二沉池強化沉淀對污水處理系統穩定性的影響研究

徐建春

摘要：二沉池屬于污水處理系統的重要組成部分，如其出現出水懸浮物較高問題，后續工藝環節的運行負荷將大幅提升，因此污水處理工藝的相關研究向來受到業界的高度重視。基于此，本文簡單分析二沉池強化沉淀方法，并結合實例深入探討污水處理系統穩定性受到的影響，以供相關人員參考。

關鍵詞：二沉池;強化沉淀;污水處理系統;聚丙烯酰胺

引言：為提升研究的實踐價值，本文以某污水處理廠作為研究對象，案例污水處理廠二沉池出水懸浮物在2019-2020年為25～30mg/L，通過對聚丙烯酰胺的連續投加，出水懸浮物可控制在15mg/L內。為明確連續投加聚丙烯酰胺帶來的影響，本文圍繞污水處理系統穩定性開展具體研究。

1.二沉池強化沉淀方法

案例污水處理廠的處理量為3×104m3/d，2017年10月投入運行，主要負責生活、生產廢水處理，處理的75%廢水為工業廢水，其中主要污染物為溶解性有機物，存在較輕的活性污泥質和較高的污泥體積指數（SVI），出水指標為一級A標準。為提升污水處理系統穩定性，案例污水處理廠在2020年6月開始連續投加聚丙烯酰胺改善水質，聚丙烯酰胺溶液通過泵和管路由配藥間向二沉池進水配水井輸送，藥液與污泥在污泥管道內充分混合，最終一同進入二沉池。

2.污水處理系統穩定性分析

2.1水質指標變化

為明確改造前后案例污水處理廠的污水處理系統穩定性，首先需要聚焦水質指標變化，具體分析可從進水懸浮物和總磷入手。基于280mg/L的設計進水懸浮物進行分析可以發現，2019-2020年，案例污水處理廠存在較為明顯的進水懸浮物波動，最小值、最大值分別為71mg/L、306mg/L。改造后的2020-2021年存在較小的進水懸浮物波動，最小值、最大值、平均值分別為88mg/L、163mg/L、125mg/L。2019-2021年進水懸浮物平均濃度處于120～140mg/L區間，均低于設計值。2019-2020年進水懸浮物超負荷天數為1天，具體超負荷9.5%，可見出水懸浮物穩定性受到的改造影響較小;基于5mg/L的設計進水總磷進行分析可以發現，2019-2020年，污水處理廠存在較為顯著的進水總磷波動，最小值、最大值、平均值分別為2.80mg/L、18.60mg/L、4.75mg/L，2020-2021年同樣存在較為顯著的進水總磷波動，最小值、最大值、平均值分別為2.94mg/L、18.11mg/L、4.22mg/L，綜合分析可以發現，改造前案例污水處理廠存在較大的總磷處理負荷[1]。

進一步圍繞8.0mg/L的出水懸浮物預警值進行分析，2019-2020年案例污水處理廠存在較為明顯的出水懸浮物波動變化，最小值、最大值、平均值分別為4mg/L、8mg/L、5.4mg/L，2020-2021年則分別為4mg/L、9mg/L、4.8mg/L，可見存在較小的出水懸浮物平均值變化，同時2019-2020年、2020-2021年的出水懸浮物超預警值次數占比分別為8.1%、2.4%，可見出水懸浮物在改造后存在顯著的整體下降。結合上述數據可以確定，二沉池強化沉淀在提升污水處理穩定性方面的價值由此得到直觀展示。

2.2出水水質穩定性比較

為明確出水水質穩定性，需對工序能力指數進行計算，這一計算使用等效法，具體公式為：

上式中的 、 、 、 分別為案例污水處理廠污水處理過程的出水水質數據的數標準差、對數均值、預警值及等效工序能力指數，其中等效工序能力指數計算結合出水懸浮物、總磷預警值完成。基于改造完成后2020-2021年的污水處理廠出水懸浮物、總磷，可求得對應的等效工序能力指數分別為0.85、0.52，改造前的對應數值分別為0.60、0.45，這說明改造后案例污水處理廠存在穩定性更高的出水懸浮物、總磷[2]。

2.3藥耗及化學產泥量分析

整體藥耗會受到聚合氯化鋁用量影響，進水總磷波動則會對聚合氯化鋁用量造成直接影響。案例污水處理廠收集的含磷廢水主要源于印刷電路板制造和汽車制造，因此需要在一級、二級處理工藝段進行聚合氯化鋁投加，分別采用間歇投加、連續投加方式，結合進水總磷波動關聯出水總磷波動，改造前后聚合氯化鋁在一級處理段的投加分別為A2/O生物池進水總磷達到3.5mg/L、4.0mg/L及以上時。改造前一級、二級處理段的聚合氯化鋁單位耗用量分別為40.30kg/t、106.70kg/t，改造后分別為10.25kg/t、34.40kg/t，同時需要新增0.56kg/t的聚丙烯酰胺。綜合分析可以發現，改造后案例污水處理廠的聚合氯化鋁合計單位耗用量從147.32kg/t下降至44.94kg/t，存在102.38kg/t的絕對下降量，聚合氯化鋁的節約效果明顯。受較小的聚丙烯酰胺用量影響，其同時存在較小的污泥產量貢獻，基于6.30t/tAl的平均聚合氯化鋁化學污泥產率系數及15.87%的聚合氯化鋁平均鋁含量，可確定2019-2020年聚合氯化鋁化學污泥量為894.82t，2020-2021年為3237.04t，化學污泥在改在后存在567.76t的減量。二沉池強化沉淀改造前，案例污水處理廠存在1.65t/t的濕污泥產泥率，改造后該數值下降至0.98t/t，其中的34.75%貢獻源于化學污泥減量，二沉池強化沉淀改造在降低整體產泥率方面的表現較為突出。

結論：綜上所述，二沉池強化沉淀帶來的影響較為深遠。通過投加聚丙烯酰胺溶液，二沉池沉淀效果能夠有效增加，進而獲得更加穩定度出水懸浮物。對比出水懸浮物、總磷及預警值可以發現，改造后的等效工序能力指數提升顯著，存在更高的水質穩定性，同時存在顯著降低的總體藥耗、減少明顯的化學產泥量，二沉池強化沉淀能夠較好服務于整體產泥率控制。

參考文獻：

[1]李鵬，張強，夏海霞.利用中水系統解決二沉池冬季穩定運行的運營實踐[J].凈水技術，2021，40（11）：158-163.

[2]王國亮，劉劼，孫紅芳.西安市第十污水處理廠準Ⅳ類水提標改造方案的工藝比選及實施建議[J].環境工程學報，2021，15（10）：3428-3436+3164.