污水处理系统提标提质后调试总结

李晋苗,陈军锋

(山西兰花科技创业股份有限公司新材料分公司, 山西晋城 048000)

山西兰花科技创业股份有限公司(简称山西兰花)新材料分公司污水处理厂始建于2015年，初期污水指标设计为：pH=6～9，化学需氧量(COD，质量浓度)≤100 mg/L，氨氮质量浓度≤10 mg/L。随着环保形势越来越严峻，针对外排水的标准越来越严格，为了达到外排废水总磷质量浓度≤0.4 mg/L、总氮质量浓度≤30 mg/L、COD≤40 mg/L、氨氮质量浓度≤2 mg/L的超低排放指标，根据山西兰花新材料分公司现状，由上海明诺水处理公司于2018年年底对山西兰花新材料分公司污水处理系统进行了提高处理水量、提高处理效率的改造(简称提标提质改造)。

1 改造前系统概况

1.1 工艺流程

污水处理工艺包括3个工序，即预处理工序、生化工序和深度处理工序。

1.2 工艺指标

清水池实际出水指标控制在pH=6～9，氨氮质量浓度≤5 mg/L，COD≤100 mg/L，已经满足不了环保要求，为此对污水处理装置实行了提标提质改造。

2 改造后系统概况

2.1 工艺流程

2.2 系统组成

改造后污水处理系统包括双氧水除磷系统、肟化废水预处理系统、一级气浮池系统、缺氧水解池、厌氧调节池、短程硝化两级串联好氧生化处理系统、二级气浮系统、臭氧高级氧化系统、二级全程硝化好氧系统、污泥浓缩及污泥处理系统、化学药剂投加系统共11个系统。

2.2.1 双氧水除磷系统

来自双氧水装置的高磷污水及双氧水事故池的污水两路手动控制进入由一级气浮池A改造的除磷沉淀池，一级气浮池A出水改至隔油池入口。该系统为除磷装置的第一个加药点。

2.2.2 肟化污水预处理系统

肟化污水及改造后的经除磷的双氧水污水进入隔油池，隔油池出水进入预调节池，预调节池内设曝气管路混合搅拌，出水经提升泵打入调酸池加酸调pH，然后直接进入两级串联铁碳微电解处理池，铁碳微电解处理池内设曝气系统，底部污泥由手阀控制定期经管路排入污泥浓缩池，铁碳微电解处理池出水进入芬顿氧化池，再进入絮凝搅拌池絮凝，最终进入初沉池沉淀，初沉池污泥经提升泵打进污泥浓缩池，初沉池出水经提升泵打入一级气浮池B。该系统芬顿氧化池为除磷装置的第二个加药点。

2.2.3 一级气浮池B系统

初期雨水池来水、事故池来水、应急事故池出水、初沉池出水直接进入一级气浮池B投加聚合氯化铝(PAC)/聚丙烯酰胺(PAM)去除悬浮物。一级气浮池B出水分两路阀门控制进水解池A/B。高浓度事故水进入事故池暂存，再经事故池出水提升泵打入一级气浮池B。一级气浮池B为该系统除磷装置的第三个加药点。

2.2.4 缺氧水解池

一级气浮池B出水分两路阀门控制进水解池A/B，水解池A/B内设穿孔管曝气，由一级好氧池B曝气风机提供。该系统设置外加碳源加药装置。

2.2.5 厌氧调节池

水解池A(B)出水经新增跨线管进入综合调节池。综合调节池内由原设置潜水搅拌机保证污泥与生活污水格栅集水池来水、其他进入污水处理装置的污水、污泥浓缩池排水、脱水机房排水在综合调节池内混合均匀实现厌氧池功能。综合调节池2台提升泵出水分为2股分别进入一级气浮池A(B),流程改进后，2台提升泵出水进入缺氧池A上部。

2.2.6 短程硝化两级串联好氧生化处理系统

综合调节池2台提升泵出水原进入一级气浮池A(B),流程改进后，2台提升泵出水进入缺氧池A上部。由一级缺氧池A底部出水进入一级好氧池A，一级好氧池A出水进入一级缺氧池B，一级缺氧池B底部出水进入一级好氧池B，再由一级好氧池B出水分别进入二沉池，出水进入二级气浮池。该系统设置4台硝化液回流泵、6台射流泵、5台曝气风机(含变频曝气风机2台)、2台沉淀池刮泥机、4台污泥回流泵，2台在线氧化还原电位仪(ORP)、2台在线pH计、2台在线溶解氧仪。此为外加碳源的主要加药点。

