案例 | AAO變身MBBR+磁混凝 • 污水廠一級A提標(biāo)改造

水處理網(wǎng)訊:編者按：鹽城城東污水處理廠原設(shè)計(jì)采用AAO工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)改造工程要求出水水質(zhì)執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)，為此進(jìn)行了精細(xì)設(shè)計(jì)：

►生物處理系統(tǒng)的仿真模擬分析

►將3座AAO生物反應(yīng)池改造為MBBR池，以實(shí)現(xiàn)充分硝化、反硝化

►采用磁混凝澄清池深度處理，去除TP及SS

►對全廠散發(fā)臭氣的構(gòu)筑物采用玻璃鋼加蓋，除臭采用土壤法

工程投運(yùn)后出水全面達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，MBBR+磁混凝工藝輔以土壤除臭技術(shù)對我國污水處理廠的提標(biāo)改造工程具有較好的借鑒意義。

提標(biāo)改造之前（2013~2014年），城東污水處理廠旱季處理水量約6.0~6.5萬m3/d，其中一二期實(shí)際處理水量約3~3.5萬m3/d，三期實(shí)際處理水量約2.5~3.0萬m3/d，雨季時污水處理量可達(dá)到10萬m3/d以上。根據(jù)污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的地塊發(fā)展及污水管網(wǎng)建設(shè)情況，確定提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬m3/d。

1提標(biāo)改造工程技術(shù)方案分析

1.1生物處理系統(tǒng)仿真模擬

污水處理廠原設(shè)計(jì)AAO生反池停留時間為9.8~10.8h，由于尚未滿負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)際停留時間約為13.8h，在這樣的運(yùn)行工況下各項(xiàng)污染物指標(biāo)取得了較好的去除效果，實(shí)測出水水質(zhì)如表1所示。

表1提標(biāo)改造前實(shí)測出水水質(zhì) 單位：mg/L

當(dāng)污水廠達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行時，現(xiàn)狀生物處理系統(tǒng)對CODCr、NH3-N、TN的去除效果是否能滿足排放要求，這是提標(biāo)改造工程需重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用污水處理數(shù)學(xué)仿真模型（ASM2D）模擬有機(jī)物去除過程，硝化、反硝化過程，釋磷、吸磷過程。生物反應(yīng)池的工藝參數(shù)如表2所示，模擬的進(jìn)出水水質(zhì)如表3所示。

表2 生物反應(yīng)池工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

表3 滿負(fù)荷條件下的處理效果（MLSS=3500mg/L）

模擬結(jié)果顯示，在設(shè)計(jì)規(guī)模條件下，生物反應(yīng)池冬季硝化容量不足，出水NH3-N和TN的濃度不能滿足達(dá)標(biāo)處理的要求。低溫條件下的污水處理廠的氨氮去除效果是衡量污水處理系統(tǒng)能力的主要指標(biāo)，維持污水處理系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不變，模擬不同進(jìn)水流量下的氨氮處理效果如圖1所示，模擬不同污泥濃度下的氨氮處理能力如圖2所示。

圖1 不同流量下的氨氮處理效果

圖2 不同流量下的氨氮處理效果

由圖1可以看出，在設(shè)計(jì)水質(zhì)條件下，現(xiàn)狀生物處理系統(tǒng)的處理能力在6.5~7.0萬m3/d，即污水處理廠總水力停留時間應(yīng)該不低于14.0h；由圖2可以看出，在設(shè)計(jì)水量水質(zhì)條件下，一二期工程生物反應(yīng)池污泥濃度控制在6.0g/L、三期工程生物反應(yīng)池污泥濃度控制在5.0g/L方能保證硝化效果。

根據(jù)仿真模擬分析，可行的技術(shù)方案是采取工程措施提升污水處理系統(tǒng)的污泥濃度，包括：（1）對回流污泥進(jìn)行預(yù)濃縮，提升系統(tǒng)的污泥濃度至5~6 g/L；（2）在現(xiàn)有生物處理系統(tǒng)內(nèi)投加懸浮填料，通過生物膜彌補(bǔ)活性污泥量的不足；（3）采用膜分離替代二沉池，使系統(tǒng)的污泥濃度維持在5~6g/L以上。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)、出水水質(zhì)要求以及污水處理廠現(xiàn)狀用地緊張情況，本著充分利用現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行挖潛改造的原則，提標(biāo)改造工程推薦采用投加懸浮填料方案，即污水二級處理采用活性污泥-生物膜復(fù)合工藝（MBBR）。

