高出水標(biāo)準(zhǔn)地下式再生水廠運(yùn)行難點(diǎn)探討
【純水設(shè)備http://m.creativeimagessc.com】北京門頭溝第二再生水廠采用aao-ao-mbr +臭氧催化氧化工藝。在實(shí)際運(yùn)行中,MBR出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城市污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/890—2012)表1中的A標(biāo)準(zhǔn)。探討grid-slag外運(yùn)輸和儲(chǔ)存的問題,配水控制、低磷在廢水和膜污染,在冬季低溫箱的通道,并總結(jié)了創(chuàng)新點(diǎn)起重吊車?yán)^電器的膜組,好氧曝氣和吹膜空氣管連接。純水設(shè)備
1項(xiàng)目概述
北京市門頭溝區(qū)第二再生水廠建設(shè)規(guī)模8萬m3/d,紅線面積5.79 hm2,污水收集范圍為門頭溝市新城區(qū)。本工程施工為地下工程,污水處理結(jié)構(gòu)及設(shè)備布置在地下- 1、- 2層。項(xiàng)目出水部分為河道和景觀公園提供生態(tài)生活用水,部分由泵站加壓作為市政綠化和道路澆筑用水回用。項(xiàng)目于2018年1月竣工調(diào)試,6月穩(wěn)定運(yùn)行。
1.1工藝流程
本項(xiàng)目污水處理工藝流程為:進(jìn)水→抓斗、粗格柵、進(jìn)水泵井→細(xì)格柵、曝氣沉淀池、膜格柵→AAO—AAO—MBR→臭氧催化氧化→次氯酸鈉消毒→出水。臭氧催化氧化工藝還沒有根據(jù)實(shí)際出水水質(zhì)投入運(yùn)行。污泥經(jīng)離心濃縮脫水器處理至含水率低于80%,再運(yùn)出處理。
1.2進(jìn)出水水質(zhì)
水質(zhì)的設(shè)計(jì)和操作的進(jìn)口和出口水是表1所示,在水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從2018年3月至2019年3月(以下簡稱全年)選擇進(jìn)行分析(見圖1),設(shè)計(jì)污水水質(zhì)應(yīng)符合表1的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的北京市地方標(biāo)準(zhǔn)的城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB - 2012) 11/890。
從實(shí)際操作的角度的進(jìn)口和出口水,系統(tǒng)對(duì)COD有良好的治療效果,nh3-n, TN、TP和其他關(guān)鍵指標(biāo),基本上達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),特別是鱈魚,nh3-n, TN。此外,在冬天nh3-n和TN的去除效果可以維持MBR污泥濃度高,硝化細(xì)菌富集和兩級(jí)缺氧與多點(diǎn)碳源的設(shè)計(jì)。在運(yùn)行中,0.2mg /L TP的低標(biāo)準(zhǔn)給系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)節(jié)帶來了很大的困難。在運(yùn)行中,很難兼顧生物除磷和化學(xué)除磷,添加過量藥劑往往達(dá)不到預(yù)期效果。與地面污水處理廠相比,地下污水處理廠運(yùn)行的視覺效果較差。一般情況下,MBR工藝可作為污水處理廠的選擇,出水要求較高。
1.3 運(yùn)行關(guān)鍵參數(shù)純水設(shè)備
從運(yùn)行初期至今,進(jìn)水量逐漸升至4萬m3/d,全年日平均處理水量及預(yù)處理、生化池、MBR池、污泥、加藥、用電等運(yùn)行情況見表2。當(dāng)前生化段未采用多點(diǎn)進(jìn)水,膜系統(tǒng)為單系列運(yùn)行,膜清洗周期為每周1次在線小洗,每月1次在線大洗,半年1次離線清洗。
