某污水处理厂运行管理中存在问题及改进措施

某污水处理厂运行管理中存在问题及改进措施【摘要】污水处理与人民生活、城市建设、国家经济的可持续发展密切相关，在我国城市化进程与经济建设快速推进的今天，做好污水处理厂设备管理维护工作，既要掌握科学的管理与维修方法，又要坚持以人为本；既要着眼于现实生产中设备的安全运行，又要着眼于长远发展的管理目标。本文针对某城镇污水处理厂多年来运行管理中存在的一些问题做了深入的分析，通过改进措施，确保了该厂能够正常运行与出水达标排放。【关键词】污水处理；存在问题；改进措施QuestionsExistingintheManagementoftheRunningofaSewageTreatmentPlantandtheImprovementMeasuresChenQiuHong1，WuXueCai2，HeHaiYa2（1.ZhangjiagangEnvironmentalProtectionBureau，Zhangjiagang，Jiangsu215600，China；2.ZhangjiagangWaterandDrainCompany，Zhangjiagang，Jiangsu215600，China）AbstractAnin-depthanalysisismadeonsomeproblemsexistingforyearsinthemanagementoftherunningofacertainurbansewagetreatmentplants.Throughimprovingmeasures，normaloperationandstandardizedsewagedischargeareensured.KeywordsSewagetreatmentProblemsImprovementmeasures引言污水处理厂是将收集的污水通过配套管网工艺处理后，使之达到排放标准的中水。随着国家对减排任务的逐步增加，城镇污水处理厂已遍布城乡，具有高科技含量的污水处理设备已基本满足了城镇污水处理及排放需求。某城镇污水处理厂一期工程按国家二级排放标准设计，于2003年7月正式投产，属于二级生化处理加二级强化处理，采用DE型氧化沟处理工艺，转刷曝气。该厂二期工程与提标改造工程于2009年底结束，次年正式投产。在7年多的运行实践过程中，发现了一些运行问题，通过技术人员的努力，对该污水厂管理运行中存在的问题进行了相应的改进，确保该厂能够发挥应有的作用。1、格栅存在问题及解决措施格栅是预处理过程中一道关键工艺，它的作用是拦截去除大的固体物质，同时对后续工艺中的污水泵起保护作用，减少二沉池漂浮物，防止工艺管路堵塞。该厂厂区格栅的设计为：中粗格栅与细格栅，以及其所属泵站设计的一道中粗格栅。其配套设施为回转式格栅除污机，其在实际运行中存在两点不足：一是中粗格栅除污机运行时发出较大的声响，该厂所属泵站的中粗格栅除污机运行时发出声响，影响到泵站附近的居民晚上正常休息；二是细格栅除污机串联（尼龙材质的）耙齿的轴经常断裂，使细格栅无法正常运行，更换也十分麻烦。针对以上第一种情况，启动应急议案（接到环保部门的有关整改通知后），组织技术人员查明发声原因，并做相应的技术处理：格栅导轨处技术改进。此技术改进后来也得到格栅生产厂家的推广。另外，针对细格栅串联耙齿的轴经常断裂情况做出认真分析，发现主要问题是，格栅生产厂家采用的串联耙齿的轴质量存在严重材质问题，这也是设备采购后经我们更换质量较好的轴以后，格栅运行才一直正常。2、曝气转刷存在问题及解决措施转刷是氧化沟处理工艺中常采用的一种曝气装置。其作用有二：一是向氧化沟内的活性污泥混合液中进行强制曝气充氧，以满足好氧微生物需要；二是推动混合液在氧化沟内保持连续循环流动，以使污水与活性污泥保持充分混合接触，并始终处于悬浮状态[1]。所以转刷曝气机的正常运行是废水处理尾水达标排放的前提。一期3.5万m3/d氧化沟12台转刷曝气机（BZS100-900），整套设备由上海某公司提供，减速机采用意大利进口设备，电机由上海某电机厂配套。