Transcript 江苏省太湖流域城镇污水处理厂 除磷脱氮提标改造技术攻关示范科研项目 城镇污水处理厂短流程工艺研究介绍 苏州市排水管理处 丁永伟（[email protected]） 2009.10.23 主要内容 1. 总课题背景及目标 2. 总课题研究内容及主要成果 3. 课题9：短流程工艺的研究内容 4. 短流程工艺的研究成果 5. 苏州市在一级A提标方面的工程应用情况 课题背景及目标 • 无锡太湖蓝藻事件—DB32标准的发布—已建污水处 理厂的提标改造，新建污水厂执行一级A标准； • 污水厂执行一级A面临的技术问题：碳源缺乏和有效 利用、TN要求稳定达到15mg/L以下、TP的生物和化 学去除、SS稳定在10mg/L以下； • 从工程应用角度出发，理清工艺改造的基本思路和 技术路线，从“个体”到“普遍”，体现技术先进、 成熟可靠、经济适用和节能省地原则； • 在工程应用中予以研究和示范，并总结经验和教训 ， 编制技术导则，指导各地的建设和运行。 课题研究内容 • 课题1：污水处理厂主要污染物来源调查分析研究 • 课题2：碳源投加的研究 • 课题3：低温生物脱氮效果研究 • 课题4：强化生物处理技术研究 • 课题5：深度处理技术研究 • 课题6：新技术（设备）适用性研究 • 课题7：印染废水为主的城镇污水处理厂提标技术研究 • 课题8：人工湿地处理技术研究 • 课题9：新（扩）建城镇污水厂短流程工艺研究 •

江苏省太湖流域城镇污水处理厂
除磷脱氮提标改造技术攻关示范科研项目
城镇污水处理厂短流程工艺研究介绍
苏州市排水管理处
丁永伟（[email protected]）
2009.10.23
主要内容
1. 总课题背景及目标
2. 总课题研究内容及主要成果
3. 课题9：短流程工艺的研究内容
4. 短流程工艺的研究成果
5. 苏州市在一级A提标方面的工程应用情况
课题背景及目标
• 无锡太湖蓝藻事件—DB32标准的发布—已建污水处
理厂的提标改造，新建污水厂执行一级A标准；
• 污水厂执行一级A面临的技术问题：碳源缺乏和有效
利用、TN要求稳定达到15mg/L以下、TP的生物和化
学去除、SS稳定在10mg/L以下；
• 从工程应用角度出发，理清工艺改造的基本思路和
技术路线，从“个体”到“普遍”，体现技术先进、
成熟可靠、经济适用和节能省地原则；
• 在工程应用中予以研究和示范，并总结经验和教训 ，
编制技术导则，指导各地的建设和运行。
课题研究内容
• 课题1：污水处理厂主要污染物来源调查分析研究
• 课题2：碳源投加的研究
• 课题3：低温生物脱氮效果研究
• 课题4：强化生物处理技术研究
• 课题5：深度处理技术研究
• 课题6：新技术（设备）适用性研究
• 课题7：印染废水为主的城镇污水处理厂提标技术研究
• 课题8：人工湿地处理技术研究
• 课题9：新（扩）建城镇污水厂短流程工艺研究
• 课题10：城镇污水处理厂除磷脱氮提标改造技术导则
主要成果
• 结合实际全面分析、论证，根据达标影响因素，
因地制宜采取措施；
• 先优化运行，后工程措施；
• 先内部碳源、后外加碳源；
• 先生物除磷，后化学除磷；
• 强化预处理+强化生物处理（脱氮）+同步化学
除磷+深度处理（深度脱氮、各种过滤工艺）；
• 明确过滤工艺作为把关工艺：
主要成果（典型工艺流程单元组合）
课题9的研究内容
• MBR工艺
• 硅藻精土强化生物处理工艺
• 强化生物脱氮+磁分离工艺
• 强化生物脱氮+微絮凝过滤（流砂过滤）
结合苏州市区污水厂实际情况，强化生物脱氮
以UNITANK工艺为依托。
课题执行情况
依托工程概况及试验进水水质
城东污水处理厂
• 4万吨/天规模的二级污水处理厂；
• 全部为生活污水；
• 现状出水达到二级标准。
指标
COD
BOD5
NH3-N
TN
TP
SS
进水
290
123
18.8
30.5
4
158
娄江污水处理厂
• 6万吨/天规模的二级污水处理厂；
• 大部分为生活污水，与城东厂服务区域相似；
• 现状出水达到一级B标准。
指标
COD
BOD5
NH3-N
TN
TP
SS
进水
300
120
25
35
3.6
152
MBR工艺研究内容及主要成果
MBR工艺研究内容
• 研究了夏、冬两个典型季节条件下，HRT、DO、混合
液回流比、污泥负荷（污泥龄SRT）、缺氧/好氧区容
