对不达标污水厂提标改造的方法

一、对不达标污水厂提标改造的方法1、对常规活性污泥工艺各处理单元的优化。1.1常规预处理功能区的强化。1.1.1一般污水处理厂采用的齿耙式格栅对污水中的的毛发、织物细纤维、塑料与橡胶碎片等物质的去除效果很差，基本不能去除这类物质。旋转式细格栅能够去除这类物质，但当采用栅条结构时，一些片状或丝状物质会顺着栅条间隙流入后续系统中；另外旋转式细格栅设备结构存在清理上的难题，很容易在栅前拦截的物质通过旋转进入栅后，而后直接进入到后续的生物系统中，从而影响后续生物系统部分功能的发挥，尤其是缠绕仪表或堵塞泵头等问题，这也是我国城镇污水处理厂自控仪器仪表使用寿命短以及经常失灵的原因之一。结构分析与实验结果表明，编织网或孔板结构在保证相同的过水通量的情况下，能更大限度的拦截塑料片和头发丝等影响后续生物系统功能的杂质，尤其是对后续工艺中采用了BAF、MBBR、MBR、滤布滤池等对悬浮颗粒物质含量要求较高的工艺，编织网或孔板结构类型格栅将具有更好的市场前景。1.1.2沉砂池功能的强化目前规范和设计中对沉砂池的主要功效要求是去除污水中0.1~0.2mm颗粒，采用较为广泛的沉砂池主要包括旋流沉砂池和曝气沉砂池两种类型，当沉砂池不能正常发挥功效时，污水中的大量砂粒进入后续系统，不仅会在生物系统中形成沉积，严重影响污水处理或污泥处理过程的运行效率，同时也会导致机械设备磨损和管道堵塞，并间接的影响到生物处理系统的污泥活性以及整个系统的能耗。对于曝气沉砂池功能的强化，可以考虑延长池长，优化水力旋转效果，并合理的确定提砂方式方法，但由于我国城镇污水处理厂碳源严重不足的实际情况，在选用曝气沉砂池时，还是应该考虑如何合理的降低充氧量和有机物去除率的问题；旋流沉砂池的强化更重要的是应该考虑如何进行设备整体优化以适应城镇污水水质水量波动特征，另一方面是如何克服现有许多旋流沉砂池顶部低流速、底部高流速的不合理流场分布特征，可实施的技术路线主要包括旋流沉砂池进水渠的水量波动自适应调节、搅拌器高度及搅拌角度的合理设计。1.1.3常规初沉池的取舍。进水无机悬浮固体含量高和碳氮比明显偏低是我国城镇污水普遍存在的特有水质特点。污水处理厂不设置初沉池，则大量的无机悬浮固体可能进入后续生物处理系统中，从而造成生物处理系统的MLVSS/MLSS比值明显偏低，目前许多城镇污水处理厂的MLVSS/MLSS实际运行比值低于0.4，甚至低至0.3左右；而另一方面，大部分污水处理厂进水BOD5/TN比值仅3~4，导致的反硝化碳源不足问题相当突出。在设置常规初沉池的情况下，由于初沉池较长的停留时间和较低的表面溢流负荷率，悬浮物中的部分胶体或颗粒状有机物实现了协同沉淀，而溶解性的氮磷等去除率却较低，导致碳氮比偏低的问题会更加突出，有些情况下，BOD5/TN比值可能降低到2.5~3的水平，明显影响后续除磷脱氮系统的运行效能。城镇污水处理厂改造过程中，由于受到占地面积和可利用土地量的影响，许多工程都采用了拆除初沉池，改造为生物系统的做法，其实，综合权衡，这种改造方案并不一定是真正意义上的提高生物处理效果，更有可能出现的是大量的无机物进入生物系统并形成积累，从而在很大程度上降低了后续生物系统的池容利用率，总体效果下降。从另一个角度，我国以前的污水处理厂排放标准中重要的考核指标是COD，而对TN和TP的要求不高，初沉池在很大程度上起到了降低后续生物系统BOD负荷的功效；但随着标准的提高，TN和TP的去除对碳源的需求越来越高，如何更加合理的设计初沉池，以降低对COD的去除，同时提高TN和TP的去除率，应将是后期一个重要的研究议题。1.2生化处理单元的功能强化。1.2.1内碳源利用与商业碳源的选择碳源不足导致TN达标难度较大，城镇污水处理厂在运行过程中存在着碳源不合理利用，甚至浪费的现象，如以往的初沉污泥携带大量的有机物，不仅造成碳源浪费，同时也增大了初沉污泥的处理难度，恶臭问题滋生；缺氧池设计不合理，原水进入缺氧池后没有很好的实现完全混合，在整体推流的作用下，短时间反应后进入了后续生物系统，造成碳源浪费，而内回流比设计过大，同样更容易造成原水在缺氧池的实际停留时间不足。