昆明A污水處理廠(chǎng)氣浮除磷技術(shù)提標(biāo)改造項(xiàng)目試運(yùn)行效果淺析

尚 雄，李正遠(yuǎn)，普家和，夏 鈺，周富聰

(昆明滇池水務(wù)股份有限公司，云南 昆明 650000)

滇池污染問(wèn)題凸顯于“七五”末期，污染治理始于“八五”初期，“九五”期間國(guó)務(wù)院將滇池治理納入重點(diǎn)流域治理，治理措施從“九五”和“十五”以點(diǎn)源污染控制為主，到“十一五”和“十二五”期間以“六大工程”為主，再到“十三五以來(lái)”以水質(zhì)目標(biāo)與污染負(fù)荷削減“雙控”、提升流域污水收集處理、河道整治、濕地凈化、水資源優(yōu)化調(diào)度效能等措施為主，經(jīng)歷了主線(xiàn)單一性的工程建設(shè)向綜合治污轉(zhuǎn)變，依據(jù)“量水發(fā)展、以水定城”的原則，按照“科學(xué)治滇、系統(tǒng)治滇、集約治滇、依法治滇”的治理思路，昆明市全面實(shí)施了以環(huán)湖截污、外流域引水、入湖河道整治、農(nóng)村面源污染治理、生態(tài)修復(fù)與建設(shè)、生態(tài)清淤“六大工程”為主線(xiàn)的綜合治理體系[1-3]。其中污水處理廠(chǎng)提標(biāo)改造作為滇池保護(hù)治理的重要治污措施之一備受關(guān)注。相關(guān)研究結(jié)果表明，磷是浮游藻類(lèi)生長(zhǎng)的限制因子，降低水體總磷(TP)含量可有效抑制藍(lán)藻水華的暴發(fā)[4]，對(duì)滇池保護(hù)具有重要的意義。為持續(xù)推進(jìn)滇池治理保護(hù)工作，對(duì)具備實(shí)施條件的A污水處理廠(chǎng)開(kāi)展水質(zhì)提標(biāo)，提標(biāo)尾水回補(bǔ)滇池。

1 提標(biāo)改造基本情況

工廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模12萬(wàn)m3/天，采用預(yù)處理+氧化溝+D型濾池+紫外消毒工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。提標(biāo)改造新增氣浮除磷工藝段設(shè)計(jì)規(guī)模12萬(wàn)m3/天(與前端設(shè)計(jì)規(guī)模一致)，提標(biāo)后的工藝流程為預(yù)處理+氧化溝+氣浮除磷+D型濾池+紫外消毒工藝，出水TP≤0.05 mg/L，其余指標(biāo)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 提標(biāo)改造技術(shù)原理

氣浮除磷是依靠細(xì)微納米級(jí)氣泡與廢水中的疏水基懸浮物，形成水-氣-固三相混合物，這種三相混合物具有表觀(guān)密度小于水的特性，依靠物理特性上浮到水面，最終通過(guò)刮渣機(jī)自動(dòng)刮除，從而實(shí)現(xiàn)水體凈化的目的[5]。氣浮除磷工藝主要處理對(duì)象為疏水性懸浮物(SS)及脫穩(wěn)膠體顆粒，通過(guò)絮凝加藥，使原水中的污染物質(zhì)(COD、TP、SS等疏水性雜質(zhì))形成礬花上浮到水面，然后通過(guò)刮渣機(jī)刮出，實(shí)現(xiàn)限除磷。

藥劑A和藥劑B是該廠(chǎng)提標(biāo)改造項(xiàng)目配套使用的藥劑。藥劑A由多種藥劑復(fù)配而成，主要成分是聚合型鋁鐵鹽化合物，同時(shí)添加了稀土元素作為催化劑，增強(qiáng)藥劑與含磷化合物反應(yīng)速率與反應(yīng)效率。在催化劑作用下，藥劑A在廢水中水解生成金屬離子(Al3+、Fe2+和 Fe3+等)快速與水體中溶解性磷酸鹽發(fā)生沉析反應(yīng)；同時(shí)還發(fā)生化學(xué)絮凝作用，即形成的大量細(xì)小的非溶解性物質(zhì)快速互相粘連成較大的絮凝體。藥劑B是一種水溶性有機(jī)高分子化合物，協(xié)助藥劑A與分散于水中的懸浮顆粒迅速發(fā)生聚焦、吸附及網(wǎng)捕等作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中含磷化合物快速高效去除。

1.2 提標(biāo)改造實(shí)施內(nèi)容

本項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容主要為改造現(xiàn)狀提升泵房，更換提升泵；改造現(xiàn)狀脫水機(jī)房，將帶式脫水機(jī)改為離心脫水機(jī)；新建氣浮除磷一體機(jī)綜合處理車(chē)間，安裝氣浮除磷設(shè)備36臺(tái)，4臺(tái)備用(3 750 m3/d·臺(tái))；新建氣浮除磷相關(guān)附屬設(shè)施(加藥池、污泥池、配電間等)；新建工藝管線(xiàn)、污泥管線(xiàn)、給排水管線(xiàn)。

1.3 提標(biāo)工藝流程

提標(biāo)改造工程工藝流程圖如圖1所示?，F(xiàn)狀凈水廠(chǎng)二沉池出水經(jīng)現(xiàn)狀提升泵站提升后進(jìn)入氣浮除磷一體機(jī)進(jìn)行除磷，處理后自流進(jìn)入現(xiàn)狀D型濾池，最終排入現(xiàn)狀紫外消毒渠，尾水作為河道生態(tài)補(bǔ)水。氣浮除磷產(chǎn)生化學(xué)污泥排入新建儲(chǔ)泥池，經(jīng)輸送至現(xiàn)狀污泥濃縮池。

