CN103848542A - 污水处理提标改造污水深度处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理提标改造污水深度处理工艺。它是在污水处理厂原工艺的二沉池与消毒池之间增加一段高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺；高效沉淀池由快速混合区和高效沉淀区2个模块组成；在快速混合区内投加FeCl3药剂与污水搅拌反应，FeCl3药剂投加量为5～8mg/L；快速混合区停留时间为1.5～2min；高效沉淀区停留时间为15～20min；竖片纤维滤布滤池停留时间为8～12min；二沉池出水先经高效沉淀池处理，再经竖片纤维滤布滤池处理，最后经消毒池后，出水达到污水处理一级A排放标准。本发明有效解决了高效沉淀池工艺单独使用出水SS不稳定以及滤布滤池单独使用无法除磷的问题，且不用再过量投加絮凝药剂，大大降低了加药成本，避免了投加PAM对在线监测仪表探头的污损。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及一种市政污水处理项目一级A出水指标污水提标处理段工艺，具体涉及一种污水处理提标改造污水深度处理工艺。
背景技术
目前市政污水处理项目的出水指标已经由原先的一级B标准提高到一级A标准。现有的市政污水处理成熟工艺流程为：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→消毒池→出水，该工艺只能达到原先的一级B标准出水指标，不能达到现在的一级A标准出水指标，无法满足提标以后的出水水质要求，原因是：
1、现有的市政污水处理项目针对除磷的工艺主要是依靠生化工艺段污水中的噬磷菌将污水中的磷富集到污泥中，然后进入二沉池沉淀，以剩余污泥的形式去除。此方法除磷的缺点在于：随着进水水质波动，除磷效果并不稳定，无法满足0.5mg/L的出水指标；剩余污泥如果停留时间较长，污泥中的磷会重新释放出来。
2、现有的市政污水处理项目去除水中悬浮颗粒物（SS）的工艺主要是初沉+二沉的重力沉淀法进行去除。此方法除水中悬浮颗粒物（SS）的缺点在于：污水在经过两次沉淀后水中仍有大量比重和水接近、粒径在10～100um的悬浮颗粒物，这些悬浮物是无法通过重力沉淀的方法去除的。造成污水中的水中悬浮颗粒物（SS）在下降到某个值（通常在20mg/L左右）后就很难去除了。
高效沉淀池工艺与滤布滤池工艺作为独立的污水处理工艺在污水处理行业中均有大量的实际运行案例，且都是各自的领域中的先进处理工艺。
高效沉淀池的工作原理是通过先后投加助凝剂（如PAC）和絮凝剂（如PAM）搅拌，使污水中的溶解性磷酸盐（PO4 3-）与Fe3+或Al3+充分反应，形成FePO4↓和AlPO4↓并形成絮团、加速沉淀的过程。该工艺单独使用时通常设计在污水处理工艺的初沉池位置，通过加药——搅拌——沉淀的处理工艺将水中的悬浮物控制在80mg/L左右，并能有效地控制水中的总P含量。但是这个方法无法去除水中比重和水接近、粒径在10～100um的悬浮颗粒物，因此在二沉池与消毒池之间单独使用高效沉淀池工艺的话，虽然能稳定出水总P含量≤0.5mg/L的市政一级A指标，但是出水悬浮颗粒物（SS）含量会因水质、水量的波动以及天气等环境因素的影响，无法稳定在10mg/L以下。此外，为确保出水水质达标，单独使用高效沉淀池时往往需要过量投加药剂，如此操作不仅会造成药剂的浪费；过量的投加PAM絮凝剂会增加水质的粘稠度，流经的设备更加容易附着污物，使得后端的设备、仪表（如出水水质监控仪表等）探头更易污损。
竖片纤维滤布滤池的工作原理是将污水流过高致密性的滤布，利用滤布来截留、吸附污水中的悬浮物，从而达到降低、稳定水中SS的目的。由于现有的污水厂基本都需要通过加药来除磷，这个过程会使水中的SS升高，如果单独使用滤布滤池作为污水厂的深度处理工艺，滤布会因为进水SS偏高而频繁的对滤布进行冲洗，这样会降低滤池的使用效率和寿命，同时频繁的冲洗也会增加工艺的运行成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能同时解决原工艺中除磷和除悬浮物这两大难题，能降低加药成本，且能避免投加PAM对在线监测仪表探头造成污损的污水处理提标改造污水深度处理工艺。
本发明的技术方案如下：
一种污水处理提标改造污水深度处理工艺如下：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→高效沉淀池→竖片纤维滤布滤池→消毒池→出水，即以污水处理厂原工艺：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→消毒池→出水为基础，在原工艺的二沉池与消毒池之间增加一段高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺；
