马头岗污水处理厂-期工程升级改造工艺选择与分析

发布时间:2021-10-17 06:36:57

马头岗污水处理厂一期工程升级改造工艺选择-5分析
李国金1 王小玲2 刘琳1 郭淑琴1
(1天津市市政工程设计研究院,天津300051;2郑州市污水净化有限公司,郑州450044)

摘要随着污染物排放标准的逐年提高,很多污水处理厂亟待升级改造,选择工艺是升级改造 工作中最重要的问题。以郑州马头岗污水处理厂一期工程升级改造工程为例,详细介绍了如何根据
现状进水水质及现状工艺的处理效果来确定改造工程处理工艺,并分析了升级改造工作中的难点及 改造后的运行效果。 关键词
污水处理厂

升级改造

工艺选择Az/O脱氮除磷

改造效果

0引言

一期工程于2006年下半年开工建设,2007年9月 污水处理区建成通水,至今运行状态稳定,实际处理 污水量达28万~29万In3/d,污水处理达标合格率

郑州市马头岗污水处理厂总处理水量60万 m3/d,一、二期工程各30万m3/d,主要收集处理郑
州市马头岗排水系统的生活污水和工业废水,服务 面积92.3 kmz。 随着环保压力的增大及排放标准的提高,马头 岗污水处理厂一期工程亟待进行升级改造,在处理

100孵1I。其设*⒊鏊始恚保ひ樟鞒碳
图1[23。
表1
项目

一期工程设*⒊鏊
BODs 220 20 91 SS 350 30 91

COI:b
480 80 83

NH3一N
55 20 64

TP 7 3 57

规模不变的条件下使出水提标至《城镇污水处理厂
污染物排放标准》(GB 18918--2002)中一级B标准 的要求。

进水/mg/L 出水/mg/L 去除率/%

本文简要介绍了马头岗污水处理厂一期工程的 设计及运行情况,并通过对一期工程的运行情况进 行分析,合理地确定改造工程的关键问题,从而科学
地确定改造方案。


1.2一期工程生物反应池设计参数 全厂设4组反应池,总池容为229 厌氧段总池容36
480 480

m3,其中:
600 m3 750

m3,缺氧段总池容39
850

(分2格,缺氧1段为15

m3,缺氧2段为23

一期工程设计及运行情况

m3),机动段总池容28
124

950

m3,好氧段总池容

1.1一期工程设计水质及工艺流程 嘉陵江原水较单独采用PAC约节省30%混凝剂费 用。以水厂每天处理水量为40万m3计,一月可以
节约药剂费用约12万元。 4结论 (1)通过PDM复配AS、FC、PFS、PAC和单独 投加PAC处理春季某水厂嘉陵江水源水的烧杯试 验,发现PAC—PDM复合混凝剂混凝效果明显优于 其他种类复合混凝剂,具有较优混凝效果的PAC— PDM复配混凝剂的复配比例为1:i00。 (2)PAC—PDM复配比例越低,投药量越少, 矾花粒径越小。当矾花颗粒粒径达到3(O.5"-'0.75
34给水排水V01.37
No.9 2011

450矗。厌氧段、缺氧1段、缺氧2段,机动段、好氧

mm)以上时,矾花的沉降性能较好。同时,不同复
配比例的复合混凝剂,尽管混凝形成的矾花大小相

同,但矾花密实度不一样,其沉淀性能也不一。 (3)采用PAC—PDM和PAC进行1个月连续 性生产试验,出厂水水质均满足《生活饮用水卫生标
准》(GB 5749--2006)要求。生产期间PAC—PDM 复配比例为1。100,*均投药量约为8 rag/L;单独 投加PAC的*均投药量约为14.3 mg/L。采用 PAC—PDM较PAC处理春季嘉陵江原水每m3水