圖1 工藝流程示意圖Fig.1 A schematic diagram of the process flow

1.4 提標(biāo)改造設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

2 提標(biāo)改造項(xiàng)目調(diào)試運(yùn)行情況

2.1 調(diào)試運(yùn)行注意事項(xiàng)

(1)通過(guò)調(diào)試運(yùn)行，總結(jié)氣浮除磷設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)的諸如溶氣水量少、效果差，出水TP不穩(wěn)定等問(wèn)題及相應(yīng)解決措施，詳見(jiàn)表1。

表1 氣浮除磷設(shè)備常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施Table 1 The common problems and solutions of air floating phosphorus removal equipment

(2)原設(shè)計(jì)中氣浮除磷工藝段浮泥單獨(dú)儲(chǔ)存，通過(guò)螺桿泵輸送污泥濃縮池。調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)泥池中出現(xiàn)大量浮泥，螺桿泵只能轉(zhuǎn)輸少量污泥及清水，轉(zhuǎn)輸效率低；同時(shí)，投加藥劑含有大量氯離子，且pH較低，對(duì)設(shè)備腐蝕較大，嚴(yán)重影響螺桿泵使用效率及壽命(約2年時(shí)間，螺桿泵轉(zhuǎn)子已嚴(yán)重腐蝕)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加儲(chǔ)泥池?cái)嚢鑿?qiáng)度，優(yōu)化轉(zhuǎn)輸管道布局，轉(zhuǎn)輸方式改重力自流，經(jīng)調(diào)整基本滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

2.2 處理水量

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，累計(jì)處理2 217萬(wàn)m3，日均處理12.25萬(wàn)m3，負(fù)荷率102.09%。

圖2 調(diào)試運(yùn)行期間處理水量及負(fù)荷率Fig.2 The treated water quantity and load rate during debugging operation

2.3 處理水質(zhì)

2.3.1 出水BOD、CODCr

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，提標(biāo)段進(jìn)水BOD均值0.95 mg/L，經(jīng)處理后出水BOD為0.71 mg/L，達(dá)標(biāo)率100%，去除率為22.38%；提標(biāo)段進(jìn)水COD均值14.22 mg/L，經(jīng)處理后出水COD為9.79 mg/L，達(dá)標(biāo)率100%，去除率為30.66%。

圖3 出水BOD濃度Fig.3 The effluent BOD concentration

圖4 出水COD濃度Fig.4 The effluent COD concentration

2.3.2 出水TN、NH3-N

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，提標(biāo)段進(jìn)水TN均值6.24 mg/L，經(jīng)處理后出水TN為6.81 mg/L，達(dá)標(biāo)率100%，去除率為-10.32%；提標(biāo)段進(jìn)水NH3-N均值0.17 mg/L，經(jīng)處理后出水NH3-N為0.15 mg/L，達(dá)標(biāo)率100%，去除率為10.24%。

圖5 出水TN濃度Fig.5 The effluent TN concentration

圖6 出水NH3-N濃度Fig.6 The effluent NH3-N concentration

2.3.3 出水TP、SS

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，提標(biāo)段進(jìn)水SS均值4.50 mg/L，滿(mǎn)足提標(biāo)段進(jìn)水設(shè)計(jì)要求，合格率100%；處理后出水SS為4.01 mg/L，達(dá)標(biāo)率100%，去除率為10.32%。提標(biāo)段進(jìn)水TP均值0.19 mg/L，滿(mǎn)足提標(biāo)段進(jìn)水設(shè)計(jì)要求，合格率100%；處理后TP為0.03 mg/L，達(dá)標(biāo)率92.82%，去除率80.76%。

圖7 出水SS濃度Fig.7 The effluent SS concentration

圖8 出水TP濃度Fig.8 The effluent TP concentration

3 提標(biāo)改造能耗、藥耗等直接成本

3.1 噸水電耗和水耗

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，氣浮除磷系統(tǒng)累計(jì)用電213萬(wàn)度，噸水耗電最高0.14度/m3，最低0.08度/m3，均值0.09度/m3；累計(jì)用自來(lái)水1.40萬(wàn)噸，噸水自來(lái)水耗量最高0.86 kg/m3，最低0.42 kg/m3，均值0.63 kg/m3。

圖9 噸水耗電量Fig.9 The power consumption

圖10 噸水耗自來(lái)水量Fig.10 Thetap water consumption

3.2 噸水藥耗

圖11 噸水電藥劑A耗量Fig.11 The agentia A consumption

圖12 為噸水藥劑B耗量Fig.12 The agentia B consumption

2018年5-10月調(diào)試運(yùn)行期間，累計(jì)消耗藥劑A 151 t，噸水耗藥劑A最高為176 g/m3，最低為131 g/m3，均值為151 g/m3；累計(jì)消耗藥劑B 4.5 t，噸水藥劑B耗量最高為0.25 g/m3，最低為0.13 g/m3，均值為0.20 g/m3。

4 結(jié) 論

提標(biāo)改造后，工廠(chǎng)日均處理12.25萬(wàn)m3，負(fù)荷率103%，出水TP均值0.03 mg/L(達(dá)標(biāo)率93%)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其余指標(biāo)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)；噸水耗電0.10度/m3，噸水耗藥劑A為151 g/m3，噸水耗藥劑B為0.2 g/m3。