城市污水处理厂提标改造试验研究

城市污水处理厂提标改造试验研究提高城市污水处理厂标准的试验研究。关键词：污水处理，改造，试验，城市，研究城市污水处理厂提标改造试验研究本文简介：摘要采用混凝沉淀+高速纤维过滤技术对南方某城镇污水厂二次处理出水进行深度处理中试试验研究，考察该工艺对TP等污染物的去除效果。结果表明，在滤速为800m/d，PAC投加浓度157mg/L时，处理出水TP在0.5mg/L以下，去除率基恩，出水TP达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2城市污水处理厂提标改造试验研究本文内容：摘要采用混凝沉淀+高速纤维过滤技术对南方某城镇污水厂二次处理出水进行深度处理中试试验研究，考察该工艺对TP等污染物的去除效果。结果表明，在滤速为800m/d，PAC投加浓度157mg/L时，处理出水TP在0.5mg/L以下，去除率基恩，出水TP达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。混凝沉淀和高速纤维过滤技术可作为该污水处理厂提标扩建的深度处理工艺。关键词高速纤维过滤技术;提标改造;TPSS大多数城镇污水处理厂在设计时出水水质执行GB18918-2002中一级B标准，提标改造已成为污水处理厂满足愈发严格的出水排放标准的必然选择之一。有效的过滤通过截留和筛滤等作用，降低水中悬浮颗粒并可协同去除颗粒态存在的有机物与总磷［1，2］。目前常用的石英砂滤料，空隙率较低，滤料颗粒在水中自由沉降，易表层堵塞形成滤饼，导致过滤速度迅速下降，水头损失迅速增大；而且石英砂等传统滤料比重大，需要较大的反冲洗强度，能耗较高，易跑砂，需要定期补充滤料［3，4］。高速纤维过滤技术采用特殊工艺加工的新型颗粒状纤维滤料，具有颗粒滤料和纤维滤料的特点，比重小、空隙率高、机械强度良好，具有滤速快的优点。南方某城镇污水处理厂计划进行提标扩建，排水标准执行一级A标准。由于经常有工业废水排入，出水中总磷会出现波动，无法达到一级A标准。本研究在该污水处理厂采用新型高速纤维过滤技术进行中试研究，考察该技术深度处理效果和技术可行性。1材料和方法（1）污水处理厂概况。该污水处理厂采用AAO处理工艺，现处理规模为5万t/d，建厂出水水质按照GB18918-2002的一级B标准进行设计。该污水厂需要进行提标扩建，由于经常有工业废水排入，现有工艺处理出水中总磷等指标常常无法达到一级A标准。因此，本研究在该污水厂对二沉池出水进行混凝沉淀与高速纤维滤技术试验研究，考察对总磷的去除效果。污水处理工艺及试验流程见图1。（2）试验装置。主要试验装置包括：进水泵（Q=18m3/h）1台；管道混合器（12m3/h，2个加药口）1套；加药装置2套，包括PAC加药系统和PAM加药系统；混凝反应池（有效容积3m3）1个，配搅拌器；竖流沉淀池（1.7m×1.4m×2.0m）1个；高速纤维过滤装置1套，材质不锈钢，滤料层厚度1m，设计处理能力200m3/d。（3）水质测试方法。TP测试：钼酸铵分光光度法；溶解性TP是指经0.45微米滤膜过滤后滤液中TP；SS测试：重量法.2结果与讨论（1）原水水质情况。进入中试装置中的原水总磷波动较大，为0.5～7.87mg/L（图2），这可能与原水中混入的工业废水水质波动有关。原水中的总磷主要是溶解性总磷，最高时原水中超过90%的总磷的状态为溶解性总磷。深度处理除磷主要目标是去除溶解性总磷。仅采用物理过滤技术很难去除污水中的溶解形态的总磷，因此本试验采用“混凝沉淀+过滤”组合工艺开展中试研究工作。（2）混凝烧杯试验。向原水投加PAC混凝剂以及PAM絮凝剂，观察混凝试验对总磷的去除效果，确定中试试验混凝药剂最佳投加量。