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改良型A?O—JHB工艺运行经验的分享

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  摘要:改良型A2/O中JHB处理工艺是Johannesburg的英文缩写,它是缺氧-厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。黄石凯迪项目磁湖污水处理厂二期生化系统采用改型设计,污水处理规模为12.5万吨/日,出水消毒采用紫外线消毒工艺,污水处理后经胜阳港排入长江;污泥处理采用机械浓缩脱水一体化工艺,污泥经浓缩脱水后送黄石华新环保公司焚烧处理再利用;臭气处理采用活性氧离子除臭技术。本文的主要目的是总结该工艺运行中几个重要影响因素以确保出水达标排放。
  关键词:改良型A?O工艺;JHB工艺;工艺运行经验
  我站在第一视角阐述自己经历的生产事件和总结的经验,但处理这些事件的过程是离不开黄石凯迪公司这个团队每个人的付出,是大家的共同努力协作排除了一个又一个看似无法破解的危机。公司自2009年6月商业运行以来,由于市政管网建设滞后,雨污未分流,进水水质长期偏低,再加之二期生化系统设备全新,故障率极低,设备运行状态优良,无管路漏气等现象,生产困难较少,出水水质一度长期保持在一级A水平,随之年份推移至2015年,运行超过五年后,各种水下设备故障逐渐增加,新问题不断涌现,曝气主管沉降导致主管连接处漏气,支管链接处密封圈老化漏气等,加之老旧的旋流沉砂池除砂效果差,曝气池开始积沙积泥,曝气效果不佳等问题一直困扰,针对各种生产问题逐个追根溯源,提出整改和修复,确保出水达标排放,总结了以下一些较突出问题的解决经验供同仁探讨。
  一、二沉池堆泥和跑泥的困扰
  我厂采用周边进水辐流式式二沉池,外回流污泥通过回流污泥泵房3台额定1750m?/h潜污泵输送到生物池选择区,通常使用1-2台。
  二沉池反复堆泥,频次随年份逐年增高。多次邀请刮吸泥机厂家检修无法排除问题,后经综合分析查找,发现问题出在回流污泥泵上,随着设备使用时间增长,污泥泵做功会成线性减弱,加之三台回流污泥泵止回阀门均有不同程度劳损无法关严导致流量损失。因此在没有外回流流量计情况下按照以往经验设定回流污泥泵频率不可取。从该事件出经验教训,以后对污泥泵等设备配套的止回阀和泵体大修随着使用年份增加维护大修周期要缩短。
  二沉池跑泥现象自运行一年后就开始出现,在水量较大时尤为明显,这也是周进周出式二沉池的通病,主要原因是由于进水细格栅拦截细小塑料垃圾效率不高导致二沉池进水渠导流孔堵塞,而周进周出式的沉降原理就是利用两端对流在中心区进一步减速形成沉降,清水溢流出清水槽内。当一段进水孔堵塞,不仅影响对向的进水无法抵消流速直接短流出去,而且会增加其它进水孔流速,进一步影响其它断面沉降效果。辐流式沉淀池的直径很大,进口的布水和导流装置设计不当,则周边进水沉淀池会发生短流现象,严重影响效果。
  总结经验得出,最长每半年清理一次二沉池导流孔,保证二沉池布水均匀,达到良好的沉降效果。
  二、选择区的作用和重要性
  我厂处理系统是改良型A?O工艺中的JHB工艺。1991年Pitman等人提出Johannesburg(JHB)工藝,该工艺就是在传统A?O工艺到厌氧区污泥回流线路中设计增加了一个缺氧池,这样来自二沉池污泥可利用33%左右进水中的有机物作为反硝化碳源去吃硝态氮,以消除硝酸盐对厌氧池厌氧环境的不利影响。厌氧区前设计缺氧区我厂命名为选择区,主要目的是预防外回流携带的硝酸盐和过量氧气直接进入厌氧区而设计的反硝化单元。此单元也是处理过程中容易忽视的部分,因为该单元只有一台水下搅拌装置长期运行,之前并未对工艺造成负面影响,但是有次该设备故障维修期间停止运行几日,发现出水总磷开始增长,后来分析原因后按照传统A?O工艺调整方法减小外回流,让污泥在二沉池进行部分反硝化,才达到维持出水达标目的。从此问题分析总结出,选择区的设计混合液污泥进口和出口连接线和搅拌器射流线成90°垂直,如果失去搅拌器的射流阻力或者射流阻力不够大被混合液污泥水流阻隔,污泥混合液选择区就达不到设计的搅拌要求和停留时间,而且外回流流速足够大情况下容易形成短流直接进入厌氧区。如同海洋洋流一般,洋流管内速度极大,洋流管外速度慢甚至静止。
