蒲城縣城南污水處理廠出水指標偏高處理對策

常龍艷 ，程 軍 ，李滿文

（1.陜西省水務(wù)集團水務(wù)科技有限公司，陜西 西安 710035；2.陜西省水務(wù)集團污水處理有限公司，陜西 西安 710035）

1 水廠基本情況

蒲城縣城南污水處理廠隸屬于陜西省水務(wù)集團有限公司，設(shè)計進水量10000 m3/d，實際進水量2500 m3/d～9000 m3/d，主體采用AA/O同步脫氮除磷二級生物處理及絮凝沉淀+濾布濾池深度處理工藝。出水執(zhí)行國家一級A排放標準。水廠來水主要為工業(yè)園區(qū)廢水，生活污水占比很小，根據(jù)污水廠進水口的監(jiān)測數(shù)據(jù)，水廠進水水質(zhì)水量波動較大，進水COD濃度平均為 120 mg/L～500 mg/L，果汁廠運行時可達 600 mg/L～700 mg/L，高峰時段超過1500 mg/L。進水氨氮濃度40 mg/L～80 mg/L，總磷 3.5 mg/L～4.5mg/L，SS：300 mg/L～480 mg/L。目前水廠出水多項指標偏高，COD濃度維持在70mg/L～150mg/L，氨氮0.1 mg/L～13 mg/L，總磷 0.15 mg/L～2.3 mg/L，SS：17 mg/L～110 mg/L。

經(jīng)排查上游主要排污企業(yè)有4個，取各自污水處理站的排水進行曝氣試驗，檢測來水的可生化性。四類企業(yè)的污水處理站排水水質(zhì)見表1。

表1 排污企業(yè)排水水質(zhì)檢測[1]

檢測結(jié)果表明，以上企業(yè)排水水質(zhì)均能滿足COD：300 mg/L，NH4+-N：25 mg/L，SS：25 mg/L，BOD：150 mg/L，pH：6～9 的水質(zhì)標準要求。但BOD均偏低，可生化性差，B/C值均低于0.1，遠不能達到城市污水處理可生化性B/C值0.6的最低要求。

2 存在的問題及原因分析

經(jīng)對污水廠現(xiàn)有處理工藝的檢驗及對源頭排污企業(yè)的排查調(diào)研，認為造成水廠出水指標偏高的原因有以下幾點。

（1）水廠進水工業(yè)廢水占比大，AA/O工藝不能滿足處理要求

城南污水處理廠在建設(shè)初期規(guī)劃的生活污水占比為25%，然而由于管網(wǎng)布置不到位，實際進廠污水主要為工業(yè)園區(qū)廢水，生活污水僅有不到500 m3/d，占到水廠目前進水量的10%以下。常規(guī)AA/O+絮凝沉淀處理工藝難以達到處理要求。主要問題在于進水可生化性差、存在農(nóng)藥及抗生素等有毒有害物質(zhì)，污泥難以培養(yǎng)且活性低下，僅僅依靠生化反應(yīng)難以處理大分子難降解有機物和工業(yè)污染物。

（2）來水水質(zhì)水量波動大，成分復(fù)雜，可生化性差

水廠進水COD濃度120mg/L～1500mg/L，進水量2500m3/d～9000 m3/d，來水波動幅度很大，而且水廠前端未設(shè)置調(diào)節(jié)池，容易對后續(xù)生物處理工藝造成沖擊。污水廠來水為混合性難降解有機物廢水，水成分復(fù)雜，可生化性極差，間斷性檢測進水BOD/COD值最低為0.12，最高僅有0.33，遠低于可生化B/C值0.6～0.7的標準。

（3）水廠建設(shè)與設(shè)計存在不符，部分設(shè)備設(shè)施難以正常運行

城南污水處理廠部分建設(shè)項目與設(shè)計方案不符，造成設(shè)備故障率高，水廠難以維持正常運行狀態(tài)。主要表現(xiàn)在：水廠未設(shè)置溢流泵，水量過大時容易造成泵房淹沒；水廠未設(shè)置備用電源，停電時水廠必須停產(chǎn)，存在被淹沒的風險；旋流沉砂池過小，容易發(fā)生溢池等。

（4）進水可生化碳源不足，出水總氮、總磷、SS不達標

進水可生化碳源不足，碳氮比過低，造成AA/O工藝生物脫氮除磷效果不佳。生化反應(yīng)出水總氮（TN）大于20 mg/L，總磷（TP）在2.5 mg/L左右。TN、TP需重點進一步去除。

