青島李村河污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行

青島李村河污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行青島李村河污水處理廠二期工程采用多模式A2/O工藝，可實(shí)現(xiàn)VIP、多點(diǎn)進(jìn)水倒置A2/O、A2/O、預(yù)缺氧+A2/O四種工藝方式，詳細(xì)介紹了處理工藝特點(diǎn)、設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)、自控升級(jí)改造方式、調(diào)試措施、運(yùn)行特點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，適應(yīng)不同環(huán)境條件下的運(yùn)行需求，各項(xiàng)出水指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。1工程概況青島李村河污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為9104m3/d，于2008年7月投入運(yùn)行。二期工程采用多模式A2/O工藝，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水根據(jù)工程分期建設(shè)的特點(diǎn)，二期工程的格柵間、進(jìn)水泵房、沉砂池、鼓風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房等土建部分采用一期原有構(gòu)筑物，僅增加了工藝設(shè)施及設(shè)備，同時(shí)對自控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，運(yùn)行至今出水水質(zhì)達(dá)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB189182002)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2工程設(shè)計(jì)2.1多模式A2/O工藝青島李村河污水處理廠地處青島市工業(yè)區(qū)，周邊匯水區(qū)域面積為124km2，進(jìn)水水質(zhì)具有濃度高、變化大、可生化性差的特點(diǎn)，夏季回流污泥中硝態(tài)氮對除磷的干擾突出，冬季低溫條件對生物硝化的影響較大，因此解決去除N、P的沖突，提高工藝的耐沖擊負(fù)荷能力，是選擇處理工藝的關(guān)鍵因素。本工程采用的多模式A2/O工藝，實(shí)際運(yùn)行中可以根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)、水量的變化，按照VIP、倒置A2/O、A2/O、預(yù)缺氧+A2/O四種工藝方式運(yùn)行，其工藝設(shè)(1)按VIP工藝運(yùn)行；使用該工藝時(shí)僅由A點(diǎn)進(jìn)水至厭氧區(qū)，污泥外回流按a路徑回流至缺氧區(qū)，回流比為50%~200%,好氧內(nèi)回流c和缺氧內(nèi)回流d同時(shí)運(yùn)行，回流比為50%~150%。按A2/O工藝運(yùn)行；使用該工藝時(shí)僅由A點(diǎn)進(jìn)水至厭氧區(qū)，污泥外回流按b路徑回流至厭氧區(qū)，回流比為50%~200%,好氧內(nèi)回流按c路徑進(jìn)入缺氧區(qū)，回流比為50%~150%。按分點(diǎn)進(jìn)水倒置A2/O工藝運(yùn)行；使用該工藝時(shí)由A、B點(diǎn)分別進(jìn)水，A點(diǎn)進(jìn)水為60%，B點(diǎn)為40%，污泥外回流按b路徑回流至缺氧區(qū)，回流比為50%~100%，好氧內(nèi)回流按e路徑進(jìn)入缺氧區(qū)，回流比為50%~100%。分點(diǎn)進(jìn)水倒置A2/O工藝是對倒置A2/O工藝的改進(jìn)，減少進(jìn)入缺氧區(qū)的進(jìn)水量，將大部分優(yōu)質(zhì)碳源分配給厭氧除磷。而好氧區(qū)產(chǎn)生的NO-3-N不再通過外回流進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，回流污泥、60%的進(jìn)水、50%~100%的好氧內(nèi)回流均進(jìn)入缺氧段，停留時(shí)間為2~3h，更多的污泥經(jīng)過完整的厭/缺/好氧環(huán)境，從而使單位池容的反硝化速率明顯提高，也強(qiáng)化后續(xù)除磷效果。