上海市郊某污水处理厂现状规模2.0万m3/d,出水执行一级B标准。该厂由于地处水环境敏感区,需执行更严格的污水排放标准。经前期多方案比较,推荐将原有AAO工艺改成多段AAO工艺,并辅以超滤深度处理单元,使出水满足“Ⅳ类”地表水标准。
一、项目概况
该污水处理厂规模2万m3/d,采用AAO工艺,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18978-2002)一级B标准,于2009年建成运行,厂址位于城区附近,现状占地面积1.84hm2,周边已无扩建用地。但该厂出水口紧邻水源保护地,为环境敏感区域,亟需进行进一步提高出水水质要求。
二、方案研究
1.工程规模及进出水水质
考虑用地因素,本工程规模仍维持2.0万m3/d,总变化系数K=1.49,高峰流量0.345m3/s。进水主要来自服务范围内生活污水,考虑出水口位于环境敏感区,本工程拟将污水厂出水进一步提高,指标执行标准见表1。
2.现状建构筑物情况
(1)现状主要建构筑物情况
1)粗格栅及进水泵房
现状进水泵房平面尺寸为13.5m×5.6m,土建结构、设备均可利用。
2)细格栅及沉砂池
现状细格栅及沉砂池平面尺寸为15.5m×7.0m,土建结构、设备均可利用。
3)AAO生物反应池
现状有1座AAO生物反应池(内分两组),平面尺寸为54.4m×37.7m,土建结构、设备均可利用,但需视本次提标改造工艺需求进行改造。
4)二沉池
现状有两座辐流式二沉池,每座直径Φ30m,土建结构、设备均可利用。
5)污泥处理设施
现状有污泥浓缩脱水机房及污泥堆棚1座,平面尺寸为28m×13m,本工程拟对其进行适当改造,改善环境。
(2)现状问题分析1)TP问题
储泥池池容不足,脱水效果不佳,脱水污泥含水率偏高,一般均在80%~83%。此外由于未采取上清液处理措施,而脱水机处理后的污泥水全部直接进入进水泵房,导致进水TP浓度偏高,加大了现状生化段处理难度。
2)消毒问题
现状采用紫外线消毒,效果不佳,因此本次拟调整为次氯酸钠消毒。
3.工艺方案研究
从对现状运行影响、对现状利用率等方面综合考虑,本工程污水处理工艺路线推荐采用方案:预处理+二级生物处理+深度处理工艺,欲达到本工程出水标准。本工程预处理单元均沿用原有工艺;现有二级生物处理设施需改造,加强脱氮除磷效果,拟改造为多段AAO、增加填料等;考虑用地因素,深度处理工艺拟推荐采用膜分离工艺(超滤),进一步去除CODCr、SS、TP等(NH3-N、TN需在生反池内去除),见图1。该方案能够保证出水稳定达标,且无需征地,具体提标工艺流程如图1所示。
三、工艺设计
本次涉及的主要构建筑物如表2所示。
1.现状生物反应池改造
现状AAO池共有1座,分2组,每组处理规模1.0万m3/d,总停留时间约13.42h。根据工艺计算,拟将原好氧段末端部分廊道改造为“后置缺氧+好氧段”,从而整体上将原有生反池改造为多段AAO。在改造为多段AAO后,前好氧段停留时间有所不足,拟考虑增加填料来加强处理效果。后缺氧段可能会发生碳源不足情况,因此拟增设碳源投加设施。改造方案见图2。
改造后的生物反应池厌氧池、前缺氧池、前好氧池(增加填料)、好氧池(过渡)、后缺氧池后好氧池:各段停留时间如下:1.44、2.88、6.9、0.8、0.8、0.6h。现状鼓风机房现有风机3台(2用1备),每台风量45.5m3/min,经复核,可满足改造后的生物反应池的风量需求。因此本工程拟不对三期鼓风机进行扩容改造,仅更换部分到期设备。
2.超滤膜车间
本工程选用的超滤膜平均孔径为0.020μm,可充分保证水中尺寸大于的颗粒,如胶体、固体颗粒等被完全过滤掉。超滤运行方式为全流过滤,典型的过滤压差是0.3~0.8bar(5~12PSI)。在膜表面沉积的固体颗粒,通过定期的反洗加以去除,这种反洗不必加入任何的化学清洗剂。污染物在定
期反洗中被除去,避免其在膜附近的沉积。吸附在膜表面,不能被反洗去除的污物,需要通过在线的化学加强反洗(CEB)去除。此时膜组件不必移出,可以在线进行清洗。在化学加强反洗过程中,需要加入少量的化学清洗剂。通过短时间的浸泡(通常为5~10min)后,将化学清洗剂排出,此时超滤膜恢复为像一根新膜一样的清洁状态。通常本工程所采用的超滤膜不需要拆卸下来后进行清洗,因此避免了反复使用清洗剂可能产生的交叉污染。
3.消毒
膜分离技术可对细菌进行隔离去除,以超滤工艺为例,细菌无法通过其孔隙,因此超滤工艺对细菌具有很高的去除效率。本工程采用的深度处理工艺为超滤,后续无需再采用任何消毒设施,即现状紫外线消毒渠可停用。为确保消毒效果,设置次氯酸钠投加装置,采用商品次氯酸钠溶液。
4.污泥处理
拟在现状二沉池南侧新增污泥浓缩池。在经过重力浓缩后,污泥再接至储泥池,最终由离心脱水机脱水后外运。对脱水机房来说,进泥含水率由99.3%降至98%,进泥体积也大大减少。因此,污泥脱水机房现有离心脱水机(1用1备,单台处理能力38.6m3/h)完全可以满足提标改造后的泥处理要求,且每日工作时间可缩短至8.5h。现状污泥堆棚环境较差,臭味较重,对周边环境造成了不良影响。因此本工程拟增加一套污泥料仓及相应进泥泵,来改善污水处理厂泥区环境。
污泥脱水后产生的高TP滤液回流至进水中,为避免是化学加药量过大,对膜系统产生影响,本工程设污泥水调节及除磷池,对污泥水进行集中处理,从而使进水TP含量下降至正常水平。该方式节省药剂,除磷效率高。除磷池平均进水TP按照50mg/L计,出水按照新核定的进水标准(即TP=5.5mg/L)。
5.除臭
综合考虑治理投资规模、工艺适应性、运行管理成本、能源消耗、设备管理维护、使用年限、治理效率及处理后的二次污染等因素后,本工程现状粗格栅及进水泵房、现状细格栅及旋流沉砂池、现状生反池(加盖)、新建污泥浓缩池、现状储泥池、现状污泥浓缩脱水机房需除臭,均采用生物滤池+活性炭吸附组合除臭工艺。
四、技术经济指标
本工程总投资5,941.12万元,其中工程建设费4,725.44万元,单位处理成本:1.07元/m3污水,单位经营成本:0.67元/m3污水。
五、结语
提标改造工程建设使规模为2万m3/d污水处理厂出水水质提高到一级B以上。该工程对现状生物处理工艺存在的问题进行了深入分析,提出了具有针对性的改造建议,同时结合现有出水特征和污水厂规模,增强了膜分离深度处理单元。最终经济技术分析,得出该方案具有较强可行性的结论。 |