针对碳源不足的实际问题，可考虑投加碳源强化生物脱氮除磷到预缺氧池（如果有）或者厌氧区。目前应用的碳源以甲醇、乙酸、乙酸钠等小分子有机物为主。1.2.2厌/缺/好氧区的合理分配与精确控制。回流污泥中不可避免的携带少量的DO或NO3—N.严格意义上，厌氧池中是不应该有NO3--N存在的，当回流污泥与原水混合进入厌氧区时，溶解氧或NO3--N将首先快速利用原水中的快速可生物降解性有机物，从而在一定程度上削减厌氧池的释磷效果。前置预缺氧区的工艺流程在很大程度上缓解了这个问题，而倒置A2/O工艺虽然在一定程度上解决了厌氧区NO3--N影响的问题，但另一方面却降低了厌氧区的污泥浓度，并缩短了厌氧区的实际停留时间，并不一定从总体上提升厌氧区的实际功效。混合液回流点的选取与DO的控制对于缺氧区碳源的利用也具有重要的影响。通常情况下，城镇污水处理厂都将混合液回流点设置于生物系统好氧区末端，而为了确保出水DO浓度，并避免二沉池出现严重的浮泥（含反硝化浮泥和厌氧浮泥）现象，生物好氧区末端通常保持较高的溶解氧浓度，这样不可避免的大量高溶解氧进入到缺氧区，首先利用原水中的有机物，影响反硝化效果。因此为确保更优的碳源利用效果和缺氧区反硝化脱氮效果，在今后的污水处理工程设计中需要考虑在好氧区中后部设置一个低溶解氧回流区。1.2.3低温季节及超高负荷阶段生物功能的保持与强化目前我国对城镇污水处理厂出水水质的环保监测是采用瞬时取样方式的，但是，城镇污水处理厂的效果不仅受到了进水水质水量剧烈波动的影响，而且生物系统的微生物活性也在很大程度上受环境温度的影响，因此在系统设计和运行中通常需要考虑缓冲水质水量变化以及削减微生物受温度影响的问题。为了缓解冬季低温问题对生物系统的影响，多数冬季低温区污水处理厂均采用不同季节，不同运行模式和污泥浓度的方式运行，在秋末冬初就开始储备污泥，通过增加活性生物浓度的方式缓解生物活性冬季降低导致的处理效果低下问题，同时考虑硝化细菌对温度的敏感性更强的问题，部分污水处理厂设置了过渡段，过渡段夏季按照缺氧模式运行，强化反硝化脱氮，冬季按照好氧模式运行，强化生物硝化和有机物去除，同样获得了很好的效果。虽然提高污泥浓度在一定程度上缓解了温度影响的问题，但毕竟污水处理系统的许多功能区并不能满足高污泥浓度的要求。另一种缓解冬季低温问题的方式是向生物系统内投加悬浮填料，使填料表面大量形成长泥龄生物菌群，从而在很大程度上提高了生物系统内的硝化细菌含量，强化了污水处理厂的总体处理效果。填料虽然是一种很好的生物系统扩容方案，但其投加和运行仍有很多技术要求，例如，必须满足一定的填充比，并确保生物挂膜成功，才能保证填料在生物系统具有足够的流化效果，这也是许多污水处理厂初期投加填料出现堆积现象的主要原因；另外，填料表面必须经过一定的挂膜周期，才能发挥生物效益。1.3在末端增加强化处理工艺。1.3.1反硝化滤池强化生物脱氮在后续工艺中增加反硝化强化生物脱氮的工艺。对于深度处理脱氮工艺，目前应用最多的工艺为反硝化滤池。反硝化生物滤池是生物反硝化作用过程与过滤工艺的有机结合，但为降低水力阻力，增大处理能力，通常反硝化滤池不会采用细小砂跞，因此反硝化滤池的最主要功效通常在于生物反硝化脱氮，过滤工艺的性能较弱。反硝化滤池建设与运行的主要影响因素在于滤料的选择和碳源的合理配置，滤料的优劣主要体现在生物挂膜特征；必须通过理论计算和实验测试，合理确定碳源投加量，确保所投加碳源既可以满足反硝化需求，同时又不会出现碳源盈余过多的现象。另外，由于很难避免所投加碳源出现过量现象，对于COD稳定达标较敏感的污水处理厂，为确保COD的稳定达标，通常应在反硝化生物滤池后设置短停留时间的曝气池，以去除过量的碳源。1.3.2过滤强化悬浮物及部分有机质去除污水处理厂生物处理系统出水SS不仅影响污水处理厂SS、TP和COD的稳定达标，而且由于悬浮物（菌胶团）的包埋作用，高SS对后续消毒工艺也有极为不利的影响，因此许多污水处理厂都在尾水端增设了过滤工艺。传统的砂滤工艺是一种运行性能稳定，但占地面积大、投资与运行成本高的污水深度处理工艺，在占地受到限制的污水处理工程建设与改造中，通常不再采用。