工业园污水处理工程优化方案.docx
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工业园污水处理工程优化方案
工业园污水处理工程
工程优化改造案
二○一六年六月
1基本情况
甘泉堡工业园污水处理工程处理规模10.5万吨/天，处理对象主要是工业园区煤化工项目生产过程中产生的废水。
该类型化工废水的典型特点是TN、TP浓度非常高，可生化性差，C/N比失衡，且来水水质波动性大。
实际平均进水水质
指标
COD
总氮
总磷
氨氮
平均值mg/L
400
120
50
11
最大mg/L
517
161.2
64
28
最小mg/L
273
69.54
14
7.17
由在线监测仪表和化验室数据看出，实际进水COD值远远低于设计值600~800mg/L，总氮及总磷远远超出设计值。
平均出水水质
指标
COD
总氮
总磷
氨氮
平均值mg/L
64
79
7.52
0
最大mg/L
103
107
10.15
0
最小mg/L
26
58.51
5.76
0
2存在的主要问题及原因分析
2.1主要问题
（1）出水TN、TP不达标；
（2）初沉池排泥泵不能有效泵送至污泥池；
（3）脱水机房进泥泵不能连续稳定的将污泥泵送至离心机。
（4）厂视频监控系统不完善，需要进行点位增加，提高整体运管安全。
（5）运行中的系统缺陷需要进行维修改造（锅炉房、深井泵系统、热力管网、细格栅、自来水管网等）。
2.2原因分析
（1）分析TN、TP不达标的主要原因为：
1生物池进水COD/TN不足4:
1，考虑到进水COD中可能存在一定的不易降解的有机物，反硝化过程和厌氧释磷过程均面临易降解COD不足的问题；
2在进过初沉池和水解酸化池后，原水中的COD减少了50%以上，使得碳源更加不足。
3好氧段溶解氧浓度高（5mg/L），会引起更多的碳源通过好氧降解途径被去除，进一步加剧了反硝化过程碳源的不足；同时，好氧池溶解氧浓度不足对缺氧池环境也造成了破坏；
4碳源不足，缺氧环境被破坏，引起反硝化不彻底，缺1出水中可能存在较高浓度的硝氮，对厌氧池环境造成破坏，不利于厌氧释磷，存在较高引起系统硝氮浓度较高；
5膜出水TP波动较明显，表明生化系统抗冲击负荷能力较差，长时间不排泥。
（2）分析初沉池排泥不畅的主要原因为：
泵送的污泥粘度高，管路长，系统阻力大，污泥泵选择的扬程小，不能有效克服系统阻力，需要更换大扬程的无堵塞潜污泵。
（3）分析脱水机房进泥泵流量不稳定的主要原因为：
进泥泵为污泥螺杆泵，吸入口主管道设计不合理，管路易堵塞或者形成气阻。
浓缩池的刮泥机易出现过载保护，不能稳定运行搅拌，池底存在污泥板结现象。
3水质调控的具体改造法和措施
3.1相关标准、规
1、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
2、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（CJ3025-93）
3、《室外排水设计规》（GB50014-2006）
4、《城市工程管线综合规划规》（GB50289-98）
5、《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ31-89）
6、《污水排入城镇下水道水质标准》（GB18918-2002）
7、《建筑给水排放设计规》（GB50015-2010）
8、《城市防洪设计工程规》（GB50805-2012）
9、《泵站设计规》（GB50265-2010）
10、《产矿道路设计规》（GBJ22-87）
11、《工业建筑防腐设计规》（GB50046-2008）
12、《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
13、《建筑结构荷载规》（GB50009-2012）
14、《给水排水工程构筑物结构设计规》（GB50069-2002）
