生活污水处理厂提标改造若干技术问题的探讨

生活污水处理厂提标改造若干技术问题的探讨

Summary本文提出了在生活污水厂提标改造的目标及要求、移动床生物膜反应器（MBBR）工艺的实施要求、深度处理工艺要点以及反硝化深床滤池的设计方法。Keys生活污水处理厂提标改造MBBR深度处理工艺反硝化深床滤池

近年来，我国城市化水平在逐步提高。2020年我国常住人口城镇化率为63.89%，2000年我国城镇化率为36.09%，在20年间我国城镇化率保持了高速增长。城市居民人口数量的增加，排放的生活污水量在大幅增加。随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，环境保护工作要求越来越高。污水厂提标改造，已经成为污水处理厂的迫切要求。本文提出生活污水厂提标改造若干技术问题，供业内探讨学习。由于工业污水设计进水水质与生活污水设计进水水质有较大差异，不在本文讨论范围内。1生活污水厂提标改造的目标污水厂提标改造的目的主要是污水厂出水水质由一级B标准提升为一级A标准，排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。要达到这个目的，需要对污水处理工艺进行重新设计，增加深度处理工艺，提高污水处理能力，使出水达到一级A标。表1为生活污水处理厂提标改造的主要技术指标表1提标改造的主要技术指标项目CODCrBOD5NH3-NTNTPSS一级A标（mg/L）50105150.5102生活污水厂提标改造的要求（1）改造现有的工艺，土建施工工程量要小，充分挖掘现有工艺的潜力；（2）增加深度处理工艺，提高总氮总磷等的去除率；（3）能耗较低，尽量减少投加碳源，降低碳排放；（4）降低污水厂运营费用；3移动床生物膜反应器（MBBR）工艺的实施[1]在生活污水厂提标改造过程中，常采用移动床生物膜反应器（MBBR）工艺，该工艺改造的对象是奥贝尔氧化沟（ORBAL）。常用方案是将现有的奥贝尔（ORBAL）氧化沟改造为移动床生物膜反应器工艺，将ORBAL氧化沟的外沟作为缺氧池及缺氧/好氧（ANO）区、内沟与中沟作为好氧池，在外沟与中沟增加填料、推流器以及进出水拦截装置。3.1移动床生物膜反应器的工艺原理移动床生物膜反应器是在好氧条件下，曝气充氧空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。图1MBBR工艺流程图3.2移动床生物膜反应器的工艺总结通过工程实践，以去除碳类物质，宜采用单独MBBR工艺、活性污泥前放置高负荷MBBR工艺；以消化为目的，宜采用单独MBBR、二级处理后设置MBBR、混合系统IFAS工艺；以反硝化为目的，宜采用单独MBBR和前置反硝化、单独MBBR和后置反硝化、单独MBBR和前置、后置反硝化、硝化出水后置反硝化工艺。3.3低负荷移动床生物膜反应器的设计当移动床生物膜反应器置于硝化反应器之前时，去除有机物时考虑釆用低负荷移动床生物膜反应器，这样其下游的硝化反应器可获得较高的硝化速率。3.4硝化硝化移动床生物膜反应器的影响因素有有机负荷、总溶解氧、氨氮浓度、污水温度、pH值、碱度等。当处于上游的移动床生物膜反应器去除了污水中的有机物时，处于下游的硝化MBBR才能获得较好的硝化速率。在碱度和氨浓度足够时，硝化速率会随着有机负荷的降低而增加，至溶解性氧成为限制性因素。在设计硝化移动床生物膜反应器时，常取氧：氨氮临界比值为3：2。温度对硝化速率影响很大，但可通过提高MBBR内的溶解氧来缓解。在溶解氧限制条件下，移动床生物膜反应器反应速率与液相主体中的溶解氧表现出近似线性关系。3.5反硝化在设计反硝化时须考虑的因素：合适的碳源、适当的C/N比、反硝化程度、污水温度、回流或上游来水中的溶解氧浓度。可将前置和后置反硝化的MBBR组合起来，利用前置反硝化的经济性和后置反硝化的良好脱氮性能。设计时可考虑在冬季将前置反硝化MBBR作为曝气池使用。3.6搅拌器在反硝化移动床生物膜反应器设计中，推荐采用潜水机械搅拌器来循环混合反应器内的液体与载体。在设计搅拌器时考虑的因素有位置、方向、类型以及搅拌能量。根据工程经验，移动床生物膜反应器（不曝气）需要25~35w/m3的能量体积密度来搅动全部载体。3.7预处理移动床生物膜反应器的进水必需适当预处理。碎屑、塑料、砂子等物质一旦进入移动床生物膜反应器并累积就很难清除，因而需要格栅和沉砂池。有一级处理时，移动床生物膜反应器格栅的间隙不能大于6mm；无一级处理，则必须安装3mm或更小的细格栅。4深度处理工艺

深度处理工艺一般包括包含反应沉淀池和高速滤池两个工艺单元。反应沉淀池包括反应池和沉淀池。反应池的主要功能是使投加的混凝剂水解后和胶体粒子碰撞，改变胶体颗粒的性质，使其脱稳。微小的悬浮固体颗粒在水流的作用下相互接触碰撞，从而凝聚成颗粒较大的絮凝体，使后续的处理单元便于将其从水中分离出来；同时通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应，生成难溶的含磷化合物与絮凝体，从水中分离出来，从而达到除磷的目的。沉淀池的主要功能是将反应池形成的絮凝体和难溶的含磷化合物通过重力作用将其从水中分离出来。通过池底部的排泥阀控制排泥。高速滤池通常采用彗星式纤维滤料，污水通过滤池内放置的滤料，对水中的悬浮物和絮体进行截留，保证出水水质。高速滤池由配水系统、过滤系统、汽水反冲洗系统三部分组成。5反硝化深床滤池反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元。滤料采用2～3mm石英砂介质，滤床深度通常为1.83m，滤池可保证出水悬浮物浓度低于5mg/L以下。绝大多数滤池表层很容易堵塞或板结，很快失去水头，而独特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤池的滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物的优异效果[2]。深床反硝化滤池是一种将生物氧化与深床过滤有机结合的深度处理工艺，采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，同时深床（介质通常为1.8~2.4m）又是硝酸盐、氮、悬浮物极好的去除场所。实践表明，短暂的短流或超水流冲击都不会对系统产生任何影响。反硝化滤池采用重力流进水方式，能有效去除固体悬浮物。反硝化过程与过滤过程统一，单池完成，效率高。反硝化过程中，各含氮基团或含氮化合物转变为氮气。含氮泡沫不断增多导致暴气头压力损失，因此，必须周期性排除过多的泡沫。另外，在重复脱氮的过程中，由于水体中碳的含量有限，因此须持续补充碳，以保证生化效果。常用添加剂有：甲醇、乙酸、乙酸钠、或葡萄糖等。冬季低温反硝化效果不好时，深床滤池投加碳源作为反硝化滤池去除悬浮物和总氮，春秋季及夏季温度较高时，深床滤池不用外加碳源可灵活转换成砂滤池去除悬浮物。能