潞安集團后勤中心污水處理廠提標改造工程

郭 強（山西潞安礦業集團公司建設中心，山西長治046204）

潞安集團后勤中心污水處理廠提標改造工程

郭 強（山西潞安礦業集團公司建設中心，山西長治046204）

根據長治市重點流域水污染防治規劃實施方案，潞安集團后勤中心污水處理廠采用A2/O/MBR工藝進行提標改造，使出水水質由《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級B標準提升為一級A標準。

污水處理；A2/O/MBR；一級A標準

潞安集團后勤中心污水處理廠始建于1993年，處理工藝為：氣浮-過濾-活性炭吸附。隨著處理水量增加和排放標準的提高，2006年進行“生化處理”擴容改造，擴容后設計處理能力為10000m3/d，實際進水量為7500m3/d，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。根據長治市人民政府辦公廳關于印發長治市重點流域水污染防治規劃（2011-2015年）實施方案的通知（長政辦發〔2013〕4號），要求對污水廠進行水質提標改造，使出水水質達到最高要求一級A標準。

1 污水處理廠提標前狀況

污水處理廠提標前主要采用SBR工藝，通過生物反應降解有機物和去除氨氮。提標前出水水質為：CODcr=27mg/L，BOD5=15mg/L，SS=18mg/L，氨氮=15mg/L（夏季）、8mg/L（冬季），TN=20mg/L，TP=1mg/L。

由于SBR工藝設計的局限性，反硝化反應未能正常進行，NO3-N在出水中大量積累，造成總氮數值偏高。加上生物反應應受氣溫影響較大，在氣溫較低的冬季 （水溫最低為12℃），微生物的代謝速度明顯變慢，去除效率降低。

從污水處理廠出水水質分析來看，若提高出水標準為一級A標準，需進一步對有機物、SS和氨氮、TN、TP進行去除，其中SS、TN、TP是此次污水處理廠出水提標的主要控制性因素。

2 提標改造需要解決的問題

2.1 增加處理措施或改造生化池，著重進行脫氮

根據現有出水情況改造，在工程中應著重考慮總氮的去除問題，增加脫氮設施或改造現有生物處理池，保證出水總氮達標。

在脫氮過程中應考慮碳源問題，由于生物脫氮系統通過加碳源為電子供體，利用原污水中的基質作為反硝化的電子受體。由于在二級處理過程中，可作為碳源利用的有機物已經被最大程度地去除，因此需外加碳源才能保證反硝化進行。而通過改造現有生物處理池為A2/O，增加MBR膜生物反應器，有利于增殖緩慢的硝化細菌及其它細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率提高，可以有效解決脫氮問題，避免投加碳源。

2.2 去除有機物和總磷

膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應器內有足夠的停留時間，有利于專性菌的培養，大大提高了難降解有機物的降解效率。

為保證改造后能穩定達到的出水標準要求，在生化池中或后端投加化學藥劑，進行化學除磷。

2.3 增加設施，保證懸浮物達標

根據一級A標準出水要求，懸浮物應降到10mg/L以下，需增加處理設施，去除出水中的固體物質、TP和濁度，保證出水水質。

2.4 減少升級改造的占地面積

由于該污水處理工程在原設計規劃時未考慮升級改造的要求，因此廠區可利用的空閑場地較少。在增加必要的處理構筑物的同時，應考慮工藝的占地情況，來減少新增用地，避免進行征地。

3 提標改造工藝

根據本污水處理站進水水質和出水要求，選擇技術可行、經濟合理的工藝組合方案為A2/O/MBR工藝。A2/O/MBR工藝不僅能夠保證穩定出水達標，而且在此基礎上可以提高一倍的處理量。處理流程簡單，工藝控制也較為簡單，土建及占地較省。只要保證膜的質量以及正確的膜清洗操作，將會達到較為完美的處理。

3.1 A2/O生物脫氮除磷工藝[1～2]

該工藝是典型的常規脫氮除磷工藝。A2/O工藝是在生物反應池中人為地形成厭氧、缺氧、好氧生物環境。在好氧條件下，有機物被降解的同時，污水中的有機氮被異養菌氧化為氨氮，在供氧充足的條件下，氨氮再被硝化菌氧化成硝態氮，產生的能量用于合成新的硝化菌細胞。在好氧條件下產生大量的硝酸根，通過混合液回流到缺氧段。

