污水處理廠提標(biāo)改造工程實(shí)踐

許 飛

（合肥通用機(jī)械研究院，安徽合肥 230000）

1 工程概況

合肥市小倉(cāng)房污水處理廠一期工程建設(shè)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，于2010年10月建成后投入運(yùn)營(yíng)，一期采用微曝氧化溝生物處理工藝（圖1）和微絮凝過(guò)濾深度處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)合肥市政府要求，污水處理廠新建及提標(biāo)改造出水水質(zhì)要求達(dá)到地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)，在小倉(cāng)房污水處理廠二期工程建設(shè)投入運(yùn)行后，進(jìn)行一期工程的提標(biāo)改造。改造前后水質(zhì)對(duì)比見表1。

圖1 一期污水處理工藝流程

表1 改造前后設(shè)計(jì)水質(zhì)主要指標(biāo)一覽表 （mg/L）

2 提標(biāo)改造方案分析

小倉(cāng)房污水處理廠一期工程原設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)改造要求出水水質(zhì)總氮、氨氮、化學(xué)需氧量4項(xiàng)主要指標(biāo)濃度值（mg/L）分別不高于 0.3，5，1.5，30，達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量IV類標(biāo)準(zhǔn)，其余指標(biāo)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。此外，提標(biāo)改造設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)中的氮、磷指標(biāo)比原設(shè)計(jì)水質(zhì)也有所提高，因此需要結(jié)合設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)的變化，一期工程已建設(shè)施情況及一期實(shí)際出水水質(zhì)情況，對(duì)TN，TP，NH3-N及COD做出針對(duì)性提標(biāo)改造。

2.1 TN的去除

一期工程的脫氮主要通過(guò)生反池內(nèi)硝化反硝化實(shí)現(xiàn)。一期工程生反池主要參數(shù)：設(shè)計(jì)組數(shù)2組，單組規(guī)模5萬(wàn)m3/d，有效水深約6 m，厭氧區(qū)停留時(shí)間1.98 h，缺氧區(qū)停留時(shí)間3.25 h，好氧區(qū)停留時(shí)間10.77 h，內(nèi)回流比200%。

一期工程實(shí)際出水TN的月平均值10 mg/L，月最高值（10～15）mg/L，此外，一期工程的深度處理工藝為“微絮凝+V形濾池”。該工藝主要針對(duì)TP，SS及附著其上的有機(jī)物的去除，對(duì)進(jìn)一步脫氮無(wú)很好效果，深度處理可選擇反硝化深床處理工藝[1]。因此，對(duì)TN的提標(biāo)改造，一是復(fù)核一期生反池在新的進(jìn)水水質(zhì)情況下的脫氮效果；二是在此基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)充分挖掘一期生反池的脫氮潛力；三是調(diào)整一期深度處理工藝，使其在保留原有功能的基礎(chǔ)上，增加后置反硝化功能，進(jìn)一步降低出水TN。具體方案：①調(diào)整內(nèi)回流液入池點(diǎn)，增加缺氧區(qū)停留時(shí)間；②增大一期生反池內(nèi)回流比至300%，以提高一期生反池的脫氮效果；③在不對(duì)土建結(jié)構(gòu)做較大調(diào)整的前提下，將一期V形濾池改造成反硝化深床濾池，并增加外加碳源措施，通過(guò)后置反硝化確保出水TN達(dá)標(biāo)排放。

2.2 TP的去除

一期工程除磷采用“生物除磷+化學(xué)除磷”方案，其中化學(xué)除磷通過(guò)“生反池出水加藥協(xié)同沉淀+后置加藥微絮凝+過(guò)濾”工藝實(shí)現(xiàn)。而一期工程實(shí)際出水TP的月平均值基本在0.3 mg/L左右，而月最高值大部分在0.5 mg/L以下。同時(shí)，改造后的反硝化深床濾池具有過(guò)濾功能。

TP提標(biāo)改造措施：①相應(yīng)增加投藥量。②通過(guò)深床濾池實(shí)現(xiàn)TP的進(jìn)一步去除。通過(guò)上述措施實(shí)現(xiàn)TP達(dá)到新的出水標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 NH3-N的去除

一期工程實(shí)際出水NH3-N的月平均值（1～2.5）mg/L（冬季略高），而月最高值基本在5 mg/L以下。為使NH3-N達(dá)到新的出水標(biāo)準(zhǔn)，采取以下措施：①?gòu)?fù)核一期工程曝氣能力是否滿足新的設(shè)計(jì)水質(zhì)條件下氨氮硝化的要求；②運(yùn)行時(shí)增加鼓風(fēng)曝氣強(qiáng)度；③運(yùn)行時(shí)可增加泥齡，加大污泥回流，以增大硝化菌活性，有效降低污泥負(fù)荷。

2.4 COD的去除

一期工程實(shí)際出水COD的月平均值已在30 mg/L以下，月最高值（30～50）mg/L。COD的去除主要通過(guò)生反池降解有機(jī)物和后繼混凝沉淀過(guò)濾去除SS、同時(shí)去除附著其上的有機(jī)物的方式實(shí)現(xiàn)。通過(guò)加強(qiáng)運(yùn)行管理，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)出水COD提標(biāo)。

