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    R工藝芻議
    論文摘要:介紹了改進(jìn)型SBR(MSBR)工藝在海門市第二污水處理廠工程中的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)和運(yùn)行情況,指出設(shè)計(jì)及系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題,并提出優(yōu)化方案。
    論文關(guān)鍵詞:污水處理,工藝,設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)特點(diǎn)
      MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列間歇反應(yīng)器,是C.Q.Yang等人根據(jù)SBR技術(shù)特點(diǎn),結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù),研究開發(fā)的一種較為理想的污水處理系統(tǒng),經(jīng)過多年的改進(jìn),目前普遍采用的是MSBR的第三代技術(shù)。該工藝具有流程簡(jiǎn)潔、控制靈活、單元操作簡(jiǎn)單、占地省等優(yōu)點(diǎn),在目前被認(rèn)為是最新、集約化程度最高的污水處理工藝。目前國(guó)內(nèi)已有多家污水處理廠采用該工藝,如深圳鹽田污水處理廠、無錫新區(qū)污水處理廠、上海松江東部污水處理廠、長(zhǎng)沙開福污水處理廠以及上海金澤污水處理廠,海門市第二污水處理廠也采用了該工藝。
      1工程背景及污水水質(zhì)資料
      1.1工程背景
      海門市第二污水處理廠總規(guī)模16萬m/d,一期4萬m/d,一期占地面積2公頃,由于廠區(qū)用地緊張,設(shè)計(jì)生化處理單元采用MSBR工藝。
      1.1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
      污水廠主要收集海門市中部地區(qū)的污水,污水處理廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。
      表1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
      Tab.1Designinfluentandeffuentquality
      

    項(xiàng)目

    BOD

    CODcr

    SS

    NH -N

    TN

    TP

    pH

    進(jìn)水/mg/L

    220

    400

    320

    30

    55

    7

    69

    出水/mg/L

    20

    60

    20

    8(15)

