二沉池强化沉淀对污水处理系统稳定性的影响研究

徐建春

摘要：二沉池属于污水处理系统的重要组成部分，如其出现出水悬浮物较高问题，后续工艺环节的运行负荷将大幅提升，因此污水处理工艺的相关研究向来受到业界的高度重视。基于此，本文简单分析二沉池强化沉淀方法，并结合实例深入探讨污水处理系统稳定性受到的影响，以供相关人员参考。

关键词：二沉池;强化沉淀;污水处理系统;聚丙烯酰胺

引言：为提升研究的实践价值，本文以某污水处理厂作为研究对象，案例污水处理厂二沉池出水悬浮物在2019-2020年为25～30mg/L，通过对聚丙烯酰胺的连续投加，出水悬浮物可控制在15mg/L内。为明确连续投加聚丙烯酰胺带来的影响，本文围绕污水处理系统稳定性开展具体研究。

1.二沉池强化沉淀方法

案例污水处理厂的处理量为3×104m3/d，2017年10月投入运行，主要负责生活、生产废水处理，处理的75%废水为工业废水，其中主要污染物为溶解性有机物，存在较轻的活性污泥质和较高的污泥体积指数（SVI），出水指标为一级A标准。为提升污水处理系统稳定性，案例污水处理厂在2020年6月开始连续投加聚丙烯酰胺改善水质，聚丙烯酰胺溶液通过泵和管路由配药间向二沉池进水配水井输送，药液与污泥在污泥管道内充分混合，最终一同进入二沉池。

2.污水处理系统稳定性分析

2.1水质指标变化

为明确改造前后案例污水处理厂的污水处理系统稳定性，首先需要聚焦水质指标变化，具体分析可从进水悬浮物和总磷入手。基于280mg/L的设计进水悬浮物进行分析可以发现，2019-2020年，案例污水处理厂存在较为明显的进水悬浮物波动，最小值、最大值分别为71mg/L、306mg/L。改造后的2020-2021年存在较小的进水悬浮物波动，最小值、最大值、平均值分别为88mg/L、163mg/L、125mg/L。2019-2021年进水悬浮物平均浓度处于120～140mg/L区间，均低于设计值。2019-2020年进水悬浮物超负荷天数为1天，具体超负荷9.5%，可见出水悬浮物稳定性受到的改造影响较小;基于5mg/L的设计进水总磷进行分析可以发现，2019-2020年，污水处理厂存在较为显著的进水总磷波动，最小值、最大值、平均值分别为2.80mg/L、18.60mg/L、4.75mg/L，2020-2021年同样存在较为显著的进水总磷波动，最小值、最大值、平均值分别为2.94mg/L、18.11mg/L、4.22mg/L，综合分析可以发现，改造前案例污水处理厂存在较大的总磷处理负荷[1]。

进一步围绕8.0mg/L的出水悬浮物预警值进行分析，2019-2020年案例污水处理厂存在较为明显的出水悬浮物波动变化，最小值、最大值、平均值分别为4mg/L、8mg/L、5.4mg/L，2020-2021年则分别为4mg/L、9mg/L、4.8mg/L，可见存在较小的出水悬浮物平均值变化，同时2019-2020年、2020-2021年的出水悬浮物超预警值次数占比分别为8.1%、2.4%，可见出水悬浮物在改造后存在显著的整体下降。结合上述数据可以确定，二沉池强化沉淀在提升污水处理稳定性方面的价值由此得到直观展示。

2.2出水水质稳定性比较

为明确出水水质稳定性，需对工序能力指数进行计算，这一计算使用等效法，具体公式为：

上式中的 、 、 、 分别为案例污水处理厂污水处理过程的出水水质数据的数标准差、对数均值、预警值及等效工序能力指数，其中等效工序能力指数计算结合出水悬浮物、总磷预警值完成。基于改造完成后2020-2021年的污水处理厂出水悬浮物、总磷，可求得对应的等效工序能力指数分别为0.85、0.52，改造前的对应数值分别为0.60、0.45，这说明改造后案例污水处理厂存在稳定性更高的出水悬浮物、总磷[2]。

2.3药耗及化学产泥量分析

整体药耗会受到聚合氯化铝用量影响，进水总磷波动则会对聚合氯化铝用量造成直接影响。案例污水处理厂收集的含磷废水主要源于印刷电路板制造和汽车制造，因此需要在一级、二级处理工艺段进行聚合氯化铝投加，分别采用间歇投加、连续投加方式，结合进水总磷波动关联出水总磷波动，改造前后聚合氯化铝在一级处理段的投加分别为A2/O生物池进水总磷达到3.5mg/L、4.0mg/L及以上时。改造前一级、二级处理段的聚合氯化铝单位耗用量分别为40.30kg/t、106.70kg/t，改造后分别为10.25kg/t、34.40kg/t，同时需要新增0.56kg/t的聚丙烯酰胺。综合分析可以发现，改造后案例污水处理厂的聚合氯化铝合计单位耗用量从147.32kg/t下降至44.94kg/t，存在102.38kg/t的绝对下降量，聚合氯化铝的节约效果明显。受较小的聚丙烯酰胺用量影响，其同时存在较小的污泥产量贡献，基于6.30t/tAl的平均聚合氯化铝化学污泥产率系数及15.87%的聚合氯化铝平均铝含量，可确定2019-2020年聚合氯化铝化学污泥量为894.82t，2020-2021年为3237.04t，化学污泥在改在后存在567.76t的減量。二沉池强化沉淀改造前，案例污水处理厂存在1.65t/t的湿污泥产泥率，改造后该数值下降至0.98t/t，其中的34.75%贡献源于化学污泥减量，二沉池强化沉淀改造在降低整体产泥率方面的表现较为突出。

结论：综上所述，二沉池强化沉淀带来的影响较为深远。通过投加聚丙烯酰胺溶液，二沉池沉淀效果能够有效增加，进而获得更加稳定度出水悬浮物。对比出水悬浮物、总磷及预警值可以发现，改造后的等效工序能力指数提升显著，存在更高的水质稳定性，同时存在显著降低的总体药耗、减少明显的化学产泥量，二沉池强化沉淀能够较好服务于整体产泥率控制。

参考文献：

[1]李鹏，张强，夏海霞.利用中水系统解决二沉池冬季稳定运行的运营实践[J].净水技术，2021，40（11）：158-163.

[2]王国亮，刘劼，孙红芳.西安市第十污水处理厂准Ⅳ类水提标改造方案的工艺比选及实施建议[J].环境工程学报，2021，15（10）：3428-3436+3164.