可节约混凝剂费用约0.01元,该水厂1个月可以节
约药剂费用约12万元。

万方数据

围内产业结构的调整,污染物排放情况也在逐年 变化。

为了选择最优的改造工程工艺方案,改造工程
在统计一期工程实际进水水质的基础上,应用保证

茎麴目囝鼙i
扔沉污泥

l…!隳璺j筐塾

率分析法确定改造工程进水水质设计值;并通过实 测出水情况评价~期工程工艺的处理效果,从而指
导改造工程工艺方案的选择。
2.1

一期工程进水水质分析及改造工程进水水质
一期工程2007年9月至2010年6月实际进水

的确定

图1一期工程污水处理工艺流程

段池容比例约为15.9%:6.9%:10.3%:12.5% 54.4%。

水质情况见图2、图3。

设计产泥系数0.91 kgDS/kgBOIX,反应池
MLSS为3 g/L.泥龄12 d,其中缺氧段泥龄为2.5
d,

蒜 鲁i器
程2s0000
loo

好氧段泥龄为9.5 d,污泥负荷0.09 kgBOD5/ (kgMLSS-d),设计水温1z℃,有效水深6 ITI。二 沉污泥回流比50%~100%,缺氧段到厌氧段的回 流比为1 50%,好氧段到缺氧段的回流比为150%。 气水比7.6:l。 反应池可根据水质水量的变化、季节的不同调 整为常规UCT、改造UCT、普通A2/o、倒置A2/O

年月

图2一期工程实际进水130D;、CO凸☆.SS分析



4种工艺。反应池的布置形式及调整方法请参阅参 考文献[2]。
2改造工程工艺选择与分析

量:
蓑30

一期工程设*适且谰萜涫账段诘 主要污水提升泵站的污染物实测资料、主要排污企 业监测资料,并参考已建王新庄污水处理厂运行资 料统*峁范ǖ摹K孀派缁峋玫姆⒄辜笆账
因此在春季,采用复合混凝剂PAC—PDM处理




年月

图3一期工程实际进水氮、磷分析

havior

and floc

structure

characteristic of different polyferric—

水厂嘉陵江水源水。不仅可以得到较好的处理效果,
同时还可以有效地节约药剂费用。

cationic

polymer dual—coagul曲t5 in humic acid solutiom

Water

Research,2009.43(3):724~732

4高宝玉,壬燕,岳钦艳,等.聚合铝基复合絮凝剂的电荷特性及絮 凝作用.环境科学,2003,24(1):103~106 5张跃军,李精蒲,赵晓蕾,荨.PAc/PDM复合混凝剂用于夏季太

参考文献


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of酬ychny“m出P

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chloride曲guhaat∞formation

of d_llorimted h prod-

uc协in由由1虹妪waret'.O蜘nosphem,1999,39(8):1333~1346


YahMQ。Wa嵋DS,I如JH,Ct aL

B小arloed ecegulationforhigh 81一

o通讯处:400045重庆大学B区城市建设与环境工程学院 电话:(023)65120759
E-mail:xhzp@tom.corn

kadinity and micro—polluted wateg:The third way thmugh coagulant

opfimizstio忆WaterResearch,2008,42(8—9):2278~2286


Wei J C.Gao



Y,Qin Y Y.et a1.Comparison of magulation be一

收稿日期:2011—03—24
给水排水vm.37
Nm 9 2011

35

万方数据

由图可知,一年之内进水水质随季节呈周期性变
化,并且整体呈上升趋势。经统计,B()聩、CDI:b、SS、

升级改造工程暂不考虑更换设备,由进水SS增高 导致的初沉污泥量增多问题,可通过调整排泥泵运

NH3一N、TN、7rP的进水月均值分别为201.2 mg/L、
398.9 6.5

行方式解决;目前生物反应池1、2系列采用倒置
A2/O工艺,3、4系列采用常规UCT工艺运行,从

mg/L、351.5 mg/L、37 mg/l。、48.4 mg/L、

mg/L,除cOⅨ,、NHa

N、TN外,其余指标基

图4可知,出水水质远优于原设计出水水质,部分水质
已达到改造后的出水要求;实际运行中,4座反应池 机动段*纺て紫豆。枇ζ蟆2荒苈阕

本与原设*氏喾5*均值并不能体现进 水水质的变化情况,所以本工程以85%~90%保证 率确定进水水质,最终确定改造工程BODs、CO耽。、
Ss、NH3

为好氧段时的供氧要求,机动段不能较好地承担去 除BOD5、硝化的任务,但也从另一方面说明。即使 机动段不作为好氧段,现状好氧段池容也可满足 BOD5去除的要求,那么机动段的池容可进一步挖 掘改造,作为缺氧段或厌氧段使用,从而在一定程度
上改善脱氮除磷的能力。 3.2改造方案 由于一期工程采用倒置A2/O、常规UCT工艺

