该厂于 2022 年 3 月完成提标扩容改造，评估改造后运行效果选取 2022 年 4 月 1 日~7 月 31 日期间数据。由于该厂 2019年 10 月后开展生物池 HPB 技术生产性试验，因此改造前运行效果选取 2019 年 4 月 1 日~7 月 31 日期间数据。
3.1 水量、水质分析
3.1.1 处理水量
该厂改造前与改造后处理水量如图 2 所示。
由图 2 可知，改造前最高日处理水量 14.3163 万吨，最低日处理水量 10.9601 万吨，平均日处理水量 12.5921 万吨。改造后最高日处理水量 21.5406 万吨，最低日处理水量 11.6401万吨，平均日处理水量 15.4272 万吨。改造前处理水量较为稳定，标准偏差仅 0.99，而改造后处理水量变化幅度较大，标准偏差为 2.35，主要原因是受雨季降雨增加的影响，改造后处理规模增加，进水中初期雨水截流水量大幅增加，而改造前处理规模仅 10 万吨/天，无法大幅超负荷运行。该厂在处理生活污水、减少城市污染物排放的同时，兼具初期雨水污染截留的作用。
3.1.2 水质分析
改造前及改造后实际进水、出水水质如表 4 所示。
尽管改造前各项指标出水水质平均值能达到湖南省地标一级标准，但在水量、水质变化较大等异常情况下，瞬时值无法稳定达湖南省地标一级标准。改造前出水 COD、氨氮地标一级达标率均为 100 %，出水 TN 地标一级达标率为 95.08 %，出水 TP 地标一级达标率为 97.54 %。改造后，出水各项指标瞬时值均能稳定达到地标一级标准，说明生物系统采用 HPB技术后，在停留时间大幅缩短的情况下，对有机污染物的去除能力有较大提高，对水质、水量的抗冲击负荷能力较强。
3.2 污染物削减量分析
该厂改造前与改造后有机污染物削减量如图 3 所示。
改造后 COD、BOD5、SS、氨氮、TN、TP 削减量平均值分别为 25.28 吨/天、10.54 吨/天、33.67 吨/天、2.09 吨/天、1.94吨/天、0.41 吨/天。除 BOD5 外，改造后 COD、SS、氨氮、TN、TP 削减量均较改造前有所上升，这表明，该厂改扩建后，尽管未新建生物池，但系统的抗冲击负荷以及污染物削减能力明显提升。
改造后 BOD5削减量有所降低的主要原因是进水 BOD5浓度的下降，进水 BOD5 浓度从 2019 年的 93.37 mg/L 下降至70.06 mg/L，从而导致削减量的下降，但改造后 BOD5 去除率平均值从 98.19 %上升至 98.30 %，这是因为投加复合粉末载体后，系统的微生物量及微生物种群均有所增加，生物池污泥浓度增加，从而提高了污染物的去除率.由图 3 可知，改造后氨氮和 TN 削减量增长较大，这是因为 HPB 技术通过投加复合粉末载体，为硝化菌和反硝化菌的生长提供了良好的生存环境，对进水碳源的利用率更高，更有利于生物脱氮作用。同时 HPB 技术通过构建悬浮生长和附着生长的流化床系统，实现了“双泥龄”，而回收系统排出的剩余污泥多为悬浮生长的微生物，污泥龄较短，更加有利于生物除磷。
3.3 经济性分析
该厂改造前与改造后厂区电单耗、PAC 单耗、PAM(污泥)单耗及 PAM(深度)单耗如图 4 所示。
由图 4 可知，改造后厂区电单耗较改造前明显上升，原因主要有两方面，一是改造后新增了预处理、磁混凝沉淀池、滤池、脱水系统以及生物池搅拌器等设备，新增设备装机功率达到了 1087 kW；二是改造前为超负荷运行，而改造后实际处理水量暂未达到设计规模，由此导致改造后厂区电单耗高于改造前，后期随着水量的进一步提升，达到设计规模后电单耗将会进一步下降。
改造后污泥脱水 PAM 单耗显著下降，一是因为提标改造应用 HPB 技术后，生物池污泥浓度提高，导致剩余污泥浓度相应提高，离心机进泥含固率增加，导致污泥脱水药耗降低；二是由于应用 HPB 技术后，在生物池投加复合粉末载体，导致污泥灰分占比较改造前上升约 40 %，污泥灰分上升后有利于脱水，故脱水药耗降低。
采用 HPB 技术改造后，生化池除磷效率更高，二沉池出水TP 浓度低于改造前，改造前二沉池出水浓度均值为 0.8 mg/L 左右，改造后二沉池出水浓度均值一般可稳定在 0.4~0.5 mg/L，基本可达到改造前一级 A 排放标准。因此后端深度处理所需除磷药剂可大幅减少，但因出水 TP 浓度限值由 0.5 mg/L 降低至 0.3 mg/L，故 PAC 单耗下降不明显。
4 结语
(1)湖南省某污水处理厂采用“A2O 耦合 HPB+矩形二沉池+加砂沉淀池+深床滤池”工艺进行提标改造，在不新建生物池的情况下，将处理规模从 10 万吨/天提高至 19 万吨/天，出水水质从《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A 标准提高至《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》一级标准。
(2)采用 HPB 技术可实现生物池原位提标扩容以及不停产改造，减少新建工程建设过程中的碳排放量，且生物系统污染物去除效果更好，同步达到减污与降碳协同增效的目的。
(3)建议：由于 HPB 工艺需将污泥浓度保持较高的水平，同时硅藻土粉末的投加同样增加污泥负荷，导致生物池及二沉池易出现浮泥，虽已增加中水冲洗装置，但效果有限，同时持续投加PY粉末改善浮泥情况有限，建议一是进一步优化工艺，设置浮泥收集系统；二是进一步改善粉末性能及产品质量，减少浮泥。
原标题：HPB 技术在污水处理厂改造中的应用及运行效果
原作者：朱灿耀 宾伟 刘薇薇 吴少华 殷建平 韩红波 易境
相关文章
- 宝塔采油厂某集输站含油污水处理技术研究及应用 2021-01-04
- 煤矿废水对岩溶区水源及土壤污染、危害与评价 2022-01-22
- 煤气化废水处理工艺的现状及发展方向 2021-06-27
- 探析城市污水深度处理与水资源的可持续利用 2021-01-30
- 可持续煤矿矿井水处理与资源化技术综述 2020-06-30
最新文章
- 城镇污水处理厂全流程水质管理方法分析 2023-01-29
- 高排放标准下某高新园区污水处理厂工程实例 2023-01-16
- 一种树状多支化破乳剂的合成与应用 2023-01-14
- 地层注入水悬浮物含量偏高原因分析与治理 2023-01-13
- 浅谈胶印润版液的净化循环使用 2023-01-13
