石富生

摘要:廣州市番禺區(qū)前鋒凈水廠一期工程采用UNITANK工藝處理城市污水,達(dá)到了較好的處理效果,但該工藝在運(yùn)行過(guò)程中也存在諸如鼓風(fēng)機(jī)頻繁喘震、排泥不暢、固定出水堰反沖洗不干凈、曝氣反應(yīng)階段泥水混合不均勻、化學(xué)除磷藥劑投加量偏大及低溫影響硝化效果等問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化工藝運(yùn)行及技術(shù)改造,基本解決了這些問(wèn)題,穩(wěn)定了出水水質(zhì)。

關(guān)鍵詞:UNITANK工藝 運(yùn)行 問(wèn)題 對(duì)策

前鋒凈水廠位于廣州市番禺區(qū),占地面積20ha,是番禺區(qū)第一個(gè)大型城市生活污水處理廠。一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模10×104m3/d,服務(wù)面積166.26km2;采用UNITANK工藝,于2004年4月建成。自運(yùn)行以來(lái),該廠的出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1工藝流程如圖1所示

UNITANK池共分四組,每?jī)山M組成一體,共用一條進(jìn)水配水渠,每組由三個(gè)矩形池組成,池長(zhǎng)、寬均為27m,有效水深6m,每組設(shè)計(jì)處理能力2.5×104m3/d。

1.2設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)處理能力為10萬(wàn)m3/d,變化系數(shù)1.3;UNITANK池HRT為12.6h,SRT為8.75d,MLSS為3000mg/L,污泥負(fù)荷為0.173 kgBOD5/(kgMLVSS?d)。

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

2. UNITANK工藝特點(diǎn)

UNITANK反應(yīng)池由三個(gè)矩形池組成,三個(gè)池水力相通,每個(gè)池均設(shè)有供氧及混合推流設(shè)備。其中,中池只能做反應(yīng)池,兩個(gè)邊池交替做反應(yīng)池和沉淀池,邊池設(shè)有固定出水堰和剩余污泥排放設(shè)備。進(jìn)入系統(tǒng)中的污水通過(guò)管道或渠道配水,交替進(jìn)入三池中的任意一池,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水連續(xù)排水。

3. 實(shí)際進(jìn)水情況及處理效果

由于該污水廠納污范圍內(nèi)的排水體制為雨污河流制,因此實(shí)際平均進(jìn)水污染物濃度較低,且雨季和旱季進(jìn)水濃度差別較大。但通過(guò)對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整,該廠的出水水質(zhì)一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo),所有出水指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)情況見(jiàn)表2。

4. 運(yùn)行存在的問(wèn)題及對(duì)策

4.1生化池空氣需求量變化大造成鼓風(fēng)機(jī)頻繁喘震

該廠四組UNITANK池,兩組為一體,成為一體的兩組運(yùn)行時(shí)間均相同,因此在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,總會(huì)出現(xiàn)在過(guò)渡階段4個(gè)曝氣池的空氣閥同時(shí)關(guān)閉的現(xiàn)象,在較短的時(shí)間內(nèi),空氣需求量急劇減少,而空氣總管的泄壓裝置無(wú)法再這么短的時(shí)間內(nèi)將多余的空氣外排,造成鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口壓力急劇上升,達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)鼓風(fēng)就會(huì)出現(xiàn)喘震停機(jī),極大地影響了工藝運(yùn)行,同時(shí)也給鼓風(fēng)機(jī)本身帶來(lái)不利影響。對(duì)此,我們通過(guò)調(diào)整UNITANK池的運(yùn)行時(shí)間差,使每組池運(yùn)行時(shí)間間隔1h,盡量保證用氣量均勻。調(diào)整前,UNITANK反應(yīng)器同時(shí)處于曝氣狀態(tài)的池?cái)?shù)為4～8個(gè),調(diào)整后變?yōu)?～7個(gè),同時(shí)避免了多個(gè)池空氣閥同時(shí)關(guān)閉的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)調(diào)整,基本杜絕了鼓風(fēng)機(jī)喘震現(xiàn)象。

4.2池底面積大排泥不暢

該廠UNITANK池每個(gè)邊池長(zhǎng)寬均為27m,且只在每個(gè)池角位置設(shè)置了一個(gè)排泥口;同時(shí),由于SVI值較低(平均值僅為45ml/g),沉降污泥較密實(shí)。因此,當(dāng)排泥口周圍的污泥被抽空后,池底其他位置污泥很難通過(guò)重力作用自流進(jìn)行補(bǔ)充,造成排泥困難。針對(duì)這種情況,采取了兩項(xiàng)措施:一是縮短運(yùn)行周期,增加排泥次數(shù),即將每組UNITANK反應(yīng)池運(yùn)行周期由12h縮短為8h,相應(yīng)的排泥次數(shù)由4次/天增加為6次/天;二是采用間歇排泥,即將一次排泥過(guò)程分為多次,每次間隔約0.5～1h,待中池污泥補(bǔ)充進(jìn)入邊池后,再繼續(xù)排泥。通過(guò)這兩項(xiàng)措施,使進(jìn)入儲(chǔ)泥池的剩余污泥濃度由6～8g/L提高至10～12g/L。不僅保證了剩余污泥排放量,也為剩余污泥的后續(xù)處理提供了方便。