积比对MBR工艺运行效果的影响，共七种典型工况。
• 探讨和分析了MBR工艺对预处理的要求、污泥特性、
适应性、主要技术和经济指标。
MBR工艺研究内容及主要成果
MBR工艺研究的现场照片
MBR工艺研究内容及主要成果
MBR工艺主要成果
• MBR工艺在试验进水条件下，通过合理控制DO浓度出水水质均
能达到一级A标准（节能，节省运行费用）。
• SRT、DO和水温是影响NH3-N去除的主要因素。在夏、秋两季，
DO<0.8mg/L，出水NH3-N在1.5mg/L以下；冬季，DO在1mg/L以
上，出水NH3-N稳定在1.5mg/L以下。
• 缺氧池的容积、碳源、回流比、DO、水温是影响TN和TP去除的
主要因素。回流比为300%时，出水TN大部分情况下低至9 mg/L
以下，最高14mg/L；通过合理控制溶解氧，出水TP能达到
0.5mg/L；在冬季，缺氧/厌氧池的水力停留时间应≥4h。
• 为保证MBR系统的TP指标稳定达到一级A标准，应设置化学除磷
装置。
硅藻精土强化生物处理研究内容及主要成果
硅藻精土强化生物处理研究内容
A/O+硅藻精土澄清池工艺
两级A/O+沉淀池工艺
• 研究了夏、冬两个典型季节条件下，A/O+硅藻精土澄
清池工艺与两级A/O+沉淀池工艺在不同HRT、混合液
回流比和硅藻精土投加量条件下的运行效果，共14种
典型工况。
• 探讨和分析了污泥特性、适用条件、主要技术和经济
指标。
硅藻精土强化生物处理研究内容及主要成果
硅藻精土强化生物处理的现场照片
硅藻精土强化生物处理研究内容及主要成果
硅藻精土强化生物处理研究主要成果
• 未投加硅藻精土，两级A/O和单级A/O工艺都难于使氮、
磷同时到达一级A标准。
• 投加硅藻精土能提高生物系统的处理效果。在适当的条
件下，两级A/O工艺和单级A/O工艺系统出水CODcr、
BOD5、NH3-N、TN、TP均能稳定达到一级A标准；SS
基本达到一级A标准，在实际工程中，建议增加后续过
滤设施，以确保出水SS稳定达到一级A标准。
• 通过硅藻精土投加前和投加后的比较发现，两级A/O工
艺处理效果均优于单级A/O工艺，且两级A/O工艺抗冲
击负荷能力强于单级A/O工艺。
硅藻精土强化生物处理研究内容及主要成果
硅藻精土强化生物处理研究主要成果
• 两级A/O工艺和单级A/O工艺的出水效果随硅藻精土投
加量而提高，两级A/O的最佳投加量为30ppm，单级
A/O的最佳投加量为40ppm。
• 硅藻精土投加具有很好的除磷效果，硅藻精土投加量在
20ppm到40ppm时，出水磷可稳定达到一级A标准；硅
藻精土投加到生化系统后，NH3-N和TN的去除率比没
有投加硅藻精土时分别提了10～20%和10～15%。
• 硅藻精土投加会增加系统的污泥量，增加约10%左右；
但硅藻精土投加生化系统后形成的生物硅藻污泥可以改
善污泥的沉降性能，使污泥沉降速度变快。
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化生物脱氮研究的现场照片
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化生物脱氮研究内容
生产性试验测试的时间段
过渡段
半周期（6h）
时间
9:30～
10:00
10:00～ 10:30～
10:30
11:30
历时
30min
30min
4#（边池）
出水
出水
8#（中池）
进水/
好氧
进水/
好氧
好氧
12#（边池）
静置
反冲洗
出水
11:30～
15:30
15:30～
16:00
16:00～
16:30
300min
30min
30min
进水/好氧
静置
反冲洗
好氧
进水/
好氧
进水/
好氧
出水
出水
出水
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化生物脱氮研究内容
• 对现状UNITANK工艺的运行状况进行调查，摸清工艺特征参数和
污染物指标在周期内的变化情况，找出限制脱氮（除磷）因素。
• 改变缺氧/厌氧/好氧段的设置和周期，研究系统脱氮除磷性能的变
化。
• 尝试不同的进水方式，优化碳源分布，提升系统脱氮性能。
• 根据季节和水温变化，适时调整污泥龄，观察水温对脱氮除磷效能
影响。
• 根据工况调整的变化情况，考察DO变化对系统脱氮除磷性能的影响。
