提标改造

浅谈城市污水厂提标改造学生：周政学号：20126145专业：给排水科学与工程重庆大学城市建设与环境工程学院2015年6月14日摘要：近年来,我国城市经济建设得到快速发展,工业废水也随着工业的生产逐渐的增加。同时科学技术的不断创新,各种新材料和新技术广泛的应用于工业生产中,更是造成污水中污染物含量的急剧增长。随着我国对环境保护要求的不断提高,对城市污水处理厂出水的要求越来越严格,因此提标改造成为城市各污水处理厂污水处理的重中之重。本文结合某污水处理厂实际情况,对城市污水处理厂提标改造工艺设计进行了详细的分析,希望能给今后城市污水处理厂提标改造提供有利参考。关键词：提标改造生物填料曝气生物滤池反硝化滤池正文:我国在“九五”至“十五”期间建设的城镇市政污水处理厂一般按一级标准的Ｂ标准（简称为“一级Ｂ”）甚至二级标准作为设计要求，排放标准要求相对较低，随着国家对城镇污水处理厂出水水质要求不断提高，将污水处理厂出水引入河湖作为城镇景观用水的要求将出水水质处理标准提升至一级标准的Ａ标准（简称“一级Ａ”），尤其是在我国的“三河三湖”地区（淮河、海河、辽河和太湖、巢湖、滇池）和松花江水系的辽河流域，南水北调的重点区域，以及华北地区的缺水城市，应根据国家环保总局的文件《关于严格执行（城镇污水处理厂污染物排放标准）的通知》（环发【２００５】１１０号文件）中关于执行一级Ａ标准的相关规定，即“为防止水域发生富营养化，城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭式、半封闭水域时，应执行《标准》中一级标准的Ａ标准”。这些重点流域的水污染治理事关我国超过半数的省市社会经济发展，以及人民群众的生活质量，是我国水污染防治工作的重中之重。为了实现出水水质达到一级Ａ标准，对于原出水水质设计标准为一级Ｂ的已建污水处理厂，必须进行升级改造，即全面提升出水水质。提标改造项目已经成为水务行业新的投资重点，做好提标改造项目的经济评价工作，具有重要的现实意义。目前绝大多数污水厂的排放标准由一级B标准提升为一级A标准。我们首先对以上两个标准的主要指标进行简单的比较分析，一级B标准：BOD520、COD60、SS20、总氮（以N计）20、氨氮（以N计）8、TP1；一级A标准：BOD510、COD50、SS10、总氮（以N计）15、氨氮（以N计）15、TP0.5。生活污水属于可生化性较好水质范畴，可采用生物处理方法完全降解水中的COD与BOD。根据先前数据分析，由于水质指标提高，可考虑增加处理单元或者对原有构筑物池容不变的情况下，增加池内微生物量的改造来完成COD与BOD的达标排放。考虑出水水质及保证沉淀效果的前提下，系统必须具有足够的硝化、反硝化能力。而系统能否完成较充分的反硝化，除了外部条件，还取决于进水的碳源是否充足。因此，在选择污水处理工艺前要对进水中的碳源情况进行分析。若水中溶解性不可降解物30mg/l时，TN、NH3也完全可通过生化得以去除。可以考虑增加原生化工艺中的缺氧段并且加大回流比或者增加后置反硝化来实现总氮和氨氮的达标排放。城市污水属于生物除磷效果较好的污水水质范畴，采用生物除磷法可得到较为满意的除磷效果。但是，由于出水总磷要求提高。另外考虑到污水处理厂污泥处理过程中磷释放的问题，因此在在大部分改造过程中采用生物除磷法和化学除磷法相结合的方法以强化除磷效果，达到污水排放标准。针对以上污染物的的特点与处理方法，以下重点介绍几种常见的污水处理厂改造方案。增加生物填料目前城市污水处理厂常见的主体生化工艺有：A/A/O、氧化沟、SBR、CASS等，处理单元内通常有厌氧区、缺氧区、好氧区或者相应的反应时间段来对水中的有机物、氨氮、总氮、总磷来进行去除，但是大部分污水处理厂由于最初的设计原因或者为了达到更高的处理标准和更大的处理量，原本的处理能力明显已力不从心。在水处理构筑物池容不改变的情况下，只能对处理单元内部进行改造来人为增加水池内生物总量来达到更高的处理能力。接触填料作为微生物栖息的场所，是生物膜的载体，不仅影响着生物的生长、繁殖和脱落，而且填料的性能对生物膜的性状、氧的利用率和水力分布条件等起重要作用，是直接影响生物接触氧化工艺处理效果的关键因素。填料的作用主要体现在“三高”，即：(1)高生物量。由于填料的大比表面积，为生物栖息提供了巨大的空间，使得大量微生物得以附着生长，因而可维持生物接触氧化池内较高浓度的生物量。(2)高生物活性。由于填料的设置，可对气泡进行切割和阻挡，起到了曝气受限器的作用，使气泡的停留时间和气液接触的表面积增加，实测证明提高了氧的吸收能力，可减少曝气量．在曝气面积不变的情况下，曝气强度增加，空气水流扰动剧烈，对生物膜表面的冲刷加强，使生物膜更新快，因而接触氧化池具有较高的生物活性。(3)高传质速度。因填料的高孔隙率和生物膜的立体结构，使废水较方便地进入填料内部孔，进行生物接触氧化反应，同时也使得正常脱落的生物膜较为容易地从填料中随水流出，减少了填料堵塞的出现概率，同时由于曝气强度大，池内流体强烈扰动，生物膜表面的代谢物质流动和更新速度快，反应浓度梯度大，传质效率高，因而生物膜能保持较高的生化反应速率。基于接触填料的上述特性，在好氧区增设接触填料，作为微生物附着的载体。由于该填料的特殊结构，系统中的活性污泥浓度可以达到普通活性污泥法的数倍以上，大大提高了构筑物的处理能力；同时由于微生物附着在载体上，好氧区内泥龄较长的硝化菌不易流失，系统生物脱氮能力好，可大幅降低水中有机物与氨氮浓度。