1.2 深度處理方案分析

本項(xiàng)目深度處理主要去除對象為TP和SS，化學(xué)除磷和過濾是污水廠一級A提標(biāo)工程常用的深度處理技術(shù)?；瘜W(xué)除磷工藝大多采用高效沉淀池，過濾工藝有砂濾池、纖維濾池、濾布濾池等?；谡嫉孛娣e少、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，“高效沉淀池+濾布濾池”組合工藝在污水處理廠的應(yīng)用較為普遍。高效沉淀池出水SS一般小于20mg/L，穩(wěn)定在10mg/L一下有一定困難，通過濾布濾池進(jìn)一步去除SS。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)往高效沉淀池投加助凝劑PAM后，濾布濾池很容易發(fā)生粘堵現(xiàn)象，不加PAM，高效沉淀池的化學(xué)藥劑投加量大、絮體沉降性能不佳。磁混凝工藝是在傳統(tǒng)的高效沉淀工藝中同步加入磁粉，以微小磁粉作為晶核，使生成的絮體密度更大、更結(jié)實(shí)，沉降速度快。磁混凝工藝從污染物去除效果、節(jié)省用地等方面要優(yōu)于常規(guī)的高效沉淀池，通過調(diào)研磁混澄清池在其他類似污水廠的運(yùn)行情況，在正常情況下磁混凝澄清池出水SS可達(dá)到≤5 mg/L，即便在單組檢修工況，另一組處理量加倍，也能保障出水SS≤10mg/L。鑒于本項(xiàng)目用地緊張，不具備建砂濾池、纖維濾池的條件，設(shè)計(jì)采用磁混凝技術(shù)除磷、除SS。

磁混澄清池構(gòu)造如圖3所示。

圖3磁混澄清池構(gòu)造圖

2提標(biāo)改造核心工藝方案設(shè)計(jì)

2.1 生物反應(yīng)池工藝參數(shù)及布置

一二期生物反應(yīng)池原設(shè)計(jì)為8條好氧廊道，三期生物反應(yīng)池原設(shè)計(jì)為6條好氧廊道。根據(jù)一二三期工程生物反應(yīng)池現(xiàn)狀工藝布置及本項(xiàng)目的處理目標(biāo)，確定生物反應(yīng)池改造為MBBR池的方案如下：

將一二三期生物反應(yīng)池的第1條廊道設(shè)計(jì)為交替區(qū)，內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵骱臀⒖灼貧馄?，正常情況下采用好氧模式運(yùn)行，脫氮能力不足時改為缺氧模式運(yùn)行。一二期生物反應(yīng)池的第6、7條廊道設(shè)計(jì)為MBBR區(qū)，三期生物反應(yīng)池的第4、5條廊道設(shè)計(jì)為MBBR區(qū)，合計(jì)投加比表面積為620m2/m3的懸浮填料約3090m3，填料體積占MBBR區(qū)池容比例為30%~40%。MBBR區(qū)的充氧采用微孔曝氣器，填料硫化采用穿孔曝氣管；在兩個廊道之間的隔墻兩端開連通孔，通過潛水推流器使懸浮填料在兩個廊道之間循環(huán)運(yùn)動。改造后的生物反應(yīng)池工藝設(shè)計(jì)參數(shù)如表4所示，工藝布置如圖4所示。

表4 生物反應(yīng)池工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

圖4 生物反應(yīng)池工藝布置圖

2.2 磁混凝澄清池工藝參數(shù)及布置

二沉池出水經(jīng)泵提升后進(jìn)入磁混凝澄清池，提升泵房與磁混凝澄清池合建。提升泵房設(shè)4臺潛水軸流泵，經(jīng)提升后的污水經(jīng)配水井，依次流入第一格反應(yīng)池、第二格反應(yīng)池、第三格反應(yīng)池、澄清池，出水匯流至接觸消毒池?；炷齽┩都釉诘谝桓穹磻?yīng)池，磁粉投加在第二格反應(yīng)池，助凝劑投加在第三格反應(yīng)池，澄清池的沉淀污泥回流至第二格反應(yīng)池，排出系統(tǒng)的化學(xué)污泥經(jīng)磁分離機(jī)回收磁粉后排至儲泥池，工藝布置如圖5所示。磁混凝澄清池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表5所示。

表5 磁混凝澄清池工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

圖5 提升泵房及磁混凝澄清池工藝布置圖

3污水處理廠運(yùn)行情況

該廠提標(biāo)改造工程于2016年12月底投產(chǎn)運(yùn)行，2017年1月~12月實(shí)際處理水量月平均最小為6.5萬m3/d，最大為8.2萬m3/d，平均為7.7萬m3/d，實(shí)測進(jìn)、出水水質(zhì)如表6所示，可見出水水質(zhì)均達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。磁混凝澄清池投加的混凝劑為聚合硫酸鐵，絮凝劑為陰離子PAM，磁粉一年總計(jì)補(bǔ)充了32t，折算到單位污水消耗量為1.14mg/L。由于實(shí)際進(jìn)水CODCr、BOD5、NH3-N、TN等污染指標(biāo)只有設(shè)計(jì)值的50%~60%，因此，MBBR降解CODCr、硝化、反硝化潛能還需要通過長時間的運(yùn)行來驗(yàn)證。

表6 污水廠實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)

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