盐城市城东污水处理厂服务范围为东至通榆运河、西至串场河、南至赣江路、北至新洋港,总服务面积为30.5 km2,另外接纳来自盐城经济技术开发区印染企业预处理后的工业废水(约为2×104 m3/d),污水厂占地约124.8亩。污水处理厂总设计模为10×104 m3/d,分三期建设,一、二期设计处理能力各为2.5×104 m3/d,三期为5×104 m3/d。一、二、三期现状工艺均为:原生污水→粗格栅进水泵房→细格栅曝气沉砂池→AAO生物反应池→二沉池→接触消毒池→出水泵房。原设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级B标准,尾水排入新洋港。污水处理关键构筑物生物反应池的总水力停留时间为9.5h,有效水深为5.2m,实际运行结果显示出水水质基本能稳定达到一级B标准。为实现江苏省环保厅节能减排目标,城东污水处理厂于2014年启动了提标改造工程,2016年12月底提标改造工程投产运行7 @4 u7 d. R+ ?# y
8 F2 B$ x. a) [2 H( V" I8 N1 m; \/ Q M6 `& d8 [ 01设计水量水质6 n2 Q$ ?- ?5 n5 ]8 l0 e& f+ B
, Y8 i5 L9 o5 Z# U
; |* X5 j1 b7 u+ R) Z提标改造之前(2013年—2014年),城东污水处理厂旱季处理水量约为(6.0~6.5)×104 m3/d,其中一、二期实际处理水量约为(3~3.5)×104 m3/d,三期实际处理水量约为(2.5~3.0)×104 m3/d,雨季时污水处理量可达10×104 m3/d以上。根据污水处理厂服务范围内的地块发展及污水管网建设情况,确定提标改造工程设计规模为10×104 m3/d。* R0 ?! ?1 j2 Z' \' P
5 ^7 U9 W8 Q3 f* O' R0 Q
提标改造之前,污水处理厂实测进水COD为150~400 mg/L、BOD5为76~145 mg/L、SS为67~190 mg/L、氨氮为17~30 mg/L、总氮为20~40 mg/L、总磷为2.25~4.9 mg/L,不同保证率下的实测进水水质如表1所示。 ' F# G! u$ @, L! i# V+ V0 x/ e f( P
表1 提标改造前实测进水水质 mg·L-1 2 n3 H9 r) k7 C; M! n: R$ ]" X & ~6 G( Y, k. z. r2 m& {3 @1 e
项目
原设计进水水质
80%保证率
85%保证率
90%保证率
COD
400
343
353
370
BOD5
200
109
111
117
SS
250
189
190
237
NH3-N
30
23.2
24
25.7
TN
40
32.3
32.7
35.5
TP
3
4.36
4.54
4.8
/ `3 b! n- E" n p
由表1可以看出, 进水COD、SS、NH3-N、TN等指标接近原设计值,B/C值偏低(仅为0.32),TP比原设计值要高。本次提标改造工程设计进水水质除TP调整为5 mg/L外,其余水质指标维持原设计值,出水水质执行GB 18918—2002中的一级A标准,主要水质指标如表2所示。" W# M; ^3 ]. N
( w, Z3 M0 R2 F& k. O
表2 设计进出水水质指标 mg·L-1 i; e! N) b o- n) L
, _' D8 Z/ ~# B- q$ g" d+ y9 ?
项目
设计进水水质
设计出水水质
COD
400
50
BOD5
200
10
SS
250
10
TN
40
15
NH3-N
30
5(8)*
TP
5
0.5
pH值
6~9
6~9
注:括号外为水温>12℃时的控制指标,括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
u5 g# Z* i. s% N5 V 02提标改造工程技术方案分析 ! \/ x+ w8 X, k; |4 V) K2 e4 u# h q8 H4 H8 `/ C6 b3 O* T2 ~$ ?
