污水处理厂脱氮除磷功能改造新技术

　　摘要:污水处理是我国环保行业从业人员长期面临的一项艰巨的难题,我国颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定了严格的氮磷排放标准,老式的二级污水处理厂必须进行改造。阐述了国内外传统污水厂脱氮除磷改造的方法,并简单分析了各方法的特点。供大家参考借鉴。
　　关键词:脱氮除磷;功能改造；新技术
　　1脱氮除磷必要条件
　　根据城市污水脱氮除磷的机理,要将传统推流式污水厂改造为有脱氮除磷功能的污水厂必须具备三个条件。
　　(1)要提供脱氮除磷反应过程所必须的足够的碳源;(2)要提供脱氮除磷反应过程所必须的反应容积;(3)要提供脱氮除磷反应过程所必须的缺氧、厌氧、好氧环境。
　　因此,要将传统活性污泥法改造成具有脱氮除磷功能的工艺时必须满足上述条件。将推流式曝气池改为A2／O法、A／O法、MSBR等。如某市污水厂,在不减少处理水量的情况下扩建三期工程,将原有推流式曝气池分成多格串联式A／O工艺,取得较好的脱氮除磷效果。然而,随着经济的飞速发展,城市化进程越来越快,以前在郊区的污水厂正渐渐的被住宅区和工厂区“淹没”,污水厂附近已无土地可征,或者征地费太昂贵。因此征地扩建对多数污水厂代价太高或不现实。
　　2脱氮除磷改造工艺
　　2.1提高混合液活性污泥浓度
　　BOD-污泥负荷公式为:
　　
　　F／M,Ns:有机污染物量与活性污泥量比值,即污泥负荷,kgBOD／(kgMLSS.d);Q:污水流量(m3／d);Sa:原污水中有机污染物(BOD)浓度(mg／L);V:曝气池容积(m3);x:混合液悬浮固体(MLSS)浓度(mg／L);t.反应池水里停留时间(h)。
　　倒置A／A／O工艺是将传统A2／O工艺厌氧区和缺氧区对调,即缺氧区、厌氧区、好氧区,并取消了污泥内回流,将外回流比控制在100%～200%。工艺流程更简洁,更节能。更重要的是克服了外回流带进的硝酸盐氮对厌氧释放磷的影响。
　　同步A／A／O工艺是将曝气池溶解氧控制在较低水平,提高活性污泥颗粒的缺氧、厌氧微环境比例,从而促进曝气池中硝化、反硝化和放磷、吸磷同步发生。
　　连续进出水间歇曝气工艺(即时序A／A／O)是在单一反应器内连续进出水,间歇曝气,在时间序列上创造好氧、缺氧及厌氧环境新工艺。高廷耀、周增炎在松江污水厂进行了2×104m3／d生产性试验,工艺流程如图1所示。工艺流程本质仍然是传统活性污泥法,但在运行方式、运行参数、运行设备上作少许调整和改变。曝气池污泥浓度高达6.6g／L,BOD5容积负荷为0.687kg／(m3•d)时,COD去除率在90%左右,进水NH3-N23.8mg／L,出水NH3-N5.6mg／L,平均去除率76%,进水TP8.24mg／L,出水1.36mg／L,TP去除率83%。
　　
　　图1连续流间歇曝气工艺流程图
　　但是提高污泥浓度就要相应提高回流比,二沉池表面负荷和固体负荷相应增加,二沉池固体负荷一般不宜超过150Kg／(m2•d),否则出水悬浮物超标,出水的BOD5和COD也受影响,很难保证系统稳定运行。
　　针对上述问题该市排水公司和同济大学提出了高浓度多级活性污泥法改良工艺,并在该市另一污水厂做了一年半的中试试验。将传统推流式曝气池分隔成多个区域,各区域串联,设置折流板使各区自身对污泥有一定的截留浓缩功能,多级高浓度活性污泥工艺较常规的A2／O工艺各区设置自浓缩区,利用混合液内回流将浓缩后的污泥回流至缺氧区,保证曝气池较高污泥浓度,而不增加二沉池水力负荷和固体负荷。当曝气池MLSS在4.0～4.5g／L,进入二沉池MLSS小于3.0g／L1在HRT为6～8h,SRT在20～25d条件下,对COD、NH3-N、TN、TP去除率分别可达89.9%、80.1%、71.0%、69.4%以上,试验取得良好的脱氮除磷效果。
　　2.2化学强化处理
　　物化法脱氮工艺主要有折点加氯,选择性离子交换,空气吹脱法等,近20年城市污水脱氮基本不用物化法。对该市合流污水进行试验,研究表明投加铁盐、铝盐等混凝剂和有机高分子助凝剂能使一级处理系统得到强化,能进一步去除污水中的有机物、总磷、SS,但对氮去除不明显。该法对水温水质变化适应性强,适合大流量、低浓度的合流污水。但是操作管理麻烦,运行费用昂贵,产生较多的化学污泥。
　　2.3投加悬浮填料
　　该市另二污水厂处理水量138800m3／d,总水力停留时间为23h,其中推流曝气池的水力停留时间为8h。在运行过程中原工艺对BOD5、COD的处理效果好,但出水氨氮浓度超过15mg／L.夏四清,高廷耀等在该市另二污水厂作了中试试验研究,试验流程如下:
　　
　　
　　图2多级悬浮填料生物反应器流程图
　　多级悬浮填料生物反应器处理石化废水,填料投加率为50%、水力停留时间为8h。当进水BOD5为108～234mg／LCOD253.4～444.6
　　Mg／LNH3-N为20.8～26.2mg／L时,三级反应器对其平均去除率分别为93.7%、77.7%和84.6%。另二厂人员还做了低温投加悬浮填料脱氮试验,结果表明低温对脱氮有影响,但较常规方法大为降低,并可通过提高好氧段溶解氧来消除低温不利影响。由于填料不需要支撑装置、不结团,只需对曝气池稍加改造便可实现脱氮。工艺改造简单易行,但填料贵,改造费用大。
　　3结束语：
　　根据传统污水处理厂的实际情况,在不影响污水处理厂的正常运行,充分利用现有水处理构筑物的前提下,开发一种简单易行,投资节省的污水处理厂脱氮除磷功能改造新工艺是一项有重大现实意义的课题,将为我国普通活性污泥法污水厂的升级改造提供技术支持和宝贵的经验。
　　参考文献:
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