磁加载絮凝技术在清河污水处理厂应急工程中的应用张雅玲

全国给水排水技术信息网2009年年会论文集磁加载絮凝技术在清河污水处理厂应急工程中的应用张雅玲李艺张韵赵志军方先金李振川(北京市市政工程设计研究总院,北京100082)摘要清河污水处理厂进水量、进水水质均超过设计值,处于超负荷运转状态,急需建设应急处理设施来减轻二级处理系统的运行压力,为后续再生水处理厂提供稳定的水源,保证再生水水质,确保补给奥运湖的再生水水质安全可靠。经过试验验证,磁加载絮凝技术对TP、55、BOD。、CODcr等污染物指标均有一定的处理效果。参考试验结果,2008年设计并建成了规模为5万m,d/的清河污水处理厂应急工程磁加载絮凝污水处理设施。该设施实际运行效果满足工程建设的要求,起到了保护水环境的作用,特别是保证T奥运公园及其周边地区的水环境,实现了申奥承诺,具有可观的社会经济效益。关键词磁絮凝污水处理厂O弓l言清河污水处理厂位于北京市海淀区东升乡,距清河北岸约1.4枷,是北京市规划建设的14座市区污水处理厂之一。该厂一期、二期工程已实施,设计污水处理规模共40万m3d/,二级出水一部分作为后续再生水处理厂的原水,其余排入清河。再生水处理规模8万m3d/,主要向海淀区和朝阳区部分区域提供城市杂用水、河湖补水及奥运公园水系补水。2008年清河污水处理厂实际的处理污水量己达到47万扩d/,汛期的处理量超过50万m3d/,实际进水水质也超出了原设计值,污水处理厂处于超负荷运转状态。为了减轻清河污水处理厂二级处理系统的运行压力,为再生水处理厂提供稳定的水源,保证再生水水质,保护水环境,特别是保证奥运公园及其周边地区水环境,2007年经过方案比选,应急工程选用了磁加载絮凝技术和精细过滤技术,确定处理规模各为5万m3d/。2007年8月一9月在清河污水处理厂对磁加载絮凝技术进行了生产试验,参考试验结果,于2008年设计并建成了规模为5万m3d/的磁加载絮凝应急工程污水处理设施,见图1。该设施在奥运会期间运行良好,极大缓解了清河污水厂运行压力,至今己经投产一年。1磁加载絮凝试验1.1试验装置磁加载絮凝试验装置安装在一辆车上,试验车可以移动,试验车外形尺寸7.smxm3x4.m2,见图2。该试验装置的处理规模可以达到1万m3d/。试验原水为清河污水处理厂曝气沉砂池出水,原水经提升泵提升到试验系统,首先在管道混合器图1清河污水处理厂应急工程磁加载絮凝污水处理设施2工艺流程磁加载絮凝试验装置的工艺流程如图3所示,图2车载式磁加载絮凝试验装置内加入混凝剂PCA(聚合氯化铝);然后在絮凝池1内投加磁加载物,磁加载物在絮凝过程中作为凝核起到了强化絮凝的作用,使絮体颗粒既大又密实;接着在絮凝池2内投加助凝剂P顺(聚丙烯酞胺),使絮体颗粒进一步长大;最后,在沉淀池中磁加载物携带着絮体一起沉淀下来。由于絮体颗粒密度大,沉降速度快,因此这套系统采用的沉淀池的面积仅为常规沉淀池面积的1八5左右。沉淀污泥一部分回流到絮凝池,以增大絮凝池中污泥浓度,提高絮凝效果;一部分通过磁鼓将磁加载物从污泥中分离出来,回收的磁加载物回到絮凝池循环利用,污泥进行无害化处理后妥善处置。全国给水排水技术信息网2009年年会论文集沉砂池出水管道混合器I..巨弓.~应}回兰泥污.·毛.·;闷·`:丫,—i盗坚少气处理处置1.3试验工况回流污泥卒{磁加载物污污泥槽222剩余污泥月〔一~~.-一~一~.,-一回一{污泥槽1}图3磁加载絮凝试验工艺流程增大,各项污染物指标的处理效果均有所降低;试验过程中,磁加载物一次性加入,通过磁鼓分离后循环利用,损失量非常少,试验期间无须补充。混凝剂加药量不断调整,助凝剂加药量不变,混凝剂和助凝剂均配置成一定浓度的药液后采用加药泵投加,通过调节加药泵的流量来改变投药量。试验进水量采用电磁流量计计量。根据试验进水量和加药量的变化,共进行了6个工况的试验,见表l。加药量、进水量均相同时,不同污染物指标的处理效果明显不同,按去除率排序,TP、SS的处理效果最佳,去除率可以达到9%0以上;其次是BODS、COcD,,去除率可以达到60%以上;氮的处理效果不太显著,TN、NH扩一N的去除率均低于20%。