工業(yè)污水處理一級A達標排放的關(guān)鍵因素分析與運行控制
銀川市第三污水處理廠一期工程始建于2003年3月，2004年7月投產(chǎn)，設計日處理污水量50000m3，采用卡魯塞爾2000氧化溝工藝，執(zhí)行國家二級排放標準(GB18918-2002)。隨著城市不斷發(fā)展，污水量急劇增加，原有污水處理設施及排放標準已經(jīng)無法滿足社會、環(huán)境要求，迫切需要擴建及提標改造。升級改造工程2013年10月立項建設，2015年7月30日建成投產(chǎn)運行，日處理污水規(guī)模達到100000m3，采用變形式氧化溝+深度處理工藝，由二級排放標準提升到一級A排放標準(GB18918-2002)。但由于第三污水處理廠處理的工業(yè)污水占到75%，水質(zhì)變化大、生化性極差，理論設計與運行存在著較大的差異，給實際的生產(chǎn)運行帶來了極大的困難，經(jīng)過兩年的運行及大量的實踐，積累了豐富的運行經(jīng)驗，使該廠運行穩(wěn)定，持續(xù)達標排放，良好的環(huán)境、社會效益日益突顯，為以后綜合工業(yè)污水處理提供了借鑒與藍本。
1服務區(qū)內(nèi)污水現(xiàn)狀
1.1服務區(qū)內(nèi)污水組成
工業(yè)污水占比總處理量的75%左右，主要有西夏工業(yè)園區(qū)、金鳳工業(yè)園區(qū)的污水;有印染廠、化肥廠、煉油廠、水泥廠、熱電廠、硫酸廠、羊絨加工廠、機械加工廠等40余家企業(yè)排放的污水。城市居民生活污水占比總處理量的25%左右。
1.2工業(yè)污水特性
色澤各異;氨氮、COD高、BOD低;TN、TP高;C：N比低、生化性差。生化處理難度大，給城市污水處理廠設計、運行造成極大的困難，需要把控關(guān)鍵處理段與關(guān)鍵參數(shù)。
1.3進水水質(zhì)
(1)進水COD(見圖1、圖2)。
(2)進水BOD(見圖3、圖4)。
(3)進水TP(見圖5、圖6)。
(4)進水TN(見圖7、圖8)。
2升級改造工藝流程
從工藝設計(見圖9)給予TP、SS、TN專門的構(gòu)筑物、專門的加藥設施、足夠的水力停留時間來降解、去除。
3運行過程中關(guān)鍵參數(shù)及工藝段的控制
3.1關(guān)鍵參數(shù)控制
3.1.1TP控制
較高的BOD負荷，可以取得較好的除磷效果，進行生化除磷的低限是BOD/TP=17，根據(jù)實際進水復核BOD/TP<17，生物除磷效果一般需要補充碳源及化學藥劑除磷。
污水處理廠二級生化處理TP一般達到60%~75%的去除率，基本屬于極限，若要達到更低0.5mg/L一級A指標，需要加化學藥劑PAC(聚合氯化鋁或者鋁鐵鹽復合劑)處理，同時嚴格控制厭氧區(qū)的氧氣量不大于0.3mg/L。
設計理論PAC藥劑加藥量(Al2O3>10%)Fz=(4.5~5.5)×1.5×16.45=111.0mg/L~135.7mg/L，除磷加藥量為120mg/L。實際生產(chǎn)中因水流速度及沉降性的變化，出現(xiàn)較大的偏差，加藥量及水量變化(見表1)。
從實際加藥化驗指標對比：(1)實際加藥除磷大于理論計算;(2)持續(xù)加藥可提高去除率;(3)加藥量達不到要求出現(xiàn)數(shù)據(jù)超標情況，去除率低，達不到設計要求。同時要嚴格控制二級生化除磷降低到2mg/L以內(nèi)，對于深度處理化學除磷才能達到要求。
3.1.2TN控制
從1.3項中的進水指標可以看出，BOD/TN>3~6，即可認為污水有足夠的碳源供反硝化菌利用，按現(xiàn)有復核計算BOD/TN=3~2，屬于碳源一般的污水，去除TN從理論上已經(jīng)比較困難。
TN的去除要滿足三個條件，分別是缺氧環(huán)境、優(yōu)質(zhì)的碳源以及反硝化時間。實際運行中反硝化區(qū)的容積已定，滿負荷時水力停留時間無法調(diào)整，只能減少外回流、增大內(nèi)回流;調(diào)整反硝化區(qū)的氧氣量，在確保COD、氨氮數(shù)據(jù)合格的情況下，整體降低曝氣量，使得反硝化區(qū)的氧氣量控制在0.5mg/L內(nèi);加大碳源的補充。在保持反硝化區(qū)缺氧相同的情況下，反硝化區(qū)的數(shù)據(jù)(見表2)。