所述高效沉淀池由快速混合区和高效沉淀区2个功能模块组成；在快速混合区内投加FeCl3药剂与污水搅拌反应，FeCl3药剂投加量为5～8mg/L；污水在快速混合区的停留时间为1.5～2min；污水在高效沉淀区的停留时间为15～20min；
污水在竖片纤维滤布滤池中的停留时间为8～12min；
二沉池出水先经高效沉淀池处理，再经竖片纤维滤布滤池处理，最后经消毒池后，出水总P含量≤0.5mg/L，悬浮物SS≤10mg/L，COD≤50mg/L，各项指标均可达到污水处理一级A排放标准（即《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准）。
优选方案：竖片纤维滤布滤池设计2组并联的池体，每组池体停留时间4～6min。
本发明的有益效果：
本发明的污水处理提标改造污水深度处理工艺，针对原工艺除磷与除悬浮物效果不好这一现状，采用了在传统的市政污水处理工艺（进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→消毒池→出水）的后段——二沉池与消毒池之间增加一段高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺（即：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→高效沉淀池→竖片纤维滤布滤池→消毒池→出水），通过工艺的改良，解决了原工艺中除磷与除悬浮物这两个最难达标的问题。同时，本发明将高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池组合在一起的新工艺，有效地解决了高效沉淀池工艺单独使用出水SS不稳定以及滤布滤池单独使用无法除磷的问题。
本发明的污水处理提标改造污水深度处理工艺（高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池组合工艺）具有如下优点：
1、仅针对原项目后段工艺做修改，不需要改动整个工艺流程；（即：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→高效沉淀池→竖片纤维滤布滤池→消毒池→出水。在改造项目中只需要变动二沉池至消毒池之间的管道即可。）
2、通过加药+搅拌沉淀的方式除磷，可根据实际情况调节加药量。通常投加质量浓度为2%～5%的FeCl3溶液，FeCl3溶液的投加量根据项目具体的水质、水量而定，通常2%～5%的FeCl3溶液的投加量为污水体积量的3～5%，出水磷含量可稳定在0.5mg/L以下。
3、将高效沉淀池与竖片纤维滤布滤池结合后，高效沉淀池在去除水中悬浮物方面的功能只需要考虑去除粒径较大、易沉降的悬浮物，这样在设计沉淀池的停留时间时可以适当缩短，从而减少高效沉淀池的池容，降低土建成本；（通常单独使用高效沉淀池作为深度处理工艺时，加药搅拌后的设计停留时间都要在30min以上，而将高效沉淀池与竖片纤维滤布滤池结合后，设计停留时间只需要在15～20min即可。）去除水中不易沉降的悬浮物的工作由后续的竖片纤维滤布滤池来完成，经由纤维滤布吸附过滤后，水中悬浮物（SS）能够稳定在10mg/L以下。
4、将高效沉淀池与竖片纤维滤布滤池结合后，原先用于混凝、加速沉淀的PAM变得不再需要，避免了投加PAM对在线监测仪表探头的污损。
5、原先要投加的PAC可以改成价格更加低廉的FeCl3，因为将高效沉淀池与竖片纤维滤布滤池结合后，就不需要PAC在助凝方面的用途了，同时投加药剂时只需要考虑除磷的加药量，而不用再过量投加加速水中悬浮物絮凝沉淀的药剂，大大降低了加药成本。
附图说明
图1是本发明污水处理提标改造污水深度处理工艺的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本发明一种污水处理提标改造污水深度处理工艺，它是以原工艺：进水→粗格栅→细格栅→沉砂池（初沉池）→生化反应池→二沉池→消毒池→出水为基础，在原工艺的二沉池与消毒池之间增加一段高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺。
某污水处理厂污水处理规模4万吨/天，变化系数1.2，最大设计处理量4.8万吨/天，出水水质要求达到一级A标准。
该项目原设计选用高效沉淀池作为二沉池出水后的处理工艺，
设计进水水质：COD≤60mg/L，SS≤30mg/L，TP≤2mg/L；
设计出水水质：COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，TP≤0.5mg/L。
原设计的高效沉淀池分为3个功能模块：快速混合池+絮凝反应池+高效沉淀池。
快速混合池设计停留时间2min，尺寸4.2m×4.2m×4.9m；
絮凝反应池设计停留时间11min，尺寸8.8m×7.0m×7.1m；
高效沉淀池使用斜管式沉淀，控制上升流速在12-18m/h，设计停留时间35min，尺寸14.0m×14.0m×7.1m。
