多段多级AO工艺在污水处理厂升级改造中的应用

1、IK& IIK& IIK& I多段多级AO工艺在污水处理厂升级改造中的应用石 凤1刘胜军1马炳勇1郑雪峰2杨 学1邹仲勋1张继伟1孙开蓓1(1中国市政工程西北设计研究院有限公司天津分院，天津 300201; 2曲靖创业水务有限公司，曲靖 655000)3摘要 云南曲靖污水处理厂升级改造工程设计规模8万m /d,出水水质排放标准由城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB 18918 2002)二级提升为一级 A标准。通过分析该厂实际进、出水水 质及原AB工艺的A段运行情况，需要增加生物处理段。经过设计参数比较及经济分析最终选用多 段多级AO工艺。介绍了工程的设计运行情况，分析

2、了工程实施后所带来的环境和社会效益。关键词污水处理厂 升级改造多段多级AO工艺 AB工艺脱氮除磷IK& IIK& I1工程概况1. 1工程背景按照2005年云南省曲靖市总体规划，曲靖市污 水处理厂2020年规划总规模15万m3/d，期工程 设计规模8万m3/d建成于2005年。一期工程按 照AB工艺建设了 A段曝气池及其配套设施，仅考虑 了有机物的降解去除，没有脱氮除磷功能。经过几年的正式生产 运行，污水处理量基本稳定 在4万 5 万m /d。投入运行后发现污水处理厂进水水质和 设计水质有较大差别，现状运行水质偏淡，并不适合 采用AB工艺。因此 本次改建 需要从实 际情况出 发

3、,重新考虑适合本工程实际水质水量的处理方案。本次设计按照国家及地方有关政 府部门的要求,污 水处理须 执行GB 18918 2002 一级A排放 标准。IK& IIK& I2采用有明显的改善。A /O工艺因为污泥增长有一 定的限度，不宜过高，除磷效果难于进一步提高。从 图7可见，在排泥量较小，污泥浓度的增长期，对磷 的去除有明显的影响，而在污泥浓度的衰退期，尽管 进水总磷浓度较高，但出水仍保持较低水平，这说明 污泥龄对总磷的去除起着重要作用5。4结论2(1) 污水处理厂的运行实践表明 ，A /O MBR 组合工艺出水水质优良，系统运行稳定，完全能够满 足我国回用水的水质标准。(

4、2) 当M BR池中污泥浓度在 8 000 mg / L左 右,H RT为7 8 h的条件下，对氨氮和总磷的去除 效果最佳。(3) 系统运行初期，硝化菌的培养受温度的影 响较大,在温度改善的条件下，控制SRT在10 d左 右,能得到很好的NH 3 N出水水质。(4) 膜实现了绝对的固液分离，出水SS基本为0, 并可以将全部的生物量截留在池中，通过膜池的外回2流,可以向A /O系统补充生物量，并获得较高的SRT 和MLSS,有利于硝化菌的增殖，提高污泥硝化能力。2 一(5) A / O MBR组合工艺的不足之处在于其 运行费用较高，主要原因是 MBR系统能耗较大，使 得处理成本较高。但因出水水质

5、优良，满足回用水标准,可通过提高其再生利用率降低其运行成本。参考文献1杨琦，尚海涛，杨春,等.A/ O MBR工艺处理城市污水的研究.中国给水排水，2006, 22( 7) : 101 1042曹斌,黄霞，北中敦，等.A2/O 膜生物反应器强化生物脱氮除磷中试研究.中国给水排水,2007, 23( 3) : 22 263胡建东，完颜华.污水处理中膜生物反应器工艺的探讨.炼油技术与工程，2004, 34( 4) : 59 624吴剑，王世和，杨小丽，等.M B( A2 / O)反应器处理城市污 水.东南 大学学报(自然科学版)，2006, 37( 1) : 144 1475 Adham S, G

6、agliardo P, Boulos L, et al. Feasibility of the mem bran e bioreactor process for water reclamation. Wat Sci Tech, 2001, 43( 10): 203 209&通讯处：710055西安建筑科技大学环境与市政工程学院电话 mail: wzy860728gmail. com收稿日期：2011- 01- 19修回日期：2011- 03- 11IK& IIK& I34给水排水Vol 37 No 62011hina Acacfemic Jo

7、uma.1 fcJectranic JrlLblunii.g Iww处理后尾水排放白石江（珠江源）。1.2进水水质分析根据曲靖市城市供排水总公司提供的污水水质 资料（2006年1月 2008年6月）,曲靖市污水处理 厂污水属于典型的合流制地区城市污水，按照85%频率统计结果，本工程进水水质指标见表1。表1工程进水水质指标輕獅1TTR藝段绚ACibrm1ST迪指标CODcrBOD 5SST NNH 3 NTP设计值/ mg/ L340130270402541.3原工艺流程曲靖市污水处理厂设计规模8万m3/d, 一期工程 阶段仅建设了 A段曝气及其相关设施，如图1所示。图1污水处理厂升级改造前工艺

