廣州市番禺區前鋒凈水廠ＵＮＩＴＡＮＫ工藝運行存在的問題及對策

石富生

摘要:廣州市番禺區前鋒凈水廠一期工程采用UNITANK工藝處理城市污水,達到了較好的處理效果,但該工藝在運行過程中也存在諸如鼓風機頻繁喘震、排泥不暢、固定出水堰反沖洗不干凈、曝氣反應階段泥水混合不均勻、化學除磷藥劑投加量偏大及低溫影響硝化效果等問題。通過優化工藝運行及技術改造,基本解決了這些問題,穩定了出水水質。

關鍵詞:UNITANK工藝 運行 問題 對策

前鋒凈水廠位于廣州市番禺區,占地面積20ha,是番禺區第一個大型城市生活污水處理廠。一期工程設計規模10×104m3/d,服務面積166.26km2;采用UNITANK工藝,于2004年4月建成。自運行以來,該廠的出水水質各項指標均能達到設計標準。

1.工藝流程及設計參數

1.1工藝流程如圖1所示

UNITANK池共分四組,每兩組組成一體,共用一條進水配水渠,每組由三個矩形池組成,池長、寬均為27m,有效水深6m,每組設計處理能力2.5×104m3/d。

1.2設計參數

設計處理能力為10萬m3/d,變化系數1.3;UNITANK池HRT為12.6h,SRT為8.75d,MLSS為3000mg/L,污泥負荷為0.173 kgBOD5/(kgMLVSS?d)。

設計進出水水質見表1。

2. UNITANK工藝特點

UNITANK反應池由三個矩形池組成,三個池水力相通,每個池均設有供氧及混合推流設備。其中,中池只能做反應池,兩個邊池交替做反應池和沉淀池,邊池設有固定出水堰和剩余污泥排放設備。進入系統中的污水通過管道或渠道配水,交替進入三池中的任意一池,系統實現連續進水連續排水。

3. 實際進水情況及處理效果

由于該污水廠納污范圍內的排水體制為雨污河流制,因此實際平均進水污染物濃度較低,且雨季和旱季進水濃度差別較大。但通過對工藝運行參數的調整,該廠的出水水質一直穩定達標,所有出水指標均優于設計標準。實際進出水水質情況見表2。

4. 運行存在的問題及對策

4.1生化池空氣需求量變化大造成鼓風機頻繁喘震

該廠四組UNITANK池,兩組為一體,成為一體的兩組運行時間均相同,因此在實際運行過程中,總會出現在過渡階段4個曝氣池的空氣閥同時關閉的現象,在較短的時間內,空氣需求量急劇減少,而空氣總管的泄壓裝置無法再這么短的時間內將多余的空氣外排,造成鼓風機出風口壓力急劇上升,達到臨界點時鼓風就會出現喘震停機,極大地影響了工藝運行,同時也給鼓風機本身帶來不利影響。對此,我們通過調整UNITANK池的運行時間差,使每組池運行時間間隔1h,盡量保證用氣量均勻。調整前,UNITANK反應器同時處于曝氣狀態的池數為4～8個,調整后變為5～7個,同時避免了多個池空氣閥同時關閉的現象。經過調整,基本杜絕了鼓風機喘震現象。

4.2池底面積大排泥不暢

該廠UNITANK池每個邊池長寬均為27m,且只在每個池角位置設置了一個排泥口;同時,由于SVI值較低(平均值僅為45ml/g),沉降污泥較密實。因此,當排泥口周圍的污泥被抽空后,池底其他位置污泥很難通過重力作用自流進行補充,造成排泥困難。針對這種情況,采取了兩項措施:一是縮短運行周期,增加排泥次數,即將每組UNITANK反應池運行周期由12h縮短為8h,相應的排泥次數由4次/天增加為6次/天;二是采用間歇排泥,即將一次排泥過程分為多次,每次間隔約0.5～1h,待中池污泥補充進入邊池后,再繼續排泥。通過這兩項措施,使進入儲泥池的剩余污泥濃度由6～8g/L提高至10～12g/L。不僅保證了剩余污泥排放量,也為剩余污泥的后續處理提供了方便。

