20.初沉发酵池和悬浮填料技术在污水处理厂提标改造中的应用

初沉发酵池和悬浮填料技术在污水处理厂提标改造中的应用杨敏刘玉宽张海峰孙永利郑兴灿张秀华张贺满(1国家城市给水排水工程技术研究中心，天津300074；2唐山海港开发区污水处理有限公司，唐IJ1063611)摘要针对城镇污水处理厂一级A标准提标改造工程中应用的初沉发酵池和悬浮填料新技术，从设置条件、技术特征、设计要点及运行控制要求方面进行了简介，并结合某污水处理厂提标改造工程实例，对其工程应用设置条件进行了具体分析。关键词初沉发酵池悬浮填料污水处理厂提标改造一级A标准据统计，截至2012年6月，我国一级A排放标准的污水处理厂的数量和规模分别为640座和441万rn3／d，占比分别为9．54和4．92，“十二五”期间污水处理厂提标改造任务仍然繁重。与此同时，一些新技术或新工艺得到了工程应用并取得了良好的效果，如悬浮填料投加技术、初沉发酵池、反硝化滤池、带回流污泥反硝化池的改良A。／o工艺等[1q]。但不同新技术均有其具体的技术内涵和设置条件，因此，本文对初沉发酵池及悬浮填料新技术分别进行了简介，并结合污水处理厂提标改造工程实例，对其工程应用设置条件分别进行了具体分析，以期为其在城镇污水处理厂的提标改造工程中的推广应用提供基础和支持。1某污水处理厂提标改造工程概况某污水处理厂设计规模为5万ITt。／d，处理工艺为变型Orbal氧化沟工艺，由氧化沟1#沟、2#沟和3#沟构成，氧化沟生物段分为4个系列，每个系列的设计规模为1．25万m。／d，原出水执行二级排放标准，因一级A标准提标改造需要，基于实际进水水质特征和污水处理厂原有构筑物硝化能力分析，结合原污水处理工艺流程，提出了污水处理厂提标改造的工艺流程，提标改造前后的工艺流程和改造后的氧化沟工艺平面布局分别见图1～图3。2初沉发酵池技术简介及其工程应用设置条件分析2．1技术简介国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2009AA063801，2009AA063802)。80给水排水Vo1．39No．22013IL_⋯⋯一堑煎显⋯⋯⋯⋯⋯j一曼图1原污水处理工艺流程图3提标改造后氧化沟工艺平面布局调查表明，我国大部分城镇污水的碳氮比明显偏低，B0D[／TN比值仅3～4，明显低于发达国家的5～6，严重影响生物除磷脱氮能力。在设置常规初沉池的情况下，由于碳、氮的去除比例不同，碳氮比偏低问题更加突出，BODs／TN比值可降低到2．5～3的水平，后续除磷脱氮工艺的效能受到更加明显的不利影响。初沉发酵池[4]是主要针对我国城镇污水普遍存在BOD5／TN偏低(BOD／TN<4)、SS／BOD偏高(SS／BOD>1．2)的实际情况及高效除磷脱氮的功能要求，开发的一种集生物絮凝沉淀和水解发酵作用于一体的，改善城镇污水处理厂进水水质构成特性的预处理系统，可实现城镇污水有机碳源的充分利用和无机悬浮固体的有效分离，提高进水中的优质碳源(快速降解有机物)比例，相应提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脱氮效果和运行稳定性，降低污水处理工程的建设投资、运行费用和能耗物耗水平；可按生物水解发酵、生物絮凝沉淀、物理沉淀分离等方式运行，适应不同时段进水水质水量变化，工艺运行调整灵活性提高；可在常规初沉池的基础上将其改造为初沉发酵池，仅需更换桥架系统和增加搅拌设备，无土建工程，改造投资低。初沉发酵池系统包含进水管线与布水器、桥架结构(含推进器)、低速推进器、固液分离区出水堰板、出水收集槽、底部刮吸泥装置、底泥排放系统和悬浮污泥层。初沉发酵池结构见图4。图4初沉发酵池结构不蕙初沉发酵池的设计要点及运行控制要求如下：设计表面水力负荷3～5m。／(m2·h)，水力停留时间3O～60min；悬浮污泥层的高度控制在池体高度的3O～9O，污泥固体停留时间1～5d，以池内基本不产生甲烷气体为控制上限，出水挥发性脂肪酸(VFA)含量达到最高值为控制目标，而实际工程中由于进水SS浓度的波动会对系统污泥龄的控制产生不利影响，设计中宜设置泥位计和污泥浓度计；水下推进器的功率宜按0．5～2W／m3的功率密度设计，并应采用变频控制方式，以满足不同泥位下初沉污泥的混合效果。高效初沉发酵池不仅突破了传统初沉池表面负荷率较低，水力停留时间长的特性，节省了50以上的池容和水力停留时间；而且将进水无机物的去除和有机碳源的回收利用结合起来，初沉发酵池出水vss／ss比值可提高15～5O，改善后续生物系统活性污泥构成，MLVSS／MLSS比值可提高10～20，即生物池池容有效利用率可提高25以上。同时，高效初沉发酵池出水中优质碳源比例提高，VFA浓度可提高20～150，可节省2O以上的外部碳源投加需求。2．2初沉发酵池工程应用设置条件分析从上述初沉发酵池技术简介可知，污水处理厂进水水质特征是初沉发酵池设置与否的先决条件，在进水SS／B0D偏高和BOD／TN偏低的条