近几年，一些设备集成化程度高的机械过滤技术开始在工程实际中广泛使用，如西门子DiskFilter的盘式过滤器、美国AquaDisk公司和浦华控股有限公司的纤维滤布过滤等。这些过滤技术和成套系统具有紧凑、占地小、并且总装机功率低的优点，使得在原二级污水处理厂的基础上改造扩建变得更可行和容易实施，运行维护更加简单方便。各种过滤工艺的最大问题在于必须控制进入过滤系统的悬浮物浓度，否则容易导致过滤和清洗系统频繁启动。另外，由于化学药剂对滤布的黏附作用，在使用纤维滤布过滤工艺时，建议不要在滤布前直接设置混凝或微絮凝工艺，如需增加化学除磷，除磷药剂投加点应位于二沉池前端，或在混凝工艺后增设沉淀，保证悬浮物浓度不会超过后续过滤系统的要求。污水厂氨氮超标的原因1、没有控制好水力停留时间；2、供气量不足，或硝化菌不够；3、工艺设计的设施规模过小，处理负荷太小；4、营养成分比例达不到设计标准，需要外加营养投加系统；5、曝气系统设计不负荷规范，偏小；6、硝化反应没有控制好，要控制好pH值、温度、溶解氧，碳氮比等条件。二、氨氮的去除方法1.1吹脱法氨吹脱工艺是将水的pH值提到10.5-11.5的范围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。主要用于处理高浓度的氨氮废水。1.2化学沉淀(MAP)法在一定的pH条件下,水中的Mg2+、HPO43-和NH4+可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH值为10.0,物质的量之比Mg∶N=1.2、P∶N=1.02时沉淀效果最好,氨氮去除率达到90%。国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究。Stratful等详细研究了影响磷酸铵镁沉淀及晶体生长的因素,得出4点结论:①过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利;②镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素;③如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3h的结晶时间;④沉淀的pH值应大于8.5。化学沉淀法的最大优点是可以回收废水中的氨,所生成的沉淀可以作为复合肥而利用。存在的主要问题是沉淀剂的用量较大,需要对废水的pH进行调整,另外有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体,工业中固液分离有一定困难。1.3折点氯化法在含氨氮的废水中投氯后,有如下反应:Cl2+H2O——HOCl+H++Cl-NH4++HOCl——NH2Cl(一氯胺)+H2O+H+NH2Cl+HOCl——NHCl2(二氯胺)+H2ONHCl2+HOCl——NCl3(三氯胺)+H2ONH4++3HOCl——N2↑+5H++3Cl+3H2O通常一氯胺和二氯胺称为化合余氯,次氯酸称为余氯。当投氯量达到氯与氨的摩尔比值1∶1时,化合余氯即增加,余氯下降物质的量的比达到1.5∶1时,(质量比7.6∶1时),余氯下降到最低点,此即“折点”。在折点处,基本上全部氧化性的氯都被还原,全部氨都被氧化,进一步加氯就会产生自由余氯。该法与pH值、温度、接触时间及氨和氯的初始比值有关。折点加氯法最大的优点是理论上通过适当的控制,可以把氨氮完全去除,但因加氯量大,费用高,以及产酸增加总溶解固体等原因,目前此方法只能作为氨氮废水的后续处理,以及给水处理或饮用水处理。1.4离子交换法离子交换实际是不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程。用离子交换法去除氨氮时,常用离子交换剂沸石、活性炭等,也有研究采用合成树脂。但天然离子交换剂价格便宜且再生容易;采用合成树脂,预处理工序和再生系统均较复杂,且树脂寿命短