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

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（dyw01331@126.com） 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。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。

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

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

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 • 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

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。

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