常州清潭污水处理厂改造方案.ppt
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常州清潭污水处理厂改造方案.ppt
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清潭污水处理厂一级A提标改造技术研究与示范,常州市排水管理处常州市清潭污水处理厂国家城市给水排水工程技术研究中心2011年6月22日,项目编号:
CS20090018计划类别:
社会发展科技计划,主要内容,研究背景与研究内容考核指标完成情况研究难点与主要研究工作工程方案与实施绩效研究结论与主要创新点成果总结与建议,研究背景与主要内容,研究背景,2008年4月太湖流域水环境综合治理总体方案出台江苏省169家城镇污水厂除磷脱氮提标改造脱磷除氮不能达标者,必须在2010年前完成技术改造,2007年5月底,太湖水位偏低,部分水域大规模爆发蓝藻,同时入湖污水团对太湖饮用水水源地造成严重影响,近百万市民因水污染而无法提取饮用水。
常州市科技项目合同C20090018清潭污水处理厂一级A提标改造技术研究与示范承担单位:
常州市排水管理处参与单位:
国家城市给水排水工程技术研究中心,清潭厂基本情况,改造前共分四期一期全部废止二期0.5万m3/d,二级排放标准三期0.5万m3/d,二级排放标准四期1.5万m3/d,一级B排放标准改造后二、三、四期土建共享先期启动四期改造工程一级排放标准的A标准,主要研究内容,提标改造方案研究,初沉池的取舍,工程现状及内碳源利用,中试试验装置设计与运行烧杯试验模拟与分析测试,外加商业碳源选择,抗冲击与多模式运行,研究工作与考核指标完成情况,考核指标,工程指标清潭污水处理厂改造为总规模不小于1.5万m3/d,出水水质满足一级标准的A标准要求;污水处理厂减排指标:
COD54.75t/a;TP2.73t/a;NH3-N38.32t/a;TN82.12t/a主要技术指标形成基于四期构筑物的污水强化脱氮除磷改造技术体系提交清潭污水处理厂改造总体方案和工艺设计参数在国内核心期刊或全国学术会议论文集发表学术论文3篇以上形成的示范基地、中试线、生产线及其规模建立技术研究示范基地,同时形成500L/d以上能力中试线,考核指标完成情况,采用课题组所研发的强化内碳源利用的污泥回流前置反硝化核心技术,仅对原有初沉池、生反池进行局部改造,达到了脱氮除磷的升级改造要求,解决了污水厂进水碳源严重不足(BOD/TN3)的问题,符合低碳经济目标通过污泥回流前置反硝化,出水硝酸盐氮降低至1.5mg/L,对于后续厌氧池完成充分的厌氧释磷提供了更好的条件,进一步提高了系统除磷效果改造后运行十分稳定,出水主要指标均优于国家城镇污水处理厂排放一级A标准(GB18918-2002)。
氮、磷去除效果良好,特别是TN,去除效率从原来的50%增加到74.5%,最高达到81.8%,实现了考核指标中规定的减排目标要求,进水水质特征分析,进水水质历年变化特征进水水质24h变化特征现状工艺现状特征分析,三年变化趋势图,COD/NH3-N三年变化趋势,约折合BOD/TKN2.5,折合BOD/TKN3,20062008年进水水质均值,进水24小时变化特征分析,五次连续24小时样品3.3-4,星期二、三3.6-7,星期五、六3.10-11,星期二、三3.14-15,星期六、日3.16-17,星期一、二三大类曲线型式COD、SS、TN、TP、NH4+-NVSS/SS、SS/CODCOD/TP、COD/TN(滤前滤后),24小时:
进水变化特征曲线,24小时:
进水各参数比值,BOD/TN4,BOD/TN3,四期生物系统沿程变化特征,2008年污泥浓度累积变化情况,好氧池末端污泥浓度特征,主要问题与难点分析,问题分析污泥活性较好,但浓度偏低TP经常超标,TN未检测回流比不足,TN去除不理想厌/缺氧池搅拌不足,沉泥现象工艺主要难点系统供氧能力不足,DO偏低碳源不足,氮磷同步稳定达标难初沉池运行,加剧了碳源不足推流式结构,缓冲冲击负荷能力差,改造方案研究思路,针对碳源不足问题的初沉池取舍进水比例分配与功能区控制方案工艺布局与生物区改造总体方案各功能区关键指标与指标值选取高MLVSS/MLSS比值的污泥改性供氧能力不足的生物区调节方案搅拌沉泥和水质/量缓冲技术研究,中试试验装置设计与加工,试验流程与中试装置,试验流程中试试验装置,试验工艺流程,中试装置规格尺寸参考现有四期构筑物进入预缺氧池的原水应不超过总水量的30%预缺氧池NO3-N应控制在不超过1.5mg/L水平内+外回流比取决于进水TN厌氧池和缺氧池进水比例分配取决于出水TN和TP要求好氧池采用阶段曝气模式(尤其是回流污泥取样点前),中试装置规格尺寸与主要参数,运行模式一,按照最传统的前期研究成果运行预缺氧池进水(10%)30%厌氧池进水70%(90%)污泥回流比100%混合液回流比200%100%进预缺氧池100%进缺氧池,预缺氧池配水烧杯试验,原水与回流污泥0.3:
