中石化某分公司為提高污水處理場(chǎng)出水水質(zhì)的穩定性和尾水排放的達標率, 開(kāi)展了污水處理場(chǎng)改造工程｡通過(guò)對污水場(chǎng)現有運行情況及工藝流程的分析, 該改造工程將現有的2座D=16 m 混凝沉淀池改造為曝氣生物濾池。筆者就改造工程的工藝流程設計､工藝運行效果等情況進(jìn)行介紹｡
1 污水場(chǎng)改造前工藝流程及運行情況
中石化濟南分公司污水處理場(chǎng)自建成投用至今已有近20 a, 該污水處理場(chǎng)包括含油污水和鹽污水2 套污水處理系統,總設計規模為500 m3/h｡
該公司生產(chǎn)未實(shí)現污污分流,含油污水､含鹽污水及廠(chǎng)區生活污水混合后進(jìn)入現有的2 套污水處理系統,實(shí)際處理量200~450 m3/h｡改造前,2 套污水處理系統的B 段生化池出水COD 為90~160 mg/L,活性炭過(guò)濾器出水COD 為40~70 mg/L,按《山東省小清河流域水污染物綜合排放標準》(DB 371656—2006)(出水COD<60 mg/L)考核,COD 達標排放率80%｡同時(shí),B 段生化池飄泥現象嚴重,再加上后續的混凝沉淀設備陳舊,沉淀效果較差,而活性炭過(guò)濾器設計負荷偏大,造成活性炭過(guò)濾器清洗頻率較高,人工操作強度大｡
為提高污水達標排放率以滿(mǎn)足當地環(huán)保局對其達標排放率>99.5%的要求, 本污水場(chǎng)于2009 年開(kāi)展了污水處理場(chǎng)改造工程｡
2 工藝流程設計
2.1 工藝流程
為不影響污水場(chǎng)的正常生產(chǎn),本改造工程通過(guò)對污水場(chǎng)現有工藝流程和運行情況的認真分析,在原有工藝流程的基礎上,將原混凝沉淀池改為曝氣生物濾池,并對曝氣生物濾池的結構形式和濾料級配進(jìn)行優(yōu)化設計,充分發(fā)揮其生物反應功能和過(guò)濾功能,實(shí)現COD､懸浮物等污染物質(zhì)的去除｡鑒于場(chǎng)地緊張,本工程的工藝流程設計全部利用已有構筑物,設備亦盡可能利舊｡
原污水場(chǎng)B 級沉淀池出水經(jīng)曝氣生物濾池處理后進(jìn)入監測池,然后再通過(guò)泵提升至活性炭過(guò)濾器｡受現場(chǎng)場(chǎng)地限制,曝氣生物濾池反沖洗水采用B級沉淀池出水,根據現場(chǎng)條件將原混凝反應池改為反沖洗提升水池,同時(shí),將原污泥池改為反沖洗排水池;曝氣生物濾池所需的壓縮空氣來(lái)自于現有污水場(chǎng)的鼓風(fēng)機｡
2.2 設計規模及進(jìn)､出水水質(zhì)
曝氣生物濾池設計水量500 m3/h, 主要考核指標為COD 和氨氮,COD 設計進(jìn)､出水指標為100､60mg/L,氨氮設計進(jìn)､出水指標為15､10 mg/L｡
3 曝氣生物濾池的特點(diǎn)及主要設計參數
改造工程主體工藝為曝氣生物濾池工藝,該工藝無(wú)論是在平面布置上,還是在結構形式上都具有明顯的特點(diǎn)｡
污水經(jīng)常規的生化處理后,出水有機物濃度較低,可生化性較差｡對于該類(lèi)污水的深度處理,曝氣生物濾池工藝以其生物量豐富､處理效果好､運行穩定等特點(diǎn)而得到廣泛的應用｡但因廢水的COD 較低,微生物處于貧營(yíng)養狀態(tài),在生物濾料表面難以形成凝聚性能良好的生物膜(生物膜很薄,肉眼幾乎難以分辨),同時(shí)受充氧曝氣的影響,因此曝氣生物濾池的過(guò)濾功能很弱,主要表現為進(jìn)､出水的懸浮物濃度相差不大,濾池過(guò)濾周期長(cháng)｡因此,在低濃度污水的深度處理中,為彌補曝氣生物濾池對懸浮物的去除,在出水水質(zhì)要求比較嚴格的場(chǎng)合,曝氣生物濾池之后需銜接沉淀､過(guò)濾等工藝｡
