用納米絮凝劑解決雨季污水廠超負荷問題

時間：2020-07-23 13:57

來源：JIEI創新實驗室

污水處理廠季節性問題——合流制污水溢流污染（CSO）

合流制污水溢流污染造成的原因：由于徑流污染物輸送的非連續性和爆發性，其污染負荷所占比例在雨季會短時段內成倍升高，超過點源污染，對城市水體造成沖擊性影響，嚴重制約城市水環境質量的徹底改善。

目前我國31省市區均分布有合流制排水管網，超過70% 的大城市雨污不分流。雨季污水處理廠瞬時流量劇增，水廠處理能力超過設計能力，經常超負荷運行。此外初雨及中后期雨水的COD、SS濃度波動大，會對污水廠造成瞬時負荷沖擊。

應對措施可總結為兩類，分別是完全分流制的市政排水管網建設和完全合流制管線的水廠方面的應對措施。

對于完全分流制的市政排水管網建設，投資成本比水廠投資成本高至少一個數量級，并且建設周期更長，不適用于短期應對合流制污水溢流污染的問題。

對于完全合流制的管線，水廠建設和工藝調整中一般采取的措施是建設調蓄池、旋流分離攔截懸浮物、強化生化池和擴建高密度沉淀池等，這些措施雖然能有效應對合流制污水溢流污染問題，但是有投資改造成本較高、建設周期長、設備維護成本高、應對沖擊時工藝調整對運行人員素質要求高和設備利用率低等缺點。

污水處理廠季節性問題——我國污水處理廠運行負荷分析

我國污水處理廠平均處理流量僅有設計流量的50%，實際來水污染物濃度僅為設計接收濃度的一半，整體處理負荷不足設計值的一半。雨季進水濃度進一步降低后，負荷率降到了設計值的20-30%，雨季的來水污染物濃度負荷雖然降低了，但是進水流量卻超過了設計值。污水廠生化處理的效率與污染物處理負荷有關，與流量關系不大，可利用富裕的負荷能力處理雨水。

那么雨季制約水量負荷進一步提高的主要原因就是二沉池污泥的沉降速率，因為二沉池的表面負荷與流量息息相關，超過設計流量后二沉池活性污泥來不及沉降就會排到出水口，造成出水水質變差并且活性污泥流失，嚴重影響了生化池的安全生產。

如果能有效解決二沉池的雨季負荷不足的問題，處理廠處理雨污水的流量可至少增加2-4倍，結合雨水存儲池，總體可有效處理80%-90%的徑流總量，有效杜絕合流制污水溢流污染的發生。

污水處理廠季節性問題——水廠藥劑解決方案

要提升二沉池在雨季的污泥沉降效果，除了進行二沉池擴建或者增加高密沉淀池外，還有更快速更經濟的方法，那就是在二沉池中投加絮凝劑，二沉池污泥沉降時間由30-60min降至1-10min，二沉池最大承載負荷得到提升，進而提升水廠處理能力。

污水處理廠季節性問題——絮凝劑投加案例分析

案例一：太原某污水處理廠

太原某污水處理廠主體工藝為A2O+高效沉淀池，設計水量16萬噸/日，實際處理量在15萬噸/日左右，且運行時二沉池表面負荷及堰口負荷處于設計最高值，冬季污泥沉降性差跑泥現象嚴重，處理規模達不到滿負荷，高效沉淀池運行壓力大，絮凝劑投加濃度15-30μL/L，稀釋十倍后加入生化池，0.5h后基本得到控制，1h后完全澄清。經對二沉池出水檢測，該藥劑對出水各項指標沒有影響，并且處理水量提升后，二沉池污泥沉降效果依然顯著。

案例二：北京某再生水廠

北京某再生水廠工程設計遠期規模16萬噸/日，其中一期設計規模為8萬噸/日，再生水處理采用多段AO+浸沒式超濾工藝，并采用臭氧降低出水色度，最終出水水質達到北京市地方標準《城鎮污水處理廠水污染物排放標準DB11/890-2012》中的B標準。

當進水量超過8萬噸時，由于二沉池不能滿足超負荷需求造成泥位升高，出現跑泥問題。為了實現超負荷下的達標需求，該廠采用二沉池投加納米絮凝劑NFSSS的方式提高二沉池負荷，加藥之后2h，泥位顯著下降，處理水量提高了15%，且出水指標未受影響。示范應用證明，絮凝劑可實現該廠處理規模提高至9萬噸/日乃至更高。

案例三：包頭某再生水廠

包頭某再生水廠主體工藝為A2O工藝，設計水量7.5萬噸/日，實際進水量8.3萬噸/日，二沉池設計負荷無法滿足污水廠超負荷運行，二沉池泥位較高，跑泥現象嚴重，通過在二沉池投加納米絮凝劑，泥位顯著降低，二沉池出水清澈，而噸水藥劑成本僅為6分錢。因此二沉池投加NFSSS，能夠有效解決超負荷下二沉池負荷不足跑泥問題，為污水廠提供了有效解決方案。