采用BNR工艺升级改造咸阳路污水处理厂

全国污水处理节能减排新技术、新工艺、新设施高级研讨会论文集天津咸阳路污水处理厂于2004年建成以来执行GBl8918—2002的二级标准。由于国家对污水处理的治理力度逐步加大，特别是响应由国家环保总局规划设计院出台的“重点流域水污染防治“十一五”规划”的要求。天津市环保局在《天津市建设管理委员会“十一五”水污染物总量消减目标责任书》中明确要求，新建、扩建、改建的城市污水处理厂出水水质一律要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)中规定的一级排放标准。而天津市地方标准《污水综合排放标准》(DBl2／356—2008)也规定：已建成的城市污水处理厂进行改造，排水执行GBl8918中“水污染物排放标准一级标准B标准”。为了达到天津环保局和天津市地方新排放标准的要求，就需要对现有污水处理厂进行升级改造。2．2咸阳路污水处理厂基本情况整个污水处理厂的处理规模为45万吨／天，共分5个系列运行，每个系列的处理规模为9万Ⅱ屯／天。每个系列的曝气池分为9个廊道。前两个单廊道的尺寸为：长79mX宽7．5m×深6．0m。后7个廊道的尺寸为：长79mX宽8．0mX深6．0m。曝气池总容积为34，300m3；总停留时间为9．2his。原工艺为：除磷型AO工艺。设计采用渐减曝气法。2．3对原工艺的改造2．3．1进水水质根据现有污水厂原水监测数据，现有曝气池升级改造的系统设计基于以下初沉池的出水水质：表2-2生物反应池进水水质参数单位设计值日均流量m3／d90，000PH6—8CODmg／L300TSSmg／L165BOD5mg／L165NH3一Nmg／L45TNmg／L60最高温度℃25最低温度℃102．3．2出水水质系统改造后，考虑到后系统还要进行深度处理达到再生水回用的要求。生物处理系统地的出水水质指标见下表2—1。表2—1出水排放指标限值参数单位一缀一级B一级A改造后出水标准BODsmg／L30201020’I‘SSmg／L30201020CODmg／L100605060NH3一N1mg／L25(30)12(8)5(8)5(8)TNmg／L201515TPmg／L310．51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。·218·杨淑霞，等：采用BNR工艺升级改造咸阳路污水处理厂通过与业主方的多次技术交流最终确定：生物处理系统出水氨氮和总氮执行一级A标准，其余指标执行一级B标准，最终通过深度处理系统和辅助化学除磷系统使最终出水满足一级A标准。由以上分析可见通过升级改造要求污水处理厂的出水有一个很大的提升。因此对所选择的改造工艺是一个极大的挑战。2．3．3工程试验改造方案系统描述由于本次改造中污水厂的处理规模不变，进水水质没有变化，只是出水水质由原来的二级排放标准提高到lB标准(其中氨氮、总氮达到1A)，因此不需要对污水厂的预处理、初沉池、二沉池进行改造，只需对AO生化反应池进行改造，来提高BOD、氨氮和磷的去除率。为了确保污水厂的升级改造可以成功运行，现先对其中1组曝气池进行工程试验研究。污水处理厂生化反应池的工程试验采用西门子水技术公司的Verticel—BNR工艺。该工艺把生物处理工序分成了三段，在每一段中保持溶解氧的浓度不同，在不同阶段采用0—2mg／L的溶解氧梯度分布。该工艺在第一段采用了同步硝化一反硝化的专有技术，即通过控制溶解氧浓度在第一级生物反应池内来完成同时硝化和反硝化，可以提高氮和磷的去除。这一工艺在美国已有几十项成功的应用业绩：本次工程改造中，保留原有生化池主要结构尺寸不变，进行内部局部修改，使其成为西门子的Verticel—BNR工艺，Verticel生物反应池由一个曝气缺氧的VLR立环氧化沟和2级微孔曝气池组成。2．4改造工艺特色VertiCel前半部分采用表面机械曝气，后半部分采用微孔曝气。这种混合曝气的方式能够最大程度的提高曝气效率，从而节能。其原因在于：微孔曝气在清水中的氧传输效率最高，而在污水中，需要考虑一个小于l的修正系数a。对于微孔曝气，污水中影响a系数的主要组分是表面活性剂。表面活性剂对气液两相界面的影响相当大，降低了两相界面的表面张力，使传氧更困难。气泡越小，传氧越困难。对于大部分曝气设计，气泡越小，a系数越低，导致污水中的曝气效率越低。而对于机械曝气，表面活性剂的影响是不同的。表面活性剂帮助产生更小的水滴，提高氧传输的可利用表面积，提高机械曝气的曝气效率。而随着表面活性剂在活性污泥工艺中被分解，它们的影响也随之减小。因此，微孔曝气之前设置机械曝气的VertiCel工艺在节能方面具有相当大的优势。BNR—VertiCel工艺，使得需氧量大大降低，氧传递效率大大提高，很大程度上降低了能耗，节省了运行费用。3改造后与原工艺的处理效果对比3．1BOD去除效果对比