4.3出水堰始端積泥,反沖洗不干凈

該廠邊池出水采用固定式三角堰,由于池面較大,三角堰設(shè)計(jì)坡度偏小,在出水階段,經(jīng)常出現(xiàn)三角堰沖洗不干凈,積泥隨水流出,影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象。首先,通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)反沖洗時(shí)間,積泥現(xiàn)象有所改善,但仍未完全消除,若繼續(xù)增加反沖洗時(shí)間,會(huì)使大量處理后的水回流至提升泵房,額外增加水量負(fù)荷。后來(lái),通過(guò)在出水三角堰始端增加兩塊不銹鋼板,將平底三角堰改造成為“V型”三角堰,增加堰底水流速度,完全解決了出水三角堰積泥問(wèn)題。

4.4生化池曝氣階段泥水混合不均勻

該廠UNITANK反應(yīng)池曝氣量通過(guò)實(shí)際DO進(jìn)行控制,當(dāng)DO低于設(shè)定值時(shí)空氣閥自動(dòng)增加開(kāi)度,反之則自動(dòng)減小。由于在夏季降雨頻繁期間,進(jìn)水污染物濃度較低,加之MLSS較低,反應(yīng)池DO在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到設(shè)定值以上,空氣閥開(kāi)度隨即減小直至完全關(guān)閉,此時(shí)反應(yīng)池內(nèi)的污泥會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生沉降,沉降后的上清液污染程度較低,好氧速率低,因此,DO儀探頭測(cè)量值長(zhǎng)時(shí)間維持在較高水平,但實(shí)際池體底部污泥已處于缺氧狀態(tài),嚴(yán)重影響好氧反應(yīng)效果。若將池內(nèi)攪拌器保持常開(kāi)狀態(tài)可解決此問(wèn)題,但同時(shí)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題:一是能耗較高;二是當(dāng)DO較低,曝氣量大時(shí)會(huì)對(duì)攪拌器的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。對(duì)此,我們將攪拌器的啟停與空氣閥的開(kāi)度實(shí)行聯(lián)動(dòng),當(dāng)空氣閥開(kāi)度低于某值,泥水混合效果較差時(shí),攪拌器自動(dòng)開(kāi)啟;當(dāng)空氣閥開(kāi)度超過(guò)某值時(shí),攪拌器自動(dòng)停運(yùn)。完全解決了反應(yīng)階段泥水混合不均勻的問(wèn)題,同時(shí)兼顧了節(jié)能。

4.5化學(xué)除磷藥劑投加量大

由于UNITANK工藝沒(méi)有獨(dú)立的厭氧區(qū),生物除磷效果較差,根據(jù)該廠調(diào)試期間的數(shù)據(jù),僅靠生物除磷,只能將出水TP保持在1.5mg/L左右,很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此,必須依靠化學(xué)藥劑來(lái)強(qiáng)化除磷。該廠選用聚合氯化鋁鐵(PAFC)作為化學(xué)除磷藥劑,投加點(diǎn)選擇在中池,投加方式為連續(xù)投加。多日的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,為保證出水TP低于1.0mg/L,PAFC投加量需達(dá)到100mg/L左右,藥劑用量較大。后經(jīng)多次試驗(yàn),將投加點(diǎn)改在邊池,投加方式為沉淀前投加。在同樣保持出水TP≤1.0mg/L的情況下,PAFC投加量?jī)H需50mg/L左右。經(jīng)過(guò)分析,可能存在以下原因:由于UNITANK池HRT超過(guò)12h,中池投加PAFC產(chǎn)生的活性污泥絮體經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的停留,部分由于曝氣及攪拌作用被打散,因此進(jìn)入邊池后,絮凝沉降效果較差。

4.6低溫影響硝化效果

該廠UNITANK工藝硝化效果受進(jìn)水水溫的影響較大。正常情況下,當(dāng)進(jìn)水水溫高于18℃時(shí),出水氨氮一般可穩(wěn)定在2.0mg/L以下。但在當(dāng)?shù)貧鉁剌^低的季節(jié)(每年1～3月),當(dāng)進(jìn)水溫度低于12℃時(shí),硝化效果明顯下降,出水氨氮最高升至8mg/L以上。為此,在氣溫較低的季節(jié),主要采取以下幾點(diǎn)措施:一是提高DO控制點(diǎn),將DO控制點(diǎn)由正常運(yùn)行條件下的2.5mg/L提高至4.0mg/L。二是縮短中池缺氧及邊池厭氧運(yùn)行時(shí)間,在極端低溫情況下(如2008年農(nóng)歷春節(jié)前后南方的低溫天氣)可完全取消厭缺氧運(yùn)行時(shí)段。

5. 結(jié)語(yǔ)

① UNITANK工藝用于處理南方低濃度城市污水通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に囘\(yùn)行調(diào)節(jié),可以達(dá)到較好的處理效果。

② UNITANK工藝在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,應(yīng)盡量采用多組運(yùn)行,每組的運(yùn)行時(shí)間應(yīng)盡量間隔均勻。

③ 由于實(shí)際有效水力停留時(shí)間較短,UNITANK工藝硝化效果受水溫的影響較大,在低溫季節(jié)應(yīng)以好氧硝化為主,注意對(duì)出水氨氮的控制。

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