山西市政污水处理厂氨氮去除应急处理方案

2019-06-05蒙云亚

山西化工 2019年2期

蒙云亚

(山西豪佳工程设计院有限公司，山西太原 030012)

引言

山西市政污水处理厂设计规模为20 000 m3/d，污水处理主体工艺采用奥贝尔氧化沟工艺，在运行之初，该厂污水处理效果较好，出水水质达到了设计要求。但随着开发区内工业的快速发展、人口数量的增加和人民生活水平的提高，污水处理厂负荷逐年增加，尤其在几次较大的冲击负荷之后，出水水质恶化[1-3]。2010年春季，该厂出水COD、氨氮经常超标，并出现二沉池出水氨氮值高于氧化沟进水的现象，因此需要对原设计进行升级改造。在改造期间，为了满足山西省该河流断面水质考核达标，本文拟对出水氨氮进行应急处理。

1 工程概况

1.1 设计进出水水质

原设计进水水质为生活污水以及通过厂区自身处理达标允许排放的工业企业废水，原设计出水水质标准执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，其主要指标如表1所示。

表1 设计进、出水水质表

污水处理主体工艺采用奥贝尔氧化沟工艺，工艺流程如第174页图1所示。

1.2 实际进、出水水质

根据污水厂提供的资料，实际进、出水水质见表2。

表2 实际进、出水水质表

1.3 进水氨氮超标原因分析

根据污水处理厂相关人员反馈，目前进水水质不稳定，进水氨氮在50 mg/L～100 mg/L波动。波动原因可能有：

1) 污水收集管网涉及的范围较大，目前只有城区新建的和改造后的道路实施了雨污分流，但是在未曾改造的老旧城区目前还是雨污合流的状况，雨水初期污染和管道沉积物比较多，导致氨氮偏高。

2) 上游有一些企业或小作坊存在偷排，或者通过罐车等直接倒入污水管渠现象，导致废水超标排放，产生了高浓度氨氮。

1.4 出水氨氮不达标原因分析

1) 进水氨氮质量浓度在50 mg/L～100 mg/L，远超过原设计值，原工艺流程停留时间不足，系统的抗冲击负荷能力较弱，导致出水氨氮偏高。

2) 现有污水厂大部分工艺设施由于设备陈旧、老化，检修频繁，不能连续正常运行，例如：

格栅、提升泵房、旋流沉砂池、初沉池进水量不稳定，设备没有正常运行，设施内沉积物比较多；

生物选择池工作也不正常，表面浮泥较多，搅拌机没有工作；

氧化沟处理工艺设施老旧，SV值比较高，表曝机供氧不足，不能满足硝化反应所需氧量。现有池容严重不足，微生物停留时间不足，对氨氮的去除率有限；

图1 原工艺流程图

二沉池表面有浮泥，出现污泥膨胀，使微生物活性降低，生物处理效果降低，导致氨氮偏高。

后续澄清过滤设施基本报废，不能发挥化学除磷作用；

清水池加氯消毒设备能力不足，最大次氯酸钠投加量为300 L/h，不能去除这么多的氨氮。

2 应急处理建议

针对污水厂的运行现状，在升级改造期间，为了保证出水氨氮达标，我公司建议优化运营管理，加大进水及二级生化单元出水氨氮的检测频次，并应加强现场巡视，尤其是当污水收集系统中含有大量工业废水时，需加强夜间对提升泵房的巡视。若发现有明显工业废水的偷排现象，一方面要取样化验及备查，另一方面应减少提升泵的开启台数甚至关闭提升泵，将此部分污(废)水通过溢流管排出，以免破坏生化处理系统。若部分高浓度工业废水已经进入初沉池，则应加大初沉池的排泥量，避免其继续在系统内循环或进入后续主体生化处理单元。

若污水已进入主体生化处理单元，并导致系统出水氨氮超标时，应采取如下应急措施：

1) 减少进水量，减小内回流比，延长好氧单元的实际水力停留时间，提高硝化效果，密切关注其他水质指标及污泥指标的变化；

2) 尽量避免出现污泥解体或污泥膨胀现象;若出现该情况则应迅速向系统中投加混凝剂，改善污泥絮凝及沉降性能;

3) 关注pH及TP情况，尽量保证系统处于弱碱性环境，必要时向系统中投加适量的Na2CO3以补充硝化所需的碱度;

4) 若反应器内TP浓度显著低于平时水平，则应向系统中补充适当的磷酸二氢钾或磷肥，改善污泥的絮凝效果及硝化能力;

5) 加大外回流比、维持生化单元相对较高的污泥浓度，提高系统的抗冲击负荷能力;

6) 待这部分污泥进入二沉池后，减少外回流量并增大剩余污泥排放量，将此部分污泥尽快进行无害化处理;

7) 加大取样化验分析频次，检验所采取的应急措施对出水水质的改善效果，否则应更换其他方法或多种方法联用，尽量缩短处理系统的恢复时间。

以上应急措施如果没有效果，建议采用投加氨氮去除剂或次氯酸钠的方法对氨氮进行去除。

3 氨氮去除剂或次氯酸钠小试及结论

根据污水厂的运行现状，本次小试实验采用二沉池出水作为原水，分别加入氨氮去除剂-1(代号N1)、氨氮去除剂-2(代号N2)以及次氯酸钠，经过实验选择合适的药剂并确定药剂最佳投加量。

3.1 氨氮去除剂实验步骤

1) 称取5 g氨氮去除剂，用水稀释至100 mL，搅拌使其完全溶解后，配制成5%的溶液，放置待用。

2) 分别取1 L待处理的污水(取自污水处理厂北二沉池出水)于10个1 000 mL的烧杯中，依次加入5%的氨氮去除剂0、4、8、10、12、14、20、21、22、24 mL于9个烧杯内编号(10个烧杯的加药量为0、200、400、500、600、800、1 000、1 050、1 100、1 200 mg/L)。用玻璃棒搅拌，使其充分反应10 min左右。

3) 反应结束测定氨氮值。

3.2 次氯酸钠实验步骤

1) 分别取1 L待处理的污水(取自污水处理厂北二沉池出水)于11个1 000 mL的烧杯中，依次加入10%的NaClO溶液0、1.5、2.5、3.5、3.9、4.1、4.3、4.4、4.5、5.5、6.5于11个烧杯内并编号(11个烧杯的加药量为0、150、250、350、390、410、430、440、450、550、650 mg/L)。用玻璃棒搅拌30 s，静置5 min。

2) 反应结束测定氨氮值

3.3 实验记录

氨氮去除剂-1(N1)、氨氮去除剂-2(N2)、次氯酸钠实验数据分别见表3～表5。

表3 N1氨氮去除效果表

表4 N2氨氮去除效果表

表5 次氯酸钠氨氮去除效果表

由表3～表5可知，氨氮去除剂-1和次氯酸钠效果相对较好，对这两种药剂的数据进行分析。

3.4 实验分析

1) 氨氮去除剂-2实验分析

由表3可知，在投加量为500 mg/L时，剩余氨氮浓度不降反增，根据推断其应该为错误数据。剔除此数据后，绘制曲线如图2。

从图2可以看出，随氨氮去除剂投加量的增加，氨氮剩余量呈下降趋势，去除率呈上升趋势。当投加量为1 000 mg/L时，剩余氨氮量达11 mg/L，去除率达到82.5%，当投加量为1 050、1 100、1 200 mg/L时，剩余氨氮量已超出仪器可测范围,接近于0，去除率几乎达到100%。根据图2中拟合公式，若要剩余氨氮达到5 mg/L，需要投加氨氮去除剂的量为1 043 mg/L。