A2／O—MBR工艺城镇污水处理厂能耗特征与运行优化

镇污水处理厂能耗特征与运行优化杨敏颜秀勤孙雁刘波。王雅雄(1中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津300074；2昆明城市污水处理运营有限公司，昆明650100；3昆明滇池水务股份有限公司，昆明650228)摘要针对当前A2／O—MBR工艺高排放标准城镇污水处理厂普遍存在运行能耗过高和精细化管理水平不高的实际问题，基于稳定达标和节能降耗，以滇池流域某典型A2／O一工艺污水处理厂为例，依托能耗监测平台，从单位水量电耗分布、能耗结构和单元能耗等方面对其能耗特征进行了分析，并结合生产运行实际对其优化运行措施进行了研究，结果表明：年平均单位水量电耗为0．580kw·h／ms，日单位水量电耗主要集中于0．550~0．650kW·h／m3，其累积频率为83．66，并且膜单元能耗占比高达43．0；优化膜擦洗曝气强度降低膜单元能耗的优化运行措施的节能效果显著，通过采取将膜池IX)控制在4mg／L左右的技术措施，膜单元单耗年均降低0．091kW·h／m3，年均下降39．7；调整好氧池容积强化工艺脱氮的优化运行措施的强化脱氮效果良好，通过采取增加后置缺氧池容积并控制好氧池DO的技术措施，工艺系统平均脱氮效率由66提高到79。关键词A。／o—MBR工艺能耗监测平台能耗特征运行优化0前言A／o～MBR复合工艺具有污泥浓度高、出水水质好、节省占地等优点，近年来，在我国高排放标准城市污水处理厂中的工程应用越来越多，并且随着地下式污水处理厂的兴起，其已经成为地下式污水处理厂的主流工艺，但运行实践表明，A／o—MBR复合工艺城市污水处理厂同时也普遍存在运行能耗过高和精细化管理水平不高的实际问题口叫]。并且目前国内关于A／O-MBR工艺城镇污水处理厂的能耗特征与精细化管理的相关研究较少。因此，对当前A。／o—MBR工艺污水处理厂开展能耗特征和精细化管理措施研究对其稳定达标和节能降耗具有重要的现实意义。基于此，本文以滇池流域某典型A／o—MBR工艺城市污水处理厂为例，依托该厂能耗监测平台，从日单位水量电耗分布、能耗结构和单元能耗方面对其能耗特征进行了分析，并结合生产运行实际对其优化运行措施进行了研究，以期对我国高排放标准城镇污水处理厂的工程设计和运行管理提供参考和借鉴。国家水体污染控制与治理科技重大专项(2013ZX07314．001)。44给水排水Vo1．42No．1220161污水处理厂概况某污水处理厂位于滇池流域，设计规模为6万m。／d，原采用ICEAS工艺，一级A提标改造工程因用地限制采用A／o—MBR工艺(工艺流程见图1)，现状生物池及膜池在原生物池基础上分隔而成，分南北两侧共12个系列对称分布，总设计水力停留时间为17．14h，其中厌氧池为1．98h、缺氧池为4．61h、好氧池1为2．87h、好氧池2为2．87h、变化池为2．87h、膜池为1．94h。变化池内设有搅拌器和曝气系统，根据进水水质按好氧池或缺氧池运行。每个膜池内设置7个膜组器，共84个膜组器，膜型式为帘式中空纤维膜，膜孔径为0．4m。生物池及膜池设计MLSS分别为7g／L和8g／L。设计工艺除磷方式采用生物除磷和化学辅助除磷相结合，化学除磷加药点设置在预处理单元出水渠处。改造工程于2010年9月投人运行，运行至今，工程运行效果良好，出水水质可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A排放标准。生物池及膜池主要设备配置隋况见表1。2能耗特征分析2．1单位水量电耗分布特征分析单位水量电耗是能耗特征的重要方面，是反映城⋯⋯⋯⋯⋯j剩余污泥回流300％’图i工艺流程表1生物池及膜池主要设备配置情况设备名称额定功率／kw数量／台备注曝气鼓风机31532用1备搅拌器448回流泵12．512缺氧池至厌氧池的回流回流泵22．524变化池至缺氧池的回流回流泵3424膜池至好氧池1的回流膜擦洗鼓风机35532用1备产水泵1112镇污水处理厂总体能耗水平的重要指标。对于该A／o工艺污水处理厂，投入运行后的前3年(即2011~2013年)单位水量电耗分别为0．606kW·h／rn。、0．584kW·h／m。、0．580kW·h／m。，其能耗水平和当前国内其他A／o—MBR工艺城镇污水处理厂能耗水平基本相当]。因此，为分析当前A／o—MBR工艺城镇污水处理厂的单位水量电耗特征，以2013年度该厂全年的日单位水量电耗数据为基础，基于累积频率曲线，对该厂全年日单位水量电耗的分布特征进行了分析，结果见图2。l0080604020O0l020304050607080910单位水量电耗wh／m3图2栗污水处理J2013年日单位水量电耗累积频率由图2可见，单位水量电耗的最小值和最大值分别为0．489kW·h／m。和0．845kW·h／m。，单位水量电耗在0．550kW·h／m。以下的累积频