塘西河再生水廠提標改造工程設計

葛 軍 （合肥市濱湖新區建設投資有限公司，安徽 合肥 230001）

近年來，由于巢湖流域社會經濟發展加快，流域水污染總負荷一直處于高位態勢，巢湖湖區富營養化程度雖然有所改善，但仍處于富營養化狀態，部分主要入湖河流由于缺乏地表徑流，水質仍處于劣Ⅴ類。根據安徽省人大常委會頒布的《巢湖流域水污染防治條例》，自2017年1月1日起在巢湖流域范圍內實施《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）。新標準的實施，進一步提高了城鎮污水處理廠排放水質要求。目前，塘西河再生水廠排放標準執行一級A標準，不滿足《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）要求，尤其是TN、NH3-N及TP指標明顯高于標準，因此此次提標改造勢在必行。

1 再生水廠現狀及存在問題

1.1 現狀水量水質

已建的合肥市濱湖新區塘西河再生水廠位于廬州大道以西，塘西河南岸，設計規模為3.0萬m3/d，設計為AAO+MBR膜工藝，峰值系數按1.2考慮，高峰設計流量0.417m3/s。塘西河再生水廠實測進水水量為：2016年7月至2017年12月，平均處理水量26001m3/d。

由表1可看出，塘西河出水部分指標能穩定達到一級A標準，其中TN、NH3-N和TP存在較大波動，無法滿足《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》（DB34/2710-2016）中城鎮污水處理廠Ⅰ的要求。

1.2 產生問題及原因分析

①水質。通過對實測進出水水質分析，目前塘西河再生水廠運行正常，出水水質可以滿足現在的一級A標準，其原因主要是由于采用MBR工藝，曝氣充分、泥水分離效果良好。但是，由于進水水質TN、NH3-N及TP指標高于原設計值，以及設計出水標準提高，目前的出水水質中TN及TP，無法達到新的排放標準要求。為保證出水TN穩定達標，擬對一期A2/O生化池進行適當改造，保證充分的反硝化時間，使污水中有機物完全硝化。反硝化深床濾池采用降流式重力過濾，去除懸浮物的效果很好，對于前端SS去除效果不理想的老污水廠有良好的補救作用[1-3]，同時反硝化深床濾池作為本廠A2/O工藝的深度處理工藝，兩種工藝相配合可確保最終出水水質穩定達標，尤其是對TN的去除效果明顯，在控制外加碳源投量的情況下，可使出水TN穩定在5mg/L以下[4-5]。擬增設有反硝化功能的深度處理流程。為保證出水TP的措施，采用生物除磷輔以化學除磷，同時增設深度處理確保很低的出水SS。

②除臭系統。塘西河再生水廠工程除臭主要針對預處理區和生化池前段及泥處理區2個區域進行。雖然已考慮除臭設置，但箱體內部仍有臭味，其原因是由于部分密封設備老化，導致臭氣外泄。同時好氧池和MBR膜池處于敞開狀態，底部不斷鼓風曝氣，致使大量污水中臭氣外溢，加之半地下構筑物通風狀況不太理想，導致地下箱體內部臭氣彌漫，工作環境較差。

③通風系統。塘西河再生水廠地下箱體通風設計換氣次數為6～12次/h，箱體內通風設計的換氣次數考慮較為富余，從而設備功率較大，若長時間連續開啟廠內整體能耗較高。故處于運行費用控制的考慮，通風設備時常處于關閉狀態，也是箱體內環境較差的一大原因，為保證水廠保持良好的通風環境，在設置集臭裝置的同時設置通風裝置，保證通風。

塘西河再生水廠進出水質及排放標準 表1

2 提標改造工程方案

2.1 設計水質

根據《巢湖流域城鎮污水處理廠和工業行業主要水污染物排放限值》，要求塘西河再生水廠設計出水主要指標見表2所示。

塘西河再生水廠改造后設計進出水水質 表2

2.2 工程改造方案

2.2.1 新增除臭系統

廠內產生臭氣的主要區域為預處理區、生化處理區及泥處理區等。擬對好氧池及MBR膜池進行加蓋密封處理，防止臭氣外溢，同時通過管道對臭氣進行收集，并輸送至新增臭氣處理裝置。比較多種除臭方法，得出生物除臭技術可以將污水處理廠中的臭氣處理干凈，并且防止臭氣進步的擴散，大大改善生態環境，是一種新型的環保措施[6]。通過研究國際上先進的成功經驗以及我國的實際情況，設計出符合生物除臭工藝的除臭系統，可以提升除臭工作效率，改善大氣環境[7]。建議采用微生物除臭法集中進行除臭處理，達標后排放入空氣。

