汙水處理廠改造

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汙水處理廠提標改造有何門道?

汙水處理廠提標改造有何門道?

發布日期:2019-02-21 作者: 點擊:

●要有全達標理念,需統籌考慮水、泥、氣、聲,同步達標


●根據部分城市水資源短缺的現狀,一些地方汙水處理廠提標改造的目標值估計應考慮達到再生水標準


●應優先考慮優化運行管理,而不要急於改造。盡量利用現有設施和設備以及控製新增能耗等


隨著我國水汙染問題日益突顯,城鎮汙水處理排放標準的提高已是大勢所趨。近年來,各地汙水處理廠的提標改造工作正在陸續進行。然而,在這一過程中,不能合理設置目標,以致剛建成就要改造,改造後出水水質仍難以達到預期要求的案例屢見不鮮。


在前不久舉行的2014首屆珠三角(東莞)水處理創新交流會上,北京市市政工程設計研究院原副總工程師杭世珺表示,提標改造不能盲目進行,不要急於改造。應該在原有的汙水處理廠的基礎上優先考慮優化運行管理,根據當地需求合理設定目標;盡量利用現有設施和設備。


提標改造確有必要


排放標準提高、水環境汙染嚴重、水資源不足,都迫切需要對不達標的汙水處理廠進行升級改造


除了國家層麵提高排放標準帶來的“行政”壓力,水環境汙染問題和水資源短缺,也讓各地汙水處理廠提標改造工作更為迫切。


《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》規定,城鎮汙水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時,執行一級A標準。


而根據《重點流域水汙染防治規劃(2011~2015)》,國家重點流域包括鬆花江、淮河、海河、遼河、黃河中上遊、太湖、巢湖、滇池、三峽庫區及其上遊、丹江口庫區及上遊等10 個流域。“2010 年,重點流域總人口占全國56.5%,麵積占全國32.2%。在我國很多河流還是黑臭河流,湖泊整體水質還是五類或者劣五類水體。在這種情況下,汙水處理廠提標改造工程已經非常必要。”杭世珺說。


環境保護部總量司水總量處副處長劉讚表示,汙水處理廠在汙染物減排上起著舉足輕重的作用。“十二五”期間,需要係統提升城鎮汙水處理水平。他強調說:“當前要係統提升城鎮汙水處理水平,加快推進汙水處理廠總量減排工作。”


此外,水資源短缺的現狀也逼得汙水處理廠升級改造。杭世珺表示,我國水資源人均占有量2240立方米,僅為世界平均水平的1/4;水資源地區分布也很不平衡, 目前有16個省(區、市)人均水資源量低於嚴重缺水線。因此開發符合標準的再生水作為第二水源十分必要。


對汙水處理廠的升級改造目標,劉讚表示,到2015年要實現我國汙水處理廠的平均負荷率由70%提高到80%以上的目標,需要係統提升城鎮汙水處理水平。“包括升級改造現有汙水處理設施,強化脫氮除磷功能,大力推進再生水回用,實施節水工程等。”


上海市政工程設計研究總院總工程師張辰也曾公開表示,對於汙水處理廠的提標改造,要有全達標理念,需統籌考慮水、泥、氣、聲,同步達標。汙水處理廠提標改造需結合原有處理工藝進行係統分析統籌考慮,同時需關注低溫硝化效率低、脫氮除磷碳源不足、改造用地受限等問題。


標準不能一刀切


考慮汙水排放標準、水環境汙染現狀、水資源短缺的現狀,提標改造的標準不同;改造前應優先考慮優化運行管理


對於汙水處理廠提標改造,杭世珺認為,前提是要明確需要。


首先,從汙水排放標準的要求來說,汙水處理廠出水需要達到一級A標準。第二,從水環境質量改善的要求看,在很多城市,汙水處理廠處理後的出水往往成為河流的水體,所以要求汙水處理廠出水達到地表水準四類。


“比如北京市等地的地方標準都嚴於國家標準,對汙水處理廠的出水標準要求嚴於一級A,需要達到地表水準四類標準。


需要說明的是,並非要求達到四類水體。”杭世珺說,“因為按照總氮的排放要求來說,北京市還達不到地表水四類水體的要求。現在北京市汙水處理廠出水的地方標準對出水總氮排放的要求為15mg/L。”。


同時,杭世珺表示,根據部分城市水資源短缺的現狀,一些地方汙水處理廠提標改造的目標值估計應考慮達到再生水標準。


除了在目標設定上要具體問題具體分析,汙水處理廠提標改造時也應遵循一些原則。杭世珺認為,在原有的汙水處理廠的基礎上應優先考慮優化運行管理,而不要急於改造。盡量利用現有設施和設備以及控製新增能耗等。


她特別指出,汙水處理廠提標改造的原則中最重要的是獲取足夠可靠的水質數據。如果沒有最新、最可靠的數據,即使對汙水處理廠進行提標改造,結果也不會理想。


改造不能簡單套用工藝


應針對去除汙染物的不同需要進行技術選擇,除磷應以生物除磷為主,優先開發內部碳源,輔助使用外部碳源


住建部城鎮汙水處理廠的實時管理係統顯示,截至今年8月,全國城鎮汙水處理廠共3900座,日處理能力1.55億立方米。其中,一級A項目約860個,日處理能力2925萬立方米。珠三角地區汙水處理廠共308座,日處理能力1835萬立方米。其中,一級A項目約46個,日處理能力415萬立方米。“這些出水達到一級A的項目都是進行過提標改造的項目,但並不是出水全部都能達到一級A。”杭世珺說。


