Biolak型A2/O工藝在小型污水處理廠中的應用
摘要:介紹了臨沂市河東區污水處理廠采用的Biolak型A2/O工藝,分析探討該工藝的優點及其在低負荷和高負荷條件下的運行效果。運行實踐表明,該工藝耐沖擊性強,運行穩定可靠。
關鍵詞:污水處理廠,Biolak工藝,A2/O工藝,懸浮鏈曝氣
1 污水處理廠設計概況
臨沂市河東區污水處理廠設計規模6萬m3/d, 分兩期實施,一期工程3萬m3/d,除生物處理部分外其余設備設施一次建設完畢,規劃占地3hm2。該工程位于河東區鳳凰大街東首楊嶺村西,服務于整個河東城區。處理出水排入李公河西支,匯入沂河,屬于淮河流域。
1.1 設計進出水水質
根據國家對淮河流域水質排放要求,結合河東排水狀況和水體環境保護情況,污水處理廠出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918- 2002)一級B標準。設計進出水水質見表1。
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1.2 設計工藝流程
河東區污水處理廠綜合考慮經濟、技術、環境、投資等因素,主體工藝采用Biolak型A2/O工藝,工藝流程見圖1。
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1.3 主要設計參數
1.3.1 預處理系統
預處理系統包括進水井、粗格柵、集水池、提升泵、細格柵和旋流曝氣沉砂池,設計規模6萬m3/d,設計平均流量2500m3/h,設計最大流量3286m3/h (Kz=1.31)。
1.3.2 綜合生化池
綜合生化池為Biolak型A2/O工藝的核心部分,包括厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和安全池, 各池緊湊布置合而為一,減少占地降低造價。設計規模3萬m3/d,設計平均流量1250m3/h,設計最大流量1773m3/h(Kz=1.42)。
由于工業廢水占的比例較大,進水水量水質負荷波動大,綜合生化池設計總容積為23132m3,總水力停留時間18.5h,其中厭氧池1.5h,缺氧池 5.9h,好氧池11.1h。污泥回流比取100%;混合液濃度MLSS4000mg/L,混合液回流比取200%。碳化、硝化和反硝化總需氧量332.3kgO2/h。
1.3.3 污泥處理系統
設計總污泥齡15.2d,剩余濕污泥量575m3/d (含水率為99.2%),干污泥量4600kg/d,污泥均質池有效容積275m3,污泥脫水采用壓濾脫水,濾布2m。
2 Biolak型A2/O工藝特點
在整個社會對保護環境提高污水處理率越來越重視的形勢下,污水處理廠對節約用地、減少投資、脫氮除磷效果好、處理成本低的工藝的探索日益普遍,Biolak工藝和A2/O工藝的應用越來越廣泛, Biolak型A2/O工藝結合了Biolak工藝和A2/O工藝的優勢,其主要具有以下優點:
(1)結構緊湊,占地少、投資低。Biolak型A2/ O工藝采用A2/O工藝的厭氧、缺氧、好氧和沉淀的工藝流程,借用Biolak工藝的土池壩體結構和曝氣布置方式,使厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池和安全池合而為一即綜合生化池,使分散的布局緊湊化,節約用地且降低了工程造價。
(2)懸浮鏈曝氣,單耗低,維修方便,節約成本。 Biolak型A2/O工藝保留了Biolak工藝的懸浮鏈曝氣方式,利用效率高,電耗低,節約了處理成本。同時懸浮鏈曝氣工藝維護維修方便,避免工藝的停產檢修,降低了設施的運營成本,確保了污水處理廠的安全穩定運行。
(3)強化氮磷去除效果。Biolak型A2/O工藝同時利用了A2/O工藝厭氧池、缺氧池和Biolak工藝厭氧池、好氧池缺氧區的脫氮除磷作用,強化了氮磷的去除效果。
(4)運行方式靈活,耐水量水質負荷波動性強。合而為一的綜合生化池、懸浮鏈的曝氣方式和兩次的脫氮除磷工序的系統布置方式,可以根據進水水量和水質的不同,隨時靈活調整工藝的控制運行方式,大大增強了系統對水量水質負荷的耐沖擊能力,同時降低了系統污泥的產率,減少了污泥的二次處理費用。
3 工藝的運行效果和經濟性分析
河東區污水處理廠于2007年7月投產運行,至今已運行了3年多,取得了滿意的效果。由于Bio lak型A2/O工藝應用少,成熟可借鑒的運行經驗不多,從運行至今來看,整個工藝對水量水質的適應能力強,處理成本低,運行效果良好且穩定。
