摘 要 原有生活污水处理厂提标改造前采用氧化沟生物处理工艺,由于进水水量水质不均匀,出水无法稳定达到标准。 兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造项目,提出了采用调节池预处理+兼氧池+氧化沟+二沉池+深度处理工艺,同时根 据污水厂处理设施实际情况,增加了硝化回流工艺,出水能完全满足排放要求。
关键词 兼氧池 硝化液回流 生活污水 提标改造
1 引言
兴隆庄煤矿生活污水处理厂始建于 2002 年, 2003 年 7 月投入运行,设计规模 10000m3 /d,主要 用于处理兴隆庄矿区生活污水。实际运行过程中部 分地面冲洗用水、工矿区矿井废水溢流进入生活污 水处理厂,悬浮物含量高,一天内进水水量波动较 大,水质不均匀。目前实际处理能力为 6000m3 /d, 处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)一级 A 排放标准,总氮、氨氮 处理效果不稳定。
2 存在问题
兴隆庄煤矿生活污水处理厂建成投入运行后, 经过十几年的运行,厂内设备设施的处理效果已达 不到原有设计处理能力,主要表现在: (1)原有设施运行时间长、设备落后且系统 比较老化,出水水质情况不稳定,因氧化沟淤积悬 浮物较多,影响生化处理效果,造成反硝化脱氮效 率降低,造成出水水质氨氮、总氮指标偏高。 (2)工广区矿井水处理系统因原设计容量不 足需排至生活污水处理厂,工广区废水中悬浮物含 量大,直接进入生物系统处理,造成现有处理工艺 氧化沟堵塞,系统处理能力降低,悬浮物大量沉积 影响氧化沟的曝气效果,无法形成适合脱氮的兼氧、 好氧环境,造成系统脱氮除磷等效果较差。 (3)生活污水处理厂处理水量较大,在用水 高峰期水量波动较大,原设计未设置缓冲调节池, 当排水高峰期时对系统后续处理冲击较大。 (4)整个水厂电气控制系统陈旧,采用手动 运行,无法对生活污水处理厂主要参数进行集中控 制,工人操作劳动强度大。
3 工艺流程
3.1 原有工艺流程
生活污水经格栅井中的机械格栅拦截悬浮物后 进入集水池,由集水池内潜污泵提升泵至旋流曝气 系统,出水自流进入氧化沟,氧化沟出水经配水井 进入二沉池,二沉池出水进入中间水池,中间水池 内潜水泵将废水提升至水力澄清池,水力澄清池上 清液自流进入无阀滤池,经过过滤后,废水排放或 回用。二沉池内污泥靠重力进入集泥井。回流污泥 提升泵将回流污泥提升进入氧化沟,剩余污泥由污 泥提升泵提升入污泥浓缩池,水力澄清池内的污泥 重力排入集泥井,通过集泥井内污泥提升泵提入污 泥浓缩池,浓缩后的污泥经提升泵进入储泥池内, 储泥池内污泥经污泥脱水装置处理后外运。氧化沟 处理工艺流程图如图 1 所示。
对现有污水处理系统工艺流程进行增项,新增 一座 1440m3 缓冲调节池、一座 1440m3 兼氧池,同 时进行硝化液回流以及污泥回流。
3.2.1 缓冲调节池的作用
兴隆庄生活污水处理在一天 24h 内排出的水量 和水质是波动的,一般下午 4 点至 8 点排水比较集 中,夜间水量极少,上午水量一般正常,这样对污 水处理厂的生物处理设施或生化反应系统处理功能 的发挥是不利的。针对污水处理厂进水流量及水质 波动较大的特点,在污水处理系统的前端设置均质 调节池,以均和水质、存盈补缺。兴隆庄煤矿生活 污水日均排放量为 300m3 /h,用水高峰期时废水排 放量为 900m3 /h,持续时间约 2h,因此本项目新增 废水缓冲调节,以缓冲水质水量波动。
3.2.2 兼氧池的作用
兼氧废水处理工艺是介于厌氧和好氧工艺之间 的一种新型工艺,通过特殊的工艺设计,即可提高 废水的可生化性,又能有效降解有机物。兼氧工艺 采用微氧、兼氧和缺氧的环境,有效破除杂类有机 物的分子结构,为后续氧化沟处理提供良好的进水 水质条件。 新增兼氧池与氧化沟联用进一步脱氮兼氧池, 即厌氧微生物与好氧微生物并存的水池,充分发挥 兼氧微生物消除污水中有机物的作用。水池中上层 为好氧动植物生长的环境,下层为厌氧生物生存, 分别作用。池中兼氧菌的水解作用和产酸作用,将 废水中部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机 物,部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易 降解有机物,从而去除部分 COD 并提高废水的可 生化性。兼氧池的增加,增强了反硝化脱氮的效果, 且原有氧化沟工艺得到充分的发挥,即解决了脱氮 问题,又强化了原系统的生物处理功能。