受現場(chǎng)條件的限制,為不影響污水場(chǎng)的正常生產(chǎn), 在改造工程中將2 座D=16 m 的混凝沉淀池改造為2 座并聯(lián)運行的曝氣生物濾池,每座的設計流量250 m3/h｡每座曝氣生物濾池采用兩段串聯(lián)組合工藝,前段設置輕質(zhì)生物陶粒濾料,以生化功能為主;后段設置生物陶粒,并在生物陶粒下面設置精密過(guò)濾層,以過(guò)濾功能為主｡該兩級串聯(lián)式曝氣生物濾池不僅生化功能穩定,而且具有卓越的過(guò)濾效果｡
在現有混凝沉淀池結構基礎上,通過(guò)內部增設隔墻將其平均分隔為6 格,中間為集水配水井(如圖3 所示)｡污水首先從下部通過(guò)穿孔配水管進(jìn)入曝氣生物濾池前段(3 格,并聯(lián)運行),前段設置輕質(zhì)生物陶粒,污水自下而上經(jīng)曝氣生物濾池前段生化處理后進(jìn)入中間的集水配水井,然后再進(jìn)入曝氣生物濾池后段(3 格,并聯(lián)運行),后段采用級配濾料,污水自上而下經(jīng)陶粒濾料､精密過(guò)濾層和承托層后,通過(guò)底部穿孔管出水｡
曝氣生物濾池的前段以生化功能為主,主要技術(shù)參數及工藝特點(diǎn)如下:
(1)3 格并聯(lián)運行,每格面積30 m2;填料以輕質(zhì)陶粒濾料為主,D 4~6 mm,厚度3 m,總有效接觸時(shí)間1.1 h;向上流速2.8 m/h｡
(2)采用向上流,在曝氣和水流作用下,濾料呈半流化狀態(tài),氣､液､固接觸充分､傳質(zhì)速率高,生化反應條件好,過(guò)濾功能可忽略不計,可實(shí)現連續長(cháng)周期運行｡
(3)反沖洗采用間歇式氣反沖,即增大單格濾池的供氣量,利用流速較大的反向氣流將附著(zhù)于濾料表面的污物擦洗下來(lái)使之懸浮于水中,然后隨向上的水流進(jìn)入曝氣生物濾池的后段｡氣反沖和充氧曝氣采用一套穿孔管配氣系統, 埋設于濾料層底部｡按實(shí)際工程運行經(jīng)驗, 反沖洗頻率一般3 天1 次｡充氧曝氣氣水比3∶1,反沖洗氣沖強度20 L/(m2˙s)｡
曝氣生物濾池的后段充分考慮過(guò)濾功能,主要技術(shù)參數及工藝特點(diǎn)如下:
(1) 3 格并聯(lián)運行,每格面積30 m2,濾速2.8 m/h｡
(2)采用向下流濾池結構形式,濾料采用級配設計以發(fā)揮其過(guò)濾功能,即上部為輕質(zhì)陶粒濾料,D 4~6 mm,厚度2.7 m,總有效接觸時(shí)間0.8 h;其下部為精密過(guò)濾層,高度0.3 m;底層為承托層,高度0.6 m｡
(3)反沖洗采用氣､水反沖,配水方式為大阻力配水配氣系統｡氣反沖強度15 L/(m2˙s),水反沖強度4~8 L/(m2˙s)｡(4)曝氣方式采用穿孔管曝氣,充氧曝氣氣水比3∶1｡啟動(dòng),系統運行正常,出水水質(zhì)穩定達到設計標準｡
改造后的污水處理系統出水水質(zhì)達到了《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)規定的一級標準｡
4結論
改造后的污水處理系統徹底解決了原系統耐沖擊能力差的問(wèn)題｡接種了高效微生物的固定化厭氧生物濾池具有非常高的反硝化效率, 可以去除大部分COD, 其對COD､NH3+-N､NO3--N 的去除率分別達到了96.50%､96.47%､99.23%,保證了后續工藝的穩定運行｡
