剩余污泥回流初沉池的工艺改造

顾国强，张瀚，程炜基，何文斌
(上海市南桥污水处理厂，上海201400)

　　摘要：污水处理厂二沉池剩余污泥回流进入初沉池，能明显提高初沉池的沉淀效率，降低初沉池出 水COD和SS的浓度，其沉淀污泥含水率为98%，体积小，对浓缩脱水和降低投药量十 分有利。 自1997年5月对采用普通活性污泥法的工艺流程进行改造以来，效果良好且稳定运行至今。
　　关键词：污水处理；活性污泥法；剩余污泥回流；含水率
　　中图分类号：X703.1 文献标识码：C 文章编号： 1000-4602(2001)01-0043-03

　　1 概况

　　南桥污水处理厂采用普通活性污泥法二级生化处理工艺流程，设计规模为1×104 m3/d ，污泥采用中温消化、机械脱水后运出厂外。处理工艺流程见图1，主要构筑物尺寸和数量见表1。

图1 污水处理工艺流程图

表1 主要构筑物的规格和数量

　　按照设计要求，达到设计水量时，初次沉淀池污泥排放量约70 m³/d，含水率约97%；二沉 池排出的剩余污泥量为170 m³/d，含水率约99.4%，但是实际情况并非如此。
　　①根据投入运行以来的统计数据表明，剩余污泥的排放量(300 m3/d以上)远 远高于设计排泥量。
　　②近年来南桥地区面积不断扩大，工矿企业增加，居住人口增多，造成污水排放量由1994 年的0.8×104 m³/d增至1997年的1.2×104 m³/d，高峰流量达到1.5×104 m ³/d，剩余污泥平均排放量达474 m³/d，远远大于3个浓缩池240 m³/d的处理能力。
　　③浓缩池后的工序无力承担如此大体积的污泥冲击［储泥池总容积只有120 m³，机械脱 水(带式)压滤机的能力是8 m³/h］，造成压滤机开机时间长，药剂用量大。

　　2 工艺流程的改造

　　为了保证污水厂正常运行，解决污泥排放量大于污泥处理能力的矛盾变得刻不容缓。要减小 污泥排放量，只有降低污泥的含水率，而活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还有 良好的凝聚和沉降性能，利用这一特性将活性污泥与初沉池中的悬浮固体混合，可生成较大 的絮凝体，约500 m3/d的剩余污泥量对于初沉池进水流量的影响不足5%，经过约1.5 h的 沉淀，活性污泥和污水中悬浮固体合成的污泥含水率远低于剩余污泥的含水率。
工程设计中污泥提升泵站放空管道是与进水格栅间的管道相通的，因此打开放空阀，就可实 现剩余污泥流入格栅间。剩余污泥排放是连续的，在格栅间与厂外城市污水相遇，经污水提 升泵混合提升，再经旋流沉砂池进入初沉池(见图2)。

图2 剩余活性污泥回流初沉池工艺流程图

　　3 效果

　　3.1 对污泥排放量的影响
　　1997年5月底开始按新的工艺流程运行，当年污泥排放量和含水率的变化见图3。改造前5个 月的平均排放量为472 m³/d，累计排放时间6 h/d；改造后7个月的平均排放量为234 m³ /d，向浓缩池排泥量减少50%，累计排放时间3 h/d(下降了50%)，污泥含水率也从98.9%下降 到98.0%，污泥含固量从11 g/L上升到20 g/L，增加了1.8倍。

图3 改造前后污泥排放量和含水率的变化

　　3.2 对初沉池出水水质的影响
　　剩余污泥回流至格栅间使混合进水浓度高于原水，会否影响初沉池的出水水质是改造前所关 注的。改造当年的初沉池进、出水月平均COD、SS的变化和去除率分别见图4、5。1 998年原水和初沉池出水COD和SS的变化分别见图6、7。

图4 改造前后初沉池进、出 水COD的变化

图5 改造前后初沉池进、出 水SS的变化

图6 1998年原水和初沉池出水COD的变化

图7 1998年原水和初沉池出水SS的变化

　　从图4～7可以看出：
　　①改造后，初沉池出水水质有明显改善。改造前5个月的COD平均值是348 mg/L，改造后7个月的平均值是234 mg/L，下降幅度为32.7%，节省了曝气量，从而节省了水处理费用。而改造前5个月的SS平均值是164 mg/ L，改造后7个月的平均值是92 mg/L，下降幅度为37.1%，表明剩余污泥回流可以改善悬浮物的沉降效果。
　　②改造后，初沉池对COD、SS的去除率都有明显提高。改造前的COD、SS 平均去除率分别为33.2%、54.0%，改造后分别为49.8%、79.5%。
　　③根据1998年的运行数据，尽管进厂污水浓度(COD、SS)比改造前高，但效果仍是稳定的。初沉池出水COD平均值是279 mg/L，去除率平均值是50.9%，与改造前基本相同，出水COD值略有升高；出水SS的平均值为52.9 mg/L，去除率平均值是84.5%，与改造前相比，出水水质和去除率均有所提高，表明初沉池的沉淀效果在进 水SS增加时效率更高，出水水质更好一些。
　　3.3 对污泥脱水效果的影响
　　①由于改造后的初沉池平均排泥量＜240 m3/d，现有的浓缩池基本可以满足要求 ，不必再建新的浓缩池。初沉池排泥含水率为98%，设定浓缩池排水量为总体积的1/2，则浓 缩池排放的污泥含水率为96%，高于设计规定的97%。
　　②由于污泥含水率的下降和体积的缩小，污泥脱水使用的絮凝剂聚丙烯酰胺投加量减少， 带式压滤机开机时间减少。改造后在储泥池预投稀释聚丙烯酰胺药液，压缩空气搅拌，又可 排掉50%浓缩污泥体积的上清液。如进入浓缩池前污泥体积为240 m3/d，则进入压滤机前 污泥体积只有60 m3/d，含水率约为92%，压滤前投药量约为改造前的1/2，污泥输送 量至少降低1/2，这样压滤机由每日三班减至一班运行。污泥脱水改造前后经济比较 见表2。

表2污泥脱水改造前后的经济比较

　　①采用二沉池剩余污泥回流初沉池的工艺，能够将进入浓缩池的初沉池和二沉池的混合污泥体积减少约50%，解决了南桥污水厂浓缩池容积不足的困难，从1997年5月至今一直运行正常。
　　②进行上述改造后，由于活性污泥的絮凝和沉淀作用，强化了初沉池的沉淀功能，和改造前相比，COD和SS的去除率明显提高，出水COD和SS值降低。
　　③运行数据表明，初沉池出水的COD和SS值较改造前降低30%以上，能明显降低二级生物处理有机物的负荷量，大幅度地节省曝气量，从而节省水处理的费用；由于污泥含水 率降低，体积缩小，降低了机械脱水的投药量，减少了带式压滤机的运行时间，日耗电量可下降64.3%，污泥处理成本可降低40.5%。
　　通过3年的工程运行表明改造效果良好，运行中应注意控制好初沉池的排泥时间， 剩余污泥不宜在池中停留时间过长，否则污泥因厌氧发酵而上浮 ，影响出水水质。如果曝气池运行不正常，污泥沉降性能不好，剩余污泥不宜回流入初沉池 。

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　　收稿日期：2000-06-17