棗莊嶧城污水處理廠工程改造實現節能降耗

韓莉莉 張拓 張強 吳東強

1.棗莊市排水管理處， 山東棗莊 277100；2. 棗莊聯合潤通水務有限公司

棗莊嶧城污水處理廠工程改造實現節能降耗

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1.棗莊市排水管理處， 山東棗莊 277100；2. 棗莊聯合潤通水務有限公司

棗莊嶧城污水處理廠一期工程自投入運行以來，由于實際進水水質指標嚴重高于設計標準，使得污水處理系統難以發揮作用，一度陷入癱瘓狀態。經過對該廠的工藝設計進行改造，在滿足整個系統安全穩定運行的同時，達到了節能降耗的目的。

污水處理廠；工藝技術改造；節能降耗

1 概況

棗莊嶧城污水處理廠（現改名為棗莊聯合潤通水務有限公司）項目工程，是國家南水北調的配套項目。該工程項目占地60畝，工程概算投資7427萬元，設計規模為日處理污水4萬噸，日回用水2萬噸，污水配套管網24公里。共分二期建設。目前，已完成一期工程（處理規模為2×104m3/ d）的投入運行。該工程采取O C O二級生化處理工藝。此工藝在流程上采用連續環行反應形式，利用不同菌群的特性和各反應池池容的調整，使生物系統在降解有機物的同時除去氨氮和磷。

2 存在的主要問題

隨著嶧城區的快速開發建設及工業園的陸續開放，在城市污水排放量大幅度增加的同時，污水濃度也不斷提高，導致進水水質和水量24小時內不均衡，水質波動較大，各項指標遠高于原設計值，COD：400～1000mg.L-1；NH3-N：30～60mg.L-1；SS：200～1000mg.L-1；MLSS：6000～10000mg.L-1。高出設計值2-5倍。不僅增加了能耗，而且嚴重影響了處理系統的正常運行，甚至陷入癱瘓狀態。出水水質不穩定不能達標排放。

進水水質給處理系統造成的影響：

生化池：由于進水不穩定且濃度較高，導致污泥活性較差，加之工業廢水進入，有機物更難降解，生物脫氮除磷很難達到處理效果。

曝氣方面：對生化系統造成較大沖擊，DO甚至不能達到最佳。為控制溶解氧（2～3mg.L-1），需運行兩臺鼓風機（比正常情況增加一臺），噸水電耗達到0.4度左右，增加了能耗。

二沉池：由于生化池生化效果不理想，直接造成二沉池污泥缺氧，有機物氧化不完全，污泥脫氮上浮，污泥濃度和懸浮物較高，刮泥機的刮泥效果不理想，并且對污泥回流井回流設備造成很大沖擊。

3 改造方案及工藝流程

3.1 改造目標

（1） 減小不均衡、高濃度的進水對處理系統帶來的巨大沖擊，避免污水處理設備超負荷運作，使整個污水處理系統正常穩定地發揮凈化功能。

（2）確保出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準的同時，滿足節能降耗，以達到降低污染，改善水環境質量，保護城區飲用水源的目的。

圖1 改造后工藝流程

表1 改造工程新增主要設備及構筑物

表2 改造后的運行效果

3.2 設計原則

（1）盡量利用原有設備、系統和現有廠區，選用高性價比的水處理設備，降低工程投資。

在確保處理效果的同時，最大限度地提高設備運行平穩水平。

（2）系統運行靈活，盡量考慮操作自動化，減少操作勞動強度。

3.3 改造方案的選擇

高濃度的進水超出了污水處理工藝的運行負荷，給處理設施、設備造成了不利的影響，難以滿足效果需求。為調節生物系統進水濃度，減小對系統的沖擊，通過對幾種處理效果較好的工藝進行充分技術經濟分析比較，盡可能用最少的資金達到廢水治理符合排放要求，盡可能采用占地面積小的處理改造工藝，在原來的工藝基礎上增設了一個初沉池。其工藝流程見圖1。

3.4 工藝流程說明

為降低處理系統的負荷，滿足原生化系統達到處理效果，系統在曝氣沉砂池與混合井之間增設了初沉池設備，池內設置刮泥機，污水進入初沉池經過沉降，部分污泥被刮板刮到池底經污泥泵輸送到脫水機房，以此來降低進水中SS，起到了調節進水濃度的作用，減輕了負荷對生化池的沖擊和對設備、設施的不利影響。PH也能得到有效控制。同時倘若設備出現故障，初沉池還能起到事故儲水池的作用。污水流經初沉池后，水質有了明顯改善，C O D、N H3-N、S S均能降低20%～30%左右。

3.5 自控儀表改造

為減少投資，改造工藝利用原有的中心控制系統對新增設備等進行遠程監控。P L C按預先編制好的程序對加藥間、初沉池以及生化系統的運行進行控制。根據溶解氧參數控制風機的開啟數量及運行頻率，所有設備的運行狀況和所有監測儀表的狀態在中控室顯示，并配有報警功能。

4 改造后運行情況

改造工程于2010年11月份完成了土建、設備購買與安裝工程，并通過驗收。2011年2月份投產運行并基本達到了設計效果。經過在線檢測和數據分析發現，流經初沉池后水質較進水口水質，COD、SS、NH3-N均能降低20%～30%左右，生化池內水質MLSS可由改造前的6000～10000mg.L-1降至5000mg.L-1左右，推流器較改造前減半數量運行，微生物種類、數量、污泥活性趨于穩定。固液分離明顯，有機物氧化效果好轉并保持穩定。出水水質均達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準。改造后設備運行效果見表2。

5 節能降耗效果

工藝處理系統經過改造后，減輕了污水對處理設施和設備的負荷沖擊，使各項參數指標得到了有效的控制，同時也降低了能耗。通過對生化池好氧區末端溶解氧的控制測試，正常情況下可運行一臺鼓風機便可滿足曝氣需要，比改造前兩臺鼓風機同時運行節約了電耗，噸水電耗由改造前的0.4降到了0.3左右，此外生化池內的推流器也實現了減半數量運行，既避免了設備超負荷運行又達到了節能降耗的目的。單位運行成本降低了0.05元/m3。

6 結語

隨著經濟的飛速發展，城市里污水的排放量及其濃度都在大幅度地發生變化，原有的污水處理工藝只有在實際運行中不斷地革新和完善才能發揮處理系統凈化功能，滿足效果需求。嶧城污水處理廠改造工程在原有的工藝基礎上，進行了技術改造，解決了高濃度的進水對處理系統的負荷沖擊和設備的超載磨損，恢復了工藝系統正常功能的運行，滿足了節能降耗的要求。出水水質達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準，同時為再生回用創造了條件。

[1]馬勇，彭永臻. 城市污水處理系統運行及過程控制[M]. 北京: 科學出版社.2007

[2]張中和.北京市市政工程設計研究總院 城鎮排水.給水排水設計手冊[M]. 北京：中國建筑工業出版社.2004

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.001