2.1生物处理系统仿真模拟8 {" w3 ]& D P3 |, D8 @
. n: z+ |1 G0 p. g3 p# G污水处理厂原设计生物反应池的停留时间为9.8~10.8 h,由于尚未满负荷运行,实际停留时间约为13.8 h,在这样的运行工况下各项污染物指标取得了较好的去除效果,实测出水水质如表3所示。" c; D6 }* W' k/ K; b, N
: K* a) |2 a9 q1 Y表3 提标改造前实测出水水质表 mg·L-1 - z4 v- m6 J' i- p3 E2 M & B) J$ Q6 u/ _. g& Y
项目
原设计出水水质
实测出水水质
80%保证率
90%保证率
平均
COD
60
42.1
44.3
43.2
BOD5
20
9.7
10.1
9.9
SS
20
11.5
12.9
12.2
NH3-N
8(15)
5.5
8.9
7.2
TN
20
12.6
15.5
14.1
TP
1.5
1.12
1.26
1.19
. f. q" S3 Z: m/ g$ |! g
! H. [: X* M* L, W4 N8 |
& z- [9 B7 _9 y' P
当污水厂达到满负荷运行时,现状生物处理系统对COD、NH3-N、TN的去除效果是否能满足排放要求,这是提标改造工程需重点考虑的内容。本项目的设计采用污水处理数学仿真模型(ASM2D)模拟对有机物的去除过程,硝化、反硝化过程,释磷、吸磷过程。生物反应池的工艺参数如表4所示,模拟的进出水水质如表5所示。 7 {8 |2 y, i2 t4 |, H8 ]0 L3 N% \# D S e
表4 生物反应池工艺设计参数' z& t& t# Q1 z
; p) A) E% f1 w- L7 p' A' V
一期工程二期工程
总停留时间/h
9.8
厌氧时间 /h
1.66
缺氧时间 /h
1.66
好氧时间 /h
6.5
溶解氧浓度 /(mg·L-1)
2.0
污泥回流 /%
50~100
内回流比 /%
100~300
二沉池平均流量负荷 /(m·h-1)
1.02
三期工程
总停留时间/h
10.8
厌氧时间 /h
1.78
缺氧时间 /h
1.78
好氧时间 /h
7.3
溶解氧浓度 /(mg·L-1)
2.0
污泥回流 /%
50~100
内回流比 /%
100~300
二沉池平均流量负荷 /(m·h-1)
1.06
% \& K7 E. ^; Y; I0 [表5 满负荷条件下的处理效果(MLSS=3500 mg/L), }& R2 x: s5 \3 |( I
. N. z' ~# D1 Q9 }
项目
COD
SS
NH3-N
TN
TP
设计进水水质
400
250
30
40
5
处理要求
55
40
5(8)
15
3
一期、二期工程
12 ℃出水水质$ p9 w- p$ H+ ^! h
37.2
13.5
24.3
25.9
0.349
25℃出水水质 % o6 @; C/ r: @( l2 [0 u# F! H6 f; `
35.2
13.2
0.259
9.14
2.27
三期工程
12℃出水水质1 p! @7 {' G$ o3 w7 F7 _2 u% ?
36.1
12.2
24.2
25.9
0.322
25℃出水水质 N4 F$ }. q; }* z( f$ L% M }. C
33.9
11.7
0.253
9.09
2.08
6 @4 |. }6 i3 H, R' Y
模拟结果显示,在设计规模条件下,生物反应池冬季硝化容量不足,出水NH3-N和TN的浓度不能满足达标处理的要求。低温条件下的污水处理厂的氨氮去除效果是衡量污水处理系统能力的主要指标,维持污水处理系统的主要设计运行参数不变,模拟不同进水流量下的氨氮处理效果如图1所示,模拟不同污泥浓度下的氨氮处理能力如图2所示。 9 f4 M7 P( i( b3 }; [! ]+ `( }8 w/ x
V$ t8 ?3 q3 p8 ~( A$ c
) T/ w/ y% y5 h9 L9 X4 ~( S6 Y图1 不同流量下的氨氮处理效果6 S5 _4 A+ O c. t
( c3 T3 t2 ?' `2 Z7 L+ ] P7 T! w! T# \ N( p5 g8 V) h2 q) _
图2 不同流量下的氨氮处理效果3 B" W0 k3 t, E K0 `0 g