N、TN、TP设*史直鹞海玻担 mg/L、

480 mg/L、400 mg/L、45 mg/L、60 mg/L、8 mg/L。

2.2一期工程处理效果及改造工程关键点分析 一般污水处理厂的升级改造错综复杂,可能涉 及到反应池容积、外围设备等多个方面口]。但无论 如何,对现状污水处理厂的运行效果分析都是必不
可少的,通过对现状出水水质进行详细的统计分析,

可在改造工艺的确定上做到有的放矢、对症下药。 一期工程主反应池可在4种工艺中进行切换,但实
际上目前全厂生物反应池按下述方式运行;l、2系

运行,处理效果较好且工作人员积累了丰富的运行
管理经验L4j,所以改造工程依然采用A2/o工艺,

这样可保证生物反应池池体尽量少做土建变动, 便于改造实施,又有利于节约资金。设计在挖掘
现有构筑物处理能力和新增后续反硝化处理段两

列按倒置A2/o工艺运行,3、4系列按常规UCT工
艺运行。一期工程实际出水水质见图4。
O 0



一 一

个方案之间进行了详细的比选,最终根据施工周 期、施工难易程度、工程造价等多方面比较,确定 采用挖掘现有构筑物处理能力的方案。本次改造 处理水量不变,要求出水水质提升,关键需要解决
上述TP不达标、NHs—N及TN冬季不达标的

§





O 0

氯麓|;

图4一期工程实际出水水质

从图4中可以看出,除调试运行阶段(2007年) 外,出水BOD5、coDc,和Ss均达到一级B标准。
NH3一N和TN除2008、2009年l~3月外,均可达

一公一
年月
N“9 2011

域螽Ⅲ,蠢戮

问题。 对于TP的去除,本次改造新建化学除磷加药
间。根据已投入运行的倒置A2/o工艺进出水水质

资料分析.该工艺对磷的去除效率可达70%。本工 程的设*裕形 mg/L,经生物处理后TP约
为2.4 mg/L,仅靠生物除磷不能满足出水要求。为

到一级B标准。相比其他指标.出水TP的变化幅 度较大。所以,本次升级改造工程所要解决的主要 问题是NH。N及TN冬季不达标、TP出水水质 不达标且变化幅度较大的问题。 3改造工程方案设计 3.1一期工程总体评述 根据对一期工程运行现状分析,目前预处理设 施、初沉池及其泵房运行情况良好,设备完好无损,
36蛤水排承VoL
37

保证出厂水中磷浓度低于1 mg/L.可辅以化学除磷 来满足出水水质,这也是目前国内外大多数生物除 磷污水处理厂较为普遍采用的措施,药剂采用PAC 固体药剂,投药量20 mg/L。 冬季NHs N及TN污染物达标为本次生物 池改造的难点,在对一期工程现状运行情况详细调 研的基础上,经过详细计算后认为:维持总池容不变 并调整各区间分配,取消机动段的好氧池容功能,根 据季节不同将其作为厌、缺氧段池容使用,从而增

万方数据

表2污水处理厂改造工程运行结果 BOnIt.1L
月份 进水
1月 2月 3月 4月 5月
215.48 199.08 222.52 259.95 287.33

CODc,/mg/L

SS/mg/1.

