2018年南平塔下污水处理厂调产改造工程实例

2018年南平塔下污水处理厂调产改造工程实例

南平塔下污水处理厂是国家债务和西班牙政府贷款项目。主要设备和技术的主要概念由罗氏照明公司提供。1999年10月,南平市塔下污水处理厂经福建省有关部门批准开工建设,于2002年11月竣工并进入试运行阶段。2005年8月,因城镇污水处理厂污染物排放标准的变化,塔下污水处理厂工艺优化工程正式启动,由原有SBR工艺升级改造为A2/O工艺,并于2006年11月建成和投入使用。工艺优化后塔下污水处理厂出厂水水质达到GB18918-2002一级B的排放标准。南平市塔下污水处理厂服务面积约3.84km2,处理规模为5×104m3·d-1,占地为4.5hm2,绿化面积为15750m2,绿化率达到35%。1污水厂进水水质南平市塔下污水处理厂的设计进、出水水质如表1所示。排放标准执行GB18918-2002一级B标准。一般而言,由于地下水水位较高以及在污水集水前大多设置有化粪池,华南地区的污水有机物浓度普遍较低。但是南平市塔下污水厂进水成分比较复杂,不仅包含合流制和分流制管道收集的全部旱流污水,还包括截留的部分初期雨水。旱流污水为生活与工业混合污水,平均进水流量约为1375m3·h-1,其中工业污水约占8%,主要来自印染、纺织、化工等企业,水量约为110m3·h-1。因此,塔下污水厂实际进水浓度变化较大,且含有大量的悬浮颗粒物,污染负荷较重。在部分月份COD甚至接近400mg·L-1,超过设计进水水质30%以上。面对复杂的污水组分和较高的污染物浓度,确保有效稳定的处理效果成为本次升级改造中的主要焦点。经过综合权衡,本次升级改造最终选择运行稳定、效果显著的A2/O工艺。2工艺A2/O工艺目前在国内已被成熟应用,是处理系统最简单、效果最稳定的同步脱氮除磷工艺之一。图1为塔下污水处理厂的工艺流程。3主要结构和设计参数3.1按水泵设计参数设计场外泵站主要用于收集各片区的生活污水和初期雨水。南平市共设置6个泵站:延福泵站、昼锦泵站、玉屏泵站、马站泵站、明翠泵站及九二泵站,其中延福泵站及昼锦泵站将污水抽送至玉屏泵站;明翠泵站及九二泵站将污水抽送至玉屏泵站;再由玉屏泵站抽送至塔下污水处理厂,马站泵站单独抽送至塔下污水处理厂。6个泵站的设计参数见表2。泵房设置粗格栅,用于拦截污水中体积较大的固体物质。格栅为钢索提升式机械粗格栅,渠道宽度为1000mm,格栅宽度为800mm,渠道深度为7.5m,倾角为65°,粗格栅间隙为20mm。3.2弧形格栅的选择细格栅设计进水量为2083m3·h-1,选用2台弧形格栅,细格栅栅条间隙为10mm,栅条宽度为10mm,栅筐宽度为1.0m。2台细格栅所产生的栅渣螺旋输送机输送至渣桶。3.3悬浮物的污染负荷较重本工程污水厂集水范围内合流制与分流制管道并存,但以截流式合流制为主。旱天的污水全部经过泵站进入污水处理厂,雨天的部分初期雨水也截留进入污水处理厂。因此实际进水变化较大,且含有大量的悬浮颗粒物,污染负荷较重。流程中无初沉措施,且用地紧张,为确保沉砂效果,采用涡流式沉砂池。沉砂池1座,设计最大流量3025m3·h-1,平均流量2100m3·h-1。沉砂池直径4.88m,沉砂池深度1.68m,砂斗直径1.52m,砂斗深度2.08m。最大水力表面负荷167m3·m-2·h-1,平均水力负荷111m3·m-2·h-1,平均水力停留时间54s,最小水力停留时间36s。沉砂池进水渠和出水渠口均设闸板,沉砂池检修时进水渠将直接超越与出水渠相通。3.4脱氮除磷系统A2/O反应池由厌氧池、缺氧池和好氧池组成,反应池总污泥龄约为15~25d。为强化污水的脱氮除磷效果,设计采用混合液内回流+污泥回流的脱氮除磷运行模式。厌氧池、缺氧池和好氧池之间采用自流式。好氧池采用6台倒伞型表面曝气机,单机功率为55kW,一天24h运行。在每座好氧池与缺氧池之间的墙壁上安装2台淹没式回流泵,调节好氧池至缺氧池的混合液体积回流比为15%~30%。每套工艺厌氧池安装两台5.5kW水下推进器,每套工艺缺氧池安装4台5.5kW水下推进器。混合液回流则采用变频螺旋桨泵连续运行。A2/O生物反应池具体的设计参数详见表3。