3 提標(biāo)改造工藝方案

一期工程自投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)至今各構(gòu)筑物狀況及設(shè)備運(yùn)行情況正常，出水水質(zhì)穩(wěn)定，通過(guò)上述分析，盡量利用一期已建成的設(shè)施，通過(guò)部分構(gòu)筑物改造實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)的提標(biāo)，從而降低工程投資。

3.1 一期生反池局部改造

對(duì)一期生反池的相關(guān)參數(shù)能力進(jìn)行復(fù)核，見表2。

表2 一期生反池改造前后參數(shù)

通過(guò)表1對(duì)比，提標(biāo)改造一期生反池部分工程措施主要包括：①延長(zhǎng)內(nèi)回流管道并增設(shè)閥門，改變內(nèi)回流液入池點(diǎn)，從而靈活調(diào)配厭、缺氧區(qū)停留時(shí)間。②增設(shè)內(nèi)回流泵，提高內(nèi)回流比，強(qiáng)化脫氮。

一期生反池設(shè)計(jì)規(guī)模10萬(wàn)m3/d，可分為2組獨(dú)立運(yùn)行，單組規(guī)模5萬(wàn)m3/d。每組設(shè)有水平軸流泵1臺(tái)用于內(nèi)回流，泵流量1157.4 L/s，揚(yáng)程1 m，設(shè)計(jì)內(nèi)回流比為200%。

提標(biāo)工程將一期生反池的內(nèi)回流比提高至300%。規(guī)格參數(shù)要求為達(dá)到流量1736 L/s，揚(yáng)程1 m，為避免對(duì)一期生反池土建結(jié)構(gòu)的破壞，考慮到內(nèi)回流泵進(jìn)水渠道的土建條件限制以及泵選型的范圍，擬每組增設(shè)2臺(tái)流量290 L/s，揚(yáng)程3 m的潛水泵，用于增加內(nèi)回流比。

一期生反池設(shè)有管式曝氣器3333根，單根曝氣管規(guī)格8.9 m3/h，經(jīng)復(fù)核，可滿足工藝要求。

3.2 一期V形濾池改為反硝化深床濾池

一期V形濾池主要作用是去除TP（前段絮凝加藥）、SS及附著其上的有機(jī)物，對(duì)脫氮無(wú)很好效果。提標(biāo)改造需要在保留一期功能的基礎(chǔ)上，使濾池具備反硝化功能。考慮到V形濾池與反硝化深床濾池有較多相似性，可利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和設(shè)備，減少投資，反硝化深床濾池在深度處理中具有良好的脫氮效果，且在污水廠提標(biāo)改造中有許多成功應(yīng)用案例，反硝化深床濾池獨(dú)特的配水配氣、液位反饋控制，碳源精確投加，確保污水處理廠能夠穩(wěn)定達(dá)到 TN＜5 mg/L，TP＜0.3 mg/L，SS＜10 mg/L，且能節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用[2]。

改造工程原則上盡量利用現(xiàn)有的池體結(jié)構(gòu)及管路布置，核算相關(guān)設(shè)備能力，盡量予以保留，從而降低施工難度、周期及投資。改造前后的相關(guān)參數(shù)見表3。

表3 一期濾池改造前后參數(shù)

濾池改造主要為池內(nèi)改造（圖2），配套設(shè)備如風(fēng)機(jī)，水泵等均滿足改造后濾池要求可保留利用，池外部分涉及反沖洗管道系統(tǒng)的調(diào)整，具體內(nèi)容：①拆除原V形濾池的濾頭、濾板、濾梁、濾料等；②封堵原氣水分配渠內(nèi)的配水、配氣孔，并按系統(tǒng)要求重新開配水孔；③封堵原濾池反沖洗進(jìn)氣口，按系統(tǒng)要求重新安裝反沖洗管道；④安裝反硝化深床濾池的濾磚及相關(guān)配氣管等；⑤填裝承托層及濾料；⑥按系統(tǒng)要求對(duì)原有閥門進(jìn)行更換調(diào)整，濾池進(jìn)水端新增碳源投加點(diǎn)。

一期工程在加藥混凝后直接過(guò)濾，中間未設(shè)置沉淀段，為利用現(xiàn)有氣源設(shè)備，反沖洗氣源強(qiáng)度受限。因此改造后的濾池反沖洗周期相對(duì)較短。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）提標(biāo)改造主要針對(duì)地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)中TN，TP，NH3-N及COD做出針對(duì)性提標(biāo)改造，在盡可能利用現(xiàn)有構(gòu)筑物及設(shè)備情況下，對(duì)局部進(jìn)行調(diào)整，既節(jié)約投資，同時(shí)也保證出水水質(zhì)達(dá)到地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)。

（2）改造的主要措施：調(diào)整一期生化池的內(nèi)回流液入池點(diǎn)及內(nèi)回流比；一期V形濾池改為反硝化深床濾池；增加外加碳源措施.

（3）提標(biāo)改造主要目標(biāo)為出水水質(zhì)由一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)提高至地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)大部分污水廠設(shè)計(jì)都可以達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)內(nèi)水環(huán)境要求嚴(yán)格的流域污水廠提標(biāo)改造提供借鑒。

圖2 一期濾池改造前后