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1.3 现状处理工艺
污水厂现采用AAO工艺,工艺流程如图所示。
1.4 现状出水水质
对污水厂2019年1月—2020年9月的出水进行频次分析,如表所示。CODCr、BOD5、SS、氨氮、TN、TP一级A达标率均为100%,现状工艺流程和设计参数可满足一级A出水标准。若按准Ⅳ类新标准考核,CODCr达标率为85.14%,氨氮达标率为79.50%,TN达标率为74.47%,TP达标率为80.33%,达标率均较低,无法满足新要求,现状处理工艺亟需改造。
1.5 提标改造要求
本项目为原位提标改造工程,进水中含印染、机械加工等工业废水,新标准要求较高,其中CODCr≤30 mg/L,TN≤10(12)mg/L,TP≤0.3 mg/L,结合实际进出水水质情况以及现状池体和设备情况,本次提标改造工程需重点关注CODCr、TN、TP这3项污染指标。另外,工艺改造时需充分利用现状设施,深度挖潜生化处理能力,针对性增设节地高效的深度处理单元。
02 现状改造重难点分析及应对措施
通过分析实际进出水水量水质情况,复核现状处理设施,同时结合厂区实际运营情况和新标准要求,本项目需重点关注以下问题。
2.1 进水水质复杂
本厂进水中含印染纺织、机械加工、综合制药、食品加工、机械加工等工业废水,占比约30%,印染纺织废水中溶解性难生物降解性CODCr较高,新标准要求出水CODCr含量由50 mg/L降至30 mg/L,TN含量由15 mg/L降至10 mg/L,TP含量由0.5 mg/L降至0.3 mg/L,现状工艺为AAO+V型滤池,无法满足提标要求。经复核,现状生化池总有效池容(23 625 m³)设置合理,但分区不合理,且无内回调节设施、无固定碳源投加设施、进水点单一,另外深度处理工艺缺少混凝沉淀段,仅靠生化处理难以满足C、N、P污染物提标要求。
2.2 厂区用地紧张
厂区现状建构筑物布局较为紧凑,无提标改造预留用地。经工艺论证,在充分改造利用现有处理设施的基础上,需新增混凝沉淀单元、碳源除磷药剂投加装置、化验间、除臭装置等处理设施,需充分利用现状零星地块,选择节地高效工艺,合理规划施工顺序。
2.3 部分设备老化
本厂建设使用已有十余年,细格栅、二沉池出水槽、中间提升泵、储泥池搅拌器、生化池曝气系统、生化池搅拌器等工艺设备和部分电气自控设备老化严重,运行效果不佳,且维修频繁,需对其重置。
03 提标改造工艺设计
3.1 提标改造设计水量水质
本厂现状建设规模为3万m³/d,实际日均污水处理量约为2.2万m³/d,提标改造工程设计规模维持现状不变。
经对比分析实际进水水质情况和原设计进水水质,本提标改造工程设计进水水质延用原设计进水水质,出水按照当地要求执行地表Ⅳ类水标准,具体如表3所示。
3.2 工艺设计
本提标改造工程污水处理工艺采用改良AAO+二沉池+二次提升泵房+磁混凝沉淀池(预留活性炭投加)+V型滤池,污泥处理采用污泥均质池+带式浓缩脱水机,除臭采用生物滤池工艺,具体如图所示。
1)预处理系统
现状粗格栅及提升泵房设备完好、运行工况佳,维持现状利用。
细格栅旋流沉砂池建设时间较长,细格栅老化严重,除渣效果较差,本工程对其重置。主要设计参数为:格栅形式为网板格栅,数量2套,栅条间隙为6 mm,栅渠宽度为1 300 mm,安装角度为75°。
2)生物处理系统
现状AAO生化池设计规模为3万m³/d,有效水深为5.8 m,总有效池容为23 625m³,其中,厌氧区水力停留时间(HRT)为2.13 h,缺氧区HRT为3.30 h,好氧区HRT为13.47 h,总计HRT为18.90 h。进水点仅设厌氧池1处,曝气设施老化严重、曝气不均匀,内回流通过在缺氧、好氧池间设置连通渠、靠渠道闸门控制。经复核,总池容可满足要求,但各分区池容设计不合理,缺氧池池容严重偏小,需重新设计各分区池容,增设进水点,充分利用进水中碳源,增设设内回流泵、灵活调节混合液回流量,并重置碳源投加设施、曝气系统等,强化生物池去碳脱氮能力。
将现状生化池改造为改良AAO,维持总池容不变,增设缺氧、第一好氧池2处可调进水点,调整各分区池容,延长缺氧区HRT至5.51 h,缩短好氧区HRT至9.92 h,在好氧池末端设置1.00 h脱气区,同时重置碳源投加设施、推流器、曝气器等。主要工艺设计参数为:设计混合液悬浮浓度(MLSS)为4 000 mg/L,混合液回流比为300%,污泥回流比为100%,气水比为4.8:1。