按預(yù)缺氧+A2/O工藝運(yùn)行；使用該工藝時(shí)由A、B點(diǎn)分別進(jìn)水，進(jìn)水A點(diǎn)為40%，B點(diǎn)為60%，污泥外回流按b路徑回流至缺氧區(qū)，回流比為50%~100%，好氧內(nèi)回流按c路徑進(jìn)入缺氧區(qū)，回流比為50%~150%。該工藝是對A2/O工藝的改進(jìn)，將前置缺氧區(qū)作為預(yù)缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，而后面則是常規(guī)A2/O工藝，預(yù)缺氧區(qū)的存在減小了硝酸鹽對厭氧區(qū)的沖擊，可作為生物反應(yīng)器，脫氮除磷效果都較好。2.2工藝流程青島李村河污水處理廠工藝流程見圖2。2.3主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)2.3.1一期原有構(gòu)筑物青島李村河污水處理廠在一期建設(shè)時(shí)，已充分考慮了二期工程的建設(shè)需要，因此二期工程仍使用原有的粗細(xì)格柵間、進(jìn)水泵房、沉砂池、鼓風(fēng)機(jī)房、濃縮池、消化池、脫水機(jī)房。依據(jù)處理能力為17*104m3/d(—期為8*104m3/d)、變化系數(shù)為1.3的規(guī)模，在粗格柵更換3臺(tái)過水能力為3070m3/的機(jī)械粗格柵；進(jìn)水泵房增加4臺(tái)1535m3/h的進(jìn)水泵；細(xì)格柵間增加1臺(tái)過水能力為3500m3/h的細(xì)格柵;沉砂池增加1臺(tái)42L/s的砂水分離器；鼓風(fēng)機(jī)房增加1臺(tái)與原鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓匹配、風(fēng)量為21000m3/h的離心式鼓風(fēng)機(jī)；脫水機(jī)房增加3臺(tái)30m3/h的離心式脫水機(jī)。另外，還增加了1座10kV變電站，對35kV變電站的變壓器、電容柜、環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行了擴(kuò)容。3.2二期新建構(gòu)筑物初沉池采用2座中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池,最大流量時(shí)表面負(fù)荷為1.94m3/(m2*h),每座池的直徑為40m,池深為4.8m,沉淀池內(nèi)安裝有半橋式周邊傳動(dòng)刮泥橋，通過底部排泥管將初沉污泥排入集泥槽,再由排泥泵排至濃縮池。多模式A2/O生物池平面尺寸為131m*104m,有效水深為6m,分為2組獨(dú)立運(yùn)行的生物池，系統(tǒng)設(shè)計(jì)泥齡為21.1d,污泥負(fù)荷為0.086kgBOD5/(kgMLSSd),MLSS為4g/L,有效總池容為8*104m3，總停留時(shí)間為21.3h,分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)。其中厭氧區(qū)、缺氧區(qū)安裝有推流式攪拌器，保證生物系統(tǒng)的完全混合和推流，好氧區(qū)采用漸減式微孔曝氣系統(tǒng)，共計(jì)有18022個(gè)微孔曝氣頭。進(jìn)水點(diǎn)、回流污泥、內(nèi)回流點(diǎn)分別設(shè)置在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)多個(gè)位置，通過電動(dòng)、手動(dòng)閘門的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同的工藝方式。二沉池采用4座中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池，每座池直徑為42m,單池峰值流量為1219m3/h，峰值表面負(fù)荷為0.88m3/(m2*h),平均表面負(fù)荷為0.68m3/(m2*h),有效水深為5m,水力停留時(shí)間為5.1h,安裝有周邊傳動(dòng)全橋式刮泥橋，通過真空泵和虹吸管將污泥吸至集泥槽，然后再回流至回流污泥泵房。除磷池為減少污泥上清液回流對進(jìn)水中磷酸鹽的影響，在污泥處理工藝中新增加1座除磷池，配套設(shè)施有廢液提升泵房、加藥間、管道混合器，除磷池平面尺寸為24m*7m,有效水深為3m,峰值水量為300m3/h,水力停留時(shí)間為100min。池內(nèi)安裝有4臺(tái)攪拌器用于混凝攪拌，1臺(tái)桁車式刮泥橋，2臺(tái)排泥泵保證產(chǎn)生的化學(xué)污泥及時(shí)排出，處理后的出水回流至進(jìn)水端。