摘要:某城市某污水处理厂污水处理主体工艺采用国际上先进的曝气沉砂、气浮除油、斜管沉淀三功能组合式(Sedipac 3D)高效沉淀池+前置反硝化(BIOFOR)曝气生物滤池(反硝化池+硝化池),在设计、施工、运营、管理等方面都存在一些不足之处。文章对其进行了系统分析,并提出了改进建议。
关键词:反硝化;曝气生物滤池;工艺设计;污水处理
1工艺流程以及原理简介
1.1工艺流程
某城市某污水处理厂污水处理采国际上先进的曝气沉砂、气浮除油、斜管沉淀三功能组合式(Sedipac 3D)高效沉淀池+前置反硝化(BIOFOR)曝气生物滤池(反硝化池+硝化池)工艺。设计出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GBl8918—2002的一级B标准。工艺流程如图1所示:
1.2工艺原理
(1)Sedipac 3D高效组合沉淀池,将曝气沉砂、气浮除油、斜管沉淀集中在一座池内完成,充分利用了斜管沉淀作用,以减小占地。由于池前FeCl3的加入使其还具有化学除磷的功能。
(2)BIOFOR曝气生物滤池,主要是通过过滤、截留、吸附和生物降解作用去除污水中的有机物,也可通过硝化和反硝化除氮,由于具有优良的过滤、截留、吸附作用,可省去二沉池。BIOFOR 反硝化池为缺氧池,BIOFOR硝化池为好氧池,两池组合使用共同完成脱氮和大部分COD的去除。
(3)BIOFOR曝气生物滤池的运行原理,与普通生物滤池一样,其工作过程包括过滤和反冲洗两个阶段,整个过程均为自动控制,当滤池已工作达到预设定的时间或由床下压力变送器监控的压力已超过冲洗的起动设定点达一定时间或已达到非常高的压力设定点的时候,开始进行冲洗。
2滤池运行状况以及出现的问题分析
2.1滤池运行状况及问题
评价滤池工作性能的最重要指标就是滤池的工作周期也既过滤周期。2007年某月BIOFOR反硝化池平均工作周期统计如表1,由表中数据可知,一线BIOFOR 反硝化池的平均工作周期为8.00h,二线BIOFOR 反硝化池的平均工作周期为11.34h,一、二线BIOFOR 反硝化池平均工作周期为9.67h,而其设计工作周期为23h。滤池实际工作周期远小于设计工作周期,这就使得BIOFOR 反硝化池反冲洗频率大为增加,不仅增加了污水处理的能耗,而且也不能为反硝化细菌提供稳定的生长环境,导致BIOFOR 反硝化池的反消化效果大大降低。
表1BIOFOR 反硝化池的平均工作周期
一线反硝化池 A池 B池 C池 D池 E池 F池 G池
工作周期(h) 8.12 8.13 8.56 6.89 8.71 8.21 7.41
二线反硝化池 A池 B池 C池 D池 E池 F池 G池
工作周期(h) 11.87 11.73 11.50 10.53 11.07 11.82 10.85
2.2原因分析
影响BIOFOR 反硝化 池工作状态因素主要有进水SS、pH以及溶解氧,2007年某月连续一周反硝化 池进水指标统计如表2,由表中数据可知,连续一周反硝化池进水SS平均值为27.57mg/L,最大值为41.00mg/L,均小于反硝化池设计进水SS:50mg/L;进水pH范围为:6.99～7.16,基本符合反硝化细菌生长最适pH(7.0～7.5);而进水中DO值最小为3.94mg/L,远远不能满足反硝化 池中厌氧环境的要求。
表2BIOFOR 反硝化池进水指标
指标 数值
SS(mg/L) 26.00 41.00 34.00 21.00 15.00 17.00 39.00
DO(mg/L) 7.44 3.94 4.01 4.61 4.79 4.80 4.83
pH 7.04 7.04 7.03 7.04 6.99 7.11 7.16
由以上分析可知,造成反硝化池实际工作周期与设计工作周期差别的主要原因是溶解氧浓度太高,池内滤料上附着的生物膜产生了分层,即好氧层和厌氧层,使得生物膜变厚,增加了传质阻力。一方面,污水中的硝酸盐、亚硝酸盐难以进入厌氧层被反硝化细菌利用,反硝化效果较差,滤池效率不高;另一方面,反硝化过程产生的气体也难以向外扩散,这样就使得生物膜变得更厚,这样就大大增加了滤池内的水力阻力,从而使得滤池反冲洗频率增大,实际工作周期远小于设计工作周期。
2.3工艺设计中存在的不足
作者认为滤池实际工作周期远小于设计工作周期的根本原因在于滤后水池设计中的一些不足,滤后水池平面布置图如图2。从图中可知,滤后水进口、循环水泵、水池出水口都设置在滤后水池的同测,且水池内没有导流设备,滤后水池的水力停留时间没有得到充分利用。一方面,水池内极易形成短流,使得循环水中溶解氧浓度过高,导致反硝化滤池内溶解氧浓度过高,以致滤池工作效率降低;另一方面,水池内会存在很多死角,从而使得排水水质较难得到保证。
4预期效果
在滤后水池内设置导流墙,可以得到以下预期效果:
(1)排除了水池内死角,出水水质可以得到保证。
(2)使得水池的水力停留时间得到充分利用,这样BIOFOR CN池出水中残留的微生物有足够的时间充分消耗水中的溶解氧,可为BIOFOR 反硝化池提供良好的厌氧环境,极大的提高滤池的除氮效率。
(3)由于消除了溶解氧对BIOFOR 反硝化池工作效率的影响,可使反硝化池实际工作周期基本上达到其设计工作周期,反冲洗能耗可以降低50%。符合节能高效的原则,有利于本工艺在国内的推广。