由于电机与减速机采用直插联接，存在联接匹配问题。导致在运转过程中抖动较大，使电机轴承、端盖、减速联接轴器多次出现磨损现象，存在维修工作量和维修费用大等问题。为有效改善运行工况，我们先后对上述12台减速机进行了改造，把原先直联形式改成了弹性联轴器联接，使联接匹配误差在弹性联轴器上消除。经改造运行情况良好，保证了转刷曝气机（BZS100-900）的长期稳定可靠运行。3、脱水机存在问题及解决措施该厂原有脱水机两台，型号为ZK-LDW-2500带式污泥脱水机，设备为上海怀利环保设备有限公司引进的日本设备。在运行中表现出很多问题：滤带冲洗装置（容易堵塞）冲洗效果达不到实际要求，滤带冲洗效果差。滤带清洗是带式压滤机最关键工序，效果不好，无法恢复滤带过水能力，脱水过程无法连续进行。导致脱水污泥的含水率大于80%，达不到GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准中规定的脱水后污泥含水率应小于80%的要求。由于滤带冲洗效果差，导致滤带脱水效果失效快，需频繁更换滤带，而更换滤带成本又高。加之该厂所在地的污泥最终处置即将由卫生填埋改为污泥干化焚烧，而污泥干化焚烧对于污泥含固率的要求较高。目前厂区的带式浓缩脱水一体机出泥含水率较高，不能满足要求，需要选择脱水效果更好的设备。为解决运行中的实际问题，结合离心脱水机的优缺点及该厂的实际情况，将污泥处理设备改为离心式脱水一体机。采用德国进口设备LWD430W卧式螺旋卸料沉降离心机，在投产运行一年多来，脱水后污泥含水率一直维持在75%以内，也符合污泥最终处置由卫生填埋改为污泥干化焚烧对脱水污泥含水率的要求。4、泡沫问题及解决措施该厂在投产两年内未出现明显的泡沫问题，但冬季低温时还是出现明显的污泥膨胀。随着生活垃圾填埋厂（未经任何处理）的渗滤液进入该厂后，便开始出现曝气池中泡沫飘浮在池面上，有时被风一吹，到处飘飞，影响卫生。在曝气池之后的其它处理单元内液面不流动的地方出现棕褐色且堆积过度的液面浮渣，严重时带起活性污泥颗粒影响正常运行。运用活性污泥法的污水处理工程，在其调试及运行过程常常会形成大量的泡沫，而当出现泡沫的时候，通常都伴随着水质急剧恶化，处理效果变差。这时候就需要消除泡沫，恢复正常处理。泡沫一般分为三种形式：①启动泡沫：活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。②反硝化泡沫：如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。③生物泡沫：由于丝状菌的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫具有稳定、持续、较难控制的特点[2]。经本厂技术人员研究发现，泡沫问题主要是生物泡沫引起的，其主要原因是活性污泥发生了较为严重的丝状菌膨胀，过度膨胀的活性污泥在曝气的作用下，包裹大量的细小气泡而浮于液面，在不断的曝气作用下，浮渣也不断的积聚，最终就形成厚厚的棕黄色浮渣层，因浮渣内包裹了气泡，短时间内浮渣不会因为缺氧而变黑，于是对这类液面浮渣进行镜检，发现其生物相与曝气池混合液区别不大，同样能够看到大量的具备活性的原后生动物，但能看到明显的丝状物。引起丝状菌污泥膨胀的影响因素主要有进水水质因素（包括：基质类型、营养物、H2S的影响）、环境因素（包括：负荷与DO、冲击负荷、曝气池流态与运转方式、pH、温度的影响）[3]。技术人员针对本厂引起的丝状菌污泥膨胀做了进一步研究，发现在曝气系统中建立一个适宜丝状菌异常生长的环境，有利于其在活性污泥中的过度增殖，使丝状菌与菌胶团细菌失去了保持平衡的比例生长。对本厂的各项工艺控制参数进行了研究，发现本厂一直在较底的污泥负荷F/M（0.05）值以下运行。在此状态下运行，丝状菌的生长和繁殖比絮凝性菌胶团细菌要占优势；再加之该厂进水中有生活垃圾渗滤液（其中含有大量油类物质），此类物质又对一些活性污泥中的丝状菌（如诺卡氏菌）大量存在提供了极其有利条件。