(cheng)中,還是出現了(le)(le)堵塞(sai)問題,主要(yao)堵在(zai)計量泵入口處(chu)Y形過濾器入口,目前(qian)采取以下(xia)改(gai)進措(cuo)施(shi),有(you)效改(gai)進了(le)(le)加(jia)(jia)藥(yao)堵塞(sai)問題
5.1.5、原DN32吸液(ye)管(guan)偏小,改用DN50放(fang)空管(guan)作為吸液(ye)管(guan),并在吸液(ye)總管(guan)上(shang)增設DN50Y形過濾器;
5.1.6、計量泵入口處DN15的Y形(xing)過濾器改為(wei)DN25,減少吸液管道阻(zu)力。
5.1.7、延長(chang)反沖洗時間至20min,確保管道內沒有(you)積液。通過以(yi)上措(cuo)施,目(mu)前(qian)石(shi)灰加(jia)藥系(xi)統已能正(zheng)常運(yun)行。
5.1.8、在以上改造(zao)的(de)基礎上,工藝運(yun)行時考慮盡量(liang)利用工藝原水(shui)(shui)碳(tan)源(yuan)(yuan),減少(shao)碳(tan)源(yuan)(yuan)投加(jia)量(liang),實(shi)際(ji)試運(yun)行后二期采用沉砂池(chi)出(chu)水(shui)(shui)不經過水(shui)(shui)解酸化池(chi)直(zhi)接超越至P-SBR反應(ying)池(chi),通過此運(yun)行工藝改進(jin),二期出(chu)水(shui)(shui)總氮達標率可(ke)提高20%左右。減少(shao)了碳(tan)源(yuan)(yuan)的(de)投加(jia)量(liang)。
5.2、由于(yu)轉盤過(guo)濾器用于(yu)升級改造(zao)工程在國內還屬于(yu)起(qi)步(bu)階段,設計運行過(guo)程中有些不足之處(chu)。
5.2.1、多(duo)臺轉(zhuan)盤過濾(lv)器運(yun)行中必須考慮配水的均勻性;
5.2.2、單臺轉盤(pan)過濾(lv)器過水能(neng)力(li)有限,對于(yu)水量(liang)變化較大(da)的污水處理廠來說,瞬(shun)時過水能(neng)力(li)過大(da)部分勢必超越排放(fang),影(ying)響出(chu)水水質的穩定達標(biao)。

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