2.2.7 二级气浮池系统

沉淀池出水直接进入二级气浮池系统，气浮池出水进入中间水池，中间水池出水经提升泵打入臭氧氧化罐。此为除磷药剂最后一个投加点。

2.2.8 臭氧高级氧化系统

中间水池提升泵来水进入臭氧氧化罐底部，经臭氧曝气、双氧水混合反应，后期投加液碱以提升出水pH，臭氧氧化罐出水分别进入臭氧氧化池，臭氧氧化池出水进入吹脱池吹脱及加温池加温。现场臭氧放空有1套臭氧破解装置。

2.2.9 二级全程硝化好氧系统

加温池出水经新增DN400溢流管进二级缺氧池，MBR回流污泥管线进入二级缺氧池与加温池来水混合，二级缺氧池出水经池底管路溢流至二级好氧池进水渠，二级好氧池经曝气后由MBR吸水泵排水至清水池，清水池在液位控制下由提升泵提升外排。二级全程硝化好氧系统设置1台在线溶解氧仪和1台在线ORP。

2.2.10 污泥脱水系统

预处理工序中的铁碳微电解处理池/芬顿氧化池排放、初沉池污泥提升泵排放、一级气浮池/沉淀池污泥回流泵排水、二级气浮池排放、MBR污泥回流总管排放均汇集至污泥浓缩池，经污泥浓缩池浓缩，上清液溢流经地沟排入生活污水格栅集水池，浓缩污泥经提升泵打入污泥调理池，调理池污泥加入PAM混合搅拌，由污泥泵打入板框压滤机进行污泥脱水，滤饼收集送至锅炉焚烧，脱水机排水进入地沟汇入生活污水格栅集水池。

2.2.11 化学药剂投加系统

化学药剂投加系统采用的化工辅料添加剂为除磷剂、PAC、PAM、碱、酸、双氧水、碳源。

2.3 工艺指标

改造后处理水体积流量指标为170 m3/h,其他工艺指标见表1。

表1 改造后的工艺指标 mg/L

3 改造后调试状况

3.1 流量调试

改造后对出水流量进行调试，从100 m3/h提升到150 m3/h，目前已经稳定出水，出水体积流量为150 m3/h。

3.2 各指标调试

3.2.1 总磷质量浓度

总磷质量浓度指标≤0.5 mg/L。

2019年1月17日13:00:00把双氧水废水切到一级气浮池A。2019年1月23日18:00:00，开始加固体除磷剂。根据2019年1月24日测试的双氧水废水进水总磷质量浓度为8 000 mg/L，除磷剂投加质量流量为167 kg/h，出口总磷质量浓度控制在10 mg/L。至2019年9月23日将双氧水氧化残液切出系统(此时进口总磷质量浓度控制在60 mg/L左右)，固体除磷剂也改为液体除磷剂(投加质量流量为104 kg/h)，经过近1个月的调试，生化系统中间池出水总磷质量浓度控制在0.2～0.4 mg/L，但由于二级好氧池、MBR膜池沉降比在80%～90%，含泥量多，且泥中的磷元素在深度处理系统被释放出来，导致清水池最终出水指标总磷质量浓度在1.0 mg/L左右。

设计中除磷剂有4个地方需要投加：

(1) 一级气浮池A(24 h不间断投加)。污水处理装置中磷的主要来源是双氧水。通过投加硫酸亚铁及PAC,每个白班安排排1次污泥，一次排泥时间是5～10 min，力争把总磷去除80%以上(以进水总磷质量浓度8 000 mg/L为例，出水总磷质量浓度稳定在1 600 mg/L)。每个班组在一级气浮池A测试双氧水进出总磷质量浓度。运行正常后，只需要测试出水的总磷含量。

(2) 芬顿氧化池(24 h不间断投加)。通过投加硫酸亚铁,每个白班安排排1次污泥，排泥时间为5～10 min。每个班组测试初沉池出水，总磷质量浓度继续下降。每个班组在预处理调节池和初沉池测试芬顿氧化池进出总磷质量浓度。