8、流程2升级改造工程污水处理工艺2. 1改造的指导思想污水处理厂水量自2006年4月份以来一直稳 定在4万 5万m /d,水质也相对稳定，且碳源不 够充足。出水 CODcr、BOD5、SS、TP指标均能达 到GB 189182002的一级B标准排放要求，唯氨氮、总氮不能有效脱除。该厂改造的指导思想为充 分挖掘现有构筑物的潜力，选择合适的工艺，在满足 出水达标的基础上，尽可能降低总投资。2.2改造后的工艺流程经多方案比较，本工程升级改造采用多段多级 AO工艺,流程见图2。3升级改造工程设计3. 1原有构筑物利用和改造情况311粗格栅及进水泵房平面尺寸为 16. 5 m 4. 9 m,池深8 m。原

9、粗 格栅为回转式机械粗格栅,栅条间隙40 mm,宽 1 500 mm,过滤效果不好，在本次升级改造中将粗 格栅更换成栅条间隙 20 mm ,宽1 500 mm的回转-加药o嗣蹄翻诙富卜二|谏址歯购啦拘EKI贡址述I构筑掛图2污水处理厂升级改造后工艺流程式格栅，2台。在进水泵房增加起重设备，便于工作人员对泵的维护。31 2细格栅及沉砂池平面尺寸为29. 3 m 4.25 m,池深2. 4 m。原回 转式细格栅更换成转鼓式细格栅，栅条间隙6 mm, 平流沉砂池 更换砂水分离器1台。超越巴氏计量槽，计量改用电磁流量计。3 1 3 原A段曝气池配水井平面尺寸为6 m 6 m,池深6. 4 m。为了保证

10、 改造后有富余的水头，不增加二次提升，A段曝气池 配水井超越。3 1 4原A段曝气池平面尺寸为32 m 24 m,池深5. 2 m。改造后作 为生物池最后一段好氧池，继续由鼓风机房A供气。 31 5 中沉池配水井平面尺寸为9.15 m 5. 7 m。改造后继续作为 沉淀池配水井使用。31 6 中沉池中进周出，直径35 m, 4座，池边水深为3. 5 m。 最高日最高时流量为 4 333 m3/h。将中沉池改为二 沉池。表面负荷为 1. 13 m3/ （m2 h）,表面负荷比 较大,而且排泥不畅，在改造时出泥井的隔墙取消，增加套筒阀调节二沉池的排泥量。31 7原污泥回流井平面尺寸为4 m 3.

11、1 m,池深5. 2 m。回流泵 取消,该井作为中转井。31 8原污泥稳定池平面尺寸为70 m 18 m,池深5 m。由于稳定 池设计停留时间太长，本次改造在池体中设置隔墙，wwNo 6 201135给水排水 Vol 37 © 1994-201 I C hina Acadtniic Journal LJectronic Publishing Housiij All nghl£ reservea.w增设搅拌器，停留时间4h。31 9原污泥脱水机房A平面尺寸为14. 4 m 14. 4 m（两层）。现状利用，只改变了进泥管的进泥方式。3 1 10鼓风机房A平面尺寸为52.4 m

12、 17. 1 m,高11.2 m。在升 级改造工程完成后本构筑物继续使用 ，给原有A曝 气池供气。原鼓风机采用的是单级高速离心鼓风机3.4台，风量 80 m / min,出 口压力 0.495 bar（1 bar = 0 1 MPa）,电机功率 90 kW。3 1 11 变配电室现状利用，在原来预留空间，增加二期的电气、自控柜。3 1 12综合楼只改造中控室。3. 2新建构筑物设计参数3 2 1 配水井1座,钢筋混凝土结构，连接平流沉砂池出水、 新建生物池的配水、原A段曝气池配水。3 2 2 生物池1座2池，钢筋混凝土结构，平面尺寸为87.4 m377 m,有效水深6 m。设计总流量为 8万m

13、 / d。设 计停留时间为12 h,设计生物池 平均污泥 浓度为6 000 mg/ L,剩余污泥量 11 744 kgDS/ d,污泥含水 率99%，总需氧量1 009 kg 02/ h。该生物池采用多 段多级AO除磷脱氮工艺，设置了 1个厌氧段、3个 缺氧段和4个好氧段，原水按照一定的比例分别配 到厌氧段和缺氧段前端，保证碳源的充分利用；在厌 氧区、缺氧区设置HIPS材质的导流板，保证流速防 止污泥沉降，无动力搅拌设备；在曝气区采用刚玉盘 式曝气器,8 640个。323絮凝池及转盘滤池1座2池，钢筋混凝土结构，平面尺寸为21.4 m28.3 m,有效水深4.2 m。絮凝池采用的是折板式絮 凝