在缺氧條件下，反硝化細菌利用硝酸根為最終電子受體，氧化水中的有機物，用于產能和增殖，與此同時，硝酸鹽被異化還原成氮氣，從水中逸出，從而達到除氮的目的。

在厭氧條件下，在產酸菌的作用下，進水中的部分有機物被轉化成低分子有機物，聚磷菌在厭氧壓抑狀態下分解體內的多聚酸鹽產生能量并釋放出大量的磷酸鹽維持聚磷菌的代謝。聚磷菌是活性污泥在厭氧、好氧交替過程中大量繁殖的一種好氧菌。在好氧條件下，聚磷菌所吸收的有機物被氧化分解并提供能量，同時從污水中攝取比厭氧條件下所釋放的更多的磷（叫超量吸收磷），將磷以聚酸鹽形式貯藏在細胞內，形成高磷污泥，通過剩余污泥系統排出，從而達到除磷的目的。

A2/O工藝不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也優于常規的活性污泥法，還可以提高污泥的沉降性能。

3.2 MBR（膜生物反應器）工藝[3～4]

膜-生物反應器是一種將膜分離技術與傳統污水生物處理工藝有機結合的新型高效污水處理與回用工藝。一體式膜生物反應器具有出水水質好、占地面積省的特點。該技術通過膜組件的高效分離作用，大大提高了泥水分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中優勢菌的出現，提高了生化反應速率。同時，該工藝能大大減少剩余污泥的產量，從而基本解決了傳統生物方法存在的剩余污泥產量大、占地面積大、運行效率低等突出問題。

在膜生物反應器中，中空纖維膜組成的膜組件浸放于好氧曝氣區中，由于中空纖維膜的孔徑可完全阻止細菌的通過，所以將菌膠團和游離細菌全部保留在曝氣池中，只將濾過的水匯入集水管中排出，從而達到泥水分離，免除了二沉池，各種懸浮顆粒、細菌、藻類、濁度和COD及有機物均得到有效的去除，保證了出水懸浮物接近零的優良出水水質。

3.3 提標改造后工藝流程

污水處理廠提標改造后，生活污水首先進入調節池，然后經過粗、細機械格柵，將水中漂浮的大的懸浮物進行攔截，防止其進入提升井內將泵及管路堵塞。經過機械格柵后的生活污水進入提升井，污水經提升泵提升到旋流沉砂池，除去較大的砂粒，出水進入轉鼓細格柵去除纖維類物質，防止膜的堵塞。轉鼓細格柵出水自流入生化處理單元（A2/O/MBR）進行處理。

污水分別進入A2/O生化處理系統（原來四組SBR池合并改造而成），在A2/O池中微生物對污水中的有機污染物、氮化物進行分解和去除后，混合液流入MBR膜池，清水通過抽吸水泵抽吸透過MBR膜。

MBR池利用膜對生化反應池內的含泥污水進行過濾，實現泥水分離。一方面，膜截留了反應池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大大增加，達到很高的水平，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質量的產水。

MBR池剩余污泥排入污泥濃縮池，泵入壓濾機壓濾脫水，污泥脫水干化后集中外運處置。

MBR池出水經消毒后進入回用水池，部分回用，剩余部分外排至淤泥河。

4 處理結果

項目提標改造后，山西省長治市襄垣縣環境監測站對潞安集團后勤中心污水處理廠出水水質進行了采樣分析，得出出水水質均符合 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準的要求，CODcr去除率為87%、BOD5去除率為88%、氨氮去除率為83%、懸浮物去除率為97%、總磷去除率為89%、總氮去除率為81%。

[1]肖文濤.污水生物脫氮除磷工藝的現狀與發展[J].環境保護與循環經濟，2010（11）.

[2]郝 靜，熊 黎.淺談各種污水處理工藝的生物脫氮除磷效果[J].西南給排水，2014（05）

[3]劉 巖，李志東，蔣林時.膜生物反應器（MBR）處理廢水的研究進展[J].長春理工大學學報（自然科學版），2007（01）.

[4]李學彥，魏明巖，李 麟，赫俊國.一體式膜生物反應器（MBR）處理生活污水的研究[J].環境科學與管理，2016（04）.

X703

A

2095-2066（2016）35-0001-02

2016-11-29

郭 強（1984-），男，工程師，碩士，主要從事地面工程管理工作。