曝气生物滤池为扩大污水处理厂处理能力，提高处理负荷，许多污水厂改造工程中，在不变动原有水处理构筑物情况下，通常考虑增加处理单元来实现提标改造目的。其中较常见的做法是采用曝气生物滤池作为污水处理厂的三级处理工艺。曝气生物滤池（biologicalaeratedfilter），简称BAF，该工艺是20世纪90年代初开发出来的新型微生物附着污水处理技术，不同于前几种活性污泥法生化工艺，BAF是“生物膜法”污水处理技术的一种，其最大的特点是集生物氧化和截留悬浮物于一体，节省了后续二次沉淀池，有机物容积负荷高，水力负荷大、水力停留时间短，占地、基建投资少，出水水质好，不仅可以用于水体富营养化处理，而且可以广泛地用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水的处理。曝气生物滤池工艺是一生物过滤池，内设特制的微生物附着生长必须的颗粒性滤料。面比较粗糙，具有巨大的比表面积，滤料表面及开口内腔空间生长有微生物膜，能够承受较高的有机污染负荷，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜吸收污水中的有机污染物作为其自身新陈代谢的营养物质，并在滤料层下部提供曝气供氧的条件下，气、水同为上向流态，使废水中的有机物得到好氧降解，并进行硝化脱氮。它定期利用处理后的出水对滤池进行反冲洗，排除滤料表面增殖的老化生物膜，以保证微生物膜的活性，为达到生物氧化有机物和氨氮的目的，生物滤池需进行曝气。曝气生物滤池系统氧的利用率可达30％～35％，曝气量明显低于一般生物处理。其主要原因是：①因滤料粒径小，气泡在上升过程中不断被切割成小气泡，加大了气液接触面积，提高了氧的利用率；②气泡在上升过程中，由于滤料的阻挡和分割作用，使气泡必须经过滤料的缝隙，延长了其停留时间，同样有利于氧的传质；③理论研究表明，BAF中氧气可直接渗入生物膜，因而加快了氧气的传输速度，减少了供气量。由于滤料的机械截留作用以及滤料表面的微生物和代谢中产生的粘性物质形成的吸附作用，使得出水的SS很低，一般不超过10mg/L。因进行周期性的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄，活性较高。有时即使生物处理发生故障，在短期内其物理作用机理仍可保证高质量的出水。反硝化滤池反硝化滤池按处理阶段分为前置反硝化滤池和后置反硝化滤池。对于一般的污水处理厂的提标改造，原有的生化处理系统已经在运行，改造一般采用后置反硝化工艺。反硝化滤池通过反硝化来去除污水中TN，并且去除一部分SS；但是反硝化滤池对进水SS的浓度要求很高，对于进水氨氮、TN也有一定要求，而且反硝化滤池至于生化池的末端，进水碳源难以保证，可能需另外投加碳源来达到反硝化目的。反硝化滤池采用2～3mm石英砂介质滤料，滤床深度通常为1.83m，滤池可保证出水SS低于5mg/L以下。反硝化滤池采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，同时深床又是硝酸氮(NO3-N)及悬浮物极好的去除构筑物。介质的比表面积较大。深介质的滤床足以避免窜流或穿透现象,即使前段处理工艺发生污泥膨胀或异常情况也不会使滤床发生水力穿透。介质有极好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每m2过滤面积能保证截留大量的固体悬浮物。固体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期，减少了反冲洗次数，并能轻松应对峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。悬浮物不断的被截留会增加水头损失，因此需要反冲洗来去除截留的固体物。由于固体物负荷高、床体深，因此需要高强度的反冲洗。反硝化滤池采用气、水协同进行反冲洗。反冲洗污水一般返回到前段生物处理单元。在反硝化过程中，由于硝酸氮不断被还原为氮气，深床滤池中会集聚大量的氮气，这些气体会使污水绕窜介质之间，这样增强了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。每毫克SS中含BOD50.4~0.5毫克，因此去除出水中固体悬浮物的同时，也降低了出水中的BOD5。另外，出水中固体悬浮物含有氮、磷及其他重金属物质，去除固体悬浮物通常能降低些许以上的上述杂质.配合适当的化学处理，能使出水总磷稳定降至0.3mg/l以下。在二沉池后投加混凝剂，经机械混合后直接进入滤池，不仅可以进一步降低CODcr和BOD5，而且可以稳定保证SS、TP达标，不仅可简化污水厂处理流程，降低投资费用，减少运行费用，而且还可延长过滤周期，提高产水量及出水水质。微絮凝过滤充分体现了深层滤料中的接触凝聚或絮凝作用。它实际是在混凝、过滤作用机理深入研究的基础上，将混凝与过滤过程有机集成一体，形成了当今水处理的高新技术系统。在污水深度处理方面具有较高的推广价值。结语通过对以上提标技术，可以将原污水厂的二级排放标准升级至新标准的一级B、一级A，直至主要指标达到地表水ⅳ类标准，实现清水还河的水环境目标。同时也可以将几种改造工艺进行组合应用，选择最佳的提标改造工艺。参考文献[1]陈立，李成江.城镇污水处理厂提标改造的几点思考[2]孙彦鹏，论城市污水处理厂提标改造项目经济评价原理[3]吴海宁，城市污水处理厂提标改造工艺设计[4]王阿华，城镇污水处理厂提标改造的若干问题探讨