14、池,设计停留时间12 min,投加絮凝剂 PAC处理 部分T P、SS。转盘滤池采用的是纤维转盘滤池，共2组，每组由18个3 m直径的盘片组成，滤布孔径 为10 m。保证出水SS在10 mg/L以下。324 接触池1座1 池,钢筋混凝土结构，平面尺寸为27.1 m36 给水排水 Vo1 37 No 6201118.8 m,有效水深4 m,设计停留时间为 30 min。内 设回用水泵3台,2用1备,满足厂区的 绿化、溶药、 以及脱水机房滤布反冲洗用水的能力。325污泥泵站1座2池，钢筋混凝土结构，平面尺寸为12.2 m12.9 m,有效水深5. 3 m。回流污泥泵 6台（4用2 备）,设计参数流

15、量 231 L/ s,设计扬程10 m,功率 42 kW;剩余污泥 泵4（ 2用2备）,设计参数流量 11 L/ s,设计扬程8 m,功率2 kW。326加药加氯间1座,框架结构，平面尺寸为26. 1 m 13. 2 m, 加氯间采用轻质防爆屋顶 ，内设20 kg/ h二氧化氯 发生器3台,2用1备，以及配套设施。327鼓风机房B1座,框架结构，平面尺寸为22. 3 m 13 m。 安装单级高速离心鼓风机3台，2用1备。单台鼓风机设计参数空气量为122 m3/ min,风压75 kPa,电机轴功率250 kW。328脱水机房B1座,框架结构，在原污泥脱水机房 A基础上改 建,平面尺寸为18 m

16、 18 m。内设带式浓缩脱水一 体机2台，带宽2 m,单台处理能力为30 40 m3 / h, 功率为4. 5 kW,以及配套设备。4运行数据该厂从2010年5月进入通水调试阶段，到8月 进入正式运行阶段。表 2为8 12月的实际进、出 水水质月平均值。由表2可见,TN、T P由于泥龄问题，调试期间 一直处于一种矛盾状态。我们总结了该工艺在其他 工程调试运行期间的一些经验，建议调试人员将回 流比控制在50%左右；同时控制最后一段好氧段的 溶解氧在2. 5 3. 5 mg/L范围内；定期排泥；加大 第三点的配水量，控制水量在30% 35%,减少第二 点和第四点的进水量，第一点的进水量控制在 30

17、%左 右；控制缺氧段前端溶解氧在 0.5 mg/ L以下;厌氧段 前端溶解氧控制在0.2 mg/L以下。经过一段时间调 整后，二沉池出水TP能够稳定达到一级 B标准,经加 药反应、过滤后,出水TP能够 稳定在一级 A标准,出 水TN能够稳定达到一级 A标准。此外，本工程在运 行期间没有投加任何形式的碳源，节省了运行成本。lshing House. All rightK reserved.月份BOD5 / mg/ LCODcr/ mg/ LSS/mg/ LTN/ mg/ LNH 3N/ mg/ LT P/ mg/ L进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水884320723126523.

18、 2310. 9916. 941. 63. 331.119107329720234427. 0413. 3214. 930. 95. 680. 571079223517151422. 5611. 9114. 262. 614. 780. 361180321816198827. 613. 7415. 782. 284. 90. 371298428319231831. 0213. 1917. 014. 85. 230. 39表2改造后污水处理厂水质指标5技术经济指标本工程总投资 7 500万元，其中多段 多级AO 生物池与A2/O生物池相比，节省投资约800万元 (含设备和 池体土建部分，未含地基

19、处理 节省的费 用),运行电耗0. 23 kW h/m3。6结语(1) 污水处理厂升级改造工程建成后各污染 物削减情况如下：BOD 5 3 504 t/ a, COD cr 8 468 t/ a,SS7 592 t/ a, TN 730 t/ a, NH 3 N 580 t/ a(水温 < 12 时为 496 4 t/a), TP 102 2 t/a。削减了排入白 石江的污染负荷，改善了曲靖市地表水的水环境质 量,提高了居民用水质量，与此同时将减少由水环境 污染带来的疾病，维护公众的健康安全。(2) 多段多级AO生物池不用设置搅拌器，推 进器,生物池溶解氧一直控制在较低的水平 ，大大降

20、低了能耗，节省了运行成本。(3) 由于曲靖污水处理厂所在位置地下水比较浅，在这次升级改造过程中，采用了自动压差式抗浮系 统。该系统主要由阀座、阀芯、滤布及砂石垫层以及水 位观察井组成。通过池体内外的水位差来自动打开或 关闭,保证池体的安全。抗浮系统无需专业的机械设 备,造价低,施工方便。传统的抗拔桩投资高，人力，物 力投入多,时间长。本次设计中采用了自动压差式抗 浮系统,在投资上比传统的抗拔桩节省了约600万元。(4) 目前改造后的污水处理厂出水水质全部达到GB 189182002 一级A排放标准。参考文献1李春光.污水厂 改造设计中应 注意的 几个 问题.中国给水排水,2006, 22( 4

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