污水處理廠脫氨氮技術(shù)改造工藝分析

鄭瑞華

【摘 要】 某污水處理廠工藝改造將初沉池改為缺氧池，并與原有氧化溝串聯(lián)，原氧化溝出水處增加內(nèi)回流系統(tǒng)，將在氧化溝內(nèi)已硝化的混合液回流到缺氧池前端，以擴(kuò)大生化池容積，增加污泥齡。該改造工程經(jīng)過(guò)三年多的運(yùn)行表明，出水氨氮穩(wěn)定達(dá)1.5mg/l以下，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】污水處理廠 技術(shù)改造 污泥齡 脫氨氮

某污水處理廠于2002年5月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為8萬(wàn)噸/日；處理工藝為普通活性污泥法氧化溝池型工藝，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)為老標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)，原有處理工藝對(duì)NH3-N沒(méi)要求。改造后出水氨氮達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠在充分利用原有處理設(shè)施的基礎(chǔ)上于2008年10月進(jìn)行工藝改造，2009年3月份出水氨氮達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)并順利通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

1 工程改造

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及出水要求

本次改造出水要求NH3-N達(dá)到GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，其它一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。2008年1-3月實(shí)際平均進(jìn)水及平均處理出水水質(zhì)如表1。

1.2 改造工藝確定

為使NH3-N和TN達(dá)標(biāo)，改造原有生化處理工藝。改造工藝取消初沉池，以便保留原水碳源用于反硝化；應(yīng)擴(kuò)大生化池容積，以增加污泥齡；應(yīng)增設(shè)缺氧池以利反硝化；應(yīng)在好氧區(qū)增加充氧量，以利NH3-N硝化。本次工藝改造將初沉池改為缺氧池和原有氧化溝串聯(lián)，原氧化溝出水處增加內(nèi)回流系統(tǒng)，將在氧化溝內(nèi)已硝化的混合液回流到缺氧池前端，使硝化液在豐富碳源情況下反硝化，實(shí)現(xiàn)脫氮。在氧化溝內(nèi)增加轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，以增加充氧量，促進(jìn)NH3-N硝化。仍利用原有二沉池及回流污泥泵站，只是二沉池的回流污泥回流到缺氧池前端。

1.3 改造工程工藝設(shè)計(jì)

改造工程主要包括：初沉池改為氧化溝，拆除池內(nèi)的刮泥機(jī)等，溝內(nèi)安裝浮動(dòng)式表曝機(jī)和潛水?dāng)嚢铏C(jī)。每組氧化溝增加一臺(tái)浮動(dòng)式表曝機(jī)，以滿(mǎn)足氨氮硝化的需氧量。每組氧化溝出水堰附近新建內(nèi)回流泵站集水池，每池內(nèi)安裝潛水軸流泵3臺(tái)（2用1備），共安裝12臺(tái)，其作用為將混合液回流到缺氧池。增加二氧化氯消毒系統(tǒng)，即增加加氯間及消毒接觸池。其余設(shè)備仍按現(xiàn)狀運(yùn)行。

（1）設(shè)計(jì)流量。日平均旱季設(shè)計(jì)流量：Q=80000m3/d，總變化系數(shù)Kz=1.3。缺氧池（原初沉池）設(shè)計(jì)水量均按旱流量計(jì)算，即Q=8萬(wàn)m3/d。其他工藝參數(shù)：水溫T=12℃；yt=0.9；MLSS=4500mg/l；MLVSS/MLSS=0.45；Kde20℃=0.05kgNO3-N/kgMLSS.d。原4組氧化溝總?cè)莘e18916m3，作為好氧區(qū)容積不夠，故初沉池改造需將其中一部分作為好氧區(qū)。在冬季低溫時(shí)MLSS應(yīng)為5000mg/l。好養(yǎng)區(qū)的污泥BOD5負(fù)荷：FNSS=0.118Kg.BOD5/Kg.MLSS.d，F(xiàn)NVSS=0.236Kg.BOD5/Kg.MLSS.d。

（2）初沉池改造計(jì)算。 如將原初沉池改造為缺氧池，其總?cè)莘e為8532m3，此次一期改造以硝化NH3-N為主要目的，可不滿(mǎn)足完全反硝化的缺氧容積。當(dāng)后期需要控制出水總氮時(shí)，可在三級(jí)處理曝氣生物濾池中解決。為此，本期將原初沉池改造成具好氧/缺氧的氧化溝，三溝各安裝一臺(tái)曝氣機(jī)，可形成3個(gè)A/O的串聯(lián)，仍能發(fā)生部分反硝化反應(yīng)。

（3）實(shí)際污泥齡核算。不增加缺氧區(qū)池容時(shí)，氧化溝總?cè)莘eV=27664m3。實(shí)際污泥齡：Θco=0.5×V×X/ΔX=13.72d，滿(mǎn)足要求。原氧化溝充氧量核算。需氧量計(jì)算。按達(dá)一級(jí)排放A標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算去除BOD5，NH3-N和除氮的需氧量，核算原氧化溝內(nèi)安裝的轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)是否滿(mǎn)足要求。原轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)充氧量和應(yīng)增加的充氧量。標(biāo)準(zhǔn)總需氧量：1388kg.O2/h，每組氧化溝內(nèi)已安裝4臺(tái)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)，每臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)充氧量43.2kg.O2/臺(tái).h，16臺(tái)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)已有充氧量為691.2 kg.O2/h，尚需增加696.8 kg.O2/h的充氧設(shè)備。

（4）將原初沉池改造成缺氧池。將原初沉池改造成缺氧池，使三條溝串聯(lián)。沉砂池來(lái)的原污水（4.0萬(wàn)m3/d）和由新建內(nèi)回流泵站送來(lái)的混合液（12萬(wàn)m3/d，內(nèi)回流比300%）混合，先進(jìn)入東溝，再進(jìn)中溝，后進(jìn)西溝，在西溝原出水堰溢出至原氧化溝。三溝進(jìn)水端中部分別安裝一臺(tái)曝氣機(jī)和潛水?dāng)嚢铏C(jī)。

（5）曝氣設(shè)備確定。氨氮硝化需增加充氧量696.8kg.O2/h，和一期工程現(xiàn)有曝氣設(shè)備的充氧能力相當(dāng)。經(jīng)多方考察并根據(jù)本工程實(shí)際，最終確定采用海神曝氣機(jī)，安裝在由原初沉池改造成的缺氧池和老氧化溝內(nèi)，共安裝10臺(tái)，每臺(tái)37.5Kw，充氧量94.5kg.O2/h。

2 改造后的處理效果

工程改造后，各項(xiàng)出水指標(biāo)大為改觀，效果顯著。2009年3月-2013年12月實(shí)際平均進(jìn)水及平均處理出水水質(zhì)如表2。

不難看出，改造后的氨氮出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水總磷、總氮也優(yōu)于一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

該工程投入使用五年多來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，出水氨氮穩(wěn)定達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，為淮河流域污染減排發(fā)揮了重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張自杰主編.《排水工程》下冊(cè)（第四版）.

[2]《城市污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ60-94）.

[3]《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）.endprint