    20

    1

    69

    2污水處理工藝流程及MSBR池主要設(shè)計(jì)參數(shù)
      2.1污水處理工藝流程
      污水經(jīng)粗格柵去除污水中較大的漂浮物后,由進(jìn)水泵房提升后流入細(xì)格柵和旋流沉砂池,以去除污水中比較大的無機(jī)顆粒,沉砂池的出水自流進(jìn)入初沉池,去除污水中可沉降的無機(jī)和有機(jī)懸浮物,出水自流進(jìn)入MSBR池進(jìn)行生物處理,完成除碳脫氮除磷、泥水分離等步驟,上清液消毒處理后排放。
      圖1工藝流程
      Fig.1Flowchartofwastewatertreatmentprocess
      2.2MSBR池主要設(shè)計(jì)參數(shù)
      一期工程共設(shè)MSBR池2座,單座設(shè)計(jì)規(guī)模2萬m/d,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),單座反應(yīng)池平面尺寸40.75×62.0m,有效水深6.2~8.0m。設(shè)計(jì)污泥濃度為3~3.5g/L,總HRT=17.8h,污泥總產(chǎn)率系數(shù)為0.8kgDS/去除kgBOD。
      圖2為本次工程采用的MSBR池平面布置示意圖,池體由污泥濃縮區(qū)、預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū),以及分設(shè)在反應(yīng)池兩側(cè)的SBR池等7個(gè)單元組成。
      圖2MSBR池的平面布置示意圖
      3設(shè)計(jì)特點(diǎn)
      3.1除磷系統(tǒng)
      由于MSBR池兩側(cè)的SBR池(1#池或7#池)在好氧階段回流混合液至污泥濃縮區(qū)(3#池)進(jìn)行濃縮,故濃縮污泥仍含有一定量的NOx-N,若此污泥直接進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)(4#池),則必然抑制聚磷菌厭氧釋磷。設(shè)計(jì)考慮設(shè)置預(yù)缺氧區(qū)(2#池)用于去除濃縮污泥中的NOx-N,濃縮污泥沿污泥濃縮區(qū)(3#)與預(yù)缺氧區(qū)(2#)池之間的混凝土斜板進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)(2#池),同時(shí)MSBR池進(jìn)水的5~10%也將進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū),以提供反硝化所需碳源,從而保證后續(xù)厭氧區(qū)內(nèi)聚磷菌釋磷。設(shè)計(jì)預(yù)缺氧區(qū)池容590m,HRT=0.7h,厭氧區(qū)池容1279m,HRT=1.53h。
      3.2脫氮系統(tǒng)
      MSBR池的脫氮主要通過缺氧區(qū)和兩側(cè)的SBR池(缺氧-好氧-沉淀-出水-缺氧)來完成,此外MSBR池前端的污泥預(yù)缺氧池也對(duì)NOx-N有一定的去除率。
      ①設(shè)計(jì)缺氧區(qū)池容1082m,HRT=1.30h,主好氧區(qū)至缺氧區(qū)的內(nèi)回流比設(shè)定150%~300%。
      ②SBR池池容為2821m,SBR池各階段的運(yùn)行時(shí)間可根據(jù)前續(xù)處理單元的實(shí)際處理效果進(jìn)行調(diào)整,以強(qiáng)化系統(tǒng)脫氮的性能。
      ③設(shè)計(jì)為污泥濃縮區(qū)上清液設(shè)置了兩個(gè)出路,若上清液中含有一定量的NOx-N,則回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化,若NOx-N的含量很小,則直接回流至主好氧區(qū)。
      3.3曝氣系統(tǒng)
      MSBR池的曝氣系統(tǒng)也較獨(dú)特,設(shè)置了主曝氣區(qū)的曝氣系統(tǒng)和兩側(cè)的SBR池的曝氣系統(tǒng)。因主曝氣區(qū)為連續(xù)曝氣,曝氣管膜片受力均勻,膜片孔口不易堵塞,日常維護(hù)量較小,故采用了固定式曝氣系統(tǒng);而兩側(cè)的SBR池由于間歇運(yùn)行,曝氣管膜片受力也經(jīng)常發(fā)生變化,且容易造成膜片孔洞堵塞,損壞曝氣管,故檢修維護(hù)量較大,設(shè)計(jì)考慮在SBR池中設(shè)置可提升式曝氣系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)不放空檢修。
      3.4沉淀、出水系統(tǒng)
      ①沉淀系統(tǒng)
      MSBR池兩側(cè)的SBR池周期性充當(dāng)沉淀池,在SBR池出水前,已進(jìn)行了30min~45min的預(yù)沉淀,根據(jù)專利公司的模擬結(jié)果,池中上部已形成0.4~0.6m的清水區(qū),初步實(shí)現(xiàn)了泥水分離;同時(shí)設(shè)計(jì)充分利用了預(yù)沉形成的污泥床對(duì)進(jìn)水中的活性污泥的截留功能,從SBR池底部進(jìn)水,可強(qiáng)化泥水分離的效果,見圖3所示。污泥床的厚度由設(shè)置在SBR中的擋流板控制,本工程的擋泥板高度取為2.5m,通過污泥床截留后,污水在SBR池后段中進(jìn)行沉淀,其沉淀類型同時(shí)具有豎流式沉淀和平流沉淀的諸多特點(diǎn),實(shí)際運(yùn)行中也收到了良好的效果。圖3MSBR池沉淀出水示意圖
      ②出水系統(tǒng)
      MSBR池的出水系統(tǒng)采用的是自動(dòng)空氣排水堰,它是一種原理新穎、結(jié)構(gòu)特殊的排水裝置,適用于SBR池特別是MSBR池的沉淀水收集,能夠使MSBR池始終保持恒水位運(yùn)行,反應(yīng)池的容積利用率高,目前在國(guó)內(nèi)也有較多的成功案例。
      ③撇渣系統(tǒng)
      由于本污水廠進(jìn)水含有部分化工印染廢水,在MSBR池中極易產(chǎn)生泡沫和浮渣,設(shè)計(jì)在厭氧區(qū)、厭氧/缺氧區(qū)、以及兩側(cè)SBR池內(nèi)都設(shè)置了撇渣系統(tǒng),以保證泡沫和浮渣的及時(shí)排除,實(shí)際運(yùn)行效果良好。
      3.5運(yùn)行系統(tǒng)
      考慮到冬夏季水溫的不同,設(shè)計(jì)冬夏季系統(tǒng)運(yùn)行周期和每周期運(yùn)行時(shí)間也有所不同。系統(tǒng)夏季每天設(shè)定6個(gè)周期,每周期運(yùn)行4小時(shí);冬季每天設(shè)定4個(gè)周期,每周期運(yùn)行6小時(shí)。
      4運(yùn)行效果分析
      污水廠自2009年7月建成投產(chǎn)以來,穩(wěn)定運(yùn)行后,除SS外,其余主要出水指標(biāo)達(dá)標(biāo)率為100%(設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)),實(shí)際平均進(jìn)、出水水質(zhì)見表2。
      表2實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)
      Tab.2InfluentandeffuentqualityofWWTP
      