4.3出水堰始端積泥,反沖洗不干凈

該廠邊池出水采用固定式三角堰,由于池面較大,三角堰設計坡度偏小,在出水階段,經常出現三角堰沖洗不干凈,積泥隨水流出,影響出水水質的現象。首先,通過適當延長反沖洗時間,積泥現象有所改善,但仍未完全消除,若繼續增加反沖洗時間,會使大量處理后的水回流至提升泵房,額外增加水量負荷。后來,通過在出水三角堰始端增加兩塊不銹鋼板,將平底三角堰改造成為“V型”三角堰,增加堰底水流速度,完全解決了出水三角堰積泥問題。

4.4生化池曝氣階段泥水混合不均勻

該廠UNITANK反應池曝氣量通過實際DO進行控制,當DO低于設定值時空氣閥自動增加開度,反之則自動減小。由于在夏季降雨頻繁期間,進水污染物濃度較低,加之MLSS較低,反應池DO在較短的時間內即可達到設定值以上,空氣閥開度隨即減小直至完全關閉,此時反應池內的污泥會在較短時間內發生沉降,沉降后的上清液污染程度較低,好氧速率低,因此,DO儀探頭測量值長時間維持在較高水平,但實際池體底部污泥已處于缺氧狀態,嚴重影響好氧反應效果。若將池內攪拌器保持常開狀態可解決此問題,但同時帶來兩個問題:一是能耗較高;二是當DO較低,曝氣量大時會對攪拌器的運行產生不利影響。對此,我們將攪拌器的啟停與空氣閥的開度實行聯動,當空氣閥開度低于某值,泥水混合效果較差時,攪拌器自動開啟;當空氣閥開度超過某值時,攪拌器自動停運。完全解決了反應階段泥水混合不均勻的問題,同時兼顧了節能。

4.5化學除磷藥劑投加量大

由于UNITANK工藝沒有獨立的厭氧區,生物除磷效果較差,根據該廠調試期間的數據,僅靠生物除磷,只能將出水TP保持在1.5mg/L左右,很難穩定達標。因此,必須依靠化學藥劑來強化除磷。該廠選用聚合氯化鋁鐵(PAFC)作為化學除磷藥劑,投加點選擇在中池,投加方式為連續投加。多日的運行數據顯示,為保證出水TP低于1.0mg/L,PAFC投加量需達到100mg/L左右,藥劑用量較大。后經多次試驗,將投加點改在邊池,投加方式為沉淀前投加。在同樣保持出水TP≤1.0mg/L的情況下,PAFC投加量僅需50mg/L左右。經過分析,可能存在以下原因:由于UNITANK池HRT超過12h,中池投加PAFC產生的活性污泥絮體經過較長時間的停留,部分由于曝氣及攪拌作用被打散,因此進入邊池后,絮凝沉降效果較差。

4.6低溫影響硝化效果

該廠UNITANK工藝硝化效果受進水水溫的影響較大。正常情況下,當進水水溫高于18℃時,出水氨氮一般可穩定在2.0mg/L以下。但在當地氣溫較低的季節(每年1～3月),當進水溫度低于12℃時,硝化效果明顯下降,出水氨氮最高升至8mg/L以上。為此,在氣溫較低的季節,主要采取以下幾點措施:一是提高DO控制點,將DO控制點由正常運行條件下的2.5mg/L提高至4.0mg/L。二是縮短中池缺氧及邊池厭氧運行時間,在極端低溫情況下(如2008年農歷春節前后南方的低溫天氣)可完全取消厭缺氧運行時段。

5. 結語

① UNITANK工藝用于處理南方低濃度城市污水通過適當的工藝運行調節,可以達到較好的處理效果。

② UNITANK工藝在實際運行過程中,應盡量采用多組運行,每組的運行時間應盡量間隔均勻。

③ 由于實際有效水力停留時間較短,UNITANK工藝硝化效果受水溫的影響較大,在低溫季節應以好氧硝化為主,注意對出水氨氮的控制。

參考文獻:

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