從表2的NO3/NH4(mg/L)(>40時反硝化減弱)運行數(shù)據(jù)分析，反硝化區(qū)沒有投加足夠的碳源，即使增大反硝化區(qū)及缺氧環(huán)境，幾乎不進行反硝化，因此足夠的碳源很重要，三個條件缺一不可，都會影響反硝化、影響TN的去除。根據(jù)實際運行的經(jīng)驗，可適合補充的碳源乙酸鈉，要求配比濃度大于30%，投加量每10×104m3污水需要至少15t乙酸鈉，方可運行穩(wěn)定，去除TN效果良好。
3.1.3生化區(qū)運行過程O2、ORP、NO3/NH4參數(shù)的綜合控制
在運行過程中，分區(qū)控制O2，除磷區(qū)，氧氣控制在0.3mg/L以內(nèi);反硝化區(qū)控制在0.5mg/L以內(nèi);好氧區(qū)控制在1.5mg/L~3.5mg/L范圍內(nèi)。ORP控制在正負50mg/L范圍內(nèi)最佳，既可以控制反硝化區(qū)又可以減少能源消耗。NO3/NH4控制在40mg/L以內(nèi)反硝化良好,40mg/L以上反硝化逐漸減弱，達到100mg/L時，完全沒有反硝化。
3.2關(guān)鍵工藝段的控制
3.2.1生化區(qū)工藝控制
生化區(qū)運行過程精細控制關(guān)系到去除COD、BOD、TP、TN、NH3-N等參數(shù)關(guān)鍵性因素，如同3.1.3的控制。在此過程控制中COD<60mg/L、BOD<15mg/L、TP<2mg/L、TN<15mg/L、NH3-N<8mg/L達到該數(shù)據(jù)以下，才能確保升級段進一步去除達到一級A的要求。
3.2.2高效沉淀池工藝段的控制
該段工藝即為混凝沉淀，是污水深度處理的關(guān)鍵控制點。
(1)能夠進一步去除污水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機物和無機物質(zhì)，在化學藥劑的輔助下進一步去除COD、BOD、SS等指標。(2)有效的去除總磷，因污水中的磷酸鹽大部分為可溶性，二級處理達到60%~75%，在深度處理即混凝沉淀中能達到90%~95%，是最有效的除磷方法。
控制的參數(shù)：(1)PAM加藥量，PAM是高分子聚合物，具有凝聚污水中的微小顆粒，形成較大的絮團，在重力作用下容易沉淀，屬于絮凝劑，根據(jù)進水量6.5×104m3~10×104m3可調(diào)控在0.6m3/h~0.8m3/h(配比濃度0.1%)，能夠形成較大絮團;(2)PAC加藥量，PAC(聚合氯化鋁或者鋁鐵鹽復合劑)要求Al2O3>10%，能夠迅速助凝，將污水中呈膠體和微小懸浮狀態(tài)的有機物和無機物質(zhì)混凝沉淀，根據(jù)進水量6.5×104m3~10×104m3可調(diào)控在0.38m3/h~0.58m3/h;(3)MLSS的控制，根據(jù)實際運行經(jīng)驗，要求高效池中的MLSS控制在1.5mg/L~2.5mg/L范圍內(nèi)，SV30可控制在30%~60%范圍，更有利于沉降，低于該值絮團分散不利于沉降，高于該值設備負荷大、出水帶有部分微小顆粒，加大后續(xù)處理的難度;(4)回流量控制，在不斷的投加藥劑的情況下，水中的藥劑需要保持持續(xù)的濃度，需要給予合適的回流量，一般控制在4%~6%，既能夠保持水中的藥劑濃度又可以節(jié)約藥劑。
銀川市第三污水處理廠雖屬城市污水處理廠，但其承擔著處理75%的工業(yè)污水，其工業(yè)水質(zhì)的性質(zhì)決定了處理的難度。升級改造完成后成為寧夏最大的一級A標準的污水處理廠，又是寧夏最大的、執(zhí)行標準最高的工業(yè)污水處理廠，經(jīng)過一年多時間的運行，從各個方面積累了豐富的運行數(shù)據(jù)及經(jīng)驗，為水質(zhì)穩(wěn)定、持續(xù)達標提供了保障;極大的改善了居民居住環(huán)境及水環(huán)境;社會效益及經(jīng)濟效益日趨突顯;為以后提標改造后的污水處理廠提供可行的運行經(jīng)驗。
