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摘要:广州市番禺区前锋净水厂一期工程采用UNITANK工艺处理城市污水,达到了较好的处理效果,但该工艺在运行过程中也存在诸如鼓风机频繁喘震、排泥不畅、固定出水堰反冲洗不干净、曝气反应阶段泥水混合不均匀、化学除磷药剂投加量偏大及低温影响硝化效果等问题。通过优化工艺运行及技术改造,基本解决了这些问题,稳定了出水水质。
关键词:UNITANK工艺 运行 问题 对策
前锋净水厂位于广州市番禺区,占地面积20ha,是番禺区第一个大型城市生活污水处理厂。一期工程设计规模10×104m3/d,服务面积166.26km2;采用UNITANK工艺,于2004年4月建成。自运行以来,该厂的出水水质各项指标均能达到设计标准。
1.工艺流程及设计参数
1.1工艺流程如图1所示
2. UNITANK工艺特点
UNITANK反应池由三个矩形池组成,三个池水力相通,每个池均设有供氧及混合推流设备。其中,中池只能做反应池,两个边池交替做反应池和沉淀池,边池设有固定出水堰和剩余污泥排放设备。进入系统中的污水通过管道或渠道配水,交替进入三池中的任意一池,系统实现连续进水连续排水。
3. 实际进水情况及处理效果
由于该污水厂纳污范围内的排水体制为雨污河流制,因此实际平均进水污染物浓度较低,且雨季和旱季进水浓度差别较大。但通过对工艺运行参数的调整,该厂的出水水质一直稳定达标,所有出水指标均优于设计标准。实际进出水水质情况见表2。
4. 运行存在的问题及对策
4.1生化池空气需求量变化大造成鼓风机频繁喘震
该厂四组UNITANK池,两组为一体,成为一体的两组运行时间均相同,因此在实际运行过程中,总会出现在过渡阶段4个曝气池的空气阀同时关闭的现象,在较短的时间内,空气需求量急剧减少,而空气总管的泄压装置无法再这么短的时间内将多余的空气外排,造成鼓风机出风口压力急剧上升,达到临界点时鼓风就会出现喘震停机,极大地影响了工艺运行,同时也给鼓风机本身带来不利影响。对此,我们通过调整UNITANK池的运行时间差,使每组池运行时间间隔1h,尽量保证用气量均匀。调整前,UNITANK反应器同时处于曝气状态的池数为4～8个,调整后变为5～7个,同时避免了多个池空气阀同时关闭的现象。经过调整,基本杜绝了鼓风机喘震现象。
4.2池底面积大排泥不畅
该厂UNITANK池每个边池长宽均为27m,且只在每个池角位置设置了一个排泥口;同时,由于SVI值较低(平均值仅为45ml/g),沉降污泥较密实。因此,当排泥口周围的污泥被抽空后,池底其他位置污泥很难通过重力作用自流进行补充,造成排泥困难。针对这种情况,采取了两项措施:一是缩短运行周期,增加排泥次数,即将每组UNITANK反应池运行周期由12h缩短为8h,相应的排泥次数由4次/天增加为6次/天;二是采用间歇排泥,即将一次排泥过程分为多次,每次间隔约0.5～1h,待中池污泥补充进入边池后,再继续排泥。通过这两项措施,使进入储泥池的剩余污泥浓度由6～8g/L提高至10～12g/L。不仅保证了剩余污泥排放量,也为剩余污泥的后续处理提供了方便。
4.3出水堰始端积泥,反冲洗不干净
该厂边池出水采用固定式三角堰,由于池面较大,三角堰设计坡度偏小,在出水阶段,经常出现三角堰冲洗不干净,积泥随水流出,影响出水水质的现象。首先,通过适当延长反冲洗时间,积泥现象有所改善,但仍未完全消除,若继续增加反冲洗时间,会使大量处理后的水回流至提升泵房,额外增加水量负荷。后来,通过在出水三角堰始端增加两块不锈钢板,将平底三角堰改造成为“V型”三角堰,增加堰底水流速度,完全解决了出水三角堰积泥问题。
4.4生化池曝气阶段泥水混合不均匀
该厂UNITANK反应池曝气量通过实际DO进行控制,当DO低于设定值时空气阀自动增加开度,反之则自动减小。由于在夏季降雨频繁期间,进水污染物浓度较低,加之MLSS较低,反应池DO在较短的时间内即可达到设定值以上,空气阀开度随即减小直至完全关闭,此时反应池内的污泥会在较短时间内发生沉降,沉降后的上清液污染程度较低,好氧速率低,因此,DO仪探头测量值长时间维持在较高水平,但实际池体底部污泥已处于缺氧状态,严重影响好氧反应效果。若将池内搅拌器保持常开状态可解决此问题,但同时带来两个问题:一是能耗较高;二是当DO较低,曝气量大时会对搅拌器的运行产生不利影响。对此,我们将搅拌器的启停与空气阀的开度实行联动,当空气阀开度低于某值,泥水混合效果较差时,搅拌器自动开启;当空气阀开度超过某值时,搅拌器自动停运。完全解决了反应阶段泥水混合不均匀的问题,同时兼顾了节能。