  这样选择区长时间运行,会形成大面积死角区域污泥会厌氧上浮,池面堆积死泥,且无法起到反硝化消耗回流携带过量硝酸盐的效果。
  三、紫外粪大肠灭活实验,确保粪大肠达标
  我厂工艺采用的是紫外消毒方法,当紫外线照射到微生物时,便发生能量的传递和积累,积累结果造成微生物的灭活,从而达到消毒的目的。对细菌、病毒的去氧核醣核酸(DNA)及核醣核酸(RNA)具有强大破坏力,能使细菌、病毒丧失生存力及繁殖力进而消灭细菌、病毒,达到消毒灭菌成效。紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成;另一方面,产生自由基可引起光电离,从而导致细胞的死亡。
  为了确保我厂出水在每次环保局和排水管理处三方取样检测中100%达标,我化验室做了如下实验:
  实验原理:我厂进水分别采用4台额定3300m?/h和2台额定1500m?/h的亚太提升泵。系统可承受最大进水能力可同时启动两台3500m?/h的大泵,实际最高瞬时可达6900m?/h。但是我厂设计进水量为12.5万m?/d,换算成24小时就是5200m?/h左右。也就是说当开启一大一小两台泵时瞬时实际流量达到4800-5200m?/h刚好符合设计标准进水。当单独开启一台小泵实际水量为1500-1800m?/d,消毒渠水位会下降到紫外消毒设备安全运行水位以下,紫外消毒设备会自动关闭防止紫外灯干烧损坏。因此我们将实验水量控制在一台大泵实际流量3400m?/h左右和一大一小两台泵4800-5200m?/h左右水量进行比较试验。
  ①保证紫外灯全亮情况下,不同出水水量下取样的粪大肠检出值规律,找出合适取样水量最大值为一大一小两台泵实际水量为4800-5200m?/h,在小于该水量时化验室测得粪大肠达标,一台大泵水量3500m?/h取样时粪大肠330-2400左右但是一大一小两台泵4800-5200m?/h时粪大肠6000-9400接近标准值10000。
  每一种微生物都有其特定的紫外线杀灭,死亡剂量标准,而
  K(杀菌剂量)=I(照射强度)X T(照射时间)
  从公式可知,高强度短时间与低强度长时间效果是一样的,所以灯管衰退后(使用时间长了以后)应加长消毒时间,确保消毒质量。因此在光源不变时水量小流速低时停留时间增加,杀菌效果更好。
  得出结论:水量和流速又是成正比,因此在一台大泵时取样更为保险。
  ②化验室与三方检测同步取样测得结果比较,我厂是现取现做得值比第三方低一半,主要原因是由于其它检测单位取样不能及时检测,随着时间推移水样中为完全灭火的细菌还在不断增长。
  ③相关设备问题对粪大肠的影响实验中,我们通过模拟设备跳闸,单渠中六组模块中关闭一组在一台大泵时进行取样,发现粪大肠超标,达到20000以上。研究分析得出原因是因为紫外线在流动水体中的衰减随着距离增加骤减,当一组模块关闭时相邻两组模块间距过大而大量未能灭火细菌流出。
  总结以上三点得出结论紫外线杀菌原理是利用紫外线灯管辐照强度,即紫外线杀菌灯所发出之辐照强度,与被照消毒物的距离成反比。当辐照强度一定时,被照消毒物停留时间越久,离杀菌灯管越近,其杀菌效果越好,反之越差。因此应定期吊起维护紫外杀菌设备,及时清理附着物和更换换坏损灯管,定期检查电气设备,防止整组模块缺失,取样时保证在一台大泵情况下进行。
  参考文献
  [1]《水污染控制工程下册》--辐流式沉淀池
  [2]《5F-A?O脱氮除磷工艺的实践与探索》
  [3]百度文库《有进出口的容器内流体流动数值分析》
  [4]百度文库《紫外线杀菌原理》.
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