15、《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
16、《混凝土结构设计规》（GB50010-2010）
17、《建筑抗震设计规》（GB50007-2011）
18、《建筑地基基础设计规》（GB50007-2011）
19、《水工砼结构设计规》（SL191-2008）
20、《建筑设计防火设计规》（GB50016-2014）
21、《采暖通风与空气调节设计规》（GB500169-2003）
22、《工业企业噪声控制设计规》（GB50087-2013）
23、《20kV及以下变电所设计规》（GB50053-2013）
24、《地下工程防水技术规》（GB50108-2001）
25、《供配电系统设计规》（GB50052-2009）
26、《低压配电设计规》（GB50054-2011）
27、《电力装置的继电保护和自动装置设计规》（GB/T50062-2008）》
28、《建筑防雷设计规》（GB50057-2011）
29、《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）2013版
30、《城市污水处理工程项目建设标准》（现行版）
31、《城市排水工程规划规》（GB50014-2006）
3.2改造的基本原则
总体思路是减少预处理段无谓的碳源去除，将分配井的原水通过超越管道直接进入生化系统，使得原水COD充分利用在反硝化阶段，另外通过将膜池和好氧池的风管连通从而控制好氧池的DO浓度以保证缺氧段缺氧环境的维持，最后辅以外加碳源及化学除磷药剂的措施。
3.3充分利用原水碳源，设置超越管道
目前来看，预处理段对碳源的去除主要在于初沉池和水解池对进水SS（可能还有部分溶解性有机物）的去除，因此可通过超越管道将进水直接超越初沉池、水解池进入生化池，提高生化池缺氧1的进水COD。
甘泉堡进水基本为工业污水，甘泉堡最近三月BOD/COD比值平均为0.2，最低不到0.1，进水可生化性为较差。
同时，根据本年度6月份进出水水质指标，如下表所示。
指标
浓度（mg/L）
COD
BOD
总氮
总磷
氨氮
进水
出水
进水
出水
进水
出水
进水
出水
进水
出水
平均值
445
30
93
5.5
143
89
81
8.8
14.3
0.09
最大
1125
84
298
13
196
17
26
1.18
最小
105
21
14
2.1
94
23
20
3.7
7.7
0
平均去除率%
91.72
92.85
38.00
86.87
99.24
污水厂进水中BOD为90mg/L左右，TN为140mg/L左右。
BOD/TN为0.6，BOD/TP为0.9，一般认为BOD/TN大于3~6，BOD/TP＞20，可保证总氮及总磷较好的去除，进水碳源重不足。
若经过预处理段（初沉池+水解酸化池）后，原水中的COD减少了50%以上，而TN、TP降低相对较少，更加剧了进水水质比例失衡、碳源不足的问题。
为此，目前将预处理段（初沉池+水解酸化池）100%完全超越，后期对超越水量的变化调整将视进水水质情况而定。
3.4溶解氧的控制
好2的溶解氧控制最为关键，须将好氧段的溶解氧，尤其是好2的溶解氧控制下来。
根据现场条件，生物池曝气管路已设置放空管，需着重控制好2曝气量，降低好2溶解氧。
采取措施：
1通过调节放空、关小好2池曝气阀门等措施，将好2溶解氧末端控制在1mg/L以下。
2膜擦洗风机与生物池曝气风机风管联通，以利于风量进一步调控。
在MBR联合工艺中，为实现膜组器的大风量吹扫及吊装可靠，膜池设计较浅，一般较生化池浅2.5～4.5m。
本工程生化池水深5.55m，膜池3.58m，生化池曝气风机风压选型为65kpa，膜池吹扫风机风压选型为42kpa，所以生化池风机与膜池风机联通，可将生化池风量导入膜池，满足膜擦洗风压的需求。
根据风机的一般特性，通过风机进口阀门调节风量时，当某台风机调节量接近其额定工况风量50%时，继续阀门调节会有失压喘振的风险，需采取放空措施调节。
