胡天媛, 孟令鑫, 張秀零
(中節(jié)能國禎環(huán)??萍脊煞萦邢薰?, 合肥 230088)
污水泵站是城市污水處理系統(tǒng)中收集、 預(yù)處理、 輸送污水的重要環(huán)節(jié), 對環(huán)境保護(hù)、 管道污水暢通輸送和防止城市內(nèi)澇具有重要的作用[1]。 污水管網(wǎng)、 污水泵站和污水處理廠共同組成了一座城市龐大的污水處理系統(tǒng), 泵站的集水量、 水質(zhì)直接影響到污水處理廠的工藝與運(yùn)行情況, 關(guān)系整個系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)度, 因此城市水環(huán)境污染問題要得到高效解決, 不僅需要污水處理廠提質(zhì)增效, 也需要不斷地提升泵站的污水處理能力[2]。
污水泵站具有水流連續(xù), 變化幅度大, 水中污染物含量多[3]等特點(diǎn), 目前, 直接對泵站污水處理的工藝研究較少, 但對于這種特點(diǎn)的污水, 常采用SBR 工藝, 如SBR 工藝處理豆腐加工廢水[4]、 生活污水[5-6]、 小型醫(yī)院醫(yī)療廢水[7]、 高速公路服務(wù)站污水[8]及小型廢(污)水處理站設(shè)計[9]、 景觀水體修復(fù)[10]等。 以上各種方法對污水凈化均有一定的效果, 但多數(shù)工藝較為復(fù)雜, 運(yùn)營費(fèi)用偏高。
針對以上問題, 本文結(jié)合小型泵站污水處理工程, 介紹一體化SBR 反應(yīng)器的主要參數(shù)、 配置以及實(shí)際運(yùn)行效果, 為其他小型泵站污水處理工程應(yīng)用提供參考。
該污水泵站工程位于某污水處理廠內(nèi), 廢水主要來源于污水處理廠提升泵站前池, 水質(zhì)、 水量變化幅度大。 設(shè)計處理水量為10 m3/d, 經(jīng)一體化SBR 反應(yīng)器處理達(dá)到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A 標(biāo)準(zhǔn)后, 用于污水處理廠內(nèi)部沖洗、 園林綠化等。 對污水處理廠提升泵站前池連續(xù)取樣檢測, 并進(jìn)行水質(zhì)信息分析, 實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。
表1 實(shí)際進(jìn)水及設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Actual influent water and design influent and effluent water quality
本項(xiàng)目采用以SBR 工藝為核心的一體化處理設(shè)施, 工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow
污水通過泵站配套機(jī)械格柵分離出樹皮、 碎木、 纖維等大顆粒懸浮物, 在泵站前池, 通過進(jìn)水泵泵入一體化SBR 反應(yīng)器進(jìn)行生化反應(yīng)。 一體化SBR 反應(yīng)器分為調(diào)節(jié)池、 反應(yīng)池、 操作室、 污泥存儲區(qū)。 調(diào)節(jié)池接收泵站前池的污水, 當(dāng)池體液位超過開始液位時, 調(diào)節(jié)池內(nèi)的壓力傳感器發(fā)出信號, PLC 系統(tǒng)控制潛污泵啟動, 進(jìn)行泵水。
反應(yīng)池為反應(yīng)器的活躍區(qū), 接納每批次進(jìn)水,污水中有機(jī)物在活性污泥的作用下得到降解。 在污水處理完成后, 水被泵出達(dá)標(biāo)排放, 反應(yīng)池中水位降至預(yù)設(shè)水位。 在反應(yīng)器中的污泥通過污泥泵排入污泥存儲艙暫時儲存, 等待由真空吸泥車定時外運(yùn)處置。
一體化SBR 反應(yīng)器采用臥式玻璃鋼罐體, 設(shè)備直徑為2.40 m, 長度為7.97 m。 罐體被分為4 個區(qū)域: 調(diào)節(jié)池、 反應(yīng)池、 操作室、 污泥存儲區(qū), 每個區(qū)域有不同功能。
(1) 調(diào)節(jié)池。 尺寸為φ2.40 m×2.21 m, 容積為10 m3, 水力停留時間為24 h。 配置MF404 潛污泵1 臺, 功率為1.14 kW, 電流為2 A, 流量為9 L/s, 揚(yáng)程為2.5 m。 調(diào)節(jié)池根據(jù)系統(tǒng)的處理能力進(jìn)行設(shè)計, 處理水量通過調(diào)節(jié)池內(nèi)壓力傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計算獲得。 除配置壓力傳感器外, 調(diào)節(jié)池同時配備低液位浮球2 個和高液位浮球1 個, 低液位浮球確保潛污泵不會因?yàn)橐何贿^低而空轉(zhuǎn), 高液位浮球記錄與高液位有關(guān)的信息。