丝状菌的大量生长和繁殖导致丝状菌膨胀，膨胀到一定程度同时在曝气作用下就形成稳定的泡沫层。控制（尤其是对于丝状菌污泥膨胀引起的）生物泡沫问题的措施主要有临时控制和工艺运行调节控制。临时控制措施有活性污泥加重助沉法和灭菌法。其中灭菌法是向系统投加氯气、臭氧或者是过氧化氢等物质。这种方法的原理十分简单，既然是由于丝状菌在菌胶团外部生长导致污泥膨胀，那么这些丝状菌对消毒剂就一定比菌胶团细菌更加敏感。应该说明的是，这种方法并没有从根本上控制污泥膨胀，只是能起到暂时缓解的作用[4]。临时控制方法由于运行控制不好掌握，且无法彻底解决污泥膨胀问题，还会带来出水水质恶化的不良后果，故本厂没有采用此法。工艺运行调节控制措施用于运行控制不当产生的丝状菌污泥膨胀。针对本厂由于低负荷导致的丝状菌污泥膨胀，可以在不降低处理功能的前提下，适当提高F/M。通过曝气池中生态环境的改变，造成有利于菌胶团细菌生长的环境条件，应用生物竞争的机制抑制丝状菌的过度生长和繁殖，将丝状菌控制在合理的范围内，从而控制污泥膨胀的发生。这种方法的关键是在曝气池内创造适当的环境条件来实现。这种方法能够永久的防止污泥膨胀的发生，是一种具有可持续性发展的方法[3]。随着该厂进水水质的逐渐改善，尤其是COD与BOD（其它指标基本不变）值的逐渐增大，到去年下半年污泥负荷F/M（0.1左右）可以控制在合理的范围内，既是在冬季低温为保证活性污泥的硝化作用而相对提高污泥浓度，泡沫问题也得到了明显的改善，如今泡沫问题基本得到解决。5、提标改造问题及解决措施[5]该厂一期工程按国家二级排放标准设计，但在实际运行中出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级标准B标准的要求。随着太湖蓝藻事件的发生，要求太湖流域城镇污水处理厂尾水水质排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级标准A标准。结合该厂现运行情况达不到一级A标准的原因及存在的问题，技术人员进行了详细的分析后发现主要问题是解决总氮总磷排放达标问题。结合一期工艺设计上及实际运行中存在的问题和此次提标改造工程（包括二期工程）要求，技术人员通过多方面论证与现场调查，最后作出结论：原有处理工艺挖掘潜力甚微。最终经过专家审核后采用目前国外先进的ASTRASAND反硝化活性砂滤系统，该系统集絮凝、沉淀、过滤处理于一体，简化传统工艺流程，占地面积小；一次性投资低，无需反冲洗泵和电动、气动阀门等设备；效率高，连续过滤，无需停机反冲洗，无初滤液问题；模块化结构，易于改扩建。和滤布滤池、MBR膜池、微转盘滤池相比，有较强的竞争力。在反硝化砂滤中，由于水中NO3-N和碳源（碳源外加）的存在，在反硝化砂滤中发生反硝化反应，水中的大部分NO3-N转化为N2，从而得到去除。此外，水中的PO4-P与混凝剂反应生成磷酸盐沉淀，随砂滤的反冲洗水洗出。通过滤砂连续地循环冲洗，砂滤进水中的SS也会随着砂滤的反冲洗水洗出，使得反硝化出水中的SS含量很低。且做了相应的中试试验，取得了很好的除磷脱氮效果。本次提标改造工程于2009年底结束，次年正式投产。经过一年左右时间的连续运行，最终运行结果显示：ASTRASAND?生物活性砂滤脱氮除磷效果理想，完全能够满足市政污水厂的出水水质从一级B提升至一级A标准的要求。6、结语通过对该厂多年运行管理中遇到问题的剖析和总结，有利于在今后的运行管理中，通过技术提升和提标改造，继续以节能降耗为前提，改造设备及构筑物老化现象，坚决落实上级部门核定的经济运行指标，逐步解决实际运行中遇到的问题和设计缺陷，使其能发挥应有的作用。保证污水处理设备的正常和稳定运行，不仅要从污水处理厂的生产特点入手，改变和加强设备管理与维修工作现状，提高设备管理、操作和维修人员的知识层次及技术水平，还需建立完善的设备管理机制和配套措施，彻底改变企业管理者不重视、设备管理工作不到位、备件储备不科学现状，才能为污水处理厂生产正常运行提供可靠的技术支持与物质保证。参考文献[