1混合,100min后硝酸盐氮浓度降低至1.5mg/L,达到预缺氧池设定目标,但碳源和池容均有浪费,预缺氧池配水烧杯试验,原水与回流污泥0.2:
1混合,120min左右硝酸盐氮浓度降低至1.5mg/L;仅回流污泥时,140min左右硝酸盐氮浓度降低至1.5mg/L。
仍有一定的浪费,三种配水比例的反硝化性能参数,不同进水内源反硝化NO3-N变化,主要结论,回流污泥内源反硝化速率较高,经3h的HRT,具有不小于11mg/L的NO3-N去除能力,当出水NO3-N浓度日平均低于12mg/L时,可以不考虑对预缺氧池投加碳源在预缺氧池停留时间较短的情况下,可以考虑通过加入原水提升预缺氧池对NO3-N的去除能力停留时间超过2h以后,NO3-N的去除量并不随着原水的投加而提高,反而略有降低,当预缺氧池有较长停留时间时,向预缺氧池投加原水强化生物脱氮的方案不一定可取因TN不达标造成NO3-N浓度超高,需要调整工艺状况或外加碳源时,应首先考虑将外碳源投加到预缺氧池,强化预缺氧池的反硝化效果,避免对厌氧释磷造成影响,运行模式二,100%回流污泥进入预缺氧池充分利用池容和3h停留时间原水进入厌氧池和缺氧池根据脱氮除磷目的,分配进水比例当以除磷为目的时,绝大部分进入厌氧池当以脱氮为目的时,绝大部分进入缺氧池200%好氧混合液进入缺氧池,一阶段运行效果,各指标的沿程变化曲线,主要结论,预缺氧池功效的稳定发挥:
100%的回流污泥并不需要3h的内源反硝化时间,就可以达到NO3-N浓度不超过1.5mg/L的预期目标,该结果是在出水TN不超过12mg/L的情况下得到的,如进水TN过量导致出水TN升高,预缺氧池不一定完全具有同等效果;内源反硝化效果不仅取决于进入预缺氧池的NO3-N浓度,污泥浓度、活性成分含量等因素都将影响NO3-N的去除;缺氧池吸磷是由于混合液所携带DO,还是反硝化吸磷,有待于后期进一步研究;在控制合理的前提下,100%的原水进入厌氧池,容易造成释磷过量,有必要研究原水在厌氧池和缺氧池中的分配,以及最佳配水比例和控制措施的问题,运行模式三,启动模式100%回流污泥全部进入预缺氧池70%原水进入厌氧池30%原水进入缺氧池200%好氧混合液进入缺氧池,启动模式下进出水水质特征,平均53,启动模式下的指标沿程变化,推荐运行模式,根据需要调整厌缺氧池配水适当提高预缺氧池污泥浓度二沉池反硝化浮泥的控制外碳源在预缺氧池内投加,推荐流程与改造方案,推荐流程,原水分配(内源反硝化池)、厌氧池、缺氧池回流比控制外回流、内回流好氧池曝气布局与回流取样位置回流点前的亏氧控制,高效初沉池,高效初沉池,二沉池,内源反硝化池,厌氧池,缺氧池,过渡池,好氧池,好氧池,好氧池,好氧池,好氧池,四期构筑物改造方案,回流污泥100%,现状水质可以取消,四期生物系统设计细节,厌氧池,缺氧池,曝气点,好氧池,好氧池,好氧池,工艺改造与运行情况,水质指标沿程指标特征,改造后的污泥特性指标,碳源结构及其与历史同期比较,启动与运行期间的达标率,注:
以上数据含启动和试运行阶段数据超标天数含超标准值样本总数386个,运行稳定期间的达标率,注:
2011年1月1日后运行数据样本总数165个,运行期间的进出水水质,主要结论与创新点,项目研究主要结论,工艺改造方案是在试验基础上,结合小型模拟和模型计算制定的,该工艺对于类似特征的水质具有较好的适用性在进水碳源严重不足情况下,仍实现了很好的脱氮除磷效果,说明该工艺在内部碳源开发和利用方面具有较好优势改造工艺中提出了一系列先进的理念和控制技术方法,如以内源反硝化强化生物脱氮、以内回流混合液溶解氧控制强化缺氧池生物脱氮、以厌氧池低NO3-N控制强化生物除磷等工艺技术,具有较好的应用前景生物脱氮辅以化学除磷的处理理念和思路,与当前的污水处理厂生物脱氮除磷总体思路相一致,不会对污水处理厂的改造和运行造成不利影响。
项目成果创新点,基于进水碳源严重不足情况下的改造技术COD/TN平均不足2(外加碳源后的比值)TN平均接近50(需要70%以上去除率)强化内碳源利用的污泥回流前置反硝化技术无进水及外加碳源,全部利用污泥内部碳源长停留时间(2小时以上)推荐用于进水VSS/SS较高污水处理厂污水处理厂精确控制与精细化管理技术污水处理厂生物功能区布局优化内回流混合液溶解氧控制强化缺氧池生物脱氮厌氧池低NO3-N控制强化生物除磷广泛适用于一级A污水处理厂,推广应用与运行建议,内源反硝化池的运行模式与停留时间、污泥浓度、MLVSS/MLSS比例有关通过回流比控制TN时,应充分考虑缺氧池的实际停留时间和缺氧池末端NO3-N浓度缺氧池应以碳源为基础核算实际停留时间高排放标准更多的应通过功能区精确控制实现外加碳源投加点的合理选择很大程度上决定了外加碳源的实际效果,下一步工作计划,确保污水处理厂稳定达标运行继续对部分难题开展研究关于不同季节的内源反硝化能力关于碳源投加的生物适应性问题关于实际工程的碳源投加量问题关于缺氧池NH3-N浓度降低问题,敬请批评指正,
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