• 共进行了6种典型工况条件下的试验。
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化生物脱氮研究内容
生产性试验测试的时间段
过渡段
半周期
时间
9:30～ 10:00～ 10:30～ 11：30～
14:45
10:00
10:30
11:30
历时
30min
14：45~ 15:30～
15:30
16:00
16:00
～
16:30
30min
60min
195min
45min
30min
30min
4#
出水
出水
（边池）
8#
进水/好 进水/好
（中池）
氧
氧
12#
静置
反冲洗
（边池）
进水
/缺氧
进水
/好氧
好氧
静置
反冲洗
好氧
好氧
进水/好
氧
进水/好
氧
进水/
好氧
出水
出水
出水
出水
出水
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化生物脱氮研究内容
生产性试验测试的时间段
过渡段
10:00～ 10:30～ 11：30～
10:30
11:30
14:45
时间
9:30～
历时
30min
30min
出水
出水
进水
/好氧
静置
4#
（边池）
8#
（中池）
12#
（边池）
半周期
12:45~
15:30
15:30
～
16:00
16:00
～
16:30
30min 30min
60min
60min
120min
进水
/好氧
进水
/缺氧
进水
/好氧
进水
/好氧
静置
反冲洗
进水
/好氧
进水
/缺氧
进水
/好氧
进水
/好氧
进水
/好氧
反冲洗
出水
出水
出水
出水
出水
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
总氮
氨氮
亚硝酸盐
硝酸盐
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
10:30
11:30
12:30
13:30
14:30
15:30
采样时间 （2008－9－16）
试验组12号“四氮”，TP周期出水浓度变化
TP/(mg/L)
“四氮”浓度/(mg/L)
TP
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
出水TN
出水氨氮
出水氨氮，总氮（mg/L）
25
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
取样时间
12号池出水氨氮、总氮和TP浓度（出水前期）
14
出水TP（mg/L）
出水总磷
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
出水TN
出水氨氮
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
取样时间
4号池出水氨氮、总氮和TP浓度（出水末期）
14
出水TP（mg/L）
出水氨氮，总氮（mg/L）
出水总磷
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
12号出水氨氮
4号出水氨氮
出水氨氮（mg/L）
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
取样时间（天）
4号池（出水末期）与12号池（出水前期）氨氮
13
14
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
12号出水总氮
4号出水总氮
4
8
25
出水总氮（mg/L）
20
15
10
5
0
1
2
3
5
6
7
9
10
11
12
13
取样时间（天）
4号池（出水末期）与12号池（出水前期）总氮
14
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
• MLSS在一个周期内呈动态变化，半周期时间越长，变化趋势越
明显，越有利于污泥在各池间的交换，有利于氮（磷）的去除。
半周期6h能够比较好的平衡边池进水和中池进水对MLSS的影响，
也有利于生产运行控制。
• 在整个运行周期内，UNITANK工艺出水前期氨氮高，后期氨氮低；
出水前期硝态氮低，后期硝态氮高，呈动态变化。通过边池曝气