4.5化学除磷药剂投加量大
由于UNITANK工艺没有独立的厌氧区,生物除磷效果较差,根据该厂调试期间的数据,仅靠生物除磷,只能将出水TP保持在1.5mg/L左右,很难稳定达标。因此,必须依靠化学药剂来强化除磷。该厂选用聚合氯化铝铁(PAFC)作为化学除磷药剂,投加点选择在中池,投加方式为连续投加。多日的运行数据显示,为保证出水TP低于1.0mg/L,PAFC投加量需达到100mg/L左右,药剂用量较大。后经多次试验,将投加点改在边池,投加方式为沉淀前投加。在同样保持出水TP≤1.0mg/L的情况下,PAFC投加量仅需50mg/L左右。经过分析,可能存在以下原因:由于UNITANK池HRT超过12h,中池投加PAFC产生的活性污泥絮体经过较长时间的停留,部分由于曝气及搅拌作用被打散,因此进入边池后,絮凝沉降效果较差。
4.6低温影响硝化效果
该厂UNITANK工艺硝化效果受进水水温的影响较大。正常情况下,当进水水温高于18℃时,出水氨氮一般可稳定在2.0mg/L以下。但在当地气温较低的季节(每年1～3月),当进水温度低于12℃时,硝化效果明显下降,出水氨氮最高升至8mg/L以上。为此,在气温较低的季节,主要采取以下几点措施:一是提高DO控制点,将DO控制点由正常运行条件下的2.5mg/L提高至4.0mg/L。二是缩短中池缺氧及边池厌氧运行时间,在极端低温情况下(如2008年农历春节前后南方的低温天气)可完全取消厌缺氧运行时段。
5. 结语
① UNITANK工艺用于处理南方低浓度城市污水通过适当的工艺运行调节,可以达到较好的处理效果。
② UNITANK工艺在实际运行过程中,应尽量采用多组运行,每组的运行时间应尽量间隔均匀。
③ 由于实际有效水力停留时间较短,UNITANK工艺硝化效果受水温的影响较大,在低温季节应以好氧硝化为主,注意对出水氨氮的控制。
参考文献:
[1]陈运进,猎德污水处理厂UNITANK工艺的运行效果[J].中国给水排水2006,22(2):98 - 100.
[2]雷明、陶涛、苏锡波等,UNITANK工艺在东鄱污水厂的应用[J].中国给水排水, 2005, 21(1): 76 - 79.
关键词:UNITANK工艺 运行 问题 对策
前锋净水厂位于广州市番禺区,占地面积20ha,是番禺区第一个大型城市生活污水处理厂。一期工程设计规模10×104m3/d,服务面积166.26km2;采用UNITANK工艺,于2004年4月建成。自运行以来,该厂的出水水质各项指标均能达到设计标准。
1.工艺流程及设计参数
1.1工艺流程如图1所示
2. UNITANK工艺特点
UNITANK反应池由三个矩形池组成,三个池水力相通,每个池均设有供氧及混合推流设备。其中,中池只能做反应池,两个边池交替做反应池和沉淀池,边池设有固定出水堰和剩余污泥排放设备。进入系统中的污水通过管道或渠道配水,交替进入三池中的任意一池,系统实现连续进水连续排水。
3. 实际进水情况及处理效果
由于该污水厂纳污范围内的排水体制为雨污河流制,因此实际平均进水污染物浓度较低,且雨季和旱季进水浓度差别较大。但通过对工艺运行参数的调整,该厂的出水水质一直稳定达标,所有出水指标均优于设计标准。实际进出水水质情况见表2。
4. 运行存在的问题及对策
4.1生化池空气需求量变化大造成鼓风机频繁喘震
该厂四组UNITANK池,两组为一体,成为一体的两组运行时间均相同,因此在实际运行过程中,总会出现在过渡阶段4个曝气池的空气阀同时关闭的现象,在较短的时间内,空气需求量急剧减少,而空气总管的泄压装置无法再这么短的时间内将多余的空气外排,造成鼓风机出风口压力急剧上升,达到临界点时鼓风就会出现喘震停机,极大地影响了工艺运行,同时也给鼓风机本身带来不利影响。对此,我们通过调整UNITANK池的运行时间差,使每组池运行时间间隔1h,尽量保证用气量均匀。调整前,UNITANK反应器同时处于曝气状态的池数为4～8个,调整后变为5～7个,同时避免了多个池空气阀同时关闭的现象。经过调整,基本杜绝了鼓风机喘震现象。
4.2池底面积大排泥不畅