3.5池内表面负荷二沉池设计流量为2083m3·h-1,采用2组2座周边进水、周边出水辐流式二沉池。每座池内径为34m,设计最大表面负荷为2.0m3·m-2·h-1,平均流量时表面负荷为0.8m3·m-2·h-1,池边水深为6m。沉淀池进水为两侧配水,采用环形集水槽,单侧溢流堰出水。每座沉淀池内设1台中心传动管式吸泥机,池底部设一根DN800吸泥管,将吸泥机的污泥接出,通过套筒阀排至污泥结合井。3.6浓缩池回采点污泥泵房(圆形,直径9m)作为回流污泥及剩余污泥泵房,通过污泥泵将活性污泥回流至厌氧池,剩余污泥输送至浓缩池。正常污泥回流比为50%~100%,最大污泥回流比为100%~150%,剩余污泥总量4600kg·d-1,含水率99.2%,合684m3·d-1。泵房中设回流污泥泵3台;剩余污泥泵2台(1用1备)。回流污泥根据生物池污泥浓度控制回流量,剩余污泥泵与污泥浓缩池、脱水机协调运行。3.7无轴螺旋粉碎机式无轴螺系统污泥浓缩脱水车间内安装的主要设备为:2台带式压榨过滤机,2台高压冲洗泵,2台带式压榨过滤机供泥泵,配套有机絮凝剂配制和自动投加系统,2台输送能力为14m3·h-1的无轴螺旋输送机。3.8紫外线消毒系统。在尾白为测定污水厂出水流量,在二沉池出水后设置计量仪,测量范围为0~9999m3·s-1。消毒采用紫外消毒的方式,将处理后尾水通过紫外线消毒,杀灭水中的大肠杆菌及致病病毒,达标后排放水体。紫外线消毒装置采用钢筋砼结构,池长14.20m,宽3.80m,有效水深2.80m。应用紫外线灯管1套,功率为30kW,分为2个模块组,每个模块组设54根灯管,共108根灯管,保证平均接触时间大于5s。4调试和运营4.1控制内回流比塔下污水处理厂工艺优化工程于2006年11月建成并投入使用。投入运行后,出水基本稳定,但个别月份的TP和TN指标无法达到设计出水标准及GB18918-2002的一级B标准。为达到出水水质要求,运营单位采取了下列工艺调整措施:(1)调节缺氧池、厌氧池和好氧池的溶解氧质量浓度,并加大排泥量以适当缩短污泥龄,最终达到更好的除磷目的。其中厌氧池溶解氧质量浓度通过调整内回流比来控制并最终调节至小于0.2mg·L-1,缺氧池溶解氧质量浓度通过调整污泥回流比最终调节至0.2~0.5mg·L-1,好氧池溶解氧质量浓度通过对曝气机的曝气时间及开启曝气机的台数来控制并调节至2~3mg·L-1。(2)在调试中,塔下污水厂通过将内回流比从15%~30%增加至30%~40%来提高脱氮效果。有研究表明,内回流比是污水处理厂A2/O工艺的重要影响因素,增加内回流比可以降低硝态氮和亚硝态氮的浓度从而提升脱氮效果。经过上述工艺调整措施,塔下污水厂的出水脱氮除磷效果得到明显的改善,工艺的稳定性得到进一步的增强,消除了个别月份TP和TN指标无法达到一级B标准的情况。4.2s12/o工艺进出水水质2009年塔下污水处理厂共处理污水1201万m3,各季度和全年平均进、出水水质如表4所示。从表4中可以看出,A2/O工艺出水的COD、BOD、SS、NH3-N、TN和TP等水质指标在2009年全年均能达到GB18918-2002的一级B标准。运行结果表明,A2/O工艺对于进水COD和BOD5较高的生活与工业混合污水运行效果稳定,出水水质较好,适合在中、小城市水质水量变化较大的污水处理厂中应用和推广。4.3污泥脱水车间南平塔下污水处理厂升级改造工程总投资约为1512万元,污水处理厂操作和管理人员共33人。2009年,塔下污水处理厂年耗电量为3.24×106kWh,日均8900kWh,全年电费共193.88万元;根据用药情况统计,2009年污泥脱水车间全年产生污泥约7580t,聚丙烯酰胺药耗为6.63t,按照政府采购价每吨2.777万元计算,年运行成本为18.41万元。计算可得,平均运行费用为0.26元·m-3左右,其中电费为0.1614元·m-3,人员工资与福利费为0.0824元·m-3,污泥脱水药剂费为0.0153元·m-3。5去除效果及效果南平市塔下污水处理厂是南平市的重要基础设施建设项目之一,项目运行后,大大减轻了对闽江水体的污染。该工程工艺优化后,采用A2/O工艺,对于COD、BOD5、SS、NH3