2 運(yùn)行難點(diǎn)
2.1 預(yù)處理的運(yùn)行問題
2.1.1 儲(chǔ)渣間的設(shè)計(jì)
預(yù)處理前端采用抓爪格柵(40 mm),粗格柵采用回轉(zhuǎn)格柵(10 mm)并配套螺旋輸送機(jī),在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)出渣含水率過高,不便于后續(xù)處理且衛(wèi)生條件較差。改造后增加了壓榨段,出渣含水率大大降低。同時(shí)實(shí)際運(yùn)行時(shí)柵渣不能做到日產(chǎn)日清,加之垃圾分類及環(huán)保趨嚴(yán)無法與污泥一同處置,故后期在格柵間旁新建了儲(chǔ)渣間并設(shè)計(jì)了除臭、排水。因此在地下式再生水廠的設(shè)計(jì)中建議增設(shè)柵渣儲(chǔ)存間,可按照7 d儲(chǔ)存量考慮或與處置部門協(xié)商確定,并做到柵渣與沉砂分別存放。
2.1.2 應(yīng)急水池水質(zhì)差
地下式再生水廠在建設(shè)中多在箱體內(nèi)建設(shè)應(yīng)急水池,大量的出渣水、清洗液、砂水分離液、污泥脫水混合液等皆會(huì)匯流進(jìn)入該池并最終返回格柵工藝段。由于該類水中懸浮物、砂粒及生物絮體量極高,啟泵后經(jīng)常造成膜格柵過水量下降蘇州水處理設(shè)備,柵渣壓榨機(jī)的處理能力受限,運(yùn)行極為困難。建議應(yīng)急水池出水在進(jìn)格柵前應(yīng)進(jìn)行簡單的初沉處理,否則易造成預(yù)處理工藝運(yùn)行壓力過大,不利于工藝整體的穩(wěn)定運(yùn)行。
2.1.3 柵渣外運(yùn)困難
在運(yùn)行中同樣遇到箱體內(nèi)柵渣外運(yùn)困難的問題,全地下箱體內(nèi)大多數(shù)進(jìn)出道路坡度較大,加之污泥車長期運(yùn)輸遺撒造成柵渣小車上下困難。因此建議在地下箱體設(shè)計(jì)電動(dòng)貨梯,以便于小件貨物的進(jìn)出,減輕工人的工作強(qiáng)度。純水設(shè)備
2.2 生化系統(tǒng)的運(yùn)行問題
2.2.1 水量分配不均
地下箱體不同于地上空間的設(shè)計(jì),兩系列之間由于設(shè)有管廊層進(jìn)而導(dǎo)致割裂,很難有機(jī)地進(jìn)行統(tǒng)一,如水量的分配問題。本項(xiàng)目運(yùn)行中由于來水分配不均造成生化池兩側(cè)的液位不同,在后期管廊間又增設(shè)了連通管,以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此地下式再生水廠在設(shè)計(jì)時(shí)生化池之間要做到有機(jī)協(xié)調(diào),為運(yùn)行調(diào)控留有手段和措施。
2.2.2 地埋構(gòu)筑物直觀視覺差
地下箱體生化池由于結(jié)構(gòu)和除臭通風(fēng)的原因大多采用密封形式,造成人眼無法直觀觀察,后期運(yùn)行只能依賴在線過程儀表、人工監(jiān)測(cè)及經(jīng)驗(yàn)加以判斷,調(diào)控判斷不及時(shí)。建議在此方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),部分工段開設(shè)觀察孔增加可視化措施或進(jìn)一步提高再生水廠自動(dòng)化程度等措施以便于運(yùn)行調(diào)控。
2.3 出水低磷指標(biāo)與膜污染的平衡問題
2.3.1 化學(xué)除磷易加劇膜污染
