韓 萍
(青島市團(tuán)島污水處理廠,山東青島 266013)
近年來,中國污水處理行業(yè)得到了較快的發(fā)展,隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格,單純采用常規(guī)二級(jí)生物處理方法很難滿足排放要求。特別對(duì)于污水中懸浮物(SS)和總磷濃度,很難達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB18918—2002》中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的要求,需要對(duì)二級(jí)出水進(jìn)行深度處理?;炷?沉淀-過濾法是最常見的污水深度處理方法并得到廣泛應(yīng)用,然而,多數(shù)污水處理廠存在管理粗放、藥劑消耗量大、出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問題。
本研究以青島某污水處理廠深度處理系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)混凝沉淀效果以及影響混凝沉淀的多個(gè)因素進(jìn)行了監(jiān)測分析,針對(duì)其特點(diǎn)提出了優(yōu)化策略。
污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模10×104m3/d,實(shí)際污水處理量為8~9m3/h,進(jìn)水以生活污水為主,水質(zhì)監(jiān)測鑒定結(jié)果如表1所示,出水水質(zhì)要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB18918—2002》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
表1 污水處理廠進(jìn)廠水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)采用Hach SC1000多參數(shù)通用控制器連接相應(yīng)探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝反應(yīng)池進(jìn)水懸浮物濃度(SS)、pH、電導(dǎo)率以及沉淀池出水SS。采用意大利Systea磷酸鹽在線分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝池進(jìn)水和出水磷酸鹽濃度。加藥量和污水水量數(shù)據(jù)來源于污水廠PLC系統(tǒng)。
污水廠的日處理水量平均值為80 000m3/d,但每小時(shí)流量波動(dòng)較大。如圖1所示,混凝池進(jìn)水(二沉池出水)流量在每日7:00—22:00時(shí)為4 000~5 000m3/h,高峰時(shí)期污水流量超過5 000m3/h;從22:00至次日7:00污水流量低于3 000m3/h,最低時(shí)流量低于2 000m3/h。由此可知,該污水處理廠的混凝沉淀處理系統(tǒng)需要承受較大的水量波動(dòng)。
圖2為混凝池進(jìn)水懸浮物濃度(SSI)和沉淀池出水懸浮物濃度(SSO)的連續(xù)監(jiān)測結(jié)果。在不同時(shí)間段進(jìn)水懸浮物濃度差異較大,最高時(shí)高于30mg/L。多數(shù)時(shí)段進(jìn)水懸浮物濃度高于10mg/L,須通過混凝沉淀過濾過程使其減小至10mg/L以
圖1 混凝池進(jìn)水流量
下。沉淀池出水懸浮物濃度基本低于10mg/L,僅在少數(shù)時(shí)段(水量較大的時(shí)段)短時(shí)間內(nèi)超過10mg/L,可通過沉淀池后的過濾過程進(jìn)一步去除。污水深度處理環(huán)節(jié)混凝沉淀過程主要目的為降低出水中懸浮物和總磷濃度,該污水廠在恒定藥劑投加量時(shí)(2t固體聚合氯化鋁,氧化鋁含量30%),即便在水量波動(dòng)較大的情況下,懸浮物的去除效果較理想,基本可以保證達(dá)到出水水質(zhì)要求。但是須注意藥劑的投加量,在懸浮物濃度較低時(shí)混凝劑的投加量與高峰時(shí)段藥劑投加量相同,在一定程度上造成了藥劑的浪費(fèi)。
圖2 混凝池進(jìn)水懸浮物(SSI)與沉淀池出水懸浮物(SSO)濃度
除了去除水中懸浮物之外,混凝池的另一主要功能是去除污水中總磷。圖3為采用systea磷酸鹽在線分析儀采集的混凝池進(jìn)水(OPI)和沉淀池出水(OPO)中正磷酸鹽濃度數(shù)據(jù)。由圖3可知,混凝池進(jìn)水磷酸鹽濃度最低時(shí)小于0.5mg/L,最高時(shí)高于2.5mg/L。在恒定的藥劑投加量條件下(2t固體聚合氯化鋁,氧化鋁含量30%),沉淀池出水磷酸鹽濃度隨進(jìn)水磷酸鹽濃度變化的趨勢較明顯,在進(jìn)水磷酸鹽濃度高于1.5mg/L時(shí),出水磷酸鹽濃度也均高于0.5mg/L;當(dāng)進(jìn)水磷酸鹽濃度低于0.5mg/L時(shí),出水磷酸鹽濃度低于0.2mg/L。實(shí)際污水處理廠運(yùn)行過程中,存在水質(zhì)水量的波動(dòng)屬于正常情況,而圖3的結(jié)果反映出恒定加藥的缺陷,在磷酸鹽濃度較高時(shí),混凝劑的投加量不足導(dǎo)致出水磷酸鹽鹽濃度較高,而在出水磷酸鹽濃度較低時(shí),存在過量投加藥劑,增加運(yùn)行成本的問題。
圖3 混凝池進(jìn)水磷酸鹽(OPI)與出水磷酸鹽(OPO)濃度
混凝沉淀工藝是保證污水處理廠出水懸浮物和總磷達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)。目前多數(shù)污水廠將運(yùn)行管理的重點(diǎn)放在污水生物處理工藝的控制上,忽略了混凝環(huán)節(jié)的控制。污水處理廠的水質(zhì)和水量存在較大的波動(dòng)性,恒定量的藥劑投加必然導(dǎo)致藥劑投加不足或過量。為了優(yōu)化污水廠的運(yùn)行管理,踐行節(jié)能減排,需在保證污水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的前提下減少混凝劑消耗,這就需要對(duì)混凝加藥進(jìn)行精確控制。目前可行的做法是采用在線儀表對(duì)主要控制參數(shù)(如懸浮物、磷)和主要影響因素(如流量、pH、電導(dǎo)率)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測,經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算后將投加量反饋給加藥泵,以實(shí)現(xiàn)混凝加藥的精確控制。