根据试验结果分析,磁加载絮凝技术可以使原污水达到一级强化处理的程度。14试验结果1.4.1试验进、出水水质6个试验工况的进、出水水质见表2,各项污染物指标的去除率见表3。从表2、表3可以看出,进水量相同时,增大加药量可以提高各项污染物指标的处理效果。加药量不变的情况下,进水量1..42试验系统排泥试验过程中排泥量、污泥浓度及污泥比阻的测定结果见表4。从表4可以看出,试验排泥量为试验进水量的%5~%8,进水量越大、加药量越高,排泥量也越大。试验过程中,污泥浓度和污泥比阻的变化不很大,根据污泥比阻判断该污泥比较易于机械脱水,但是由于污泥浓度很低,脱水之前应先进行浓缩。表1试验工况试试验条件件工况一一工况二二工况三三工况四四工况五五工况六六试试验进水量(m3/h)))240002400024000380003800038000PPPAC加药量(ppm)))54444222333333331888999PPPMA加药量(pp:)))222222222222222222备注:pAC加药量以AL刃。的含量计算。表2试验进、出水水质卜卜默未未进水水质质出水水质质曝曝曝气沉砂池池工况一一工况二二工况三三工况四四工况五五工况六六出出出水水水水水水水水TTTP(mg/L)))76660.15550.18880.24440.37771.2222.3335555(mg/L)))30999144420002888366648886555BBBODS(mg/L)))2966672227888799997771022211333CCCODCr(mg/L)))49444130001388814111165552022223888TTT入(m酬L)))62225OOO52225444577758886111NNNH4+一N伽g/L)))4999433344444666///////全国给水排水技术信息网2009年年会论文集表3各项污染物指标的去除率咨咨之之进水水质质去除率率曝曝曝气沉砂池池工况一一工况二二工况三三工况四四工况五五工况六六出出出水水水水水水水水TTTP(mg/L)))7.66698%%%98%%%97%%%95%%%84%%%70瑞JJJ5555(mg几)))3099995%%%94%%%91%%%88%%%84%%%79%%%BBBOD:(mg/L)))2966676%%%了4呢lll73%%%67%%%66%%%62曳曳CCCf,D·r(mg/L)))4日44474%%%、72%%%71%%%67%%%59%%%52峨...TTTN(mg/I_)))622219%%%]6%%%13%%%8%%%6%%%2%%%NNNH;一N(mg/L)))499912%%%10%%%6%%%/////////表4排泥量、污泥浓度及污泥比阻测定结果试试验工况况加药量(们g/L)))流量(m3/h)))污泥浓度度污泥比阻阻(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((mg/l)))(m/kg)))PPPPPAC(AL:几)))PMMMA进水量量排泥量量量量工工况一一544422224000l9993320004.3XIO,222工工况二二422222224000l9993014444.2又10,222工工况三三333322224000l8883017773.4又10,222工工况四四33332223800025554740004.1又10`222工工况五五l8882223800022223459994.0又10,222工工况六六999222380001999340000找.7X1012222清河污水处理厂应急工程2.1设计进、出水水质由于本工程为应急工程,主要作用是减小污染物排放量,所以不要求设计出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(BG18918一2002),仅规定常规条件下出水水质需达到表5的要求,当进水水质超标时按表6执行。