2.2.2 改造A2/O生化池

改造強化除磷脫氮功能，尤其是提高脫氮效率，增大用于缺氧脫氮的容積；與后續膜池配合完成出水提標功能。同時對好氧池進行加蓋密封，防止臭氣進入操作層箱體，影響工作環境。

①實驗表明，適當提高混合液回流比可有效增加COD、TN、NH3-N和TP的去除率[8]，改造將增大混合液回流比。膜池至好氧區污泥回流比R=100%；預缺氧區到缺氧區回流比R=400%；膜池至厭氧池污泥回流比R=100%；增加A2/O生化池缺氧池容積，將原厭氧區第一格調整做缺氧區，使缺氧池有足夠的反應時間。

②原生化池采用兩點進水的倒置A2/O運行方式，倒置A2/O工藝缺氧池反硝化不完全，硝酸鹽進入厭氧池影響聚磷菌釋磷作用，硝酸鹽對聚磷菌抑制作用主要表現在反硝化菌對聚磷菌碳源的競爭上，通過硝化液回流位置的調整,將倒置A2/O調整為傳統A2/O工藝，消除硝酸鹽對聚磷菌釋磷影響，同時實現進水優質碳源厭氧池聚磷菌優先利用[9]。改造于原第一格缺氧池增設污泥回流點，于原第二格缺氧池增設混合液回流點，使得生化池能以厭氧-缺氧-好氧的方式運行。

③用玻璃鋼蓋板對好氧池上方進行密封加蓋，通過除臭風管收集臭氣進行集中處理。

2.2.3 改造MBR膜池

由于MBR膜池須送至深床濾池，因出水清水池水面標高低于深床濾池進水水面，從MBR膜清水池后須設置提升泵。同時對MBR膜池進行加蓋密封，防止臭氣進入操作層箱體，影響工作環境。

2.2.4 改造加藥間

原PAC投加管堵塞嚴重，改造將原有PAC投加裝置更換為三氯化鐵投加裝置，由于深床濾池前設絮凝段，增設1臺三氯化鐵投加裝置。投加點分別為預缺氧段起端及深床濾池前端。

現狀碳源投加裝置僅考慮1臺，本次增設2臺NaAC投加裝置。投加點分別為生化池缺氧段及深床濾池前端。

2.2.5 新建反硝化深床濾池

反硝化深床濾池作為目前新型的深度處理工藝，同時具有去除SS、脫氮和除磷的復合型功能，一池多用，性能穩定，已在國內多座城鎮污水處理廠的升級改造中得到應用[10-14]。提標改造需要對水質有更高的要求，原本工藝已無法滿足，因此借鑒其他成功的城鎮污水處理廠的升級改造所運用的增設反硝化深床濾池。

根據本廠規模增建濾池1座，按3.0萬m3/d規模設計，共分為4格，單格濾池凈空尺寸B×L=4.2×14.4m。配有1套反沖洗系統，采用氣水反沖洗模式進行反沖洗。

2.3 改造后污水處理工藝

塘西河再生水廠改造后污水處理采用以改良A2/O+MBR+深度處理為主體的處理工藝，經過模型模擬，改造后的塘西河再生水廠出水可滿足巢湖流域最新排放的要求。

改造后工藝流程如圖1所示。

圖1 改造后工藝流程框圖

3 工程效益

城市污水處理工程是防治水域污染的主要措施之一，其建設和城市經濟發展有著密切的關系，創造的價值表現在環境效益之中，更多地表現為潛在的經濟效益和社會效益。

3.1 環境效益

塘西河再生水廠主要水污染物減排量 表3

塘西河再生水廠提標改造工程建成后，可改善塘西河河水體質量，提高水資源的利用價值。每年減少污染物的排放見表3。

3.2 經濟及社會效益

提標后尾水可用于洗車，綠化澆灌、河道補水等，節約了自來水用水量。同時提高新區環境水平，對改善該地方投資環境、發展經濟和增強民眾的幸福感具有較大的積極作用。

4 結 語

塘西河再生水廠提標改造工程在原有設施與工藝的基礎上，通過優化和調整，滿足巢湖流域最新排放的要求，該提升改造方案對于同類已建污水廠的提標改造具有一定的參考價值。