本工程生化组合池分为2个系列，每个系列生化风机和膜池风机均2用1备。
当生化系统所需风量减少量，接近风机额定工况风量50%时，又不及1台生化风机额定工况风量时，不足以关停1台生化风机，则通过生化池风机与膜池风机联通，使调节的风量平均分摊到生化风机和膜池风机上，避免喘振发生和风量浪费。
将生化池部分风量引入膜擦洗管路，同样考虑联通气量为单台生化池风机风量的50%计算，风速选为10-15m/s，则管径为DN300，联通管上安装节流阀，便于稳定控制流量。
本工程联通管安装系统图如下：
实践时，运行人员首先根据近一段时间平均的进水水量和污泥特性，再结合人工实测的进出水水质，判断生化池所需风量，将生化池和膜池所需风量之和与满负荷运行风机额定工况风量之和进行差额比较，判定得出联通管路所需通过的风量。
以下，结合某工程实例进行阐述此过程。
北京某再生水厂，采用MBR联合工艺，生化池部分采用A2/O，膜池部分有6个廊道，每个廊道9台膜组器，设计处理能力为4wt/d，设计的进水水质COD、NH4-分别为500mg/L、40mg/L。
生化池风机和膜池风机均采用两用一备配置，生化池、膜池的单台风机额定风量分别为125m3/min、144m3/min，升压分别为73.5kPa、42kPa，功率分别为160kw、220kw。
建厂运行后，由于污水收集管网工程尚不完善，实际进水水量为8000m3/d，平均进水水质COD、NH4-分别为125mg/L、40mg/L，每天的处理负荷只有设计的7%左右，生化池和膜池的风机分别开1台，运行2个膜池廊道，2台运行风机的进口阀门开度调小，运行风量已降至额定风量的60%（继续降低有喘振风险），且产生的风量依旧过大。
为此，将生化池总风管与膜池总风管联通，联通管施工图如下图所示。
计算所需风量为113.5m3/min（7%×125×2+2/6×144×2=113.5m3/min），则联通后只需开1台生化池风机即可。
目前，改管后每天可节省风机电耗约3000kwh，出水水质可稳定达标（一级A）排放。
3.5回流量的调控
生化段的回流为好2→缺1，膜→好1，好2→缺1的回流对TN、TP去除的影响至关重要。
一面，好1前的污泥浓度由好2污泥浓度及回流比所确定，另一面，好2回流起到硝化液回流的作用。
有利的一面是，好2→缺1回流量越大，则缺1、厌污泥浓度越高，带回去的硝氮量越大；不利的一面是：
好2→缺1回流量越大，带入缺1的DO越多，更多的混合液将在缺1、厌、好1、缺2、好2之间循环，不断通过好氧池补充溶解氧后再进入缺1、厌，消耗COD。
由于回流量与进水量的分配是互相影响的因素，因此可考虑好2→缺1的回流以保证缺1足够的污泥浓度为标准，回流比控制在200%（根据回流量/缺1进水量计算），如此缺1污泥浓度将约为好2的2/3。
注意，此处应按照缺1进水量来考虑回流比。
回流比的调节同时要考虑进水量的分配，如目前进水基本平均进入三个缺氧段，则在目前开启两台回流泵的情况下，对缺1而言，好2→缺1回流比约为800%，带入的溶解氧及硝氮浓度远远超过缺1可提供的COD量。
3.6碳源的投加
（1）原碳源的投加点位于缺1，目前实际投加于进水渠，根据各池的作用，建议如下：
增加至缺2、缺3池的投加点，碳源主要投加至缺3池，投加量根据各缺氧池进水端的TN浓度调整。
（2）碳源投加泵更换，将计量偏差较大的蠕动泵改为隔膜计量泵，计量泵的选型计算如下：
拟选用甲醇作为外加碳源，甲醇的COD当量较高为1.5，较为经济。
现水厂进水TN在140mg/L左右，重超出设计限值70mg/L，水厂处理出水TN含量在90mg/L左右，将出水TN将至设计出水限值10mg/L时，需去除80mg/L左右的TN，拟先采用C/N=5/1（理论C/N=3/1）的比例投加碳源，则甲醇投加量=
。
由上可知，碳源计
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