據了解,有相關機構對全國46個汙水處理廠的提標改造情況進行了統計研究,發現有些提標改造項目僅采用生化處理工藝,有的采用沉澱+生化工藝,還有的采用物理過濾或者沉澱+物理過濾的升級改造技術。


“對這些項目的升級改造經驗可以總結為:以處理總氮或氨氮為目標時,主要以強化生物處理或深度段增加生化處理為主,多采用反硝化濾池或曝氣生物濾池;在生物處理強化脫氮功能後,可滿足TN(總氮)去除要求時,深化處理段以去除TP(總磷)和SS(懸浮物)為主,多采用過濾或沉澱+過濾處理的方式。”杭世珺說。


但是,汙水處理廠升級改造並不能簡單套用工藝,而應針對去除汙染物的不同需要進行技術選擇。“比如,原來很多汙水處理廠采用厭氧好氧或者缺氧好氧的處理工藝,如果要出水達到一級A,就要采用厭氧缺氧好氧的汙水處理技術。所以改造脫氮除磷工藝時,在原有好氧池有餘量的情況下,需要通過在好氧池內設置隔牆,將其改造為A2O、多級AO等工藝。”


“值得注意的是,在改造中一定要有足夠的缺氧池,這必須經過對進出水的總氮的濃度進行測算後決定。一般情況下,缺氧池容積:好氧池容積=(0.5~1):1左右。而在我國,很多汙水處理廠的缺氧池是不足的。這就需要改變A2O各單元容積比。”杭世珺說。


在強化氨氮去除方麵,杭世珺表示,當缺氧池和好氧池容積比一定時,好氧池往往不夠,這就需要在好氧池增加填料,通過固定、懸浮、包埋等形式增加微生物的投入量。


同時,還可以將部分好氧池改建為膜分離單元。增加SRT(汙泥泥齡)濃度和增加MLSS(混合液懸浮固體濃度)。“當利用現有設施都不能滿足提標改造要求時,就需要增加新建設施。可采用曝氣生物濾池等設施進行提標改造。”


同時,汙水處理廠提標改造需要注意強化總磷去除,現在多以化學除磷,即加藥的方式進行。但是,由於藥量控製不準確,極易造成汙水中新的汙染。因此,化學除磷並不能完全解決除磷問題。杭世珺經過研究以後認為,還是應該優先進行生物除磷,餘下部分再輔助以化學除磷。


在碳源問題上,張辰曾表示,由於我國城市汙水碳源不足,當前為了達到脫氮效果還需向汙水中加碳源,隻有達到完全吻合,碳源才是最高效的,但由於汙水處理廠的水質波動,很難達到完全吻合。


對此,杭世珺表示,在汙水處理中,碳源投加往往不足,尤其在珠三角等南方地區,這一問題更為突出。“碳氮比不足的情況下,應該優先開發內部碳源,輔助使用外部碳源。可以利用初沉池開發內部碳源。通過初沉池發酵,增加VFA(揮發性脂肪酸)等快速降解COD。也可以設置超越管,根據需求直接進生物池或者減少初沉池數量,保留部分碳源。當內部碳源仍不足時,需增加外部碳源(乙酸鈉、乙酸、甲醇等)。”


過程控製、水力條件優化一個都不能少


可采用高效水泵和變頻設備,增設格柵、格網,增加一次儀表,增加或優化控製回路;優化運行管理


除了對汙水處理工藝進行改進,汙水處理廠的設備改造、過程控製、水力條件優化也不容忽視。杭世珺表示,可以采用高效、無堵塞的水泵和變頻設備,提高設備的效率,降低能耗和運行費用,減少設備檢修率。


此外,可以優化格柵配置,根據水質情況合理配置粗、中、細格柵;同時,根據需要格柵可改造為格網。“尤其在南方部分地區,河流中有雞毛、鴨毛等細長形狀的物體,往往就需要格網解決這一問題。但由此也需要加強反衝洗。此外,在MBR或機械過濾前應設置超細格網。”


杭世珺表示,我國汙水中泥砂量較大,有機物的濃度較低,且大部分汙水處理廠未設初沉池;宜將沉砂池HRT(水力停留時間)提高至5~8分鍾,既可提高沉砂效率,又可替代初沉池部分功能,提高汙水的有機物濃度。


此外,可以選用新型曝氣器,比如微孔曝氣板、直徑1mm超微氣泡、專用超微氣泡曝氣器,但同時需要解決堵塞新問題。還可以改造內回流泵,通過增加內回流比,提高脫氮效率。在鼓風機的選用上,盡量保留原有鼓風機,部分予以更換。輸出空氣量應有較大調節餘地,以適應水量和水質的變化。


在過程控製上,可以增加一次儀表。工藝過程控製應設ORP(氧化還原電位)、MLSS、DO(溶解氧)、空氣流量計、回流汙泥及剩餘汙泥流量計、汙泥液麵計等儀表。此外,還需要增加或優化控製回路。


改造中水力條件優化也值得重視。過去我國在汙水處理廠升級改造中往往比較忽略水利條件優化,均勻布水。現在,特別是大型汙水處理廠提標改造中需要優化水力流態。“在初沉池進水配水過程中,可以增設水下推動器,但是需要計算合理的推動力。”


“在優化運行管理方麵,應當提高MLSS濃度。此外,在不同季節采用不同運行模式,保證出水穩定性,而不能全年用一個運行模式。”杭世珺說。


汙水處理廠提標改造廠家

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