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高效沉淀池在污水处理厂提标的应用

 摘要:本文介绍了高效沉淀池的工艺流程及技术特点,在常规混凝沉淀工艺中投加微砂、重介质等,增加混凝絮体结构重量,加快絮体的沉降速度,去除生化二沉池出水中含有的TP、SS。结合工程应用实例,表明该工艺运行稳定可靠,出水各项指标满足处理标准,运行成本较低,适合于城市污水厂提标改造推广应用。

关键词:高效沉淀池;提标改造;重介质;微砂;TP;SS

为进一步落实环境保护目标,提高人民生活环境质量,贯彻“绿水青山就是金山银山”的理念,各地城镇污水处理厂进一步提高出水水质标准,先后进行了污水处理厂深度处理等一系列提标改造工程,出水指标由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B提高到一级A的标准。浙江省在2018年正式了新的地方标准,要求市政污水处理厂出水提标至准Ⅳ类标准,并于2019年1月1日开始逐步实施。高效沉淀池工艺是污水处理厂提标改造工程中常用的深度处理工艺,以二沉池出水作为处理对象,通过投加混凝剂、絮凝剂使来水中的悬浮物形成大颗粒絮体,并可辅以投加重介质、微砂等,进而提高悬浮物沉淀速度,从而达到进一步降低出水SS及TP的目标。结合后续处理工艺,可确保污水处理厂出水稳定达标到一级A及类Ⅳ类标准。本文结合浙江省某污水处理厂提标改造工程应用实例,以该项目高效沉淀池系统为研究对象,考察该工艺处理效果及运行成本。

1工艺流程

高效沉淀池工艺流程见图1所示。高效沉淀池由进水混合区(回流区)、快速搅拌区、絮凝搅拌区、斜管沉淀区等4个区域组成。快速搅拌区域投加10%浓度的聚合氯化铝溶液,与二沉池出水中的磷酸盐进一步发生反应,同时与进水中悬浮物、胶体、斜管沉淀区回流污泥等进行充分的机械搅拌混合,产生碰撞,形成化学污泥絮体。在絮凝搅拌区内投加阴离子聚丙烯酰胺(PAM)助凝剂、大比重介质,使在混合区搅拌过程中形成的细小絮体与大比重介质接触碰撞,形成较大絮凝颗粒。絮体包裹重介质颗粒形成的胶核,通过布水区进入斜管沉淀池,自下而上通过斜管沉淀区,絮体受重力作用,在斜管内进一步反应,同时在重介质胶核的作用下,加速澄清,实现泥水分离。斜管上部澄清后的出水经过不锈钢集水槽溢流出水,而沉淀形成的污泥由中心传动刮泥机刮至底部集泥斗,由污泥回流泵抽出,排至泥水介质分离器,重介质及部分污泥回流至搅拌区,剩余污泥通过剩余污泥泵排出至污泥处理系统,与生化系统剩余污泥一并脱水处理后处置。

2工艺特点

高效沉淀池根据不同的工艺形式具有不同的技术特点,具体如下:(1)利用重介质及回流污泥作为进水中悬浮物载体,成本低、技术先进。(2)通过投加混凝剂、絮凝剂形成大颗粒絮凝污泥,加速沉淀,可有效去除水中磷酸盐、悬浮物等,对TP、SS去除效率高,出水指标稳定,并可以进一步去除COD。(3)水力负荷高,抗冲击能力强。常规高效沉淀池斜管沉淀区的水力负荷可达q=10-12m3/m2·h,添加磁粉或微砂等胶核重介质后沉淀池水力负荷甚至可达q=40-60m3/m2·h,当二沉池出水水质水量变化较大时,高效池可有效防止水质水量的冲击影响。(4)工艺实际占用土地少,单位处理能力大,节地节能环保。(5)运行成本相对较低,重介质回收率可达99%以上。基于工艺占地、投资成本、运行费用等方面的优势,高效沉淀池在当前的污水处理厂提标改造工程中,得到了大量实际应用,运行效果稳定。

3工艺应用实例

浙江省某城市污水处理厂设计总规模为32×104m3/d,分2组运行,单组规模16×104m3/d,改造前原有主体工艺采用AAO生物反应池+二次沉淀池,出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级B标准,处理合格尾水排江。提标工程分为2组实施,单组规模16×104m3/d,提标处理采用高效沉淀池+滤布滤池工艺。原有二沉池出水通过提升至高效沉淀池、滤布滤池,辅以药剂投加进行深度处理,进一步去除TP、SS,出水达到污染物排放标准中的一级A标准。

3.1设计进、出水水质

高效沉淀池设计进出水水质情况详见表1。

3.2工艺设计参数

单组高效沉淀池(2套合建)工艺设计参数情况详见表2。

3.3主要工艺配套设备清单

单套高效沉淀池工艺配套设备情况详见表3。

3.4运行效果及处置成本

工艺系统经过单机调试、系统联动调试,投入正常生产运行,经现场监测,设备生产运行工况良好,出水水质指标稳定,连续监测期间出水水质指标均符合要求(SS<5mg/L、TP<0.3mg/L),详见表4和表5。高效沉淀池运行成本主要有药剂费、水电费、投加介质材料费等。10%浓度PAC溶液、阴离子PAM、微砂补充分别按照500元/t、25000元/t、600元/t计算,电费按照0.67元/(kW·h)计算,稀释用自来水按照4.2元/t计算,运行期间吨水直接处理成本经测算约为0.125元(不含投资费用)。本项目高效池PAM稀释用自来水在后期改造为厂内中水后,处置成本进一步得到了降低。

4结论

实际运行效果表明,高效沉淀池工艺运行稳定可靠,自动化运行程度高,出水水质优良,完全满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中一级A的标准,运行经济、成本可控,具有较高的推广应用价值。本工艺结合投加微砂、重介质等,在保证有效去除总磷(TP)、悬浮物(SS)的前提下,能够减少混凝剂(PAC)的投加量,同时微砂、重介质等可回收利用,降低了直接处理成本,具有经济、高效、稳定、可靠的特点,在污水处理厂提标改造中具有着广阔的应用空间。

参考文献:

[1]DB33/2169—2018城镇污水处理厂主要水污染物排放标准[S].浙江省地方标准,2018.

[2]贾伯林,肖峰,杨志宏,等.重介质混凝沉淀工艺中的专利解决方案[J].广东化工,2019,46(1):110-111.

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