项目在设备方面的投资约130万元，装机功率56kw，吨水电耗0.026kw，投加药剂分别为PAC（15～20mg/L）和PAM（0.7～2mg/L），根据原水情况及出水总磷波动调节，吨水药耗约0.15元。（其中PAC单价约5000元/吨，PAM单价约56000元/吨）
该项目现改用高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池组合工艺处理：原先设计投加的PAM药剂变得不再需要，而加入FeCl3的搅拌反应时间对比加PAM的反应时间要短的多（FeCl3随着溶液的投加即溶，一般认为加入FeCl3边搅拌边反应的时间＜10S），因此在快速混合池内即可完成混合功能，原高效沉淀池絮凝反应功能模块可取消，原设计的絮凝反应区的池体容积可全部节省下来（即：缩短设计絮凝反应的11min停留时间）；同时，由于去除水中悬浮物的这部分工作主要由后续的竖片纤维滤布滤池来完成，高效沉淀池中需要起到的沉淀作用大大降低，因此高效沉淀区的池容可以缩小1/3～1/2，停留时间由原先的30min以上缩短至15～20min即可；设计快速混合池的设计停留时间只需要考虑池容大小足够放置搅拌器即可，快速混合池的设计停留时间范围是1.5～2min。高效沉淀池后续工艺---竖片纤维滤布滤池，设计2组并联的尺寸12.0m×4.0m×3.1m的池体，每组池体停留时间6min。
当高效沉淀池用作污水厂深度处理工艺段或提标改造设计时，其前端进水即二沉池出水通常是按照满足市政一级B标准为前提的。该项目改造前后，出水各项指标均能满足且稳定在市政出水一级A指标，即达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
改造项目运行时，一般是在高效沉淀池的快速混合区内投加质量浓度为2%～5%的FeCl3溶液搅拌反应，FeCl3溶液的投加量根据项目具体的水质、水量而定，一般，质量浓度2%～5%的FeCl3溶液的投加量为污水体积量的3～5%；而实际工程应用中，通常是选购质量浓度30%的FeCl3商品溶液，直接通过加药泵加入高效沉淀池的快速混合搅拌区内，因为先稀释再投加虽然效果更好，但是需要额外增加设备投入（稀释装置，缓存池等）和运行成本（稀释用水、泵功率加大）。
根据上述改造方案可以看出，虽然使用高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺对比单独使用高效沉淀池工艺要多造一座滤池构筑物，但是，从污水的总停留时间可以发现，（单独使用高效沉淀池工艺总停留时间为：2min+11min+35min=48min；使用高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池组合工艺总停留时间为：2min+20min+6×2min=34min），污水在组合后的工艺段内停留时间并没有增加，反而有较大幅度的降低，说明改进后的工艺总池容更小，土建工程量更低。
方案改造后的设备投资约200万元，装机功率仍为56kw左右，吨水电耗0.026kw，投加药剂改为FeCl3（5～8mg/L），根据原水情况及出水总磷波动调节，吨水药耗约0.03元。（FeCl3固体单价约3500元/吨）
总结：对比可见，虽然使用高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺在设备投资上会有所提高，但是整个工艺的设计停留时间对比只用高效沉淀池的工艺方案并没有增加，反而有所减小，同时考虑到竖片纤维滤布滤池的池深较高效沉淀池浅，滤池的池体壁厚要薄，因此同样池容的构筑物需要的混凝土量以及配筋量都要少，施工难度也会下降，因此缩小高效沉淀池而增加竖片纤维滤布滤池的方案在土建工程量上是更为合理的选择；此外，高效沉淀池加药的目的由原来的除磷加沉淀功能改为了单纯的除磷，加药的量及种类都有所减少，大大降低运行中的加药成本。
Claims (3)
1.一种污水处理提标改造污水深度处理工艺，其特征在于，它是以污水处理厂原工艺：进水→粗格栅→细格栅→初沉池→生化反应池→二沉池→消毒池→出水为基础，在原工艺的二沉池与消毒池之间增加一段高效沉淀池+竖片纤维滤布滤池的组合工艺；
所述高效沉淀池由快速混合区和高效沉淀区2个功能模块组成；在快速混合区内投加FeCl3药剂与污水搅拌反应，FeCl3药剂投加量为5～8mg/L；污水在快速混合区的停留时间为1.5～2min；污水在高效沉淀区的停留时间为15～20min；
污水在竖片纤维滤布滤池中的停留时间为8～12min；
二沉池出水先经高效沉淀池处理，再经竖片纤维滤布滤池处理，最后经消毒池后，出水TP≤0.5mg/L，SS≤10mg/L，COD≤50mg/L，达到污水处理一级A排放标准。
2.如权利要求1所述的污水处理提标改造污水深度处理工艺，其特征在于，竖片纤维滤布滤池设计2组并联的池体，每组池体停留时间4～6min。
3.如权利要求1或2所述的污水处理提标改造污水深度处理工艺，其特征在于，高效沉淀池使用斜管式沉淀，控制上升流速在12-18m/h。
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