(3) 一级气浮池B(24 h不间断投加)。通过投加PAC和PAM,每个白班安排排1次污泥。每个班组在一级气浮池B测试进出总磷质量浓度。

(4) 二级气浮池(一般不投加除磷剂，不加可以不排泥)。通过投加PAC和PAM,每个白班安排排1次污泥。每个班组在二级气浮池测试进出总磷质量浓度。

经过一段时间的运行发现：若4个点投加除磷剂，药剂消耗量大且作用效果不明显，为了保证除磷剂集中投加且达到效果,改在中和池(监测点在初沉池)和二级气浮池(监测点在中间水池)2处投加除磷剂，投加后中和池总磷质量浓度≤10 mg/L，中间水池出水总磷质量浓度在0.2～0.4 mg/L。

各点总磷质量浓度分析数据见表2(液体除磷剂，药剂体积分数为11%)。

表2 各点总磷质量浓度分析数据

MBR沉降比在70%左右，如果MBR池沉降比降到30%，且连续加药稳定，则清水池总磷质量浓度在1个月左右可以降到0.5 mg/L。

3.2.2 总氮质量浓度调试

(1) 好氧池A回流。通过调整好氧池A回流泵回流至缺氧池A的流量来降低总氮质量浓度。原好氧池A出水至二沉池改为好氧池A出水至缺氧池B，管线变长、阻力增大，出水泵却未更换，导致好氧池A的液位过高。通过增加好氧池A一部分出水回流至缺氧池A，从而解决好氧池A液位过高的问题，开启好氧池A回流泵及射流泵，开始调试总氮质量浓度。根据总氮质量浓度指标，进一步调节回流，从而进一步降低总氮质量浓度(50%以上)。每个班组测试进出水总氮质量浓度。

(2) 好氧池B回流。通过调整好氧池B回流泵回流至缺氧池B的流量来降低总氮质量浓度。根据总氮质量浓度指标，进一步调节好氧池B回流至缺氧池B的流量，从而进一步降低总氮质量浓度(90%以上)。每个班组测进出水总氮质量浓度。

(3) 二级好氧池回流泵回流。通过增大好氧池B回流泵回流至缺氧池B流量来降低总氮质量浓度，由于进一步加大回流，从而进一步降低总氮质量浓度到15 mg/L。每个班组测试进出水总氮的质量浓度。运行正常后，只需要测试出水的总氮质量浓度。

为了降低总氮质量浓度，于2019年7月中旬投加活性污泥54 t，又将碳源由固体葡萄糖改为液体精甲醇，投加点为缺氧池A(B)，结合调节二级气浮池回流至缺氧池A(B)的回流比，最终缺氧池B总氮质量浓度在15 mg/L左右，清水池总氮质量浓度在20 mg/L左右(见表3)。

表3 各点总氮质量浓度

通过以上3个方面的调节，清水池出水总氮质量浓度稳定在15 mg/L左右。

3.2.3 COD调试

通过2周的测试，MBR膜池的沉降比几乎为100%，为了降低COD、氨氮质量浓度和总氮质量浓度指标，MBR膜池必须24 h不间断排泥。最好把MBR膜池沉降比降低到30%[1-2]。

为了防止格栅溢出，先开启污泥浓缩池水泵，然后再排泥，这样水就不会溢出。

好氧池B溶解氧质量浓度低、曝气量不足、COD去除效果差，当缺氧池加大碳源用量时未消耗的碳源进入好氧池后也不能及时消耗掉。

缺氧池搅拌异常导致污泥厌氧状态且反硝化效果差，投加的碳源不能及时消耗，进一步导致好氧B池溶解氧质量浓度过低[3-4]。

在确保好氧池出水COD为110 mg/L(通过严格控制溶解氧)以下时，通过控制好氧池溶解氧质量浓度在2.5～3.0 mg/L，MBR膜池沉降比在30%，碳源控制好每12 h投加0.8 t，臭氧氧化后2套系统(10 kg和4 kg)运行正常后，清水池的出水COD可达到50 mg/L。

污水处理装置每天排泥情况见表4。

表4 污水处理装置每天排泥情况

通过排泥，MBR膜池的沉降比稳定在30%，清水池COD基本达标(见表5)。

表5 各点COD分析数据

4 结语

经过一段时间的调试，山西兰花新材料分公司污水处理系统装置运行已达产达效，截至2019年12月25日，综合调节池平均体积流量达到160 m3/h，清水池出水指标为:pH=8.34，氨氮质量浓度为0.42 mg/L，COD为54.54 mg/L，总磷质量浓度为0.56 mg/L， 总氮质量浓度为17.83 mg/L，氟化物质量浓度为0.13 mg/L。