3.1 低負荷時運行方式和處理效果
河東區污水處理廠運行初期,由于污水管網覆蓋率和收集率較低,導致實際進廠水量僅為設計規模的1/3左右且進水不均勻程度高,因此會大幅度延長污水在廠內構筑物和管路中的停留時間。同時進水有機營養源嚴重不足,致使進水水量水質負荷明顯偏低,且低有機負荷率易發生污泥膨脹現象。針對此種實際情況,我們經過反復的摸索,采取了風機變頻間歇運行的方式,減少向好氧池的供氣量,避免低負荷時產生過氧化現象;混合液回流泵維護性運行的方式,降低溶解氧帶入缺氧池的概率,保持缺氧池的缺氧狀態;二沉池回流泵自控間歇運行的方式,減少二沉池泥水分離時的擾動因素,強化分離效果改善出水水質等的系列措施,使整個系統保持低負荷運行狀態。不但實現了工藝的穩定運行和水質達標排放,而且降低了處理電耗。污水處理廠2007 年8月的處理效果如表2所示。
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3.2 高負荷時運行方式和處理效果
隨著河東區污水管網覆蓋率的增加和污水收集率的提高,進入污水處理廠的水量和污染物質濃度也不斷增加,逐漸達到滿負荷運行。經過多次的嘗試,在工藝穩定運行的前提下,我們采取減少設備的設計運轉時間,降低好氧池設計溶解氧濃度等措施, 實現穩定出水達標排放的同時,延長了設備設施的使用壽命,降低了運營成本。污水處理廠2009年 12月處理效果如表3所示。
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3.3 高負荷運行時經濟性分析
河東區污水處理廠工程首期投資約2700萬元。高負荷運行時,實際運行費用主要包括動力費、藥劑費和人工費。動力費:高負荷運行時,電耗為0.214kW#h/m3,電價以0.57元/(kW#h)計, 可得單位水量動力費用為0.122元。藥劑費:設計主要藥劑為用于脫泥的聚丙烯酰胺、用于除磷的氯化鐵和用于消毒的二氧化氯,單位水量藥劑費用為 0.163元。人工費:實際定員8人,人均工資1500 元/月,則單位水量人工費用為0.014元。合計以上各項費用,單位水量運行成本約為0.299元/m3。
4 工藝在實際運行中的問題與建議
(1)好氧池缺氧區不易控制,建議改進懸浮曝氣鏈布置方式。Biolak型A2/O工藝好氧池的缺氧區是靠懸浮曝氣鏈的間距和交替曝氣/不曝氣形成的,由于曝氣鏈間距較近及其擺動和水的流動,容易把好氧區中的溶解氧帶入缺氧區,致使缺氧環境在實際運行中不易連續穩定保持,導致脫氮能力發揮不充分。建議今后的工程中,改進各條懸浮曝氣鏈的間距和擺動幅度,盡可能創造連續穩定的缺氧環境,達到穩定的脫氮效果。
(2)沉淀池耐沖擊效果不穩定,建議增加導流墻并改進吸泥方式。Bioalk型A2/O工藝采用平流式沉淀池,受池體合建的限制,進出水設置在沉淀池的長邊使得長寬比、長深比均低于常規平流沉淀池的設計要求,引起水流的紊流擴散和脈動,導致水流穩定性低于常規平流沉淀池,同時該工藝沿池子長端刮吸泥,都使得污泥顆粒的沉淀受到干擾,因此沉淀池的耐沖擊效果不穩定。建議今后可以考慮設導流墻優化水流水力條件,同時增加吸泥泵臺數降低單機功率,減少顆粒沉淀的擾動性,改進沉淀耐沖擊負荷效果。
(3)安全池取消,或者增設手動刮吸泥設施,充分發揮其去除效果。安全池主要起到出水曝氣充氧和輔助澄清沉淀的功能,由于無排泥設施存在沉淀物不易清除等問題,同時國內目前還沒有出水溶解氧的要求,因此可取消安全池。由于國家對出水深度處理的要求日益迫切,亦可考慮保留安全池,以進一步去除微污染物,延長沉淀時間增加沉淀池長度, 改善水流穩定性,強化出水曝氣充氧輔助沉淀功能, 繼續降低出水懸浮物等指標,但是應該改進曝氣鏈系統,增設底部沉泥手動去除設施,確保安全池系統穩定運行。
5 結語
河東區污水處理廠采取Biolak型A2/O脫氮除磷污水處理工藝,投入運行來,在進水水量水質低負荷和高負荷時,各項出水水質指標均低于設計標準, 總體運行情況良好。適用新建的小型污水處理廠, 要求采用占地少、投資低、脫氮除磷效果好、易維護、成本低的處理工藝。
參考文獻
1 張自杰.排水工程(下冊).第4版.北京:中國建筑工業出版社,2000
2 鄭興燦,李亞新.污水脫氮除磷技術.北京:中國建筑工業出版社,1998
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