目前生活污水处理厂采用工艺为卡鲁赛尔氧化 沟,属于活性污泥法的一种类型,其主要特征是由 很多的环形沟渠构成,污水在沟渠中不断地循环曝 气从而达到去除水中污染因子的目标。 改造后工艺流程图如图 2 所示。
4 生活污水处理厂改造后优势
提标改造主要措施包括工艺参数优化、工艺改 造和设备改造等 [1]。 首先工艺参数优化,污水处理厂通过对氧化沟 各点位溶解氧值等原工艺参数进行优化,通过对表 曝机和溶解氧值进行连锁控制,使氧化沟好氧段溶 解氧值控制在 2.0~3.0mg/L,缺氧段溶解氧值控制 在 2.0~3.0mg/L。 工艺优化:预处理单元、改造生物处理单元, 具体采取以下几方面的技术措施。 (1)预处理单元:增设调节池以保证进水稳定; 确保格栅和沉砂池正常运行等。 (2)生物处理单元:在氧化沟前增建兼氧池; 增设氧化沟混合液内回流系统,并可对回流污泥曝 气再生 [2]。 (3)必要时,投加碳源。 设备改造:包括表曝机更换,电气控制自动化, 视频监控系统等。 生活污水处理厂改造完成后,可以彻底解决原 处理系统存在的问题。改造后的污水处理厂具有以 下几点优势: (1)解决了原水水质的分类处理。矿井水处 理站新建缓冲调节池,溢流的矿井水缓冲调节后返 回至矿井水处理站,解决了溢流矿井水问题。由于 矿井溢流废水不再进入生活污水处理厂,从而大大 降低了进水悬浮物含量,同时降低了污水处理厂的 处理负荷。新增生活污水处理厂缓冲调节池和兼氧 池,使进水水质、水量更加稳定。 (2)系统实现智能化升级。对主要电气关键 部位进行改造,改造后实现就地控制和远程控制; 对关键仪表参数(例如液位、流量、pH、温度,溶 解氧等)实现实时传输和视频监控双重监控,并可 实现数据历史追溯,有效保证数据的有效性和实效 性;对整个电气系统实现自动化操作和视频化监控, 大大减少人工劳动强度,提高自动化水平,同时提 高工作效率,提高企业生产效率,最终确保整个处 理工艺稳定运行。 (3)运行管理进一步规范化。工程建成后, 由原污水处理厂编制人员负责工程的运行管理。在 原有管理制度的基础上,进一步完善了《运行操作 管理工作制度》《维修管理工作制度》《水质监测 工作制度》等有关规章制度,工程的运行操作严格 按各项规章制度执行,确保工程正常运行,充分发 挥工程的效能。
5 应用实践和效果
改造完成后,预期可以达到以下效果: 兴隆庄矿区生活污水处理厂提标改造工程的建 设,是兴隆庄煤矿生态文明建设总体规划的重要组 成部分。该工程的建成运行可增大污水处理厂对服 务范围内排放的生活污水对该地区水体污染的治理 能力,可改善区域生态环境,有利于服务区范围稳 定发展,促进区域经济发展。 本工程建成后,可使排入周围水域的污染物显 著减少。据估算近期可在原厂污染物减排基础上又 减少污染负荷氨氮约 21.9t/a、总氮约为 18.25t/a、 COD 约 73t/a、BOD5 约 18.25t/a[3]。
6 结论
兴隆庄煤矿生活污水处理厂提标改造项目建 设,解决了原水水质的分类处理。新增矿井水缓冲 调节池,提高了矿井水处理厂处理能力,降低了生 活污水处理厂的处理负荷,优化了生活污水处理厂 进水水质。新增生活污水处理厂的缓冲调节池和兼 氧池,使污水处理厂污水水质水量稳定处理,污 水处理后指标除 COD 执行 30mg/L、总磷执行 0.5 mg/L 外,其他指标执行山东省地方标准,流域水 污染物综合排放标准第 1 部分南四湖东平湖流域 (DB37/3416.1-2018)标准,消除了出水不达标的 隐患。
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