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美国华盛顿Blue Plains污水处理厂改造工程实例分析

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发表于 2017-2-16 10:24:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
污水处理厂介绍
Blue Plains污水处理厂位于美国哥伦比亚区,污水流量为16.2 rn3/s,采用硝化处理工艺,工艺流程见图3,包括预处理、初沉池、高负荷活性污泥系统、二级硝化活性污泥系统、多介质滤池和消毒处理,出水排放 Chesapeake海湾。

改造要求
在经济发展的同时,Chesapeake海湾河口和支流水体的水质不断恶化,主要原因是点源或非点源过量营养物质(氮和磷)的排放。 Blue Plains污水处理厂是向Chesapeake海湾排放氮污染物的最大点源,因此哥伦比亚特区政府参与签署了Chesapeake海湾协议,协议规定,到2000年每年向海湾排放的营养物应至少比1985年减少40%,需要对Blue Plains污水处理厂进行改造,使其具有脱氮功能。保证夏季(5~10月)出水TN低于5.55 mg/L,冬季低于8.58mg/I。,还要求满足排放标准中的各项指标,B()峨和TSS要达到5 mg/L和7 mg/L,TP为0.18 mg/L,NH3一N夏季为1 mg/L,冬季为6.5 mg/L。
改造方案介绍
改造工程将原12条处理分支中的6条改为硝化一反硝化运行模式,另外6条仍保持硝化模式。每条处理分支由5个完全7昆合反应器串联而成,在第4个(夏季)或第5个(冬季)反应器内投加纯净的甲醇作为反硝化的补充碳源。工艺的关键是保证前3个反应器内实现硝化,为反硝化提供硝酸盐,改造后的运行方式见图4。
当系统以硝化模式运行时,5个反应器内均进行曝气,以硝化一反硝化模式运行时,投加甲醇的反应器内不曝气,为反硝化提供缺氧条件。污水经反硝化后在第5个反应器内进行再曝气,经一条长的出水渠输送至沉淀池。该工艺可利用原有的设施,不需进行硝化液回流和其他特殊的改动。

改造效果和存在问题
反硝化工艺成功地实现了每季度和全年的脱氮目标,出水中TN的年平均值为5.8 mg/L。其中冬季为5.9 mg/L,夏季为5.7 mg/L,出水各项指标均可满足水质标准。
尽管污水处理厂的改造方案在TN去除上非常成功,但是也存在以下问题:
(1)后置反硝化工艺在运行管理上比硝化工艺更复杂,具体表现在以下几个方面:①有两个处理阶段需要监测和控制;②甲醇应在反应池内12个不同的位置投加;③现有的甲醇储存设备体积有限;④由于投加了甲醇用作反硝化菌的食料,导致剩余污泥量的增加。
(2)由于该工艺其实是将原来的一段(硝化段)改为两段(反硝化段和硝化段),反硝化段占用了原来用于硝化的容积,从而降低了在冬季和高负荷时硝化处理的可靠性。在紧急情况下,需要停止反硝化,恢复完全硝化的工艺状况。
(3)投加甲醇作为补充碳源,使得系统的运行成本增加。一般每年购买甲醇的费用达500万~600万美元。
(4)氮的去除效果受工艺制约,如二沉池出水中磷的浓度过低会限制反硝化菌的生长,如何在保证出水水质不超标的同时满足反硝化菌对磷的需要,成为目前污水处理厂管理中需要解决的一个问题。
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