運(yùn)行效果青島李村河污水處理廠二期工程投產(chǎn)后，由于當(dāng)?shù)卣畬υ搮R水區(qū)域的管網(wǎng)建設(shè)和截污十分重視，進(jìn)水水量增長非常迅速，2009年6月基本實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷，2009年7月污水處理負(fù)荷率達(dá)108.11%，出水水質(zhì)優(yōu)于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，2008年7月 2009年7月的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。4.運(yùn)行特點(diǎn)在一年運(yùn)行期內(nèi)，雖然進(jìn)水水質(zhì)基本與設(shè)計(jì)值相符，但由于匯水區(qū)域的增加和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化，進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大，成分復(fù)雜多樣，給污水處理廠帶來了較大的沖擊，廠內(nèi)技術(shù)人員結(jié)合二期工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)，靈活采取不同的運(yùn)行方式，為出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)和節(jié)能減排創(chuàng)造了良好的條件。在夏秋季節(jié)，生物池水溫>16時(shí)采取多點(diǎn)進(jìn)水倒置A2/O工藝，根據(jù)沿程取樣結(jié)果確定缺氧區(qū)、厭氧區(qū)的進(jìn)水比例，通常厭氧區(qū)的進(jìn)水比例為40%~60%,這樣也提高了污泥在缺氧區(qū)的停留時(shí)間，使反硝化更為徹底，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了厭氧區(qū)的較高污泥濃度，增加了聚磷菌總量，提高了TP去除率。與一期工程相比，在同等條件下，多點(diǎn)進(jìn)水倒置A2O工藝比倒置A2/O工藝(在低碳源條件下)，除磷效果更好。在冬季1月，由于上游企業(yè)排放有毒有害物質(zhì)，導(dǎo)致生物池內(nèi)硝化菌大量死亡，一期生物池此時(shí)采用A2/O工藝，生物池NO-3-N由8.9mg/L下降到1.01mg/L,出水NH3-N由0.91mg/L上升至32.8mg/L,此時(shí)生物池水溫僅有9.9,基本無法實(shí)現(xiàn)正常的脫氮功能。而二期工程此時(shí)采用VIP工藝，雖然也受到一定沖擊，但由于工藝本身有多道回流，耐沖擊負(fù)荷效果好，因此生物池內(nèi)NO-3-N為2.34mg/L。針對這種情況，將工藝恢復(fù)重點(diǎn)調(diào)整為二期生物池，通過提高DO濃度，增加泥齡，加大好氧回流、外回流比,在2d內(nèi)將生物池的NO-3-N恢復(fù)至6.7mg/L,然后將二期生物池的活性污泥通過連通管排放至一期生物池，整個(gè)工藝恢復(fù)時(shí)間為4d,出水NH3-N>25mg/L的情況僅有2d。3月-6月進(jìn)水水質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重，現(xiàn)有脫水機(jī)不能滿足污泥處理總量要求，泥水不平衡問題突出，污水處理廠面臨著要么減量處理，減少收入，要么出水不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。在這種條件下，采取將污泥上清液通過廢液提升泵房排入除磷池的措施,TP為127mg/L的污泥上清液經(jīng)過處理后，TP僅為17mg/L,基本未對進(jìn)水TP產(chǎn)生影響，消除了污泥上清液厭氧釋磷對生物除磷的影響。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，上位機(jī)使用的Intouch9.5可在多種操作系統(tǒng)上運(yùn)行，在與PLC的通訊方面提高了穩(wěn)定性，同時(shí)通過Wonderware的Windowmaker圖形編輯程序可快捷方便地生成各類實(shí)時(shí)報(bào)表、趨勢圖。另外，通過DO儀與出水NH3-N在線監(jiān)測儀表的串級(jí)控制，在夏季可以減少NO-3-N總量約25%,降低18%的供電能耗。H缺菖內(nèi)網(wǎng)荷(5。橋-H缺菖內(nèi)網(wǎng)荷(5。橋-150%)I；好氧內(nèi)回m(50^-150%)；a污泥外IM流(50^心0(.)俗)圖】務(wù)模式A2心工藝流程?rj水―—粗格柵國」一^U1*泉山—-細(xì)格酬間f-j噬應(yīng)砂派配水弁\1P七物池-叫初沉