末期增加闷曝时间和进水初期增加缺氧段、中池增加缺氧段和边
池、中池分比例进水等运行模式可改善出水效果，出水氮指标比
较平稳，可使出水氮指标始终稳定达到一级A标准。同时，采用
边池和中池分比例进水方式，增设了不同时间的缺氧（厌氧段），
在保证出水水质的条件下存在节能的潜力。
UNITANK强化脱氮研究内容及主要成果
UNITANK强化脱氮研究主要成果
• 出水TP前期较低，后期逐渐升高。研究发现边池沉淀期间污泥层
中有磷释放现象，中池在进水期增加缺/厌氧段，对生物除磷效果
的改善有明显效果。
• 试验组的出水水质与该厂实际运行的数据相比，处理出水效果明
显改善。单组UNITANK池的设计负荷为1.5万m3/d，试验期间实
际进水负荷在1.5~2万m3/d，出水氨氮在5mg/L以下，总氮在
15mg/L以下，达到了一级A的要求。
• 强化脱氮的运行模式为：（A）半周期6h，边池运行初期增加1h
的厌氧搅拌、末期增加45min的闷曝、中池在周期的中部增加进水
缺/厌氧搅拌45min；（B）半周期6h，边池运行初期增加1h的厌
氧搅拌、与中池分比例进水、中池在周期的中部增加进水缺/厌氧
搅拌1h。上述两种运行模式均可使氮指标达到一级A标准，出水
总磷指标在0.3~1.2mg/L之间。
磁分离技术研究内容及主要成果
磁分离技术研究内容
• 磁分离用于深度处理在苏州娄江污水处理厂进行了不同
药剂投加量、不同水力负荷条件下共9种工况的试验。
• 磁分离用于深度处理在北京进行了不同药剂种类、投加
量、不同水力负荷条件下共6种工况的试验。
• 磁分离用于前处理在苏州、北京进行了不同药剂种类、
投加量、不同水力负荷条件下共9种工况的试验。
• 磁分离用于后处理（代替二沉池）在北京进行了2种工
况的试验。
• 探讨和分析了产泥量、适应性、主要的技术和经济指标。
磁分离技术研究内容及主要成果
磁分离技术研究的现场照片
磁分离技术研究内容及主要成果
磁分离技术主要研究成果
• 磁分离技术用于深度处理能保证SS和TP稳定达到一级A
标准，同时缩短水力停留时间；
• 影响磁分离技术处理效果主要因素是加药量，出水TP、
大肠菌群、浊度、SS、CODcr、BOD5和色度随加药量
增加而变小。对NH3-N、TN和TDS去除效果不明显。
• 磁分离技术用于后处理，必须有强化生物脱氮处理，才
能全面达到一级A标准。
• 磁分离前处理技术必须后续生物处理才能达到一级A标
准，当磁分离前处理技术后没有生物处理时，CODcr、
BOD5只能达到三级标准。
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究内容
• 在苏州娄江污水处理厂进行了不同滤速、不同PAC加药
量条件下的7种典型工况的试验研究。
• 在苏州城东污水处理厂进行了4.5-9m滤速条件下，不同
FeCl3加药量条件下的试验研究。
• 在北京云岗污水处理站，进行了微絮凝过滤与混凝沉淀
过滤的对比试验研究。
• 探讨和分析了微絮凝过滤的主要影响因素、适用条件、
主要技术和经济指标。
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的现场照片
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的现场照片
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
浓度,mg/l
温度,℃
30
上升流速,1x10-1m/h
容积负荷,kgN/m3/d
1.0
0.9
25
0.8
0.7
20
0.6
15
0.5
0.4
10
0.3
0.2
5
0.1
0
2008/11/2
0.0
2008/11/11
进水氨氮浓度,mg/l
2008/11/17
2008/11/25
出水氨氮浓度,mg/l
2008/11/30
温度,
水力负荷, m/h
2008/12/4
2008/12/9
容积负荷 kgN/m3/d
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
浓度,mg/l
铁磷比
上升流速,1x10m/h
去除率,%
12
100
11
90
10
80
9
70
8
7
60
6
50
5
40
4
30
3
20
2
10
