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        一體化SBR 反應(yīng)器在小型泵站污水處理工程中的應(yīng)用

        2021-05-12 14:13:46胡天媛孟令鑫張秀零
        工業(yè)用水與廢水 2021年2期
        關(guān)鍵詞:液位處理廠泵站

        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。

        1 工程概況

        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

        2 工藝流程

        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。

        3 主要參數(shù)及配置

        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。

        4 工程運(yùn)行效果

        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

        5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

        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。

        6 結(jié)語

        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。

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