从表1可以看出，随着混凝药剂投加量的增大，混凝沉淀对原水中总磷的去除率越高。当PAC投加量为143mg/L，即混凝剂中铝含量与污水中的磷含量的Al/P摩尔比为3左右时，混凝出水上清液的TP小于1mg/L，溶解性TP小于0.5mg/L。而当PAC增加到287mg/L时，Al/P摩尔比为6左右时，TP的去除率反而开始下降。因此，在中试试验时，选择PAC作为混凝剂，且投加的混凝剂中铝含量与污水中的磷含量的Al/P摩尔比在3~6之间为宜。（3）水头损失。试验的主要运行参数如下：进水流量为6.7m3/h，高速纤维滤池滤速为800m/d，PAC投加浓度157mg/L，PAM投加浓度为0.5mg/L。原水首先进行混凝沉淀工艺后，再通过高速纤维过滤装置处理后排放。设定某一固定时间反冲洗或者超过警戒值进行反冲洗。反冲洗时，气水联合冲洗900s，水洗300s。水反冲洗强度0.5m3/（m2·min），气反冲洗强度1.6m3/（m2·min）。当过滤速度为800m/d时，水头损失在30～50cm范围波动（图3）。随着运行时间的累积，过滤装置的水头损失并没有随之增加。在较高的过滤速度下，即使截污量增大，也没有出现滤床压缩或空隙率减小导致滤床阻力增大的情况。（4）对TP的去除。中试系统经过混凝沉淀和高速纤维过滤处理单元后对TP的去除情况如图4所示。中试系统运行初期，由于系统运行条件还不稳定，在进入中试系统的TP浓度超过4mg/L的情况下，中试系统出水TP低于1mg/L；从第4天开始，系统运行情况稳定，处理出水TP基本在0.5mg/L以下，中试系统对TP的去除效率在80%以上。说明在该污水处理厂的水质情况下，采用“混凝沉淀+高速过滤”技术可以实现出水中TP达到GB18918-2002的一级A标准。（5）对SS去除效果。由于该系统主要考察对总磷的去除效果，投加的混凝剂药量较大，产生的沉淀量相对较多可能会对出水中的SS造成影响，因此本研究同时考察中试系统的混凝沉淀池和高速纤维滤池两个处理单元的SS去除效果。经过混凝沉淀和过滤处理后，SS的去除率基本在80%以上，出水中SS低于10mg/L（图5），满足GB18918-2002中一级A标准要求。3结论（1）通过对某城镇污水处理厂二级处理出水和工业废水的混合原水进行分析，原水中TP的主要形态为溶解性TP。为保证深度处理效果，该污水处理厂应采用“混凝沉淀+过滤”的深度处理工艺。（2）选择PAC作为混凝剂时，投加的混凝剂中铝含量与污水中的磷含量的Al/P摩尔比在3～6之间为宜。（3）采用混凝沉淀与过滤技术进行连续试验时，在滤速800m/d时，高速纤维过滤装置的水头损失在30～50cm范围波动；高速纤维过滤装置的水头损失一直维持在较低值，不会随着过滤时间累积而快速增长。过滤塔保持较快的过滤速度，可以大幅提高污水处理量，减小过滤装置的占地面积。（4）高速纤维过滤装置的滤速为800m/d，PAC投加浓度157mg/L，PAM投加浓度为0.5mg/L时，中试装置对TP和SS的去除率基本在80%以上，出水中的TP和SS浓度满足GB18918-2002的一级A标准。对于该污水处理厂水质，混凝沉淀与高速纤维过滤的处理技术可以实现出水水质提标要求。参考文献1陆冬平，梁汀，沈晓铃.城市污水处理厂深度处理过滤工艺设计探讨［J］.中国给水排水，2013，29（12）：22-29.2张璐.对城市污水处理厂的运行管理分析［J］.城市建设理论研究：电子版，2015（9）：584.3乔春光.几种污水深度处理常用过滤工艺的介绍［J］.资源节约与环保，2013（11）：86-87.4王润娟，黄宇，陈阳，等.上向流悬浮滤料滤池过滤特性研究及中试应用［J］.给水排水，2016（s1）：144-146.作者：王知兵易莹胡百九周艳伟杨昌达单位：中国电器科学研究院有限公司广东广州广州擎天材料科技有限公司