MBR由于污泥停留時(shí)間(SRT)較長,生物除磷效果較差,但膜絲對(duì)SS的高效截留使得出水SS幾乎無法檢出,進(jìn)而可以避免SS攜帶的有機(jī)磷流失。同時(shí)化學(xué)加藥除磷可以保證出水的達(dá)標(biāo),但此種方式的達(dá)標(biāo)往往是有代價(jià)的,易造成生化污泥鐵鹽的增高進(jìn)而加劇膜污染。
2.3.2 膜污染成分分析及驗(yàn)證
本工程在2018年9月中旬膜污染嚴(yán)重,直接造成了膜通量和產(chǎn)水量下降。對(duì)膜絲進(jìn)行了污染成分分析,以驗(yàn)證和分析鐵鹽藥劑對(duì)膜絲的污染。表3為污染膜酸解(10 mL HNO3酸解100 cm膜絲)后ICP測(cè)試數(shù)據(jù),可見無機(jī)污染中主要以鐵污染為主,其次為鈣鋁鎂污染。其中Fe單位面積污染含量可達(dá)1 502 mg/m2。結(jié)合膜絲顏色為黃色,主要為Fe3+污染。表4為膜池混合液污泥及上清液成分分析純水設(shè)備,污泥經(jīng)消解后測(cè)試計(jì)算各元素占干泥質(zhì)量百分比。膜池上清液中鐵元素含量較小,鈣為77.78 mg/L,可見形成膜污染的Fe主要不存在于上清液中。而污泥中Fe含量較高蘇州水處理設(shè)備,每100 g污泥中含Fe接近25 g,故膜污染的Fe主要來自于污泥中。分析認(rèn)為工藝運(yùn)行中所加除磷藥劑(聚合硫酸鐵及多核復(fù)合型絮凝劑)中多余Fe導(dǎo)致了污泥中Fe含量過高進(jìn)而形成膜污染。
2.3.3 膜絲清洗后通量恢復(fù)
膜表面電鏡(5 000倍)顯示膜表面以無機(jī)污染為主,上附著有明顯無機(jī)垢層。經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)采用2%草酸+5 000 mg/L NaClO或2%檸檬酸+5 000 mg/L NaClO皆可去除膜污染恢復(fù)正常膜通量(見圖3)。污染膜表面暗黃色,檸檬酸清洗后膜表面仍有部分黃色殘留,草酸清洗后膜絲恢復(fù)至原始狀態(tài)。
因此TP降到0.2 mg/L對(duì)系統(tǒng)沖擊很大,除磷藥劑投加過多對(duì)膜系統(tǒng)影響較大,因此出水低磷指標(biāo)的控制需要與膜污染進(jìn)行平衡。項(xiàng)目出現(xiàn)該次膜污染后,通過除磷藥劑的篩選及投加點(diǎn)的組合、生物除磷效果提升等措施減緩了膜污染,整體可控。
2.4 箱體通道冬季低溫等其他運(yùn)行問題
2.4.1 冬季通道頂部消防管道易凍脹、兩側(cè)卷簾門啟閉困難
水廠在冬季由于通道穿堂風(fēng)的存在,造成通道溫度經(jīng)常在0 ℃以下。通道中的消防管道由于充滿水受冷極易凍脹損壞,通道兩側(cè)的消防卷簾由于兩側(cè)溫差,經(jīng)常造成蒸汽在卷簾門底部結(jié)冰啟閉困難。后期運(yùn)行中在箱體進(jìn)出口加裝了快速啟閉門,情況有所緩解,但依然無法完全解決。建議設(shè)計(jì)中應(yīng)重視冬季低溫帶來的消防問題,可將通道處的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)由濕式滅火系統(tǒng)改為干式滅火系統(tǒng)。
2.4.2 箱體給排水問題
箱體各進(jìn)出口的安保問題,地下箱體的給排水問題,特別是排水問題,區(qū)別于普通的建筑給排水,如加藥間的沖洗排水、在線監(jiān)測(cè)的排水、箱體通道的進(jìn)口雨水導(dǎo)排等細(xì)節(jié)經(jīng)常被忽視,造成后期再行增加非常困難。特別是加藥間在設(shè)計(jì)時(shí)必須做好沖洗檢修、應(yīng)急處理時(shí)的排水問題,不可將沖洗水流入設(shè)備間及電纜溝槽。
3 運(yùn)行創(chuàng)新點(diǎn)
3.1 膜組器起吊天車接力