3 技術(shù)處理對策

由于蒲城縣城南污水廠來水混合多種肼類、酚類等難降解有機物，成分復(fù)雜，單一的水處理技術(shù)很難滿足現(xiàn)實的污水處理需要。電化學水處理技術(shù)由其操作簡單，經(jīng)濟高效，無二次污染等優(yōu)點，成為高難有機廢水處理的熱門技術(shù)[2]。其原理是在外加電場的作用下，在電解槽內(nèi)通過陽極表面的電化學過程所產(chǎn)生的高活性物質(zhì)（如羥基自由基或活性氯等）對污染物進行直接或間接降解，從而達到水體凈化[3～4]。本項目中電化學水處理法的引入需要與其他方法結(jié)合使用，經(jīng)分析論證，建議將電化學法與生物處理法相結(jié)合，采用“吸附—脫附濃縮—電催化氧化—生物處理”的技術(shù)處理思路，首先制備高性能吸附劑，對來水進行吸附劑脫附濃縮處理，對脫附后的濃縮液進行電化學處理，羥基自由基（-HO），會對有機高分子進行攻擊，產(chǎn)生斷鏈效應(yīng)[5]，極大的增加了廢水的可生化性，再接入生物處理單元，水中的多種有機污染物能在生物技術(shù)和電化學技術(shù)的共同處理中，被有效的降解和處理，從而大大提高污水處理的效率和處理質(zhì)量。同時，電化學反應(yīng)過程產(chǎn)生的微弱的電流，能夠有效刺激微生物的代謝活動，從而促進生物處理的效率。

4 水廠改造建議

（1）水廠現(xiàn)有工藝及設(shè)備改造方案

針對混合性難降解有機廢水與現(xiàn)有單一AA/O處理工藝不相符的矛盾，提出改造水廠現(xiàn)有工藝和設(shè)備來滿足處理要求。①梳理污水管路，增加生活污水比例，打通201省道至水廠進水口的污水管道以及陳莊鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)，使得水廠進水中生活污水比例占到40%以上，以提高污水可生化性；②投加可生化碳源，在生活污水接入水廠之前，投加工業(yè)甲醇，能夠提高進水可生化性，提高系統(tǒng)同步脫氮除磷效果，降低總氮總磷；③增設(shè)電化學高級氧化處理單元和曝氣生物濾池，采用“吸附-脫附濃縮-高級氧化-生物處理”工藝進行處理，同時在絮凝沉淀池之后新建二級提升泵房，用于高級氧化單元和曝氣生物濾池進水；改造雙回路電源，保證水廠供電安全；加高旋流沉砂150 mm～200 mm，保證系統(tǒng)出水順暢；增設(shè)溢流泵房，降低水廠被淹風險。

（2）從源頭入手降低污染物排入濃度

針對目前國家對污水排入下水道標準COD≤300 mg/L，與污水處理廠執(zhí)行國家一級A排放標準COD≤50 mg/L明顯矛盾，建議從源頭入手降低污染物排入水廠濃度，提高制污企業(yè)處理標準，減輕污水廠處理壓力。研究制備基于電化學氧化處理技術(shù)的一體化小型處理裝置，安裝于上游主要排污企業(yè)工藝末端，使相關(guān)難降解有機物在排入污水廠之間進行預(yù)處理，使得排入廢水COD值降低到100 mg/L～150 mg/L，從而極大的降低污水廠的處理壓力。

（3）其他改造建議

增設(shè)初次沉淀池，由于水廠進水懸浮雜質(zhì)高，包含大量難降解有機物、重金屬、無機質(zhì)等污染物，且水質(zhì)水量變化大，容易對后段生化處理造成沖擊，新增初沉池有助于去除懸浮雜質(zhì)、調(diào)節(jié)水質(zhì)水量、促進水解酸化；新增一臺污泥脫水機，與現(xiàn)有脫水機聯(lián)用，一用一備，提高污泥脫水效率和保證率；增設(shè)清水池，在水廠末端增設(shè)清水池，安裝潛水泵并鋪設(shè)反沖洗水管路，保證污泥脫水間持續(xù)供水。

5 結(jié)論

陜西省水務(wù)集團蒲城縣城南污水處理廠由于承接了縣城南部工業(yè)園區(qū)大部分乃至全部的工業(yè)廢水，污染物來源復(fù)雜，富含肼類、酚類等高難降解有機物，傳統(tǒng)單一的AA/O處理工藝很難滿足處理要求，水廠現(xiàn)有工藝處理完后COD等多項出水指標嚴重高于國家一級A排放標準。原因之一是來水中生活污水的比例較小，可生化碳源較少，污水可生化性不高，總氮總磷處理效果不理想；其次來水量的變化浮動較大，很難保證處理效果的穩(wěn)定性；其三現(xiàn)有的AA/O處理技術(shù)工藝無法適用含肼類等混合性有機廢水的處理。基于上述現(xiàn)狀，提出采用電化學的水處理技術(shù)與生物技術(shù)向結(jié)合的處理對策，用“吸附-脫附濃縮-電化學高級氧化-生物法”的思路改造現(xiàn)有處理工藝，從改造現(xiàn)有水廠設(shè)備和工藝及利用一體化電化學處理裝置降低排污企業(yè)排入濃度兩個角度提出改造建議。為污水廠下一步實施提標改造方案提供技術(shù)建議和指導(dǎo)幫助。