NHs--N/mg/L 进水
38.37 31.04 36.66 37 78

TN/mg/L

TPImglL

出水
7 67

进水
382.81 367 62 433.14 508 52 443.46

出水
32.52 36.93 40.43 37 09

进水
209 88 201 37

出水
8 23 9 8.75 8.65 7.35

出水
0.91 3.8 5 3 1_44 0.54

进水
46.2 42 49 32 15

出水
10.56 11.08 13.13 10.74 10 7

进水
7 6 28 92

出水 1.75
1.05 0.4 0.37 0 2

6 97 9 44 10.4 9.34

208.4 276.45 313.66

7.37 9 98 8 69

48.44 48.32

32.83

36.5

加缺氧段池容比例,一定程度上减少厌氧段池容比 例;拆除原缺氧回流污泥泵,在反应池外新建好氧污 泥回流泵房,将内回流比例增加到300%,从而大大 提高反硝化率,保证不利情况下TN的达标。改造后 的工艺设计参数为:泥龄14 d,污泥浓度3.8 g/L,
污泥产率0.97 kgDS/kgBOD『5,污泥负荷0.082 水比8;l。 改造后的反应*矫娌贾眉迹担浯嬖诹街
kg

艺不仅保持了对CODcr、BODs、NH。一N的高去除
率,同时对TN、TP的去除率也较高,均值分别达到 76%、90%。 5结语 污水处理厂的升级改造一般包括三种情况:

BO聩/(kgMLSS?d),内回流比150%~300%,气

①对现状污水处理设施进一步升级挖潜,如提高 污泥浓度,调整运行工艺,使处理效率提高;②维 持处理规模,新建处理构筑物变相降低负荷以提 高出水水质;③减少处理规模,降低负荷以提高出 水水质。从实际情况来看,一般要求在水量不变的 情况下提高水质,但根据用地条件等限制有时不得 以采用减少处理规模、降低负荷以提高水质的办法。 但无论哪种情况,升级改造的项目有条件也必须分 析统计现状进出水情况、评估现状运行效果,给升级 改造工程提供必要的基础数据,以便更加合理地挖
掘现状处理构筑处理能力,更好地发挥已建构筑物 的效益。 参考文献
1李霞.李国金.郭淑琴.等.郑州马头岗污水处理厂污泥处理处置 方案的比选.给水排水.2008,34(9):51~53 2魏新庆,王秀朵.多功效UCT处理工艺的工程应用.给水排水,
2008,34(3):45~48

运行方式:前置缺氧A2/0工艺(方案一),倒置 A2/0工艺(方案二)。方案一中反应池各部分容积比 例为预缺氧:厌氧:缺氧:好氧一7.7%:8.2%:
29.7%:54.4%;方案二反应池各部分容积比例为

缺氧:厌氧:好氧=33.1%:12.5%:54.4%。

围5改造后反应*矫娌贾

3夏文辉.天津开发区第一污水厂升级改造工艺的选择与分析.中 国给水排水,2010.26(4):15~18 4沈连峰.刘文霞.胡宗泰,等.马头岗污水处理厂UCT工艺的设 计与运行.中国给水排水,2009.25(4):44~48

4改造后出水水质 自2010年6月起,对4座生物反应池逐一进行 改造,边改造边调试。2010年12月底4座反应池

全部改造完毕,至今运行效果一直较好。2011年 1~5月运行数据见表2。 由表2可以看出.除1、2月份总磷超标(由于加 药间建设滞后、未投药进行化学除磷)外,其他各时 段、各项出水指标均远好于设计要求,部分指标甚至
达到了GB 18918--2002一级A排放标准。改造工
&通讯处:300051天津市和*区营口道239号给排 水分院 电话:(022)27815311—2427 E-mail{tju_liguojin@126.c∞1 收稿El期:2011—05—25

给水排水V01.37

No.9

2011

37

万方数据

马头岗污水处理厂-期工程升级改造工艺选择与分析
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 李国金, 王小玲, 刘琳, 郭淑琴 李国金,刘琳,郭淑琴(天津市市政工程设计研究院,天津,300051), 王小玲(郑州市污水净化有限公司,郑 州,450044) 给水排水 Water & Wastewater Engineering 2011,37(9)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jsps201109007.aspx


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