根据清河污水处理厂试验结果分析,磁加载絮凝技术可以满足表5、表6规定的出水水质要求。同时由于该技术工艺流程简捷,受原水水质影响小,抗冲击负荷能力强,设备体积小,占地面积小,工程建设期短,投产快,所以适合清河污水处理厂应急工程采用。.22工艺设计由于清河污水处理厂应急工程建于现有污水处理厂内,所以必须尽可能减少总占地面积,减小对已建工程的影响;再加上必须在奥运会开幕之前运转起来,所以必须充分考虑工程的可实施性。因此,工程设计过程中磁加载絮凝处理系统采用设备化装置,装置的规模大、小结合,Z000Om3/d、S000m,/d的处理系统各2套。表5常规条件下进、出水水质要求项项目目BOD。。90氏:(mg/L)))55(mg/L)))TP(mg/L)))(((((mg/L)))))))))进进水水质质蕊30000蕊55000廷38000毛888出出水水质要求求〔15000蕊17000石2000返111表6进水水质超标时各项污染物指标的去除率要求项项目目BOD。(mg/L)))gOcDr(mg/L)))55(mg/L)))TP(mg/L)))进进水水质质300005500038000888去去除率要求求〕50%%%〕60%%%)90%%%)90%%%其他配套设施的设计如下:在清河污水处理厂现有曝气沉砂池前新建一座溢流井,将超负荷污水溢流到一根DN1200lnnI管道,然后接入应急工程的进水格栅、提升泵房、出水井和磁加载絮凝处理系统。进水格栅、提升泵房及出水井合建为一座构筑物。格栅渠道为1条,渠道内安装1台网板式细格栅机,格栅孔径3mm,清除的栅渣经无轴螺旋输送机输送至栅渣压榨机,压榨后落入栅渣斗(车)内。提升泵房内安装4台潜水混流泵,为方便潜水泵维修,泵房设起吊装置;为防止倒灌,在水泵出水管末端安全国给水排水技术信息、网2009年年会论文集装拍门。出水井内设置出水堰,对污水流量进调配,出水管采用DNgOOmnI钢管接入磁加载絮凝水处理装置的配水井。磁加载絮凝水处理装置的配水井为钢制同心圆结构,负责向4套磁加载絮凝水处理装置配水。磁加载絮凝水处理装置安装在一个设备间内,占地面积约11Om02。加药间与配电及控制室合建,加药间旁设液态PAC贮药池,加药间内设混凝剂、助凝剂投加泵各2台l(用1备)。混凝剂PCA配置成浓度10%的药液投加,助凝剂PMA配置成浓度0.2%的药液投加。加药间内设PCA、P胡配药装置。磁加载絮凝处理系统的剩余污泥通过污泥泵提升到贮泥池,贮泥池内设潜水搅拌器。贮泥池内污泥经污泥螺杆泵加压后进入带式浓缩脱水机内进行浓缩脱水,然后由无轴螺旋输送器输送到污泥堆置棚装车外运。污泥处理系统主要建、构筑物包括:贮泥池,污泥浓缩脱水机房,污泥堆置棚,药库,配电及控制室。否运行正常。通常情况下,矾花为大颗粒的黑褐色絮体为正常。反之,絮体少,可能为PAC投加量不足;絮体细小,可能为PMA投加量不足;絮体颜色浅灰,可能为磁加载物回收率低。当沉淀池出水有细小絮体流出时,检查是否PAC、PMA投加量偏少、磁加载物回流量不足、磁加载物回收通道堵塞等。如果沉淀池出水夹杂大量含磁加载物的絮体则应尽快关闭系统,查找原因。2008年8月~10月期间,清河污水处理厂磁加载絮凝应急处理设施的月平均进、出水水质及各项污染物指标的去除率见表7。从表7可以看出,该工程的实际运行效果满足工程建设的要求。2.3运行管理与运行效果磁加载絮凝应急处理设施运行前,应先取原水水样进行烧杯试验,确定PCA、PMA及磁加载物的投加量。运行过程中,通过观察絮凝池中矾花的状况可初步判断加药量是否合适、加药系统是3.结语清河污水处理厂磁加载絮凝应急工程的建设,减轻了清河污水处理厂二级处理系统的运行压力,提高了二级处理效果,为后续再生水处理厂提供了稳定的水源,保证了再生水水质。由于二级出水排入清河,再生水补给奥运湖,所以应急工程运行后不但改善了清河的水环境