1
0
2008/11/15
2008/11/22
砂滤进水磷酸根浓度,mg/l
砂滤总磷去除率, %
2008/11/28
2008/12/3
砂滤出水磷酸根浓度,mg/l
上升流速 m/h
2008/12/7
Me/O-P
0
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
浓度, mg/l
上升流速, m/h
50.0
10
45.0
9
40.0
8
35.0
7
30.0
6
25.0
5
20.0
4
15.0
3
10.0
2
5.0
1
0.0
0
2008/11/17
2008/11/25
反硝化砂滤出水SS,mg/l
2008/11/30
反硝化砂滤进水SS, mg/l
2008/12/4
硝化砂滤进水SS,mg/l
2008/12/9
上升流速, m/h
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
22 浓度,mg/l
水利负荷,m/h
温度,℃
20
22
20
18
18
16
16
14
14
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
2008/11/11
2008/11/17
反硝化砂滤进水硝态氮浓度
上升流速
2008/11/25
2008/11/30
反硝化砂滤出水硝态氮浓度
实际碳源投加比
2008/12/4
2008/12/9
反硝化砂滤容积去除负荷
温度
0
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
浓度,
50
碳氮比
15
45
40
12
35
9
25
20
6
15
10
3
5
0
2008/11/12
0
2008/11/18
2008/11/25
硝化进水COD
2008/12/1
反硝化出水COD
2008/12/5
反硝化进水COD
2008/12/10
碳氮比
碳源投加比
30
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
• 微絮凝过滤技术深度对TP和SS处理效果良好，对CODcr、BOD5
也有一定的处理效果，但对TN和NH3-N处理效果不明显。
• 微絮凝过滤技术必须与强化生物脱氮技术结合使用，强化生物脱
氮处理主要是使TN和NH3-N指标达到一级A标准，在此前提下，
使用微絮凝技术作为深度处理最终出水可全面达到一级A标准。
• 影响微絮凝过滤技术处理效果的主要因素是加药量、滤速和滤料
粒径。
• 微絮凝过滤技术要求进水TP不宜过高，一般在1.5mg/L左右，以
不超过2mg/L为宜；进水SS控制在20mg/L以下。
• 微絮凝过滤技术中的微絮凝池水力停留时间不宜超过10min，一般
控制在2~8min。
微絮凝过滤技术研究内容及主要成果
微絮凝过滤技术研究的主要成果
• 流砂过滤在滤速6~10m/h变化的情况下，砂滤进水的PO4-P在
0.5~2.5mg/l之间，平均值在1.2mg/l；出水的PO4-P的浓度在
0.05~0.7mg/l之间，出水平均值0.22mg/l，出水平均TP浓度为
0.4mg/l，达到一级A排放标准。出水混凝剂与PO4-P的平均投加比
为2.9:1，平均PO4-P的去除率为84%。
• 流砂过滤在同时执行反硝化功能时，在上升流速在5~9m/h条件下，
水温为11~12℃时，反硝化容积去除负荷为0.9kgNOx-N/(m3.d)，进
水NOx-N为12mg/l时，出水在1mg/L。实际碳源投加量为甲醇:硝酸
盐=3.5~4:1，反硝化砂滤出水COD浓度没有升高。 。
• 流砂过滤在同时执行微絮凝过滤除磷和外加碳源反硝化功能时，系
统的稳定性可以长期维持，出水SS低于10mg/L. 。
• 流砂过滤在执行硝化功能时，设计的硝化容积去除负荷为
0.4kgNH3-N/(m3.d) 。
苏州市在一级A提标改造方面的工程应用
• 强化生物处理（减负荷、复合工艺、优化运
行）+混凝沉淀+砂滤；
• 强化生物处理（减负荷、复合工艺、优化运
行）+微絮凝过滤;
• 过滤形式：传统砂滤（V型滤池）、流砂过滤
（吴中、张家港）、机械过滤（转盘、过滤
器）；
• MBR工艺：昆山陆家；
• 同步化学除磷：园区一污厂等。
谢谢！
请各位同行批评指正