该厂UNITANK池每个边池长宽均为27m,且只在每个池角位置设置了一个排泥口;同时,由于SVI值较低(平均值仅为45ml/g),沉降污泥较密实。因此,当排泥口周围的污泥被抽空后,池底其他位置污泥很难通过重力作用自流进行补充,造成排泥困难。针对这种情况,采取了两项措施:一是缩短运行周期,增加排泥次数,即将每组UNITANK反应池运行周期由12h缩短为8h,相应的排泥次数由4次/天增加为6次/天;二是采用间歇排泥,即将一次排泥过程分为多次,每次间隔约0.5～1h,待中池污泥补充进入边池后,再继续排泥。通过这两项措施,使进入储泥池的剩余污泥浓度由6～8g/L提高至10～12g/L。不仅保证了剩余污泥排放量,也为剩余污泥的后续处理提供了方便。
4.3出水堰始端积泥,反冲洗不干净
该厂边池出水采用固定式三角堰,由于池面较大,三角堰设计坡度偏小,在出水阶段,经常出现三角堰冲洗不干净,积泥随水流出,影响出水水质的现象。首先,通过适当延长反冲洗时间,积泥现象有所改善,但仍未完全消除,若继续增加反冲洗时间,会使大量处理后的水回流至提升泵房,额外增加水量负荷。后来,通过在出水三角堰始端增加两块不锈钢板,将平底三角堰改造成为“V型”三角堰,增加堰底水流速度,完全解决了出水三角堰积泥问题。
4.4生化池曝气阶段泥水混合不均匀
该厂UNITANK反应池曝气量通过实际DO进行控制,当DO低于设定值时空气阀自动增加开度,反之则自动减小。由于在夏季降雨频繁期间,进水污染物浓度较低,加之MLSS较低,反应池DO在较短的时间内即可达到设定值以上,空气阀开度随即减小直至完全关闭,此时反应池内的污泥会在较短时间内发生沉降,沉降后的上清液污染程度较低,好氧速率低,因此,DO仪探头测量值长时间维持在较高水平,但实际池体底部污泥已处于缺氧状态,严重影响好氧反应效果。若将池内搅拌器保持常开状态可解决此问题,但同时带来两个问题:一是能耗较高;二是当DO较低,曝气量大时会对搅拌器的运行产生不利影响。对此,我们将搅拌器的启停与空气阀的开度实行联动,当空气阀开度低于某值,泥水混合效果较差时,搅拌器自动开启;当空气阀开度超过某值时,搅拌器自动停运。完全解决了反应阶段泥水混合不均匀的问题,同时兼顾了节能。
4.5化学除磷药剂投加量大
由于UNITANK工艺没有独立的厌氧区,生物除磷效果较差,根据该厂调试期间的数据,仅靠生物除磷,只能将出水TP保持在1.5mg/L左右,很难稳定达标。因此,必须依靠化学药剂来强化除磷。该厂选用聚合氯化铝铁(PAFC)作为化学除磷药剂,投加点选择在中池,投加方式为连续投加。多日的运行数据显示,为保证出水TP低于1.0mg/L,PAFC投加量需达到100mg/L左右,药剂用量较大。后经多次试验,将投加点改在边池,投加方式为沉淀前投加。在同样保持出水TP≤1.0mg/L的情况下,PAFC投加量仅需50mg/L左右。经过分析,可能存在以下原因:由于UNITANK池HRT超过12h,中池投加PAFC产生的活性污泥絮体经过较长时间的停留,部分由于曝气及搅拌作用被打散,因此进入边池后,絮凝沉降效果较差。
4.6低温影响硝化效果
该厂UNITANK工艺硝化效果受进水水温的影响较大。正常情况下,当进水水温高于18℃时,出水氨氮一般可稳定在2.0mg/L以下。但在当地气温较低的季节(每年1～3月),当进水温度低于12℃时,硝化效果明显下降,出水氨氮最高升至8mg/L以上。为此,在气温较低的季节,主要采取以下几点措施:一是提高DO控制点,将DO控制点由正常运行条件下的2.5mg/L提高至4.0mg/L。二是缩短中池缺氧及边池厌氧运行时间,在极端低温情况下(如2008年农历春节前后南方的低温天气)可完全取消厌缺氧运行时段。
5. 结语
① UNITANK工艺用于处理南方低浓度城市污水通过适当的工艺运行调节,可以达到较好的处理效果。
② UNITANK工艺在实际运行过程中,应尽量采用多组运行,每组的运行时间应尽量间隔均匀。
③ 由于实际有效水力停留时间较短,UNITANK工艺硝化效果受水温的影响较大,在低温季节应以好氧硝化为主,注意对出水氨氮的控制。
参考文献:
[1]陈运进,猎德污水处理厂UNITANK工艺的运行效果[J].中国给水排水2006,22(2):98 - 100.
[2]雷明、陶涛、苏锡波等,UNITANK工艺在东鄱污水厂的应用[J].中国给水排水, 2005, 21(1): 76 - 79.