原地下式再生水廠運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)采用S型軌道吊裝膜組器運(yùn)行時(shí)間長,故障多,因此本項(xiàng)目中天車起吊采用接力方式(見圖4),通過在S型軌道的末端設(shè)置電動(dòng)平車,每個(gè)廊道的組器都可以通過S型軌道移至平車后蘇州水處理設(shè)備,再通過平車運(yùn)輸至浸泡池,將多次S型軌道長距離的轉(zhuǎn)彎行程變成單次S型軌道和電動(dòng)平車相結(jié)合的L型運(yùn)送行程,膜組器吊裝距離大大縮短,效率大為提升。
3.2 好氧池曝氣和膜池吹掃風(fēng)管連通
項(xiàng)目運(yùn)行初期水量較少,生化與膜池風(fēng)機(jī)較難與處理水量進(jìn)行匹配,經(jīng)常出現(xiàn)1臺(tái)風(fēng)機(jī)全開風(fēng)量不足,兩臺(tái)風(fēng)機(jī)全開又風(fēng)量富裕問題純水設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行中,鑒于生化風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓高于膜系統(tǒng)的風(fēng)壓,加之兩者同為多級(jí)離心風(fēng)機(jī),在運(yùn)行中將兩者的出風(fēng)管路進(jìn)行連通,通過閥門調(diào)整,將生化池高壓側(cè)風(fēng)卸至膜池低壓側(cè)。進(jìn)而降低了風(fēng)機(jī)開啟的總臺(tái)數(shù),運(yùn)行上更為靈活,可節(jié)省3%~5%的運(yùn)行能耗。
3.3 補(bǔ)足空位提高單系列產(chǎn)水量
當(dāng)處理水量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模的0.5~0.7倍時(shí),水廠運(yùn)行起來難度較大,由于系列間分割,兩系列全開能耗偏高,只開單系列又難以完全應(yīng)對(duì)水量沖擊。在實(shí)際運(yùn)行中采用將單系列膜池廊道空位全部填滿,利用生化的富裕處理能力,將單系列膜池產(chǎn)水提升至5萬m3/d的產(chǎn)能,進(jìn)而提升了水量應(yīng)對(duì)空間,節(jié)省了運(yùn)行能耗。
3.4 卸藥由箱體內(nèi)移至箱體外
由于運(yùn)輸及勞動(dòng)力成本的提高,現(xiàn)在的藥液大多以液體大罐運(yùn)輸,該重型車在箱體內(nèi)的行動(dòng)不便。若是卸藥口置于箱體內(nèi),勢(shì)必比較麻煩。項(xiàng)目在建設(shè)中與設(shè)計(jì)院協(xié)商,將箱體內(nèi)所有液體藥劑的卸藥口統(tǒng)一挪至箱體頂部道路附近蘇州水處理設(shè)備,這樣很大程度上方便了卸藥。
(1)門頭溝第二再生水廠采用AAO—AO—MBR+臭氧催化氧化工藝,出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/890-2012)表1中A標(biāo)準(zhǔn),原設(shè)計(jì)中的臭氧催化氧化作為應(yīng)急處理設(shè)施。
(2)實(shí)際運(yùn)行中通過膜組器起吊S型軌道與電動(dòng)平車接力、好氧池曝氣及膜池吹掃出風(fēng)管連通等措施實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提高及節(jié)能降耗需求;并且充分考慮地埋箱體的特殊性,通過新建除渣間、管廊間增設(shè)連通管、卸藥口移至箱體上部道路附近、補(bǔ)足膜池空位提升單系列水量等措施實(shí)現(xiàn)了管理及運(yùn)行的便利。
(3)MBR運(yùn)行過程中出水低磷指標(biāo)與膜污染平衡問題、箱體通道冬季低溫等運(yùn)行問題還需進(jìn)一步探討及運(yùn)行中摸索。工業(yè)純水設(shè)備, 蘇州水處理設(shè)備。
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