美國加州San Jose污水處理廠(chǎng)改造案例
3.1污水處理廠(chǎng)介紹
3.2污水處理廠(chǎng)改造
San Jose污水處理廠(chǎng)處理規模為541 000 m3/d，采用常規二級活性污泥處理工藝，處理加州舊金山南海灣硅谷等地區的生活污水和工業(yè)廢水。污水處理的季節變化很大，原因在于季節性的水果和蔬菜罐裝工業(yè)的生產(chǎn)，每年8月下旬至9月，污水處理廠(chǎng)的有機負荷要比平時(shí)增加一倍，冬天的雨季高峰流量也是影響因素。夏季罐裝加工對污水處理廠(chǎng)的負荷和操作運行帶來(lái)的影響尤為明顯。
污水處理廠(chǎng)的出水水質(zhì)標準要求月平均出水BODs和TSS均低于10 mg/L，消毒后出水達到加利福尼亞州第22條文的規定，即濁度小于2 NTU，細菌總數小于2.3個(gè)/100 mL，氨氮低于5 mg/L.
由于夏季罐頭加工產(chǎn)生的沖擊負荷，活性污泥系統發(fā)生絲狀菌引起的污泥膨脹，導致進(jìn)入硝化反應池的污泥超過(guò)其負荷，出水ss濃度太高，直接影響了過(guò)濾階段的處理效果，使出水水質(zhì)遠遠超過(guò)排放標準。為防止污泥膨脹的再次發(fā)生，需要對污水處理廠(chǎng)進(jìn)行改造。
3.2.1污水處理廠(chǎng)分析
經(jīng)調查后發(fā)現，導致污泥膨脹的首要原因是有機負荷的突然增加，使普通曝氣池的供氧量不足，在Do濃度較低的條件下，絲狀菌生長(cháng)引起污泥膨脹。
對污水處理廠(chǎng)的運行分析發(fā)現，氮源不足和由于進(jìn)水管道中的厭氧條件產(chǎn)生二氧化硫也是導致污泥膨脹的因素；同時(shí)，活性污泥系統的有機負荷相對偏高，特別是在水力高峰負荷下，常規活性污泥系統和硝化處理系統間的水力條件受限；另外，污泥儲存后沒(méi)有考慮最終處置，影響生物系統的排泥。因此，為了控制污泥膨脹，完善污水處理廠(chǎng)的水力條件，保證處理工藝、設備和電氣系統的可靠運行，污水處理廠(chǎng)須進(jìn)行一系列的改造。改造工程一次規劃分期實(shí)施，分為近期、中期和遠期三階段進(jìn)行。
3.2.2近期改造措施
近期改造的目標是控制污泥膨脹，穩定運行以達到排放標準。主要措施是采用能快速安裝快速使用的一些設備，雖然這些設備的運行成本較高，但運行穩定。近期改造的主要內容有：
?。?）提高供氧能力。增設了一套純氧供氧系統，包括液態(tài)氧儲存池、蒸發(fā)器、微孔曝氣器、風(fēng)量計和自控設備等，這些設備只在在高峰季節原有設備供氧不足時(shí)使用。運行后由于運行費用較高，增設鼓風(fēng)機以增加供氧量。
?。?）投加氮源。安裝了一套氨水系統，補充污水中缺乏的氮源，有利于曝氣池中微生物的生長(cháng)。在實(shí)際運行中，氮源并不需要連續投加，只在夏季罐頭加工季節時(shí)投加。罐裝工廠(chǎng)每天工作16 h，產(chǎn)生的廢水由于有機物含量高，需要補充額外的氮源，而在停產(chǎn)的8 h內廢水的營(yíng)養物濃度足夠維持微生物的正常生長(cháng)。
?。?）初沉池投加化學(xué)藥劑。通過(guò)投加三氯化鐵降低后續活性污泥系統的有機物負荷和需氧量，同時(shí)鐵離子能與污水中的硫化物發(fā)生沉淀反應，降低后續活性污泥系統的硫化氫負荷。
?。?）污泥加氯處理。在回流污泥前進(jìn)行加氯處理，可有效地抑制絲狀菌的生長(cháng)，防止污泥膨脹。氯的投加劑量和投加點(diǎn)對絲狀菌的去除效果和活性污泥絮體的影響差別較大，根據試驗分析，確定在回流污泥泵進(jìn)水口處加氯能獲得較好的混合效果，加藥量根據每日的微生物鏡檢情況確定。
?。?）濾池改造。首先對濾池的進(jìn)水部分進(jìn)行改造，減少反沖洗過(guò)程中濾料的流失，其次，增加濾池反沖洗水處理系統，包括調節池、化學(xué)混凝和沉淀，處理后的出水排至濾池進(jìn)水端或直接排放。
3.2.3中遠期改造措施
中期改造將逐步更換近期改造中一些運行成本高的設施，并保持541 000 1113/d的污水處理量和達標排放；遠期的改造目標是淘汰高能耗、低效率的設備，包括運行不穩定、耐用性較差的污泥處理設備，并擴建污水處理廠(chǎng)規模至632 000 m3/d.中期和遠期改造所需增加的主要設施有：
?。↖）常規二級處理系統改造。普通曝氣池后增加新的二沉池，新增鼓風(fēng)機設備，替代原有備用的純氧供氣系統，更換空氣擴散系統設備。
?。?）深度處理系統改造。增建二級處理后續的硝化系統，包括硝化曝氣池和沉淀池。
?。?）水力改造。將原有的一個(gè)污泥儲泥池改造為初沉池出水調節池，并新建初級處理出水提升泵房，這樣初沉出水可超越至深度處理的硝化池，在二級處理的有機負荷過(guò)高時(shí)，工藝運行更具靈活性和穩定性；改造廠(chǎng)內其他泵房，增加新泵和相應的電氣儀表設備。
?。?）二級處理進(jìn)水方式改為多點(diǎn)進(jìn)水。該模式下污水處理廠(chǎng)的運行工藝更具靈活性，抗沖擊負荷能力大大增強。
?。?）改造和更換廠(chǎng)內的機械和電氣設備，使系統的運行更加安全穩定。
?。?）擴建污泥厭氧消化系統。
?。?）污泥最終處置。儲泥池內的污泥在夏天進(jìn)行干化處理，干化后運至填埋場(chǎng)。
各項改造工程在10年內陸續完成，改造后的污水處理廠(chǎng)運行更可靠，處理能力和出水水質(zhì)得到改善。通過(guò)改造，污水處理廠(chǎng)的處理能力提高到632 000 m3/d，并且出水水質(zhì)一直達標。