    項(xiàng)目

    CODcr/

    mg·L

    SS/

    mg·L

    NH -N/

    mg·L

    TP/

    mg·L

    進(jìn)水

    366.8

    97.3

    21.4

    3.4

    出水

    34.0

    23.2

    1.5

    0.4


      由上表可以看出,系統(tǒng)對(duì)CODcr、SS、NH-N和TP的去除率分別為90.7%、76.2%、93.0%、88.2%,其中CODcr、NH-N、TP等指標(biāo)已達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),只有出水SS略高于一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),為污水廠提標(biāo)改造奠定了良好的基礎(chǔ)。
      5存在問題及優(yōu)化措施
      ①瞬時(shí)出水SS偏高
      在MSBR工藝運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)瞬時(shí)出水SS較高,設(shè)計(jì)中雖然考慮了在出水端空氣出水堰前加設(shè)了浮渣撇渣管,用以定期撇除沉淀區(qū)的浮渣,但由于系統(tǒng)剩余污泥泵設(shè)在污泥擋板后僅2米處,導(dǎo)致出水端污泥層厚度較大,污泥易隨出水排出,進(jìn)而影響了出水SS值,經(jīng)研究分析可通過以下兩種方法來解決:
      ⅰ.設(shè)計(jì)可考慮在出水端空氣堰下方設(shè)置剩余污泥泵,以定期將剩余污泥排出,從而降低污泥層厚度。
      ⅱ.由于SBR池出水端設(shè)有混合液回流泵,故可將兩側(cè)SBR池的運(yùn)行程序由沉淀、出水,調(diào)整為沉淀、污泥回流、出水,且污泥回流時(shí)間設(shè)定為3~5min為宜,以降低出水端污泥層高度。
      ②空氣堰出水負(fù)荷偏高
      ⅰ.由于空氣堰最大的問題是容易產(chǎn)生虹吸,造成出水水量不均,嚴(yán)重時(shí)可造成跑泥,本次設(shè)計(jì)單個(gè)SBR池各設(shè)置了兩個(gè)空氣堰,實(shí)際計(jì)算空氣堰出水負(fù)荷為11.6L/m.s,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006)中6.5.8條文的1.7L/m.s,故今后設(shè)計(jì)或改造時(shí)可通過增加空氣堰的個(gè)數(shù),以降低出水堰負(fù)荷,空氣堰的布置形式宜采用豎向并排布置。
      ③好氧區(qū)內(nèi)存在短流或死區(qū)
      由于,好氧區(qū)(6#池)池容較大,且無機(jī)械攪拌混合裝置,在實(shí)際運(yùn)行過程中污水并不能實(shí)現(xiàn)完全混合,由圖4可知,好氧區(qū)(6#池)與兩側(cè)SBR池(1#、7#池)交界的兩處陰影區(qū)域在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),始終有一處未參與整個(gè)工藝流程中,也就是通常所說的死區(qū),由于本工程好氧區(qū)單個(gè)陰影部分有效容積占好氧區(qū)有效容積約36.7%,故在今后改造設(shè)計(jì)時(shí)可采取相應(yīng)的工程措施,如圖5所示,通過在5#池出水端設(shè)置兩處閘門并在6#池內(nèi)設(shè)置相應(yīng)隔墻,以改變污水在“缺氧/厭氧區(qū)(5#)好氧區(qū)(6#)SBR池(1#、7#)”中的水流方向,從而避免在6#池中形成死區(qū)。
      圖4MSBR池中死區(qū)(陰影處)示意圖圖5改進(jìn)后MSBR池示意圖
    參考文獻(xiàn)
    1 羅萬申.新型污水處理工藝—MSBR[J] 中國(guó)給水排水 ,1999,15(6):22-24
    2 杜英豪,MSBR工藝的運(yùn)行管理實(shí)踐[J] 中國(guó)給水排水,2006,22(2):90-92
    關(guān)鍵字:環(huán)保,上海
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