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強化沉淀對污水處理系統穩定性的影響

文章出處:未知發表時間:2023-08-08 14:48:24

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在二沉池投加聚丙烯酰胺(PAM)常作為改善二沉池沉淀效果的輔助方法之一。在二沉池連續投加PAM后,整個污水處理系統運行效能提升與否尚不明確。2018年底—2019年初重慶兩江新區某污水處理廠二沉池出水SS高達2530mg/L,通過在二沉池連續投加PAM,二沉池出水SS≤15mg/L。在改造前、后共兩個年度統計期內,從出水指標穩定性、藥耗影響、化學產泥量方面進行分析、比較,得出在二沉池連續、長期投加PAM對該廠污水處理系統的影響是積極的。 

1、工藝改造 

該廠設計處理規模3×104m3/d20169月投入運行,主要處理工業開發區生產、生活廢水,其中工業廢水占74%,工業廢水中以溶解性有機物為主,活性污泥質輕,SVI值較高,出水指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準。該廠建有2座中進周出輻流式二沉池,有效水深3.5m,原設計在二沉池進水主要投加聚合氯化鋁(PAC)進行化學除磷、輔助混凝沉淀去除SS,處理后的污水經下一級濾布濾池過濾,以實現出水SS達標。 

宋士幫的研究表明,在二沉池加入PAM能促進絮凝體的生成,對在反應區形成有效的絮凝層具有較好的輔助作用,對提高出水水質有益。20195月,該廠實施二沉池連續投加PAM改造,將PAM溶液由配藥間經泵和管路輸送至二沉池進水配水井,經污泥管道內與污泥充分混合后流入兩組二沉池。

改造后工藝流程如圖1所示。

 

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實施改造后,二沉池的上清液得到強化沉淀,SS明顯減少,日常運行中二沉池泥位也穩定在0.5m以下。 

2、水質指標的變化 

研究表明,在無機-有機復配絮凝劑中,PACPAM除磷除濁絮凝效果較好。同時,根據該廠改造前、后兩個年度內出水水質的一些局部數據可知,改造后出水SSTP改善較為明顯,其余出水指標(CODTNNH3N)無論是年度全部數據或者局部數據未見明顯改善。因此,對改造后主要去除對象SSTP的穩定性進行分析。 

2.1 進水SSTP 

進水SS該污水處理廠設計進水SS280mg/L,該廠改造前、后兩個年度進水SS平均濃度在120140mg/L之間,均低于設計處理濃度的1/2;2018—2019年僅存在1d超負荷的情況,超負荷9.6%。從處理負荷上分析,改造前、后進水SS變化對出水SS穩定性的影響較小。

進水TP

廠改造前、后兩個年度進水TP平均值均未超過設計值,但是改造前一年度進水TP超負荷的次數占比為26.8%,改造后一年度此項占比為17.2%,下降9.6個百分點,改造前一年度TP處理負荷相對較大。

2.2 出水SSTP

該廠改造前、后兩個年度出水SS平均值變化較小,改造前一年出水SS超預警值的次數占比為8.2%,改造后一年此項占比為2.5%,下降5.7個百分點。

該廠兩個年度內出水SS變化與進水SS變化未有明顯的相關性,即進水SS變化未對出水SS變化造成直接影響。該廠出水SS穩定情況主要受污水處理系統影響,改造后出水SS整體均有所降低。 

出水TP

該污水處理廠出水TP預警值為0.30mg/L,該廠改造前、后兩個年度出水TP平均濃度相等,但是改造前一年出水TP超預警值的次數占比為11.8%,改造后一年此項占比為4.4%,下降7.4個百分點。

通過分別對兩個年度進、出水TP數據的進一步統計分析得出,改造前一年出水TP超預警值的次數分別對應的進水TP4.5518.61mg/L,均值為8.53mg/L,其中超設計負荷占比93.0%,占該年度超設計負荷總次數的41.2%。改造后一年度出水TP超預警值的次數分別對應的進水TP4.2018.12mg/L,均值為7.94mg/L,其中超設計負荷占比87.5%,占該年度超設計負荷總次數的22.2%。因此,出水TP出現超預警值的情況多數是進水TP超設計負荷所致,但進水TP超設計負荷對出水TP的直接影響在改造后已降低近1/2,改造后出水TP更趨穩定。

3、藥耗及化學產泥量分析

該廠聚合氯化鋁用量變化是影響整體藥耗的主要因素,而進水TP波動變化是影響聚合氯化鋁用量變化的主要因素。進水TP波動變化主要是汽車制造含磷廢水、印刷電路板制造含磷廢水排放所致,該廠采取在一級處理、二級處理工藝段兩點投加PAC,其中一級處理段采用間歇投加方式,二級處理段采用連續投加方式,依據運行中進水TP波動變化關聯出水TP波動變化這一情況可知,一級處理段投加PAC運行的條件在改造前后分別是A2/O生物池進水TP≥3.54.0mg/L

改造前,A2/O生物池進水TP3.5mg/L出現的次數占總次數的46.58%,僅采取二級處理段單點投加PAC,單耗為70.14kg/103m3。另外,A2/O生物池進水TP≥3.5mg/L出現的次數占總次數的53.42%,該廠采取在一級處理、二級處理工藝段同時兩點投加PAC,其中一級處理段PAC單耗為40.40kg/103m3,二級處理段PAC單耗為36.67kg/103m3。按照投加點位藥耗分別統計,一級處理段PAC單耗40.40kg/103m3,二級處理段PAC單耗106.81kg/103m3

改造后,A2/O生物池進水TP4.0mg/L出現的次數占總次數的69.95%,僅采取二級處理段單點投加PAC,單耗為23.06kg/103m3。另外,A2/O生物池進水TP≥4.0mg/L出現的次數占總次數的30.05%,該廠依然采取在一級處理、二級處理工藝段同時兩點投加PAC,其中一級處理段PAC單耗為10.35kg/103m3,二級處理段PAC單耗為11.44kg/103m3。按照投加點位藥耗分別統計,一級處理段PAC單耗10.35kg/103m3,二級處理段PAC單耗為34.50kg/103m3 

改造后PAC合計單位耗用量由原來的147.21kg/103m3降到44.85kg/103m3,絕對下降量達102.36kg/103m3,下降較為明顯;改造后,PAM單耗僅為0.56kg/103m3,該廠整體藥耗降低明顯。 

陳中穎等的研究表明,由于PAM用量較小,對污泥產量貢獻不大,基于常規運行數據的污水處理廠PAC化學污泥產率系數均值為6.31t/tAl。該廠所用PAC平均含Al量為15.88%,改造前、后一年度PAC化學污泥量分別為894.71326.94t,改造后化學污泥減量達567.77t。實施改造后,該廠濕污泥產泥率由1.64t/103m3降至0.99t/103m3,化學污泥減量貢獻了其中的34.74%,對整體產泥率降低貢獻較大。

3、結論

在二沉池進水投加PAM溶液能強化二沉池的沉淀效果,進水TP超設計負荷對出水TP的直接影響在改造后已降低近1/2,改造后出水TP更趨于穩定。

將出水SSTP與預警值進行比較,等效工序能力指數均優于改造前的值,水質穩定性更高。

改造后,PAC絕對下降量明顯,PAM絕對增長量較小,總體藥耗降低明顯。隨著PAC用量的減少,化學產泥量隨之減少,對整體產泥率降低貢獻較大


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