(2) 反應(yīng)池。 尺寸為φ2.40 m×2.21 m, 容積為10 m3, 有效液位為2.2 m, 有效容積為9 m3。 反應(yīng)池與藥劑泵相接, 由藥劑泵直接加藥, 絮凝在反應(yīng)階段完成, 配置加藥泵1 臺, 流量為5.7 L/h,功率為16 W。 污泥區(qū)位于污泥閥門之下, 配置污泥泵1 臺, 功率為0.64 kW, 電流為1.46 A。 運(yùn)行時控制污泥濃度為2 000 ~2 500 mg/L, 泥齡為12 ~15 d 最佳, 如果對氮的去除無要求, 泥齡不超過20 d。 各階段反應(yīng)時間設(shè)置如表2 所示。
(3) 操作室。 尺寸為φ2.40 m×2.00 m, 容積為9 m3。 由電控柜PLC 自動化運(yùn)行, 可實(shí)現(xiàn)自動取樣和無人值守自動運(yùn)行, 采用A&B 的觸摸屏,通過觸摸屏可以設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù), 如序批各個階段的時間、 加藥時間、 液位高度等, 同時可查看設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、 機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況等。 配置曝氣風(fēng)機(jī)1 臺, 流量為19 m3/h, 風(fēng)壓為0.06 MPa,功率為0.37 kW, 電流為2.7 A。
表2 反應(yīng)池各階段反應(yīng)時間Tab. 2 Reaction time of each stage in reaction tank
(4) 污泥存儲區(qū)。 尺寸為φ 2.40 m×1.55 m,容積為7 m3。 污泥存儲區(qū)配有溢流裝置, 溢流液體再次回到調(diào)節(jié)池當(dāng)中。 在沉淀期, 系統(tǒng)會對污泥進(jìn)行兩次移除。 污泥排放過程通過操作面板設(shè)置開始時間。
該工程進(jìn)水負(fù)荷達(dá)到設(shè)計水量的95% 以上,在控制進(jìn)水時間為10 min, 反硝化時間為150 min,曝氣時間為90 min, 沉淀時間為90 min, 加藥時間為100 s 的條件下, 實(shí)測進(jìn)出水水質(zhì)如表3 所示。
該一體化SBR 反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定地自動化運(yùn)行, 采用液位和時間雙重控制, 設(shè)置等待和休眠模式, 不僅可以保證設(shè)備正常運(yùn)行, 還可以實(shí)現(xiàn)在污水量較低時, 間歇曝氣保障活性污泥的活性, 不影響后續(xù)處理。 經(jīng)處理后的水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2002 一級A 標(biāo)準(zhǔn)。
表3 實(shí)測進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 3 Actual measured influent and effluent water quality
該工程設(shè)備投資11.04 萬。 在滿負(fù)荷工況下,運(yùn)行電耗為0.48 kW·h/m3, 電價按0.779 元/ kW·h計算, 噸水電費(fèi)為0.37 元; 進(jìn)水不需要投加碳源,除 磷 采 用 液 態(tài) 鋁 鹽, 加 藥 量 為0.06 L/m3, 約 為0.05 元/m3; 在現(xiàn)有運(yùn)行條件下污水處理運(yùn)營費(fèi)用為0.42 元/m3。 同時, 該設(shè)備自動化程度很高, 能做到自動運(yùn)行無人值守, 人工維護(hù)費(fèi)用低, 適合小型泵站污水處理工程。
采用一體化SBR 反應(yīng)器處理城市污水, 經(jīng)處理后出水COD 質(zhì)量濃度為20 ~40 mg/L, NH3-N 質(zhì)量濃度低于0.2 mg/L, TP 質(zhì)量濃度低于0.2 mg/L,TN 質(zhì)量濃度低于10.5 mg/L, SS 質(zhì)量濃度低于10 mg/L, 出水NH3-N、 TN、 TP、 COD、 SS 去除率穩(wěn)定在99%、 71%、 95%、 85%、 95% 以上, 達(dá)到GB 18918—2002 一級A 標(biāo)準(zhǔn)。 該反應(yīng)器具有良好的去除效果, 運(yùn)行穩(wěn)定可靠, 自動化程度很高,在小型污水處理工程中具有良好的應(yīng)用推廣前景。