禹州市污水处理厂与百乐克相结合的A2/O工艺的设计与运行
摘要:根据污水产生量和污水水质特点,禹州市污水处理厂二期工程确定采用与百乐克相结合的A2/O污水处理工艺。详细介绍了处理工艺流程、工艺特点和各处理单元的设计参数。运行结果表明,该工艺处理效果良好,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准。
关键词:百乐克工艺; A2/O工艺;工程设计
1 工程概况
禹州市污水处理厂一期工程建设规模为3×104m3/d,其中预处理构筑物设计规模为6×104m3/d,工程于2001年7月投入试运行,采用氧化沟工艺,目前污水处理厂运行正常,设备运行情况良好,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级排放标准。二期工程建设规模为5×104m3/d,考虑到工程分期及衔接,厂区内格栅间、进水泵房、曝气沉砂池、脱水机房等土建部分均采用一期原方案,只是增加部分工艺设施及设备。二期工程生化处理采用与百乐克相结合的A2/O工艺。设计进、出水水质见表1。
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11主要构筑物的设计参数
①预处理构筑物
二期工程考虑充分利用原一期预处理构筑物,以节省投资。校核及设计结果如下。
粗格栅渠:按照8.0×104m3/d校核的栅前流速为0.55m/s,满足0.4～0.9m/s的要求;过栅流速0.9m/s,满足0.6～1.0m/s的要求,所以增加一台回转式粗格栅即能够满足要求。
提升泵站:二期工程新增两台泵,其中一台为变频泵,并替换原来的小流量备用提升泵。新增提升泵的设计流量为2250m3/h,功率为90kW,扬程为110kPa,满足8×104m3/d规模的要求。细格栅渠:充分利用一期已建的三条细格栅渠,按8×104m3/d规模校核的栅前流速为0.43m/s,满足0.4～0.9m/s的要求;过栅流速为1.0m/s,满足0.6～1.0m/s的要求。二期增设一台螺旋细格栅,同时配螺旋输送机一台。
曝气沉砂池:校核水力停留时间为3.86min,满足《室外排水设计规范》(GB50015—2006)中最高时流量的停留时间>2min的要求。现有风量为6.19m3/min的鼓风机3台(2用1备),完全满足用气要求。
②与百乐克相结合的A2/O池
与百乐克相结合的A2/O池包括厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和澄清池。为半地上式土坝矩形池体,水泥板护坡,土工布防渗。每池均设2座。厌氧池:水力停留时间为1.8h,污泥回流比为100%,池内设置3台潜水搅拌器。缺氧池:水力停留时间为2.6h,池内设置4台潜水搅拌器。好氧池:水力停留时间为11.0h,污泥负荷为0.07kgBOD5/(kgMLSS·d),MLSS为4000mg/L,污泥龄为30d,污泥内回流比为100%～250%。池内设内回流泵一台(PP泵),用于将好氧池的污泥回流到缺氧池。池内设悬挂曝气链15根。
沉淀池:表面负荷为0.75kgBOD5/(kgMLSS·d)。沉淀池内设1套桁车式污泥抽取系统,设污泥泵2台,出泥渠设剩余污泥泵2台(1用1备)。
澄清池:水力停留时间为1.5h,池内设悬挂曝气链1根。
③紫外消毒渠
尺寸为18.5m×2.96m×2.14m,有效水深为1.48m。钢筋混凝土结构,池内设1个模块组,配自动清洗系统。
112工艺流程
禹州市污水处理厂二期工程生化处理采用与百乐克相结合的A2/O工艺,其具体工艺流程如图1所示。
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2 运行效果及技术经济分析
211 运行效果
禹州市污水处理厂二期工程于 2007年 12月开始试运行 , 2008年 1月 —6月的监测数据如表2所示。
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212技术经济分析
禹州市污水处理厂二期工程总投资为4396.16万元。运行费用主要包括动力费、人工费和药剂费。
① 动力费:全厂总装机容量为1024.55kW(包括照明、非生产用电及检修),运行功率为796.05kW,若电价按0.60元/(kW·h)计,则动力费用为0.229元/m3。
② 人工费:定员20人,工资按1000元/月计,则人工费用为0.013元/m3。
③ 药剂费:药剂主要为PAM和FeCl3,PAM主要用于污泥脱水,FeCl3主要用于化学除磷(加于厌氧池内)。药剂费约为0.368元/m3。则工程总运行成本为0.61元/m3。
3 工艺运行特点
二期生化处理吸取了A2/O工艺和百乐克工艺的优点:处理效果好且稳定、抗冲击负荷能力强、污泥龄长、产泥量少等,同时针对A2/O工艺存在的基建费用高、运行费用高、运行管理要求高和设备维修不便等缺点,进行了工艺改进,具有如下特点:
① 采用A2/O工艺设置的厌氧、缺氧和好氧池,实现了硝化、反硝化和厌氧释磷、好氧吸磷,同时在厌氧池投加FeCl3,达到脱氮除磷的目的。尤其是在气候寒冷的条件下,对于含氨氮污水,可保持较高的BOD5、COD去除率。
② 工艺放弃微孔曝气设备,采用百乐克的无固定漂浮移动式曝气系统进行供氧。通过调整曝气设备的间距,在生化池内能产生多重的缺氧和好氧区域,达到很好的脱氮除磷效果。这种悬挂曝气装置有效地避免了传统固定式微孔曝气系统维修保养的复杂性,有效降低了人工成本,系统产生的气泡在水中的停留时间是传统固定方式的3倍,所以氧转移效率高,动力消耗低;系统操作简单,不需要固定安装,维护保养方便(无需排空池体)。
③综合生化池采用一体化设计,工艺流程短,节省占地,运行管理简单;土工结构利用“土坝+HDPE膜防渗层”隔绝地下水和污水,价格低廉且完全达到了混凝土池的使用要求,大大减小了土建投资。
④产生的剩余污泥量少,处理费用低,且因所含有机物已经被分解、矿化,所以产生的污泥没有臭味。
4 结论
采用与百乐克相结合的A2/O工艺处理城市污水,提高了系统的脱氮除磷能力,使出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准。半年的运行实践表明,该工艺处理效果稳定、操作灵活、节省能耗,应用前景广阔。
参考文献:
[1]张自杰.排水工程(下册)(第4版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[2] 陶俊杰.城市污水处理技术及工程实例(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2005.
[3]崔玉川,刘振江,张绍怡,等.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京:化学工业出版社,2004.
[4]郑兴灿,李亚新.污水脱氮除磷技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1998
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