现状生化池曝气采用离心风机,效率较低、噪声大,且老化严重,将其更换为空气悬浮风机,总计3台,2用1备,均采用变频控制,主要设计参数为:Q=50 Nm³/min,P=68.6 kPa,N=80.0 kW。
现状二沉池为中进周出辐流式,数量2座,池径为35 m,混凝土出水渠池壁破损严重,本工程对出水渠进行改造,采用内嵌SS304不锈钢板,厚度为1 mm。
现状污泥泵房部分设备老化严重,本工程对其重置。污泥回流泵总计3台:现状利用2台(其中1台为变频控制,Q=738 m³/h,H=3 m,N=11 kW),重置1台(变频控制,Q=625 m³/h,H=3 m,N=11 kW)。剩余污泥泵维持现状,总计2台,1用1备,Q=50 m³/h,H=12.5 m,N=5.5 kW。
3)深度处理系统
现状深度处理段仅设有V型滤池单元,化学除磷药剂直接投加在生化池中,药耗较大且效能较低。二沉池出水部分时段SS较高,直接进入V型滤池,导致滤料堵塞板结,反洗频次较高,增大了现场设施维护工作量。厂区仅有一片空地,现状为太阳能板用地,平面尺寸为25 m×20 m。新出水标准要求较高,而磁混凝沉淀池具备负荷高、处理效果好、占地少、耐冲击等特点。因此,本项目在V型滤池前拆除现状太阳能板,利用此片空地增设磁混凝沉淀池,同时预留活性炭投加池,进一步强化N、P污染物去除能力。
新建磁混凝沉淀池1座,分2格,设计规模为3万m³/d,变化系数为1.32,活性炭混合池HRT为10.52 min,混凝池HRT为2.31 min,磁混池HRT为2.31 min,絮凝池HRT为4.62 min,沉淀池平均负荷为10.66 m³/(m²·h),污泥回流比为5%。活性炭采用湿式投加,污泥回流泵前设置截污剪碎格栅机。磁粉采用人工干式投加,同时每格池单设磁粉回收系统1套,处理量为40 m³/h。剩余污泥通过高剪机打散磁粉污泥混合絮体,再通过水力旋流器初步分离磁粉和污泥,最后经过磁分离器将磁粉从污泥中分离出来返回混凝池,经过磁粉回收后的剩余污泥进入污泥脱水系统进一步处理。
现状V型滤池设计规模为3万m³/d,1座,分5格,土建良好,运行状况佳,维持现状利用。相关参数为:单格平面尺寸为8.0 m×6.4 m,平均滤速为5.2 m/h。
现状二泵房中间提升泵扬程不能满足新要求,本工程对其重置,总计3台,其中2台采用变频控制,主要设计参数为:Q=825 m³/h,H=6.5 m,N=22 kW。
4)污泥处理系统改造
经复核,本次提标改造污泥产量变化不大,现状带式浓缩脱水机运行状况良好,维持现状利用。贮泥池进中无搅拌设备,增加搅拌器1台。
5)加药间改造
本工程需重置碳源投加装置、新增除磷药剂投加装置。现状加药间平面尺寸为24.0 m×8.1 m,可满足本工程药剂投加装置集中布设要求。现状有PAM、SPFS加药设施,将其拆除并改造为葡萄糖、PAM、SPFS等加药设施,主要设备有加药缓冲罐、加药泵、在线稀释装置等。
6)新增除臭系统
现状厂区无除臭设施,本工程新增除臭系统1套,除臭范围为粗格栅提升泵房、细格栅旋流沉砂池、厌氧池、贮泥池、脱水机房,除臭风量为9 000 m³/h,采用生物滤池工艺。
04 工程设计特点
1)原位提标改造,无需新征用地
厂区布局紧凑,现状空地较少,深度处理工艺存在缺陷,而新标准要求高,且厂外无地可征,故需进行原位提标改造,采取了以下措施:充分利用现状设施,深度挖潜生化系统处理能力,保留现状V型滤池,增设节地高效的加碳磁混凝沉淀池,改造利用现状加药间集中布置碳源、除磷药剂投加设施等。
2)选用“改良AAO+加碳磁混凝沉淀池”,稳定可靠,调控灵活
通过调整生化池各分区池容、增设多点可调进水、重置碳源投加应急装置、增设混合液回流泵变频控制、重置曝气系统等,将现状常规AAO池型改造为改良AAO池型,生化处理系统更加稳定可靠且可灵活调控。深度处理段保留V型滤池,增设加炭磁混凝沉淀池,强化去碳除磷能力,活性炭投加量可根据实际运行状况灵活调配,具有占地小、投资省、运行可靠的特点。
05 运行效果及经济指标分析
5.1 运行效果
本提标改造工程于2020年6月开工,2020年10月建成通水,2020年11月—2021年6月实际日出水水质情况如图所示,各项指标均可达到准Ⅳ类标准要求。
5.2 经济指标分析
本提标改造工程总投资为2 567.53万元,其中建安费为1 996.69万元,提标改造后污水厂直接运行成本为0.76元/m³(含电费、药剂费、水费及人工费等),总投资和运行成本均低于国内同类项目。
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